Ventilador con temperatura controlada: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Al vivir en un país tropical como Singapur, es frustrante sudar todo el día y, mientras tanto, debes concentrarte en tu estudio o trabajo en un ambiente tan sofocante. Para hacer que el aire fluya y refrescarse, se me ocurrió la idea de un ventilador con control de temperatura que se encenderá automáticamente cuando la temperatura alcance los 25 grados Celsius (que es cuando la mayoría de la gente comienza a sentir calor) y la velocidad del ventilador incluso aumenta y trae viento más fuerte a 30 grados Celsius.

Componentes necesarios:

1. Un Arduino Uno.

2. Un sensor de temperatura (TMP36 que tiene salida analógica).

3. Un transistor TIP110.

4. Un motor de 6 V CC con aspa de ventilador.

5. Un diodo (1N4007).

6. Un LED.

7. Dos resistencias (220Ohm y 330Ohm)

Fuente de alimentación de 8,6 V.

Paso 1: crea un esquema

Aquí está el esquema que he creado para este proyecto usando Eagle.

El circuito del sensor de temperatura proporciona la entrada analógica según la cual se enciende el motor y varía su velocidad. Como se muestra en el diseño de pines anterior, el pin1 debe estar conectado a la fuente de alimentación. Dado que TMP36 funciona bien con un voltaje de 2.7V a 5.5V (de la hoja de datos), 5V de la placa Arduino son suficientes para alimentar el sensor de temperatura. El pin 2 emite un valor de voltaje analógico al pin A0 en Arduino, que es linealmente proporcional a la temperatura en grados centígrados. Mientras Pin3 está conectado a GND en Arduino.

Según la temperatura detectada, el pin 6 del PWM "emitirá un voltaje diferente" (se logra un voltaje diferente al encender y apagar la señal repetidamente) a la base del transistor TIP110. El R1 se usa para limitar la corriente para que no exceda la corriente base máxima (para TIP110, es 50mA según la hoja de datos). Se usa una fuente de alimentación externa de 6V en lugar de los 5V de Arduino para alimentar el motor como el grande la corriente consumida por el motor puede destruir el Arduino. El transistor aquí también sirve como un búfer para aislar el circuito del motor del Arduino por la misma razón (evitar que la corriente consumida por el motor dañe el Arduino). El motor girará a diferente velocidad a diferentes voltajes que se le apliquen. El diodo conectado al motor es para disipar la fem inducida generada por el motor en el momento en que encendemos y apagamos el ventilador para evitar que el transistor se dañe (un cambio repentino en la corriente inducirá una fem de retorno que puede dañar el transistor).

El pin digital 8 está conectado al LED que se encenderá cuando el ventilador esté girando, la resistencia R2 aquí es para limitar la corriente.

Nota *: Todos los componentes del circuito comparten la misma tierra, por lo que hay un punto de referencia común.

Paso 2: codificación

Los comentarios en mi codificación han explicado cada paso, la siguiente es la información complementaria.

La primera parte de mi codificación es definir todas las variables y pines (Primera foto):

Línea 1: La temperatura se define como flotante, por lo que es más precisa.

Línea 3 y Línea 4: La temperatura mínima a la que se enciende el ventilador se puede personalizar para que tenga otros valores, así como la "tempHigh" a la que el ventilador gira más rápido.

Línea 5: El pin del ventilador puede ser cualquier pin PWM (pin 11, 10, 9, 6, 5, 3.)

La segunda parte de mi codificación es controlar todo el circuito (Segunda foto):

Línea 3 y Línea 4: el convertidor de analógico a digital en Arduino obtiene el valor de una señal analógica de analogRead () y devuelve un valor digital de 0-1023 (10 bits). Para convertir el valor digital en temperatura, se divide por 1024 y se multiplica por 5 V para calcular la salida de voltaje digital del sensor de temperatura.

Line5 & Line 6: De acuerdo con la hoja de datos de TMP36, tiene una compensación de voltaje de 0.5V por lo que los 0.5v se restan del voltaje digital original para obtener la salida de voltaje real. Por último, multiplicamos el voltaje real por 100, ya que TMP36 tiene un factor de escala de 10 mV / grado Celsius. (1 / (10mV / grado Celsius)) = 100 grados Celsius / V.

Line 18 & Line24: PWM Pin salidas voltaje que van desde 0-5V. Este voltaje está determinado por el ciclo de trabajo que va de 0 a 255, donde 0 representa el 0% y 255 representa el 100%. Entonces, el "80" y el "255" aquí son la velocidad del ventilador.

Paso 3: prueba y soldadura

Después de redactar el esquema y la codificación, ¡es hora de probar el circuito en la placa de pruebas!

Conecte el circuito como se muestra en el esquema

Usé una batería de 9V durante esta fase que no es apropiada para un motor de 6V DC, pero debería estar bien conectarlos juntos por un tiempo corto. Durante el prototipo real, utilicé una fuente de alimentación externa para alimentar 6V para el motor. Después de la prueba, se demuestra que el circuito funciona bien. ¡Así que es hora de soldarlos en una tabla de striptease!

Antes de soldar el circuito …

Es bueno dibujar el circuito en una hoja de planificación de diseño de tablillas para planificar dónde colocar los componentes y dónde perforar los agujeros. Según mi experiencia, es más fácil soldar cuando dejas una columna entre dos soldaduras.

Al soldar …

Tenga cuidado con los componentes con polaridad. En este circuito, serán el LED cuya pata más larga es el ánodo y el diodo cuya parte gris es el cátodo. También se debe considerar la distribución de pines del transistor TIP110 y la del sensor de temperatura TMP36.

Paso 4: demostración

Para hacer todo el circuito ordenado y no tan desordenado, utilizo el encabezado hembra a macho para apilar el tablero en el Arduino mientras lo conecto al pin en el Arduino. También imprimo en 3D un soporte de ventilador para sostener el ventilador, el archivo stl se adjunta a continuación. Durante la demostración, utilizo la fuente de alimentación externa porque mi batería de 9V no funciona.

El video de demostración final se adjunta arriba. ¡Gracias por ver!