- Potreban materijal
- Kružni dijagram
- Relej:
- Izračunavanje temperature pomoću termistora:
- Arduino kôd
- Rad sustava za automatizaciju kućnog automatiziranja:
Pretpostavimo da sjedite u sobi i osjećate hladnoću i želite da se vaš grijač automatski uključi, a zatim isključi nakon nekog vremena kada se poveća sobna temperatura, tada će vam ovaj projekt pomoći da automatski kontrolirate svoje kućanske uređaje u skladu s temperaturom. Ovdje kontroliramo kućanske uređaje za izmjeničnu struju s Arduinom na temelju temperature. Ovdje smo koristili termistor za očitavanje temperature. Već smo povezali Termistor s Arduinom i prikazali temperaturu na LCD-u.
U ovom uputstvu pričvrstit ćemo uređaj za izmjeničnu struju s relejem i izraditi sustav kućne automatizacije s regulacijom temperature pomoću Arduina. Također prikazuje temperaturu i status uređaja na LCD zaslonu 16 * 2 spojenom s krugom.
Potreban materijal
- Arduino UNO
- Relej (5v)
- LCD zaslon od 16 * 2
- Žarulja (CFL)
- NTC termistor 10k
- Spajanje žica
- Otpornici (1k i 10k ohma)
- Potenciometar (10k)
Kružni dijagram
Ovaj sustav kućne automatizacije zasnovan na temperaturi sastoji se od različitih komponenata poput Arduino ploče, LCD zaslona, releja i termistora. Rad uglavnom ovisi o releju i termistoru, jer se temperatura povećala, relej će se uključiti, a ako se temperatura smanji ispod zadane vrijednosti, relej će se isključiti. Kućni uređaj povezan s relejem također će se uključiti i isključiti u skladu s tim. Ovdje smo koristili CFL žarulju kao AC uređaj. Cijeli postupak aktiviranja i podešavanje vrijednosti temperature izvodi programirana Arduino ploča. Također nam daje detalje o promjeni temperature u svake pola sekunde i statusu uređaja na LCD zaslonu.
Relej:
Relej je elektromagnetska sklopka kojom se upravlja malom strujom i koristi se za UKLJUČIVANJE I ISKLJUČIVANJE relativno mnogo veće struje. Znači primjenom male struje možemo uključiti relej koji omogućuje protok mnogo veće struje. Relej je dobar primjer upravljanja uređajima izmjeničnom (izmjeničnom strujom), koristeći znatno manju istosmjernu struju. Obično se koristi relej Jedan Poljak Dvostruka projiciranja (SPDT) relej, ima pet terminala kao u nastavku:
Kad na zavojnicu nema napona, COM (zajednički) spojen je na NC (normalno zatvoreni kontakt). Kada se na zavojnicu primijeni određeni napon, stvara se elektromagnetsko polje koje privlači armaturu (poluga spojena na oprugu) i spajaju se COM i NO (normalno otvoreni kontakt) koji omogućuju protok veće struje. Releji su dostupni u mnogim ocjenama, ovdje smo koristili 5V relej radnog napona, koji omogućuje protok struje 7A-250VAC.
Relej se konfigurira pomoću malog upravljačkog kruga koji se sastoji od tranzistora, diode i otpornika. Tranzistor se koristi za pojačavanje struje tako da puna struja (iz istosmjernog izvora - 9v baterija) može teći kroz zavojnicu da bi je u potpunosti energizirala. Otpor se koristi za osiguravanje pristranosti tranzistora. I Dioda se koristi za sprečavanje povratnog strujanja struje, kada je tranzistor ISKLJUČEN. Svaka zavojnica induktora proizvodi jednak i suprotan EMF kad se iznenada isključi, to može uzrokovati trajna oštećenja komponenata, pa se dioda mora koristiti za sprečavanje obrnute struje. Relej Modul je lako dostupna na tržištu sa svim svojim Vozač spoj na ploči ili ga možete stvoriti pomoću gore komponenti. Ovdje smo koristili 5V relejni modul
Izračunavanje temperature pomoću termistora:
Iz kruga razdjelnika napona znamo da:
V se = (V u * RT) / (R + R)
Tako će vrijednost Rt biti:
Rt = R (Vin / Vout) - 1
Ovdje će Rt biti otpor termistora (Rt), a R će biti otpornik od 10 k ohma.
Ova se jednadžba koristi za izračunavanje otpora termistora iz izmjerene vrijednosti izlaznog napona Vo. Vrijednost napona Vout možemo dobiti iz vrijednosti ADC na pin A0 Arduina, kao što je prikazano u Arduino kodu danom dolje.
Proračun temperature iz otpora termistora
Matematički se otpor termistora može izračunati samo uz pomoć Stein-Hartove jednadžbe.
T = 1 / (A + B * ln (Rt) + C * ln (Rt) 3)
Gdje su A, B i C konstante, Rt je otpor termistora, a ln predstavlja log.
Konstantna vrijednost za termistor korišten u projektu je A = 1,009249522 × 10 −3, B = 2,3740405444 × 10 −4, C = 2,019202697 × 10 −7. Te se konstantne vrijednosti mogu dobiti iz kalkulatora ovdje unošenjem tri vrijednosti otpora termistora pri tri različite temperature. Te konstantne vrijednosti možete dobiti izravno iz tehničkog lista termistora ili možete dobiti tri vrijednosti otpora pri različitim temperaturama i dobiti vrijednosti konstanti pomoću datog kalkulatora.
Dakle, za izračunavanje temperature trebamo vrijednost samo otpora termistora. Nakon dobivanja vrijednosti Rt iz prethodno navedenog izračuna stavite vrijednosti u Stein-Hartovu jednadžbu i dobit ćemo vrijednost temperature u jedinici Kelvin. Kako postoji manja promjena izlaznog napona, uzrokuje promjenu temperature.
Arduino kôd
Potpuni Arduino kôd za ove kućanske uređaje s kontroliranom temperaturom dan je na kraju ovog članka. Ovdje smo objasnili nekoliko njegovih dijelova.
Za izvođenje matematičke operacije koristimo datoteku zaglavlja „#include
#include
Za postavljanje releja (kao izlaza) i LCD-a u trenutku pokretanja moramo upisati kod u dio za postavljanje praznina
Postavljanje praznine () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); pinMode (RELEJ, IZLAZ); }
Za izračunavanje temperature Stein-Hartovom jednadžbom pomoću električnog otpora termistora izvodimo nekoliko jednostavnih matematičkih jednadžbi u kodu kako je objašnjeno u gornjem izračunu:
float a = 1.009249522e-03, b = 2.378405444e-04, c = 2.019202697e-07; plutajuće T, logRt, Tf, Tc; plutajući termistor (int Vo) {logRt = log (10000,0 * ((1024,0 / Vo-1))); T = (1,0 / (a + b * logRt + c * logRt * logRt * logRt)); // Vrijednost temperature u Kelvinima dobivamo iz ove Stein-Hartove jednadžbe Tc = T - 273,15; // Pretvorba Kelvina u Celzijus Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Pretvori Kelvina u Fahrenheitov povrat T; }
U donjem kodu funkcijski termistor očitava vrijednost s analognog pina Arduina i ispisuje vrijednost temperature izvođenjem matematičke operacije
lcd.print ((Termistor (analogRead (0))));
A tu vrijednost uzima funkcija termistor i tada se izračun započinje s ispisom
plutajući termistor (int Vo)
Moramo napisati kod za uključivanje i isključivanje svjetla u skladu s temperaturom, jer postavljamo temperaturnu vrijednost, kao ako temperatura poraste više od 28 Celzijevih stupnjeva, svjetla će se upaliti ako manje lampica ostane isključeno. Dakle, kad god temperatura prijeđe 28 °, moramo RELAY pin (PIN 8) postaviti visoko kako bi modul releja bio UKLJUČEN. A kada temperatura padne ispod 28 stupnjeva, moramo isključiti relejni pin kako bismo isključili relejni modul.
if (Tc> 28) digitalWrite (RELAY, HIGH), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("Status svjetla: UKLJUČENO"), kašnjenje (500); inače ako je (Tc <28) digitalWrite (RELAY, LOW), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("Status svjetla: ISKLJUČENO), kašnjenje (500);
Rad sustava za automatizaciju kućnog automatiziranja:
Da biste napajali Arduino, možete ga napajati putem USB-a na prijenosno računalo ili spojiti adapter od 12 V. LCD je povezan s Arduinom za prikaz vrijednosti temperature, termistor i relej povezani su prema shemi kruga. Analogni pin (A0) koristi se za provjeru napona termistorskog pina u svakom trenutku, a nakon izračuna pomoću Stein-Hartove jednadžbe putem Arduino koda možemo dobiti temperaturu i prikazati je na LCD-u u Celzijusu i Fahrenheitu.
Kako se temperatura povećava za više od 28 Celzijevih stupnjeva, Arduino čini modul releja UKLJUČENIM čineći pin 8 VISOKIM (tamo gdje je povezan relejni modul) kada temperatura padne ispod 28 stupnjeva Arduino isključuje relejni modul čineći pin LOW. CFL žarulja također će se paliti i gasiti prema modulu releja.
Ovaj sustav može biti vrlo koristan u projektu s ventilatorom i automatskim regulatorom izmjenične temperature.
Također provjerite naše brojne tipove projekata kućne automatizacije koji koriste različite tehnologije i mikrokontrolere poput: