Neste artigo, vamos construir alguns circuitos simples de ventiladores dc controlados por temperatura automática baseados em Arduino que ligarão um ventilador ou qualquer outro dispositivo conectado a ele, quando a temperatura ambiente atingir um nível de limite pré-determinado. Vamos utilizar o sensor DHT11 e o arduino para este projeto.
Visão geral
A beleza dos microcontroladores é que temos um controle muito preciso sobre os periféricos que estão conectados a ele. Neste projeto o usuário só precisa inserir a temperatura limite no programa, o microcontrolador cuidará do resto da função.
Existem toneladas de projetos de controladores automáticos de temperatura não baseados em microcontroladores disponíveis na Internet, como o uso de comparador e transistores.
Eles são muito simples e funcionam bem, mas o problema surge ao calibrar o nível de limiar usando um resistor ou potenciômetro predefinido.
Temos uma ideia cega ao calibrar e o usuário pode precisar fazer o método de tentativa e erro para encontrar o ponto ideal.
Esses problemas são superados por microcontroladores, o usuário só precisa inserir a temperatura em Celsius neste projeto, portanto não há necessidade de calibração.
Este projeto pode ser usado onde a temperatura interna do circuito precisa ser estabilizada ou evitando o superaquecimento.
No diagrama 1, estamos conectando uma ventoinha da CPU como saída. Esta configuração pode ser usada para controlar a temperatura ambiente interna de um circuito fechado.
Quando a temperatura limite é atingida, o ventilador liga. Quando a temperatura fica abaixo do limite de temperatura, o ventilador desliga. Então é basicamente um processo automatizado.
No diagrama 2, conectamos um relé para controlar dispositivos que funcionam com tensão de rede, como ventilador de mesa.
Quando a temperatura ambiente atinge a temperatura limite, o ventilador liga e desliga quando o ambiente esfria.
Esta pode ser a melhor maneira de economizar energia e isso pode ser o paraíso para pessoas preguiçosas que desejam que outras pessoas liguem o ventilador quando estiverem quentes.
Diagrama de circuito mostrando um controle de ventilador DC
Esta configuração pode ser implantada para circuitos que estão dentro de uma caixa. O LED acende quando o nível de limite predefinido é atingido e também liga o ventilador.
Conectando um relé para controlar ventiladores maiores
Este circuito faz a mesma função do circuito anterior, agora o ventilador é substituído pelo relé.
Este circuito pode controlar um ventilador de mesa ou de teto ou qualquer outro dispositivo que possa resfriar a temperatura ambiente.
O dispositivo conectado desliga assim que a temperatura atinge um nível abaixo do limite predefinido.
O diagrama do circuito do ventilador CC com temperatura controlada ilustrado aqui são apenas algumas das muitas possibilidades. Você pode personalizar o circuito e programar para seu próprio propósito.
NOTA 1: #Pin 7 é a saída.
NOTA 2: Este programa é compatível apenas com o sensor DHT11.
Programa para o circuito regulador automático de temperatura explicado acima usando Arduino:
Código do programa
//--------------------Program developed by R.Girish---------------------//
#include
dht DHT;
#define DHTxxPIN A1
int p = A0;
int n = A2;
int ack;
int op = 7;
int th = 30; // set thershold tempertaure in Celsius
void setup(){
Serial.begin(9600); // May be removed after testing
pinMode(p,OUTPUT);
pinMode(n,OUTPUT);
pinMode(op,OUTPUT);
digitalWrite(op,LOW);
}
void loop()
{
digitalWrite(p,1);
digitalWrite(n,0);
ack=0;
int chk = DHT.read11(DHTxxPIN);
switch (chk)
{
case DHTLIB_ERROR_CONNECT:
ack=1;
break;
}
if(ack==0)
{
// you may remove these lines after testing, from here
Serial.print("Temperature(°C) = ");
Serial.println(DHT.temperature);
Serial.print("Humidity(%) = ");
Serial.println(DHT.humidity);
Serial.print("\n");
// To here
if (DHT.temperature>=th)
{
delay(3000);
if(DHT.temperature>=th) digitalWrite(op,HIGH);
}
if(DHT.temperature
delay(3000);
if(DHT.temperature
}
if(ack==1)
{
// may be removed after testing from here
Serial.print("NO DATA");
Serial.print("\n\n");
// To here
digitalWrite(op,LOW);
delay(500);
}
}
//-------------------------Program developed by R.Girish---------------------//
Nota: No programa
int = 30; // define a temperatura limite em Celsius.
Substitua “30” pelo valor desejado.
Segundo projeto
O segundo projeto de circuito de ventilador CC com temperatura controlada discutido abaixo detecta automaticamente a temperatura ambiente e ajusta a velocidade do motor do ventilador para manter a temperatura ambiente sob controle. Este processamento automático é feito através de um Arduino e um sensor de temperatura IC LM35.
De: Ankit Negi
NOSSO OBJETIVO:
1). Assim que a temperatura do ambiente aumenta além de 25 graus Celsius (você pode alterar este valor no programa de acordo com sua necessidade, explicado na seção de trabalho) o motor começa a funcionar.
2). E com cada grau de aumento da temperatura, a velocidade do motor também aumenta.
3). O motor funciona em sua velocidade máxima assim que a temperatura sobe para 40 graus Celsius (este valor pode ser alterado no programa).
SENSOR DE TEMPERATURA LM35:
Para realizar a tarefa mencionada acima, vamos usar temp. Sensor LM35 como é amplamente utilizado e facilmente disponível.
O LM35 tem 3 pinos como você pode ver na figura.
1. Vin– este pino está conectado à fonte de alimentação dc entre 4 a 20 v.
2. Vout– este pino dá saída na forma de tensão.
3. GND– este pino é conectado ao terminal GND do circuito.
O LM35, quando conectado à fonte de alimentação, detecta a temperatura do ambiente e envia tensão equivalente de acordo com o aumento de temperatura por grau através de seu pino de saída.
O LM35 pode detectar qualquer temperatura. entre -50 graus a +150 graus Celsius e aumenta a saída em 10 milivolts com um aumento de 1 grau na temperatura. Assim, a tensão máxima que pode fornecer como saída é de 1,5 volts.
POR QUE ARDUINO PARA ESTE PROJETO DC FAN CONTROLLER?
O Arduino é obrigado a alterar o valor analógico recebido do pino de saída do LM35 para o valor digital e envia a saída digital correspondente (PWM) para a base do mosfet.
Também usaremos comandos do arduino para imprimir temperatura, valor analógico correspondente e saída digital para mosfet no monitor serial do ARDUINO IDE.
QUAL É O PAPEL DO POWER MOSFET?
Este circuito será inútil se não puder executar o motor de alta corrente. Portanto, para executar esses motores, o mosfet de potência é usado.
POR QUE O DIODO É USADO?
O diodo é usado para proteger o mosfet do EMF traseiro gerado pelo motor durante a execução.
LISTA DE PEÇAS PARA O PROJETO:
1. LM35
2. ARDUINO
3. MOSFET DE POTÊNCIA (IRF1010E)
4. DIODO (1N4007)
5. VENTILADOR (motor)
6. FONTE DE ALIMENTAÇÃO DO VENTILADOR
DIAGRAMA DE CIRCUITO:
Faça as conexões conforme mostrado no diagrama de circuito.
a) Conecte o pino vin do lm358 a 5v do arduino
b) Conecte o pino vout do lm358 ao A0 do arduino
c) Conecte o pino terra do lm358 ao GND do arduino
d) Conecte a base do mosfet ao pino PWM 10 do arduino
CÓDIGO:
float x;// initialise variables
int y;
int z;
void setup()
{
pinMode(A0,INPUT); // initialize analog pin A0 as input pin
Serial.begin(9600); // begin serial communication
pinMode(10,OUTPUT); // initialize digital pin 10 as output pin
}
void loop()
{
x=analogRead(A0) ; // read analog value from sensor's output pin connected to A0 pin
y=(500*x)/1023;// conversion of analog value received from sensor to corresponding degree Celsius (*formula explained in working section)
z=map(x,0,1023,0,255) ; // conversion of analog value to digital value
Serial.print("analog value ");
Serial.print( x) ; // print analog value from sensor's output pin connected to A0 pin on serial monitor( called "analog value")
Serial.print(" temperature ");
Serial.print( y) ; // print the temprature on serial monitor( called "temprature")
Serial.print(" mapped value ");
Serial.print( z*10) ; // multiply mapped value by 10 and print it ( called " mapped value " )
Serial.println();
delay(1000) ; // 1 sec delay between each print.
if(y>25)
{analogWrite(10,z*10) ; // when temp. rises above 25 deg, multiply digital value by 10 and write it on PWM pin 10 ( ** explained in working section)
}
else
{analogWrite(10,0) ; // in any other case PWM on pin 10 must be 0
}
}
FUNCIONANDO (compreendendo o código):
UMA). VARIÁVEL X-
Este é simplesmente o valor analógico que é recebido pelo pino no. A0 do pino de saída do LM35.
B). VARIÁVEL Y-
Devido apenas a esta variável, nosso motor do ventilador funciona de acordo com a temperatura correspondente. O que essa variável faz é alterar o valor analógico, ou seja, a variável x para a temperatura correspondente do ambiente.
Y = (500*x)/1023
1. O primeiro valor analógico deve ser alterado para a tensão correspondente, ou seja
1023: 5v
Portanto, (5000 milivolts *x)/1023 V
2. Agora sabemos que para cada aumento de grau na temperatura, a saída de tensão correspondente aumenta em 10 mv, ou seja
1 grau Celsius: 10 milivolts
Portanto, (5000 milivolts *x)/ (1023*10) GRAUS
C). VARIÁVEL Z-
z=map(x, 0, 1023, 0,255);
esta variável altera o valor analógico para o valor digital para saída pwm no pino 10.
NOTA:: Sabemos que o lm35 pode fornecer no máximo 1,5 volts e isso também quando temp. É 150 graus. o que não é prático.
Isso significa que para 40 graus Celsius temos 0,40 volts e para 25 graus temos 0,25 volts. Como esses valores são muito baixos para o pwm adequado no mosfet, precisamos multiplicá-lo por um fator.
Portanto, multiplicamos por 10 e, em vez disso, damos esse valor como saída analógica para o pino 10 do PWM, ou seja
** analogWrite(10,z*10)
Agora, para 0,25 volts, o mosfet obtém 0,25 * 10 = 2,5 volts
Para 0,40 volts o mosfet obtém 0,40 * 10 = 4 volts em que o motor quase funciona em sua velocidade máxima
CASO 1. Quando temp. É inferior a 25 graus
Neste caso o arduino envia tensão 0 PWM para o pino 10 como na última linha de código
** outro
{analogWrite(10,0); // em qualquer outro caso, o PWM no pino 10 deve ser 0
} **
Como a tensão pwm na base do mosfet é 0, ele permanece desligado e o motor é desconectado do circuito.
Veja circuito simulado neste caso.
Como você pode ver a temperatura é de 20 graus, portanto
Valor analógico=41
Temperatura=20
Valor mapeado = 100
Mas como a temperatura é inferior a 25 graus, o mosfet recebe 0 volt como mostrado na fig (indicado pelo ponto azul).
CASO 2. Quando temp. É maior que 25 graus
Quando a temperatura atinge 25 graus, então, conforme especificado no código pwm, o sinal é enviado para a base do mosfet e, a cada grau de aumento de temperatura, essa tensão PWM também aumenta, ou seja
if(y>25)
{analogWrite(10,z*10)
} which is z* 10.
Veja circuito simulado neste caso.
Como você pode ver, à medida que a temperatura aumenta de 20 graus para 40 graus, todos os três valores mudam e a 40 graus Celsius
Valor analógico=82
Temperatura=40
Valor mapeado = 200
Como a temperatura é superior a 25 graus, o mosfet obtém a tensão PWM correspondente, conforme mostrado na fig (indicado pelo ponto vermelho).
Portanto, o motor começa a funcionar a 25 graus e com o aumento correspondente na temperatura por grau; tensão pwm do pino 10 à base do mosfet também aumenta. Portanto, a velocidade do motor aumenta linearmente com o aumento da temperatura e se torna quase máxima para 40 graus Celsius.
Se você tiver mais dúvidas sobre o circuito de ventilador dc controlado por temperatura automática explicado acima usando ventilador e Arduino, você sempre pode usar a caixa de comentários abaixo e enviar seus pensamentos para nós. Tentaremos retornar o quanto antes.
Hashtags: #Circuitos #Ventiladores #Controlados #por #Temperatura #Arduino
FONTE
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