Stwórz swój własny regulator temperatury z Arduino

Reklama

Podnieś idealny chleb, zaparz piękne piwo i hoduj szczęśliwe pisklęta za pomocą kontrolera temperatury Arduino. Jeśli żyjesz w mało wiarygodnym klimacie, takim jak Anglia, wskazówki, które mówią ci, abyś trzymał coś w ustalonej temperaturze, nie są szczególnie pomocne - nie mamy klimatyzatorów, a podniesienie termostatu dla całego domu nie jest praktyczne po prostu bochen chleba. Nawet trzymane w środku pisklęta mogą umrzeć, jeśli temperatura spadnie w nocy; a przede wszystkim nakłonienie ich do wyklucia ma jeszcze ostrzejszy zakres temperatur. Ale potrzebuję mojego chleba, a pisklęta potrzebują wykluwania się - więc zamiast kupować drogi sprzęt, możemy połączyć kompetentny kontroler temperatury z Arduino i kawałkami domowymi.

To samo dotyczy również utrzymywania niskiej temperatury produktów - uruchomienie całej lodówki tylko po to, by zrobić jogurt, może być marnotrawstwem - ale w przypadku regulatora temperatury zasada jest taka sama. Zamiast aktywować element grzewczy, będziesz aktywować wtyczkę w mini lodówce lub innym elemencie chłodzącym, np

Peltier (chłodnica termoelektryczna) - i oczywiście logika zostanie odwrócona.

Czego będziesz potrzebować

To projekt Arduino - jeśli nigdy wcześniej nie pracowałeś z Arduino, nasz bezpłatny przewodnik dla początkujących Pierwsze kroki z Arduino: przewodnik dla początkującychArduino to platforma prototypowania elektroniki typu open source oparta na elastycznym, łatwym w użyciu sprzęcie i oprogramowaniu. Jest przeznaczony dla artystów, projektantów, hobbystów i wszystkich zainteresowanych tworzeniem interaktywnych obiektów lub środowisk. Czytaj więcej to fantastyczne miejsce na początek.

• Arduino
• Czujnik temperatury - używam TMP36, tanie jednopakowe urządzenie dostarczane z Oomlout (Wielka Brytania) / Sparkfun (USA) zestaw dla początkujących.
• Przekaźniki lub przełączniki wtykowe RC
• Zaciski śrubowe
• Box, aby zatrzymać ciepło
• Element grzewczy lub żarówka i uchwyt (lub oba)

Ostatni element został celowo niejasny. Jeśli masz żarówkę (taką, która się nagrzewa, a nie żarówkę energooszczędną) lub gorącą lampę do kontuzji sportowych i tak, prawdopodobnie jest to najłatwiejsza konfiguracja. Używam opaski grzewczej - w zasadzie opaski gumowej, która nagrzewa się po przepuszczeniu prądu, stosowana na butlach i beczkach dla początkowych etapów fermentacji w produkcji wina lub piwa - technicznie może to być ryzyko pożaru, jeśli nie zostanie owinięte wokół czegoś, więc proszę nie rób tego, używam go tylko do testowania. Możesz także kupić podkładki grzewcze do tego samego celu.

Ze względów bezpieczeństwa używam tych wtyczek RC do przełączania urządzeń prądu przemiennego, z kontrolerem zhackowanym szczegółowo w ten artykuł z automatyki domowej Steruj urządzeniami z Arduino: początek automatyki domowejOstatnim razem pokazałem ci kilka sposobów na kontrolowanie mowy projektów Arduino za pomocą SiriProxy, OS X's wbudowane elementy mówione oraz niektóre skrypty Automatora, a nawet dedykowany sprzęt do rozpoznawania głosu żeton. JA... Czytaj więcej . Jest bezprzewodowy, więc w żadnym wypadku nie muszę dotykać przewodów pod napięciem.

Wykrywanie temperatury

Zacznijmy od podłączenia i przetestowania czujnika. [Schemat z Adafruita]

Z płaską stroną do siebie i nogami skierowanymi w dół, czujnik temperatury TMP36 jest podłączony +, sygnał, GND w tej kolejności. + Przechodzi na wyjście 3,3 V z Arduino; potrzebujesz również innej linii od +3,3 V do styku AREF - to mówi Arduino, aby użyła 3,3 V dla odniesienia wejścia analogowego zamiast 5 V. Podłącz pin sygnałowy czujnika do A1. W poprzednich próbach korzystałem z TMP36 bezpośrednio na linii 5 V. działa, nieco niestety po sparowaniu z przekaźnikiem, za każdym razem, gdy przekaźnik był aktywowany, nastąpił spadek mocy, co spowodowało bardzo zmienne odczyty.

Użyłem starego kabla sieciowego jako kabla sygnałowego - bardzo przydatne, aby mieć go w pobliżu, ponieważ w środku jest 8 przewodów. Kabel jest dość cienki, więc pamiętaj o wzmocnieniu drugiego końca lutem, gdzie będzie wkręcony w blok zacisków.

Wzór w kodzie zakłada, że ​​używasz czujnika tMP36; powinieneś być w stanie znaleźć próbkę kodu dla innych czujników. To przykładowy kod pochodzi z Adafruit - załaduj go i otwórz konsolę szeregową, aby sprawdzić dane wyjściowe.

Jeśli to możliwe, porównaj z termometrem. Odczyty nieprawdziwe?

• Sprawdź, czy dostarczane napięcie wynosi w rzeczywistości 3,3 V.
• Czy AREF jest również podłączony do 3,3 V?

Dodawanie logiki przełączania

Do sterowania elementem grzewczym używam gniazd RC z Maplin i rozebrali kontrolera. Należy podłączyć tylko uziemienie i pin kontrolny. Zmodyfikowałem kod, aby uwzględnić odpowiednie biblioteki, które możesz pobierz stąd.

W tym momencie zamierzam również usunąć wszystkie odniesienia do Farenheita i kontynuować pracę tylko z Celsjuszem. Następnie zdefiniowałem pożądaną temperaturę do utrzymania i dodałem w prostej strukturze sterowania, takiej jak:

if (temperatura C 

Nie ma tu nic skomplikowanego, czego nie zrozumiesz - po prostu porównując bieżący odczyt temperatury z pożądanym i włączając przełącznik, jeśli jest niższy; w przeciwnym razie wyłącz.

Pełny kod może być znaleziono tutaj, ale musisz to zmienić, jeśli używasz przekaźnika (nie jest to trudne). Oto kompletny schemat okablowania, którego użyłem:

Kładąc wszystko razem

Przyklej czujnik do używanego pudełka i umieść element grzewczy w odpowiednim miejscu. Ustaw żądaną temperaturę i włącz wszystko. Jeśli na razie nie podłączysz komputera, możesz użyć konsoli szeregowej, aby obserwować zmiany w miarę nagrzewania się urządzenia.

Dalsza praca

• Aby zmniejszyć wpływ wszelkich wahań temperatury, możesz spróbować wygładzić wyniki. Utwórz tablicę do przechowywania 10 odczytów i oblicz średnią dla każdej pętli.
• Aby uniknąć szybkiej aktywacji i dezaktywacji elementu grzejnego, utwórz zmienną do zapisywania odliczania. Za każdym razem, gdy aktywujesz lub dezaktywujesz, zapisz bieżący czas w odliczaniu, a następnie przed ponownym przełączeniem stanu sprawdź, czy upłynął X czasu od ostatniej zmiany stanu.
• W przypadku projektu bez komputera podłącz mały ekran LCD, aby wyświetlić aktualną temperaturę i pozwolić zobaczyć aktualną i żądaną temperaturę.

Testowanie

Wreszcie, czym byłby ten projekt bez małego testu? Ubrałem porcję gotowego ciasta w maszynie do chleba i podzieliłem na dwa bochenki. Ten, który zakwasił się w skrzyni, był o wiele milszy, ale wtedy temperatura otoczenia dzisiaj i tak wynosi około 26 stopni Celsjusza - byłoby to znacznie bardziej przydatne w zimie. Niezależnie od tego lepiej pójdę zrobić zupę, aby towarzyszyć temu cudownemu chlebowi.

Co byś zrobił, co wymaga stałej temperatury?