- Matériel requis
- Schéma
- Relais:
- Calcul de la température à l'aide de la thermistance:
- Code Arduino
- Fonctionnement du système domotique à température contrôlée:
Supposons que vous soyez assis dans une pièce et que vous ayez froid et que vous souhaitiez que votre appareil de chauffage s'allume automatiquement, puis s'éteigne après un certain temps lorsque la température ambiante augmente, alors ce projet vous aide à contrôler automatiquement vos appareils électroménagers en fonction de la température. Ici, nous contrôlons les appareils électroménagers avec Arduino en fonction de la température. Ici, nous avons utilisé Thermistor pour lire la température. Nous avons déjà interfacé Thermistor avec Arduino et affiché la température sur l'écran LCD.
Dans ce tutoriel, nous allons connecter un appareil AC avec relais et créer un système domotique à température contrôlée à l'aide d'Arduino. Il montre également la température et l'état de l'appareil sur l'écran LCD 16 * 2 connecté au circuit.
Matériel requis
- Arduino UNO
- Relais (5v)
- Écran LCD 16 * 2
- Ampoule (CFL)
- Thermistance NTC 10k
- Fils de connexion
- Résistances (1k et 10k ohms)
- Potentiomètre (10k)
Schéma
Ce système domotique basé sur la température se compose de divers composants tels que la carte Arduino, l'écran LCD, le relais et la thermistance. Le fonctionnement dépend principalement du relais et de la thermistance car la température a augmenté, le relais sera activé et si la température a diminué en dessous de la valeur prédéfinie, le relais sera désactivé. L'appareil ménager connecté au relais s'allumera et s'éteindra également en conséquence. Ici, nous avons utilisé une ampoule CFL comme appareil AC. L'ensemble du processus de déclenchement et du réglage de la valeur de température est effectué par la carte Arduino programmée. Il nous donne également des détails sur le changement de température toutes les demi-secondes et l'état de l'appareil sur l'écran LCD.
Relais:
Le relais est un interrupteur électromagnétique, qui est contrôlé par un faible courant, et utilisé pour allumer et éteindre un courant relativement beaucoup plus important. Cela signifie qu'en appliquant un faible courant, nous pouvons activer le relais, ce qui permet à un courant beaucoup plus important de circuler. Un relais est un bon exemple de contrôle des dispositifs CA (courant alternatif), en utilisant un courant CC beaucoup plus petit. Communément Relay est simple Bipolaire (SPDT) relais, il dispose de cinq bornes comme ci - dessous:
Lorsqu'aucune tension n'est appliquée à la bobine, COM (commun) est connecté à NC (contact normalement fermé). Lorsqu'une tension est appliquée à la bobine, le champ électromagnétique produit, qui attire l'armature (levier connecté au ressort), et COM et NO (contact normalement ouvert) se connecte, ce qui permet à un courant plus important de circuler. Les relais sont disponibles dans de nombreuses valeurs nominales, ici nous avons utilisé un relais de tension de fonctionnement de 5 V, ce qui permet à un courant de 7A-250VAC de circuler.
Le relais est configuré en utilisant un petit circuit de pilotage qui se compose d'un transistor, d'une diode et d'une résistance. Le transistor est utilisé pour amplifier le courant afin que le courant complet (de la source CC - batterie 9v) puisse traverser une bobine pour l'alimenter complètement. La résistance est utilisée pour fournir une polarisation au transistor. Et la diode est utilisée pour empêcher le flux de courant inverse, lorsque le transistor est éteint. Chaque bobine d'inductance produit une EMF égale et opposée lorsqu'elle est éteinte soudainement, cela peut causer des dommages permanents aux composants, donc la diode doit être utilisée pour éviter le courant inverse. Un module de relais est facilement disponible sur le marché avec tout son circuit de pilote sur la carte ou vous pouvez le créer en utilisant les composants ci-dessus. Ici, nous avons utilisé le module de relais 5V
Calcul de la température à l'aide de la thermistance:
Nous savons du circuit diviseur de tension que:
V out = (V in * Rt) / (R + Rt)
Ainsi, la valeur de Rt sera:
Rt = R (Vin / Vout) - 1
Ici, Rt sera la résistance de la thermistance (Rt) et R sera la résistance de 10k ohms.
Cette équation est utilisée pour le calcul de la résistance de la thermistance à partir de la valeur mesurée de la tension de sortie Vo. Nous pouvons obtenir la valeur de Voltage Vout à partir de la valeur ADC à la broche A0 d'Arduino comme indiqué dans le code Arduino ci-dessous.
Calcul de la température à partir de la résistance de la thermistance
Mathématiquement, la résistance de la thermistance ne peut être calculée qu'à l'aide de l'équation de Stein-Hart.
T = 1 / (A + B * ln (Rt) + C * ln (Rt) 3)
Où, A, B et C sont les constantes, Rt est la résistance de la thermistance et ln représente log.
La valeur constante de la thermistance utilisée dans le projet est A = 1,009249522 × 10 −3, B = 2,378405444 × 10 −4, C = 2,019202697 × 10 −7. Ces valeurs constantes peuvent être obtenues à partir du calculateur ici en entrant les trois valeurs de résistance de la thermistance à trois températures différentes. Vous pouvez soit obtenir ces valeurs constantes directement à partir de la fiche technique de la thermistance, soit obtenir trois valeurs de résistance à différentes températures et obtenir les valeurs des constantes à l'aide de la calculatrice donnée.
Ainsi, pour calculer la température, nous n'avons besoin que de la valeur de la résistance de la thermistance. Après avoir obtenu la valeur de Rt à partir du calcul donné ci-dessus, mettez les valeurs dans l'équation de Stein-hart et nous obtiendrons la valeur de la température dans l'unité Kelvin. Comme il y a un changement mineur dans la tension de sortie, cela entraîne un changement de température.
Code Arduino
Le code Arduino complet pour ces appareils ménagers à température contrôlée est donné à la fin de cet article. Nous en avons expliqué ici quelques parties.
Pour effectuer des opérations mathématiques, nous utilisons le fichier d'en-tête «#include
#comprendre
Pour configurer le relais (en tant que sortie) et l'écran LCD au moment du démarrage, nous devons écrire le code dans la partie de configuration vide
Void setup () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); pinMode (RELAIS, SORTIE); }
Pour le calcul de la température par l'équation de Stein-Hart en utilisant la résistance électrique de la thermistance, nous effectuons une équation mathématique simple dans le code comme expliqué dans le calcul ci-dessus:
flotteur a = 1,009249522e-03, b = 2,378405444e-04, c = 2,019202697e-07; float T, logRt, Tf, Tc; Thermistance flottante (int Vo) {logRt = log (10000,0 * ((1024,0 / Vo-1))); T = (1,0 / (a + b * logRt + c * logRt * logRt * logRt)); // Nous obtenons la valeur de température en Kelvin à partir de cette équation de Stein-Hart Tc = T - 273,15; // Convertit Kelvin en Celsius Tf = (Tc * 1,8) + 32,0; // Convertit Kelvin en Fahrenheit return T; }
Dans le code ci-dessous, la thermistance de fonction lit la valeur de la broche analogique de l'Arduino et imprime la valeur de température en effectuant l'opération mathématique
lcd.print ((Thermistance (analogRead (0))));
Et cette valeur est prise par la fonction Thermistance , puis le calcul commence à imprimer
Thermistance à flotteur (int Vo)
Nous devons écrire le code pour la condition d'allumer et d'éteindre la lumière en fonction de la température lorsque nous définissons la valeur de la température, comme si la température augmente de plus de 28 degrés Celsius, les lumières s'allumeront si moins les lumières restent éteintes. Ainsi, chaque fois que la température dépasse 28 degrés, nous devons augmenter la broche RELAY (PIN 8) pour activer le module relais. Et lorsque la température descend en dessous de 28 degrés, nous devons réduire la broche RELAY pour éteindre le module relais.
if (Tc> 28) digitalWrite (RELAY, HIGH), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("Light status: ON"), delay (500); sinon si (Tc <28) digitalWrite (RELAY, LOW), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("Light status: OFF"), delay (500);
Fonctionnement du système domotique à température contrôlée:
Pour fournir l'alimentation à l'Arduino, vous pouvez l'alimenter via USB sur votre ordinateur portable ou connecter un adaptateur 12v. Un LCD est interfacé avec Arduino pour afficher les valeurs de température, la thermistance et le relais sont connectés selon le schéma de circuit. La broche analogique (A0) est utilisée pour vérifier la tension de la broche de la thermistance à chaque instant et après le calcul à l'aide de l'équation de Stein-Hart via le code Arduino, nous pouvons obtenir la température et l'afficher sur l'écran LCD en Celsius et Fahrenheit.
Lorsque la température augmente de plus de 28 degrés Celsius, Arduino allume le module de relais en mettant la broche 8 HAUTE (où le module de relais est connecté) lorsque la température descend en dessous de 28 degrés, Arduino éteint le module de relais en rendant la broche BASSE. L'ampoule CFL s'allumera et s'éteindra également selon le module de relais.
Ce système peut être très utile dans le projet de ventilateur à température contrôlée et de contrôleur de température CA automatique.
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