اجعل وحدة التحكم في درجة الحرارة الخاصة بك مع Arduino

الإعلانات

ارفع الخبز المثالي ، وشرب البيرة الجميلة ، والفراخ السعيدة الخلفية مع وحدة تحكم في درجة الحرارة Arduino. إذا كنت تعيش في مناخ غير موثوق به مثل إنجلترا ، فإن الاتجاهات التي تخبرك بالحفاظ على شيء ما في درجة حرارة محددة ليست كذلك مفيد بشكل خاص - ليس لدينا مكيفات الهواء ، ورفع منظم الحرارة للمنزل بأكمله ليس عمليًا لمجرد صنع رغيف خبز. حتى إذا بقيت في الداخل ، يمكن أن يموت الكتاكيت إذا انخفضت درجة الحرارة في الليل ؛ وجعلهم يفقسون في المقام الأول له درجة حرارة أكثر صرامة. لكني أحتاج إلى خبزي ، وتحتاج الكتاكيت إلى الفقس - لذلك بدلاً من شراء معدات باهظة الثمن ، يمكننا أن نجمع معًا جهاز تحكم مؤهل في درجة الحرارة مع Arduino واللقم المنزلية.

وينطبق الشيء نفسه أيضًا على إبقاء العناصر باردة - قد يكون من التبديد تشغيل ثلاجة كاملة فقط لصنع الزبادي - ولكن مع وحدة التحكم في درجة الحرارة ، فإن المبدأ هو نفسه. بدلاً من تنشيط عنصر التسخين ، ستقوم بتنشيط القابس على ثلاجة صغيرة أو عنصر تبريد آخر ، مثل بلتيير (مبرد كهروحراري) - وبالطبع ، سيتم عكس المنطق.

ما ستحتاج إليه

هذا مشروع Arduino - إذا لم تكن قد عملت مع Arduino من قبل ،

دليل مجاني للمبتدئين الشروع في العمل مع Arduino: دليل المبتدئينArduino هي منصة نماذج إلكترونية مفتوحة المصدر تعتمد على أجهزة وبرامج مرنة وسهلة الاستخدام. إنه مخصص للفنانين والمصممين والهواة وأي شخص مهتم بإنشاء كائنات أو بيئات تفاعلية. اقرأ أكثر مكان رائع للبدء.

• اردوينو
• مستشعر درجة الحرارة - أنا أستخدم جهاز TMP36 ، وهو جهاز حزمة فردي رخيص يأتي مع Oomlout (المملكة المتحدة) / Sparkfun (الولايات المتحدة) مجموعة المبتدئين.
• مفاتيح التتابع أو RC المكونات
• محطات المسمار
• صندوق لحبس الحرارة
• عنصر التسخين أو اللمبة المتوهجة والتجهيزات (أو كليهما)

تم ترك البند الأخير غامضا عمدا. إذا كان لديك مصباح متوهج (النوع الذي يسخن ، وليس لمبة موفرة للطاقة) ، أو مصباح ساخن للإصابات الرياضية ، فمن المحتمل أن يكون من الأسهل إعداده. أنا أستخدم شريط تسخين - في الأساس شريط من المطاط يسخن عند مرور الكهرباء ، ويستخدم على الكربوهيدات والبراميل بالنسبة لمراحل التخمير الأولية في صنع النبيذ أو البيرة - من الناحية الفنية ، يمكن أن يكون هذا خطر الحريق عندما لا يتم التلف حول شيء ما ، لذلك من فضلك لا تفعل هذا ، أنا فقط استخدمه للاختبار. يمكنك أيضًا شراء وسادات التدفئة لنفس الغرض.

لأسباب تتعلق بالسلامة ، أستخدم مقابس RC هذه لتبديل أجهزة التيار المتردد ، مع وجود وحدة تحكم تم اختراقها بالتفصيل في هذه المادة أتمتة المنزل أجهزة التحكم من Arduino: بداية أتمتة المنزلفي المرة الماضية ، عرضت عليك عدة طرق لجعل خطاب مشاريع Arduino الخاص بك يتم التحكم فيه عبر SiriProxy ، OS X's عناصر مدمجة قابلة للتحدث ، وبعض النصوص التلقائية ، أو حتى أجهزة مخصصة للتعرف على الصوت رقاقة. أنا... اقرأ أكثر . إنه لاسلكي ، لذلك لا حاجة في الواقع إلى لمس الأسلاك الحية.

استشعار درجة الحرارة

لنبدأ بتوصيل جهاز الاستشعار واختباره. [رسم تخطيطي من Adafruit]

مع توجيه الجانب المسطح نحوك والساقين لأسفل ، يتم توصيل مستشعر درجة الحرارة TMP36 لأعلى +, الإشارة, GND بهذا الترتيب. يذهب + إلى خرج 3.3 V من Arduino ؛ أنت بحاجة أيضًا إلى خط آخر ينتقل من +3.3 فولت إلى دبوس AREF - وهذا يخبر Arduino باستخدام 3.3 فولت كمرجع إدخال تناظري بدلاً من 5 فولت. قم بتوصيل دبوس إشارة المستشعر بـ A1. في المحاولات السابقة ، استخدمت TMP36 مباشرة على خط 5 فولت ؛ يعمل ، لسوء الحظ قليلاً عند إقرانه بترحيل ، كان هناك انخفاض في الطاقة كلما تم تنشيط التتابع ، مما أدى إلى قراءات متقلبة للغاية.

لقد استخدمت كبل شبكة قديمًا ككابل إشارة - من المفيد جدًا أن يكون موجودًا ، حيث يوجد 8 أسلاك في الداخل. الكبل رقيق جدًا ، لذا تأكد من تقوية الطرف الآخر باستخدام اللحام حيث سيتم ثنيه في كتلة طرفية.

تفترض الصيغة في الرمز أنك تستخدم مستشعر tMP36 ؛ يجب أن تكون قادرًا على العثور على عينة رمز لأجهزة الاستشعار الأخرى. هذه نموذج التعليمات البرمجية من Adafruit - قم بتحميله وافتح وحدة التحكم التسلسلية لفحص الإخراج.

قارن بميزان الحرارة إن أمكن. قراءات ليست صحيحة؟

• تحقق من أن الجهد الذي يتم توفيره هو 3.3 فولت
• هل جهاز AREF متصل بـ 3.3 V أيضًا؟

إضافة منطق التبديل

للتحكم في عنصر التسخين ، أستخدم مقابس التوصيل RC هذه من Maplin ، و تفكيك وحدة تحكم. يجب توصيل دبوس الأرض والتحكم فقط. لقد قمت بتعديل الكود ليشمل المكتبات ذات الصلة التي يمكنك تحميل من هنا.

عند هذه النقطة ، سأقوم أيضًا بإزالة جميع الإشارات إلى Farenheit ومواصلة العمل مع Celsius فقط. ثم حددت درجة الحرارة المطلوبة للحفاظ عليها ، وأضفتها في بنية تحكم بسيطة مثل ذلك:

if (temperatureC 

لا يوجد شيء معقد هنا لن تفهمه - فقط مقارنة درجة الحرارة الحالية بالقراءة المطلوبة ، وتشغيل المفتاح إذا كانت أقل ؛ وإلا ، قم بإيقاف تشغيله.

يمكن أن يكون الرمز الكامل وجدت هنا، على الرغم من أنك ستحتاج إلى تعديل هذا إذا كنت تستخدم التتابع (ليس صعبًا). إليك مخطط الأسلاك الكامل الذي استخدمته:

ضع كل شيء معا

ثبت المستشعر داخل الصندوق الذي تستخدمه وضع عنصر التسخين حيثما كان ذلك مناسبًا. اضبط درجة الحرارة المطلوبة ، وقم بتشغيلها كلها. إذا أبقيت جهاز الكمبيوتر الخاص بك متصلًا في الوقت الحالي ، فيمكنك استخدام وحدة التحكم التسلسلية لمراقبة التغييرات أثناء تسخين صندوقك.

مزيد من العمل

• لتقليل تأثير أي تقلبات في درجة الحرارة ، يمكنك محاولة تنعيم النتائج. قم بإنشاء مصفوفة لتخزين 10 قراءات ، وحساب متوسط ​​في كل حلقة.
• لتجنب التنشيط السريع وإلغاء تنشيط عنصر التسخين ، قم بإنشاء متغير لتخزين العد التنازلي. في كل مرة تقوم فيها بالتنشيط أو إلغاء التنشيط ، قم بتسجيل الوقت الحالي في العد التنازلي ، ثم قبل تبديل الحالة مرة أخرى ، تحقق لمعرفة ما إذا كان X من الوقت قد انقضى منذ تغيير الحالة الأخيرة.
• بالنسبة لمشروع بدون كمبيوتر ، قم بتوصيل شاشة LCD صغيرة لعرض درجة الحرارة الحالية والسماح لك برؤية درجة الحرارة الحالية والمطلوبة.

وضعه على المحك

أخيرًا ، ماذا سيكون هذا المشروع بدون اختبار بسيط؟ قمت بخلط مجموعة من العجين الجاهز في آلة الخبز وقسمتها إلى رغيفين. كان الجزء المخمر داخل الصندوق أكبر قليلاً ، ولكن درجة حرارة الهواء المحيط اليوم تبلغ حوالي 26 درجة مئوية على أي حال - وهذا سيكون أكثر فائدة في فصل الشتاء. بغض النظر ، من الأفضل أن أصنع بعض الحساء لمرافقة هذا الخبز الجميل.

لذا ، ما الذي ستصنعه يتطلب درجة حرارة ثابتة؟