مروحة التحكم في درجة الحرارة: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

عندما تعيش في بلد استوائي مثل سنغافورة ، من المحبط أن تتعرق طوال اليوم ، وفي الوقت نفسه ، تحتاج إلى التركيز على دراستك أو عملك في مثل هذه البيئة المزدحمة. لجعل الهواء يتدفق ويبرد نفسك ، خطرت لي فكرة المروحة التي يتم التحكم في درجة حرارتها والتي سيتم تشغيلها تلقائيًا عندما تصل درجة الحرارة إلى 25 درجة مئوية (أي عندما يبدأ معظم الناس في الشعور بالحرارة) وتزداد سرعة المروحة وتجلبها. رياح أقوى عند 30 درجة مئوية.

المكونات المطلوبة:

1. One Arduino Uno.

2-مستشعر درجة حرارة واحد (TMP36 الذي له خرج تناظري).

3. One TIP110 الترانزستور.

4. one 6V العاصمة المحرك مع شفرة المروحة.

5. صمام ثنائي واحد (1N4007).

6. one LED.

7- مقاومات (220 أوم و 330 أوم)

8.6 فولت التيار الكهربائي.

الخطوة 1: إنشاء رسم تخطيطي

هذا هو المخطط الذي قمت بإنشائه لهذا المشروع باستخدام Eagle.

تقدم دائرة مستشعر درجة الحرارة المدخلات التناظرية بناءً على تشغيل المحرك وتغيير سرعته. كما هو موضح في تخطيط الدبوس أعلاه ، يجب توصيل pin1 بمصدر الطاقة. نظرًا لأن TMP36 يعمل جيدًا تحت الجهد من 2.7 فولت إلى 5.5 فولت (من ورقة البيانات) ، فإن 5 فولت من لوحة Arduino كافية لتشغيل مستشعر درجة الحرارة. يقوم Pin 2 بإخراج قيمة الجهد التناظري إلى A0 pin في Arduino والتي تتناسب خطيًا مع درجة الحرارة المئوية. أثناء توصيل Pin3 بـ GND في Arduino.

بناءً على درجة الحرارة المكتشفة ، فإن PWM pin 6 سوف "ينتج جهدًا مختلفًا" (يتم تحقيق جهد مختلف عن طريق تشغيل وإيقاف الإشارة بشكل متكرر) إلى قاعدة الترانزستور TIP110. يتم استخدام R1 للحد من التيار بحيث لا يتجاوز الحد الأقصى للتيار الأساسي (بالنسبة لـ TIP110 ، يكون 50 مللي أمبير بناءً على ورقة البيانات.) يتم استخدام مصدر طاقة خارجي 6 فولت بدلاً من 5 فولت من Arduino لتشغيل المحرك مثل المحرك الكبير قد يؤدي التيار المسحوب بواسطة المحرك إلى تدمير Arduino. يعمل الترانزستور هنا أيضًا كمخزن مؤقت لعزل الدائرة الحركية عن Arduino لنفس السبب (منع التيار المسحوب بواسطة المحرك لإتلاف Arduino.). سوف يدور المحرك بسرعة مختلفة بجهد مختلف مطبق عليه. الصمام الثنائي المتصل بالمحرك هو لتبديد emf المستحث المتولد من المحرك في اللحظة التي نقوم فيها بتشغيل وإيقاف تشغيل المروحة وذلك لمنع الترانزستور من التلف.

يتم توصيل الدبوس الرقمي 8 بمصباح LED والذي سيضيء عند دوران المروحة ، والمقاوم R2 هنا للحد من التيار.

ملاحظة *: تشترك جميع المكونات في الدائرة في نفس الأرضية ، لذلك توجد نقطة مرجعية مشتركة.

الخطوة الثانية: البرمجة

لقد أوضحت التعليقات في الترميز الخاص بي كل خطوة ، وفيما يلي المعلومات التكميلية.

الجزء الأول من الترميز الخاص بي هو تحديد جميع المتغيرات والدبابيس (الصورة الأولى):

السطر 1: يتم تعريف درجة الحرارة على أنها عائمة لذا فهي أكثر دقة.

الخط 3 والخط 4: يمكن تخصيص الحد الأدنى لدرجة الحرارة التي يتم تشغيل المروحة عندها لتكون قيمًا أخرى بالإضافة إلى "درجة الحرارة المرتفعة" التي تدور فيها المروحة بشكل أسرع.

السطر 5: يمكن أن يكون دبوس المروحة أي دبابيس PWM (دبوس 11 ، 10 ، 9 ، 6 ، 5 ، 3.)

الجزء الثاني من الترميز الخاص بي هو التحكم في الدائرة بأكملها (الصورة الثانية):

السطر 3 والخط 4: يحصل المحول التناظري إلى الرقمي في Arduino على قيمة الإشارة التناظرية من analogRead () ويعيد قيمة رقمية من 0-1023 (10 بت). من أجل تحويل القيمة الرقمية إلى درجة حرارة ، يتم تقسيمها على 1024 وضربها في 5 فولت لحساب خرج الجهد الرقمي من مستشعر درجة الحرارة.

الخط 5 والخط 6: وفقًا لورقة البيانات الخاصة بـ TMP36 ، فإنه يحتوي على إزاحة جهد 0.5 فولت ، لذلك يتم طرح 0.5 فولت من الجهد الرقمي الأصلي للحصول على خرج الجهد الفعلي. أخيرًا ، نضرب الجهد الفعلي بـ 100 حيث أن TMP36 له عامل مقياس 10mV / درجة مئوية. (1 / (10mV / درجة مئوية)) = 100 درجة مئوية / V.

الخط 18 والخط 24: يتراوح جهد خرج PWM بين 0-5 فولت. يتم تحديد هذا الجهد من خلال دورة العمل التي تتراوح من 0-255 مع 0 يمثل 0٪ و 255 يمثل 100٪. لذا فإن "80" و "255" هي سرعة المروحة.

الخطوة 3: الاختبار واللحام

بعد صياغة المخطط والتشفير ، حان الوقت لاختبار الدائرة على اللوح!

قم بتوصيل الدائرة كما هو موضح في التخطيطي

لقد استخدمت بطارية 9 فولت خلال هذه المرحلة غير مناسبة لمحرك 6 فولت تيار مستمر ، ولكن يجب أن يكون جيدًا لتوصيلها معًا لفترة قصيرة. خلال النموذج الأولي الفعلي ، استخدمت مصدر طاقة خارجي لتشغيل 6 فولت للمحرك. بعد الاختبار ، تبين الدائرة أنها تعمل بشكل جيد. لذا فقد حان الوقت لحامهم على لوح شريطي!

قبل لحام الدائرة …

من الجيد رسم الدائرة على ورقة تخطيط تخطيط Stripboard لتخطيط مكان وضع المكونات ومكان حفر الثقوب. بناءً على تجربتي ، من الأسهل اللحام عندما تترك عمودًا بين لحامين.

عند اللحام …

كن حذرًا بشأن المكونات ذات القطبية. في هذه الدائرة ، سيكونون هم الصمام الذي يكون ساقه الأطول هو الأنود والصمام الثنائي ، والجزء الرمادي هو الكاثود. يجب أيضًا مراعاة دبوس الترانزستور TIP110 ومستشعر درجة الحرارة TMP36.

الخطوة 4: الإلغاء

لجعل الدائرة بأكملها نظيفة وليست فوضوية ، أستخدم رأس الأنثى إلى الذكر لتكديس اللوح الشريطي على Arduino أثناء الاتصال بالدبوس في Arduino. أقوم أيضًا بطباعة حامل مروحة ثلاثي الأبعاد لحمل المروحة ، وملف stl مرفق أدناه. أثناء العرض التوضيحي ، أستخدم مصدر طاقة خارجي لأن بطارية 9 فولت الخاصة بي لا تعمل.

الفيديو التوضيحي النهائي مرفق أعلاه. شكرا لمشاهدتك!