Faça seu próprio controlador de temperatura com um Arduino

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Aumente o pão perfeito, prepare uma cerveja bonita e crie filhotes felizes com um controlador de temperatura Arduino. Se você mora em um clima menos confiável como a Inglaterra, as direções que dizem para você manter algo em uma temperatura definida não são particularmente útil - não temos ar condicionado, e elevar o termostato para toda a casa não é prático apenas para fazer uma Fatia de pão. Mesmo mantidos dentro, os filhotes podem morrer se a temperatura cair à noite; e fazê-los eclodir em primeiro lugar tem uma faixa de temperatura ainda mais rigorosa. Mas eu preciso do meu pão e os filhotes precisam chocar - então, em vez de comprar equipamentos caros, podemos montar um controlador de temperatura competente com um Arduino e pedaços domésticos.

O mesmo também é válido para manter os itens refrigerados - pode ser um desperdício acionar uma geladeira inteira apenas para fazer iogurte - mas com um controlador de temperatura, o princípio é o mesmo. Em vez de ativar um elemento de aquecimento, você estará ativando o plugue em um frigobar ou outro elemento de refrigeração, como um

Peltier (refrigerador termoelétrico) - e, claro, a lógica será invertida.

O que você precisará

Este é um projeto do Arduino - se você nunca trabalhou com o Arduino antes, nosso guia para iniciantes grátis Introdução ao Arduino: Guia para iniciantesO Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica de código aberto baseada em hardware e software flexível e fácil de usar. Destina-se a artistas, designers, amadores e qualquer pessoa interessada em criar objetos ou ambientes interativos. consulte Mais informação é um lugar fantástico para começar.

• Arduino
• Sensor de temperatura - estou usando um TMP36, um dispositivo de pacote único barato que acompanha o Oomlout (Reino Unido) / Sparkfun Kit para iniciantes (EUA).
• Interruptores de relé ou plugue RC
• Terminais de parafuso
• Caixa para prender o calor
• Elemento de aquecimento ou lâmpada incandescente e acessório (ou ambos)

O último item foi deixado deliberadamente vago. Se você possui uma lâmpada incandescente (do tipo que esquenta, não uma que economiza energia) ou uma lâmpada quente para lesões esportivas, é provavelmente a instalação mais fácil. Estou usando uma faixa de aquecimento - basicamente uma faixa de borracha que aquece quando a eletricidade é passada, usada em garrafões e barris para estágios iniciais de fermentação na fabricação de vinho ou cerveja - tecnicamente, isso pode ser um risco de incêndio quando não se enrola em algo; por favor, não faça isso, estou usando apenas para testar. Você também pode comprar almofadas de aquecimento para a mesma finalidade.

Por motivos de segurança, estou usando esses plugues RC para alternar dispositivos CA, com um controlador cortado detalhadamente em este artigo de automação residencial Dispositivos de controle de um Arduino: o início da automação residencialNa última vez, mostrei algumas maneiras de controlar os discursos dos projetos do Arduino via SiriProxy, OS X itens faláveis ​​integrados e alguns scripts do Automator, ou mesmo um hardware de reconhecimento de voz dedicado lasca. EU... consulte Mais informação . É sem fio, portanto, em nenhum momento preciso tocar em fios ao vivo.

Sensor de temperatura

Vamos começar ligando e testando o sensor. [Diagrama de Adafruit]

Com o lado plano voltado para você e as pernas voltadas para baixo, o sensor de temperatura TMP36 é conectado +, sinal, GND naquela ordem. O + vai para a saída de 3,3 V do Arduino; você também precisa de outra linha que vá do pino de +3,3 V ao pino AREF - isso diz ao Arduino para usar 3,3 V para referência de entrada analógica em vez de 5 V. Conecte o pino de sinal do sensor à A1. Nas tentativas anteriores, eu tinha usado o TMP36 diretamente na linha de 5 V; infelizmente, quando emparelhado com um relé, houve uma queda de energia sempre que o relé foi ativado, resultando em leituras altamente flutuantes.

Eu usei um cabo de rede antigo como cabo de sinal - muito útil para ter por perto, pois existem 8 fios dentro. O cabo é bastante fino, portanto, certifique-se de fortalecer a outra extremidade com solda, onde será parafusado em um bloco de terminais.

A fórmula no código pressupõe que você esteja usando o sensor tMP36; você poderá encontrar uma amostra de código para outros sensores. este código de exemplo é da Adafruit - carregue-o e abra o console serial para examinar a saída.

Compare com um termômetro, se possível. Leituras não corretas?

• Verifique se a voltagem fornecida é realmente de 3,3 V
• O AREF também está conectado a 3,3 V?

Adicionando na lógica do switch

Para controlar o elemento de aquecimento, estou usando esses soquetes RC da Maplin e desmontou o controlador. Somente o pino de aterramento e controle precisa ser conectado. Modifiquei o código para incluir as bibliotecas relevantes que você pode faça o download daqui.

Neste ponto, também removerei todas as referências a Farenheit e continuarei trabalhando apenas com Celsius. Em seguida, defini a temperatura desejada para manutenção e adicionei uma estrutura de controle simples como esta:

if (temperaturaC 

Não há nada complexo aqui que você não entenda: basta comparar a leitura da temperatura atual com a desejada e ligar o interruptor, se estiver mais baixo; caso contrário, desligue-o.

O código completo pode ser encontrado aqui, embora você precise ajustar isso se estiver usando um relé (não é difícil). Aqui está o diagrama de fiação completo que eu usei:

Juntando tudo

Prenda o sensor dentro da caixa que você está usando e coloque o elemento de aquecimento onde for apropriado. Defina a temperatura desejada e ligue tudo. Se você mantiver seu PC conectado por enquanto, poderá usar o console serial para observar as alterações à medida que sua caixa esquenta.

Trabalho adicional

• Para diminuir o impacto de quaisquer flutuações de temperatura, tente suavizar os resultados. Crie uma matriz para armazenar 10 leituras e calcule uma média em cada loop.
• Para evitar a rápida ativação e desativação do elemento de aquecimento, crie uma variável para armazenar uma contagem regressiva. Cada vez que você ativar ou desativar, registre a hora atual na contagem regressiva e, em seguida, antes de alternar o estado novamente, verifique se X se passou desde a última alteração de estado.
• Para um projeto sem computador, conecte uma pequena tela LCD para exibir a temperatura atual e permitir que você veja a temperatura atual e a desejada.

Colocando à prova

Finalmente, o que seria esse projeto sem um pequeno teste? Peguei um lote de massa pronta na máquina de pão e o dividi em dois pães. O fermento dentro da caixa era levemente maior, mas a temperatura do ar ambiente hoje é de cerca de 26 graus Celsius de qualquer maneira - isso seria muito mais útil no inverno. Independentemente disso, é melhor eu fazer uma sopa para acompanhar este pão adorável.

Então, o que você faria que requer uma temperatura constante?