Circuitos de ventilador de CC controlados por temperatura Arduino

En este artículo vamos a construir un par de circuitos de ventilador de CC controlados por temperatura automáticos basados ​​en Arduino simples que encenderán un ventilador o cualquier otro dispositivo conectado a él, cuando la temperatura ambiente alcance un nivel de umbral predeterminado. Vamos a utilizar el sensor DHT11 y arduino para este proyecto.

Visión general

La belleza de los microcontroladores es que obtenemos un control muy preciso sobre los periféricos que están conectados a ellos. En este proyecto, el usuario solo necesita ingresar la temperatura umbral en el programa, el microcontrolador se encargará del resto de la función.

Hay toneladas de proyectos de controladores de temperatura automáticos no basados ​​en microcontroladores disponibles en Internet, como el uso de comparadores y transistores.

Son muy simples y funcionan bien, pero el problema surge al calibrar el nivel de umbral usando una resistencia o potenciómetro preestablecido.

Tenemos una idea ciega mientras lo calibramos y es posible que el usuario deba hacer un método de prueba y error para encontrar el punto óptimo.

Estos problemas son superados por microcontroladores, el usuario solo necesita ingresar la temperatura en grados Celsius en este proyecto, por lo que no es necesario calibrar.

Este proyecto se puede utilizar cuando la temperatura interna del circuito deba estabilizarse o evitar que se sobrecaliente.

En el diagrama 1, estamos conectando un ventilador de CPU como salida. Esta configuración se puede utilizar para controlar la temperatura ambiente interna de un circuito cerrado.

Cuando se alcanza la temperatura umbral, el ventilador se enciende. Cuando la temperatura desciende por debajo del umbral de temperatura, el ventilador se apaga. Entonces, es básicamente un proceso automatizado.

En el diagrama 2, conectamos un relé para controlar dispositivos que funcionan con voltaje de red, como un ventilador de mesa.

Cuando la temperatura de la habitación alcanza el umbral de temperatura, el ventilador se enciende y se apaga cuando la habitación se enfría.

Esta puede ser la mejor manera de ahorrar energía y puede ser el paraíso para las personas perezosas que desean que otros enciendan el ventilador cuando se sienten calientes.

Diagrama de circuito que muestra un control de ventilador de CC

Esta configuración se puede implementar para circuitos que están encerrados en una caja. El LED se enciende cuando se alcanza el nivel de umbral preestablecido y también enciende el ventilador.

Conexión de un relé para controlar ventiladores más grandes

Este circuito hace la función similar del circuito anterior, ahora el ventilador es reemplazado por relé.

Este circuito puede controlar un ventilador de mesa o de techo o cualquier otro dispositivo que pueda enfriar la temperatura ambiente.

El dispositivo conectado se apaga tan pronto como la temperatura alcanza un nivel por debajo del umbral preestablecido.

El diagrama del circuito del ventilador de CC con control de temperatura que se ilustra aquí son solo algunas de las muchas posibilidades. Puede personalizar el circuito y el programa para su propio propósito.

NOTA 1: Se emite el #Pin 7.

NOTA 2: Este programa solo es compatible con el sensor DHT11 únicamente.

Programa para el circuito regulador de temperatura automático explicado anteriormente usando Arduino:

Código de programa

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Nota: en el programa

int th = 30 // establece la temperatura umbral en grados Celsius.

Reemplace '30' con el valor deseado.

Segundo diseño

El segundo proyecto de circuito de ventilador de CC con control de temperatura que se analiza a continuación detecta automáticamente la temperatura ambiente y ajusta la velocidad del motor del ventilador para mantener la temperatura ambiente bajo control. Este procesamiento automático se realiza mediante un Arduino y un sensor de temperatura IC LM35.

Por:Ankit Negi

NUESTRO OBJETIVO:

1). Tan pronto como la temperatura del entorno aumenta más allá de los 25 grados Celsius (puede cambiar este valor en el programa según sus necesidades, como se explica en la sección de trabajo), el motor comienza a funcionar.

2). Y con cada grado de aumento de temperatura, la velocidad del motor también aumenta.

3). El motor funciona a su velocidad máxima tan pronto como la temperatura sube a 40 grados Celsius (este valor se puede cambiar en el programa).

SENSOR DE TEMPERATURA LM35:

Para lograr la tarea mencionada anteriormente, usaremos temp. Sensor LM35 ya que se utiliza ampliamente y se encuentra fácilmente disponible.

LM35 tiene 3 pines como puede ver en la figura.

1. Vin: este pin está conectado a una fuente de alimentación de CC entre 4 y 20 v.
2. Vout: este pin da salida en forma de voltaje.
3. GND: este pin está conectado al terminal de tierra del circuito.

LM35, cuando se conecta a la fuente de alimentación detecta el temperatura de los alrededores y envía voltaje equivalente de acuerdo con el aumento de temperatura por grado a través de su pin de salida.

LM35 puede detectar cualquier temperatura. entre -50 grados y +150 grados Celsius y aumenta la producción en 10 milivoltios con un aumento de 1 grado en la temperatura. Por tanto, el voltaje máximo que puede dar como salida es de 1,5 voltios.

¿POR QUÉ ARDUINO PARA ESTE PROYECTO DC FAN CONTROLLER?

Se requiere que Arduino cambie el valor analógico recibido desde el pin de salida de LM35 a valor digital y envía la salida digital correspondiente (PWM) a la base de mosfet.

También usaremos comandos arduino para imprimir la temperatura, correspondiente valor analógico y salida digital a mosfet en el monitor serial de ARDUINO IDE.

¿CUÁL ES EL PAPEL DEL MOSFET DE PODER?

Este circuito no será de utilidad si no puede hacer funcionar el motor de alta corriente. Por lo tanto, para hacer funcionar tales motores se usa mosfet de potencia.

¿POR QUÉ SE UTILIZA DIODO?

El diodo se utiliza para proteger el mosfet de la E.M.F trasera generada por el motor mientras está funcionando.

LISTA DE PIEZAS PARA EL PROYECTO:

1. LM35

2. ARDUINO

3. MOSFET DE POTENCIA (IRF1010E)

4. DIODO (1N4007)

5. FAN (motor)

6. FUENTE DE ALIMENTACIÓN DEL VENTILADOR

DIAGRAMA DE CIRCUITO:

Realice las conexiones como se muestra en el diagrama de circuito.

a) Conecte el pin vin de lm358 a 5v de arduino
b) Conecte el pin vout de lm358 a A0 de arduino
c) Conecte el pin de tierra de lm358 a GND de arduino
d) Conecte la base del mosfet al pin 10 de PWM de arduino

CÓDIGO:

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FUNCIONANDO (entendiendo el código):

A). VARIABLE X-

Este es simplemente el valor analógico que recibe el pin no. A0 desde el pin de salida de LM35.

B). VARIABLE Y-

Debido únicamente a esta variable, nuestro motor de ventilador funciona de acuerdo con la temperatura correspondiente. Lo que hace esta variable es cambiar el valor analógico, es decir, la variable x a la temperatura del entorno correspondiente.

Y = (500*x)/1023
1. El primer valor analógico debe cambiarse al voltaje correspondiente, es decir,
1023: 5v
Por lo tanto, (5000 milivoltios * x) / 1023 V
2. Ahora sabemos que por cada grado de aumento de temperatura, la salida de voltaje correspondiente aumenta en 10 mv, es decir,
1 grado Celsius: 10 milivoltios
Por lo tanto, (5000 milivoltios * x) / (1023 * 10) GRADO

C). VARIABLE Z-

z = mapa (x, 0, 1023, 0,255)
esta variable cambia el valor analógico a valor digital para la salida pwm en el pin 10.

NOTA :: Sabemos que lm35 puede proporcionar un máximo de 1,5 voltios y eso también cuando la temperatura. Es de 150 grados. lo cual no es práctico.

Esto significa que para 40 grados Celsius obtenemos 0.40 voltios y para 25 grados obtenemos 0.25 voltios. Dado que estos valores son muy bajos para un pwm adecuado en mosfet, debemos multiplicarlo por un factor.

Por lo tanto, lo multiplicamos por 10 y en su lugar damos este valor como salida analógica al pin 10 de PWM, es decir.

** escritura analógica (10, z * 10)

Ahora, para 0,25 voltios, el mosfet obtiene 0,25 * 10 = 2,5 voltios

Para .40 voltios, el mosfet obtiene 0.40 * 10 = 4 voltios en los que el motor casi funciona a toda velocidad

CASO 1. Cuando temp. Es menos de 25 grados

En este caso, arduino envía 0 voltaje PWM al pin 10 como en la última línea de código

** demás
{analogWrite (10,0) // en cualquier otro caso, PWM en el pin 10 debe ser 0
} **

Dado que el voltaje pwm en la base del mosfet es 0, permanece apagado y el motor se desconecta del circuito.

Ver circuito simulado en este caso.

Como puede ver, la temperatura es de 20 grados por lo tanto

Valor analógico = 41
Temperatura = 20
Valor asignado = 100

Pero dado que la temperatura es inferior a 25 grados, el mosfet obtiene 0 voltios como se muestra en la figura (indicado por un punto azul).
CASO 2. Cuando temp. Es mayor de 25 grados

Cuando la temperatura alcanza los 25 grados, entonces, como se especifica en el código, la señal pwm se envía a la base del mosfet y con cada grado de aumento de temperatura, este voltaje PWM también aumenta, es decir.

|_+_|

Ver circuito simulado en este caso.

Como puede ver, a medida que la temperatura aumenta de 20 grados a 40 grados, los tres valores cambian y a 40 grados Celsius

Valor analógico = 82
Temperatura = 40
Valor asignado = 200

Dado que la temperatura es superior a 25 grados, el mosfet obtiene el voltaje PWM correspondiente como se muestra en la figura (indicado por un punto rojo).

Por lo tanto, el motor comienza a funcionar a 25 grados y con el aumento correspondiente en la temperatura por grado, el voltaje pwm desde el pin 10 a la base del mosfet también aumenta. Por lo tanto, la velocidad del motor aumenta linealmente con el aumento de temperatura y se vuelve casi máxima para 40 grados Celsius.

Si tiene más preguntas con respecto al circuito de ventilador de CC con control de temperatura automático explicado anteriormente que usa ventilador y Arduino, siempre puede usar el cuadro de comentarios a continuación y enviarnos sus pensamientos. Intentaremos volver lo antes posible.