Δημιουργήστε τον δικό σας ελεγκτή θερμοκρασίας με ένα Arduino

Διαφήμιση

Ανασηκώστε το τέλειο ψωμί, ψήστε όμορφη μπύρα και κερκυρα γερά με έναν ρυθμιστή θερμοκρασίας Arduino. Εάν ζείτε σε λιγότερο από αξιόπιστο κλίμα όπως η Αγγλία, οι οδηγίες που σας λένε να κρατήσετε κάτι σε μια καθορισμένη θερμοκρασία δεν είναι ιδιαίτερα εξυπηρετικό - δεν έχουμε κλιματιστικά και η ανύψωση του θερμοστάτη για ολόκληρο το σπίτι δεν είναι πρακτική για την κατασκευή του φρατζόλα ψωμί. Ακόμη και διατηρούνται μέσα, οι νεοσσοί μπορούν να πεθάνουν εάν η θερμοκρασία πέσει τη νύχτα. και να τους πάρει για να εκκολαφθούν στην πρώτη θέση έχει ένα ακόμα πιο αυστηρό εύρος θερμοκρασίας. Αλλά χρειάζομαι το ψωμί μου και οι νεοσσοί χρειάζονται επώαση - έτσι αντί να αγοράζουμε ακριβό εξοπλισμό, μπορούμε να βάλουμε μαζί έναν αρμόδιο ελεγκτή θερμοκρασίας με ένα κομμάτι Arduino και οικιακής χρήσης.

Το ίδιο ισχύει και για τη διατήρηση των αντικειμένων δροσερά - μπορεί να είναι σπατάλη η λειτουργία ολόκληρου του ψυγείου μόνο για να φτιάξετε γιαούρτι - αλλά με έναν ελεγκτή θερμοκρασίας, η αρχή είναι η ίδια. Αντί να ενεργοποιήσετε ένα στοιχείο θέρμανσης, θα ενεργοποιήσετε το φις σε ένα μικρό ψυγείο ή άλλο στοιχείο ψύξης, όπως ένα

Peltier (θερμοηλεκτρικός ψύκτης) - και φυσικά, η λογική θα αντιστραφεί.

Τι θα χρειαστείτε

Αυτό είναι ένα έργο Arduino - αν δεν έχετε δουλέψει ποτέ με τον Arduino πριν, το δικό μας δωρεάν οδηγός για αρχάριους Ξεκινώντας με το Arduino: Οδηγός για αρχάριουςΤο Arduino είναι μια πλατφόρμα πρωτοτύπου ηλεκτρονικής ανοικτής πηγής που βασίζεται σε ευέλικτο και εύχρηστο υλικό και λογισμικό. Πρόκειται για καλλιτέχνες, σχεδιαστές, χομπίστες και όσους ενδιαφέρονται να δημιουργήσουν διαδραστικά αντικείμενα ή περιβάλλοντα. Διαβάστε περισσότερα είναι ένα φανταστικό μέρος για να ξεκινήσετε.

• Arduino
• Αισθητήρας θερμοκρασίας - Χρησιμοποιώ ένα TMP36, μια φτηνή συσκευή ενιαίου πακέτου που συνοδεύει το Oomlout (UK) / Sparkfun (ΗΠΑ) κιτ αρχαρίων.
• Ρελέ ή διακόπτες βύσματος RC
• Βιδώστε τα τερματικά
• Κουτί για να παγιδεύσετε τη θερμότητα
• Στοιχείο θέρμανσης ή λαμπτήρα πυρακτώσεως και διάταξη (ή και τα δύο)

Το τελευταίο θέμα έχει παραμείνει σκόπιμα ασαφές. Αν έχετε λαμπτήρα πυρακτώσεως (το είδος που ζεσταίνεται, δεν είναι εξοικονόμηση ενέργειας) ή ένας θερμός λαμπτήρας για αθλητικά τραύματα και τέτοια, είναι ίσως το πιο εύκολο να το εγκαταστήσετε. Χρησιμοποιώ μια ζώνη θέρμανσης - βασικά μια ταινία από καουτσούκ που ζεσταίνεται όταν περάσει η ηλεκτρική ενέργεια, που χρησιμοποιείται σε καραμπίνες και βαρέλια για τα αρχικά στάδια ζύμωσης στον τομέα του κρασιού ή της μπύρας - τεχνικά, αυτό μπορεί να είναι ένας κίνδυνος πυρκαγιάς όταν δεν τυλίγεται γύρω από κάτι, έτσι παρακαλώ μην το κάνετε αυτό, το χρησιμοποιώ μόνο για να το δοκιμάσω. Μπορείτε επίσης να αγοράσετε μαξιλάρια θέρμανσης για τον ίδιο σκοπό.

Για λόγους ασφαλείας, χρησιμοποιώ αυτά τα βύσματα RC για να αλλάξω τις συσκευές AC, με έναν ελεγκτή να έχει χάσει τις λεπτομέρειες αυτό το άρθρο αυτοματισμού στο σπίτι Συσκευές ελέγχου από ένα Arduino: Η αρχή του αυτοματισμού στο σπίτιΤελευταία φορά, σας έδειξα μερικούς τρόπους με τους οποίους τα έργα σας Arduino ελέγχονται μέσω SiriProxy, OS X ενσωματωμένα ομιλητά αντικείμενα και ορισμένα scripting Automator ή ακόμα και ένα ειδικό λογισμικό αναγνώρισης φωνής πατατακι. ΕΓΩ... Διαβάστε περισσότερα . Είναι ασύρματο, οπότε σε καμία περίπτωση δεν χρειάζεται να αγγίζω πραγματικά ζωντανά καλώδια.

Ανίχνευση θερμοκρασίας

Ας ξεκινήσουμε καλωδίωση και δοκιμή του αισθητήρα. [Διάγραμμα από την Adafruit]

Με την επίπεδη πλευρά προς εσάς και τα πόδια προς τα κάτω, ο αισθητήρας θερμοκρασίας TMP36 είναι καλωδιωμένος +, σήμα, GND με αυτή τη σειρά. Το + πηγαίνει στην έξοδο 3,3 V από το Arduino. χρειάζεστε επίσης μια άλλη γραμμή που πηγαίνει από το +3,3 V στην AREF pin - αυτό λέει στο Arduino να χρησιμοποιεί 3,3 V για αναφορά αναλογικής εισόδου αντί για 5 V. Συνδέστε τον ακροδέκτη σήματος του αισθητήρα στο A1. Σε προηγούμενες προσπάθειες, είχα χρησιμοποιήσει το TMP36 απευθείας στη γραμμή 5 V. Λειτουργεί, δυστυχώς, όταν συνδυάστηκε με ένα ρελέ, υπήρξε μια πτώση ισχύος όποτε ενεργοποιήθηκε το ρελέ, με αποτέλεσμα πολύ έντονες αναγνώσεις.

Χρησιμοποίησα ένα παλιό καλώδιο δικτύου ως καλώδιο σήματος - πολύ χρήσιμο να έχω γύρω, αφού υπάρχουν 8 καλώδια μέσα. Το καλώδιο είναι τελείως λεπτό, οπότε φροντίστε να ενισχύσετε το άλλο άκρο με συγκόλληση όπου θα βιδωθεί σε μπλοκ ακροδεκτών.

Ο τύπος στον κώδικα υποθέτει ότι χρησιμοποιείτε τον αισθητήρα tMP36. θα πρέπει να μπορείτε να βρείτε ένα δείγμα κώδικα για άλλους αισθητήρες. Αυτό δείγμα κώδικα είναι από Adafruit - φορτώστε το και ανοίξτε την κονσόλα Serial για να εξετάσετε την έξοδο.

Συγκρίνετε με ένα θερμόμετρο αν είναι δυνατόν. Οι αναγνώσεις δεν είναι σωστές;

• Ελέγξτε ότι η τάση που παρέχεται είναι στην πραγματικότητα 3,3 V
• Είναι το AREF συνδεδεμένο με 3.3V επίσης;

Προσθήκη στη λογική του διακόπτη

Για να ελέγξω το στοιχείο θέρμανσης, χρησιμοποιώ αυτές τις υποδοχές RC από το Maplin και έχουν ξεχωρίσει τον ελεγκτή. Μόνο η γείωση και ο ακροδέκτης ελέγχου πρέπει να συνδεθούν. Έχω τροποποιήσει τον κώδικα για να συμπεριλάβει τις σχετικές βιβλιοθήκες που μπορείτε κατεβάστε από εδώ.

Σε αυτό το σημείο, θα καταργήσω επίσης όλες τις αναφορές στο Farenheit και θα συνεχίσω να δουλεύω μόνο με το Κελσίου. Στη συνέχεια ορίσαμε μια επιθυμητή θερμοκρασία για να διατηρήσουμε και προσθέσαμε σε μια απλή δομή ελέγχου όπως αυτή:

εάν (temperatureC 

Δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο εδώ που δεν θα καταλάβετε - απλά συγκρίνοντας την τρέχουσα ανάγνωση θερμοκρασίας με την επιθυμητή και ενεργοποιώντας το διακόπτη αν είναι χαμηλότερη. διαφορετικά, απενεργοποιήστε το.

Ο πλήρης κώδικας μπορεί να είναι που βρέθηκαν εδώ, αν και θα πρέπει να προσαρμόσετε αυτό εάν χρησιμοποιείτε ένα ρελέ (δεν είναι δύσκολο). Εδώ είναι το πλήρες διάγραμμα καλωδίωσης που χρησιμοποίησα:

Κάνοντας όλοι μαζί

Βάλτε τον αισθητήρα μέσα στο κιβώτιο που χρησιμοποιείτε και τοποθετήστε το στοιχείο θέρμανσης όπου αρμόζει. Ρυθμίστε την επιθυμητή θερμοκρασία και ενεργοποιήστε την. Εάν διατηρήσετε τον υπολογιστή σας συνδεδεμένο για τώρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την κονσόλα Serial για να παρακολουθείτε τις αλλαγές καθώς το κουτί σας θερμαίνεται.

Περισσότερη δουλεια

• Για να μειώσετε τις επιπτώσεις τυχόν διακυμάνσεων της θερμοκρασίας, μπορείτε να δοκιμάσετε την εξομάλυνση των αποτελεσμάτων. Δημιουργήστε έναν πίνακα για να αποθηκεύσετε 10 μετρήσεις και υπολογίστε έναν μέσο όρο σε κάθε βρόχο.
• Για να αποφύγετε την ταχεία ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του θερμαντικού στοιχείου, δημιουργήστε μια μεταβλητή για να αποθηκεύσετε μια αντίστροφη μέτρηση. Κάθε φορά που ενεργοποιείτε ή απενεργοποιείτε, καταγράψτε την τρέχουσα ώρα στην αντίστροφη μέτρηση, και στη συνέχεια πριν ενεργοποιήσετε ξανά την κατάσταση, ελέγξτε αν έχει περάσει το Χ από την τελευταία αλλαγή της κατάστασης.
• Για ένα έργο χωρίς υπολογιστή, συνδέστε μια μικρή οθόνη LCD για να εμφανίσετε την τρέχουσα θερμοκρασία και θα σας επιτρέψει να δείτε την τρέχουσα και επιθυμητή θερμοκρασία.

Βάζοντας το σε δοκιμή

Τέλος, τι θα ήταν αυτό το έργο χωρίς μια μικρή δοκιμασία; Έστειλα μια παρτίδα έτοιμης ζύμης στη μηχανή ψωμιού και τη χωρίσω σε δύο φραντζόλες. Αυτό που είχε διογκωθεί μέσα στο κουτί ήταν ελαφρώς μεγαλύτερο, αλλά τότε η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι σήμερα περίπου 26 βαθμοί Κελσίου - αυτό θα ήταν πολύ πιο χρήσιμο το χειμώνα. Ανεξαρτήτως, προτιμώ να φτιάξω κάποια σούπα για να συνοδεύσω αυτό το υπέροχο ψωμί.

Έτσι, τι θα κάνατε αυτό απαιτεί μια σταθερή θερμοκρασία;