Ventilador com temperatura controlada!: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Morando em um país tropical como Cingapura, é frustrante suar o dia todo e, enquanto isso, você precisa se concentrar no estudo ou no trabalho em um ambiente tão abafado. Para fazer o ar fluir e se refrescar, eu tive a ideia de um ventilador com temperatura controlada que ligaria automaticamente quando a temperatura atingir 25 Celsius (é quando a maioria das pessoas começa a sentir calor) e a velocidade do ventilador ainda aumenta e traz vento mais forte a 30 Celsius.

Componentes necessários:

1. Um Arduino Uno.

2. Um sensor de temperatura (TMP36 que possui saída analógica).

3. Um transistor TIP110.

4. Um motor de 6V DC com lâmina de ventilador.

5. Um diodo (1N4007).

6. Um LED.

7. Dois resistores (220Ohm e 330Ohm)

Fonte de alimentação de 8,6 V.

Etapa 1: criar um esquema

Aqui está o esquema que criei para este projeto usando o Eagle.

O circuito do sensor de temperatura fornece a entrada analógica com base na qual o motor é ligado e varia sua velocidade. Conforme mostrado no layout do pino acima, o pino 1 deve ser conectado à fonte de alimentação. Como o TMP36 opera bem sob tensão de 2,7 V a 5,5 V (da folha de dados), 5 V da placa Arduino são suficientes para alimentar o sensor de temperatura. O pino 2 emite o valor de tensão analógica para o pino A0 no Arduino, que é linearmente proporcional à temperatura centígrada. Enquanto o Pin3 está conectado ao GND no Arduino.

Com base na temperatura detectada, o pino 6 do PWM irá "emitir tensão diferente" (tensão diferente é obtida ligando e desligando o sinal repetidamente) para a base do transistor TIP110. O R1 é usado para limitar a corrente para que não exceda a corrente base máxima (para TIP110, é 50mA com base na folha de dados). Uma fonte de alimentação externa de 6 V em vez dos 5 V do Arduino é usada para alimentar o motor como o grande a corrente puxada pelo motor pode destruir o Arduino. O transistor aqui também serve como um buffer para isolar o circuito do motor do Arduino pelo mesmo motivo (evitar que a corrente puxada pelo motor danifique o Arduino.). O motor irá girar em velocidades diferentes com tensões diferentes aplicadas a ele. O diodo conectado ao motor é para dissipar a fem induzida gerada pelo motor no momento em que ligamos e desligamos o ventilador para evitar danos ao transistor. (A mudança repentina na corrente induzirá a fem de volta, que pode danificar o transistor.)

O pino digital 8 está conectado ao LED que acenderá quando o ventilador estiver girando, o resistor R2 aqui é para limitar a corrente.

Nota *: Todos os componentes do circuito compartilham o mesmo aterramento, portanto, há um ponto de referência comum.

Etapa 2: codificação

Comentários em minha codificação explicaram cada etapa, a seguir estão as informações complementares.

A primeira parte da minha codificação é definir todas as variáveis e pinos (primeira foto):

Linha 1: A temperatura é definida como flutuante, por isso é mais precisa.

Linha 3 e Linha 4: A temperatura mínima na qual o ventilador é ligado pode ser personalizada para outros valores, bem como o "tempHigh" em que o ventilador gira mais rápido.

Linha 5: O pino do ventilador pode ser qualquer pino PWM (pino 11, 10, 9, 6, 5, 3.)

A segunda parte da minha codificação é controlar todo o circuito (segunda foto):

Linha 3 e Linha 4: O conversor analógico-digital no Arduino obtém o valor de um sinal analógico de analogRead () e retorna um valor digital de 0-1023 (10 bits). Para converter o valor digital em temperatura, ele é dividido por 1024 e multiplicado por 5 V para calcular a saída de tensão digital do sensor de temperatura.

Linha 5 e Linha 6: De acordo com a folha de dados do TMP36, ele tem um desvio de tensão de 0,5 V, portanto, 0,5 V é subtraído da tensão digital original para obter a saída de tensão real. Por último, multiplicamos a tensão real por 100, pois o TMP36 tem um fator de escala de 10mV / grau Celsius. (1 / (10mV / grau Celsius)) = 100 graus Celsius / V.

Line 18 e Line24: Tensão de saída do pino PWM variando de 0-5V. Esta tensão é determinada pelo ciclo de trabalho variando de 0-255 com 0 representando 0% e 255 representando 100%. Portanto, "80" e "255" aqui são a velocidade do ventilador.

Etapa 3: teste e solda

Depois de esboçar o esquema e a codificação, é hora de testar o circuito na placa de ensaio!

Conecte o circuito conforme mostrado no esquema

Usei uma bateria de 9 V durante esta fase que não é apropriada para um motor de 6 Vcc, mas deve estar tudo bem em conectá-los juntos por um curto período. Durante o protótipo real, usei fonte de alimentação externa para alimentar 6 V para o motor. Após o teste, o circuito mostrou funcionar bem. Então é hora de soldá-los em um stripboard!

Antes de soldar o circuito …

É bom desenhar o circuito em uma Folha de Planejamento de Layout de Stripboard para planejar onde colocar os componentes e onde fazer os furos. Com base na minha experiência, é mais fácil soldar quando você deixa uma coluna entre duas soldagens.

Ao soldar …

Tenha cuidado com os componentes com polaridade. Neste circuito, eles serão o LED cuja perna mais longa é o ânodo e o diodo cuja parte cinza é o cátodo. A pinagem do transistor TIP110 e do sensor de temperatura TMP36 também deve ser considerada.

Etapa 4: demonstração

Para deixar todo o circuito organizado e não tão bagunçado, eu uso o cabeçalho feminino para masculino para empilhar o stripboard no Arduino enquanto me conecto ao pino no Arduino. Também imprimo em 3D um suporte de ventilador para segurar o ventilador, o arquivo stl está anexado abaixo. Durante a demonstração, uso a fonte de alimentação externa porque minha bateria de 9 V não está funcionando.

O vídeo de demonstração final está anexado acima. Obrigado por assistir!