Ein Linearantrieb, der mit einem Temperatur- und Feuchtigkeitssensor gesteuert wird, hat viele wichtige Anwendungen. Zum Beispiel wäre eine praktische Anwendung die Einrichtung von Aquaponik und Hydroponik, wo die Feuchtigkeit kontrolliert werden muss – der Sensor würde erkennen, wenn die Temperatur und die Feuchtigkeit einen bestimmten Schwellenwert erreichen, und automatisch eine Tür mit einem Linearantrieb öffnen/schließen. Dieses Projekt ist eine unterhaltsame Aktivität für Anfängerprogrammierer oder Hobbyisten, die die Grundlagen der Arduino-Programmierung zum Steuern eines Linearantriebs lernen möchten.
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Dieser Artikel ist Teil einer Serie von Progressive Automations, die darauf abzielt, Ihnen das Wissen zu vermitteln, das Sie benötigen, um Linearantriebe, Mikrocontroller und Sensoren in Ihrem nächsten Automatisierungsprojekt zu verwenden. Möchten Sie einen Linearantrieb mit einem einfachen Tastatur oder etwas Fortgeschrittenerem wie mehreren ultraschall Sensoren zur Erkennung von nahen Bewegungen steuern? Wir haben alles, was Sie brauchen! Dieser Artikel erklärt Ihnen, wie Sie den richtigen Temperatursensor mit einem Aktuator koppeln und wie dieser Sensor funktioniert. Lassen Sie uns anfangen!
Was ist ein digitaler Temperatur- und Feuchtigkeitssensor?
Ein digitaler Temperatur- und Feuchtigkeitssensor ist ein grundlegender, extrem kostengünstiger Sensor, der verwendet werden kann, um Temperatur und Feuchtigkeit in der umgebenden Luft zu messen. Der LC-226 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor von Progressive Automations verwendet einen kapazitiven Feuchtigkeitssensor und einen Thermistor, um Signale auszugeben, die ein Mikrocontroller lesen kann.
Die Feuchtigkeitssensing-Komponente ist ein feuchtigkeitshaltendes Substrat mit auf die Oberfläche aufgebrachten Elektroden. Wenn Wasserdampf vom Substrat aus der umgebenden Luft aufgenommen wird, werden Ionen vom Substrat freigesetzt, was die Leitfähigkeit zwischen den Elektroden erhöht. Die Änderung des Widerstands zwischen den beiden Elektroden ist proportional zur relativen Feuchtigkeit. Eine höhere relative Feuchtigkeit verringert somit den Widerstand zwischen den Elektroden, während eine niedrigere relative Feuchtigkeit den Widerstand erhöht.
Der LC-226 kann mit einer 5 VDC-Quelle betrieben werden und hat die folgenden Temperatur- und Feuchtigkeitsspezifikationen:
- Feuchtigkeitsmessbereich: 20% - 90% (relative Feuchtigkeit)
- Feuchtigkeitsmessfehler: +5% (relative Feuchtigkeit)
- Temperaturmessbereich: 0 – 50°C
- Temperaturmessfehler: +2°C
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Was Sie benötigen
Lassen Sie uns durchgehen, wie Sie einen Temperatursensor mit einem Aktuator für jede gewünschte Anwendung verbinden können. Hier ist eine Liste von dem, was Sie benötigen:
- 1 x 2-Kanal-Relais
- 1 x Arduino Uno
- 1 x Linearantrieb (12 VDC mit maximalem Stromverbrauch von 10 A)
- 1 x PS-20-12 12 VDC Stromversorgung
- 1 x LC-226 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
- Weibliche zu männliche Jumper-Kabel
Jeder Linearantrieb kann verwendet werden, aber stellen Sie sicher, dass die Stromversorgung für die Spannung und den Stromverbrauch des Linearantriebs ausgelegt ist und die Energieanforderungen bei Last bewältigen kann.
Verdrahtung
Die Verdrahtung eines Linearantriebs zu einem Relais ist einfach. In diesem Fall haben wir eine 2-Kanal-Relaisplatine verwendet. Die Verdrahtung besteht aus vier Schritten: Aktuator zu Relais, Sensor zu Arduino, Relais zu Stromversorgung und Aktuator zu Relais.
Bitte beachten Sie, dass ein entfernter Temperatur- und Feuchtigkeitssensor mit einem Aktuator, der in einer feuchten Umgebung eingerichtet ist, seinen Controller angemessen geschützt oder außerhalb der Einrichtung installiert haben sollte. Der Sensor ist dafür ausgelegt, mit Feuchtigkeit umzugehen, aber Ihr Arduino-Controller nicht. IP-zertifizierte Gehäuse sind für Arduino für diese Anwendungen erhältlich. Alternativ können Sie Kabel von Ihrem externen Controller zum Feuchtigkeitssensor im Inneren führen, wo die Temperatur und die Feuchtigkeit gelesen werden.
Schritt 1: Arduino zu Relais
- Arduino (Pin 7) zu Relais (IN1)
- Arduino (Pin 8) zu Relais (IN2)
- Arduino (5V) zu Relais (VCC)
- Arduino (GND) zu Relais (GND)
Schritt 2: Temperatur- und Feuchtigkeitssensor zu Arduino
- Sensor (+) zu Arduino (5V)
- Sensor (-) zu Arduino (GND)
- Sensor (AUSGABE) zu Arduino (Pin 2)
Schritt 3: Relais zur Stromversorgung
- Relais (NO2) zur Stromversorgung (-12VDC/GND)
- Relais (NC2) zur Stromversorgung (+12VDC)
- Relais (NC1) zu Relais (NC2)
- Relais (NO1) zu Relais (NO2)
Schritt 4: Aktuator zu Relais
- Aktuator (positiv) zu Relais (COM1)
- Aktuator (negativ) zu Relais (COM2)
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Programmierung des Arduino
Um den Temperatursensor mit einem Aktuator zu verwenden, laden Sie die DHT-Bibliothek aus dem Arduino IDE herunter. Diese Bibliothek ermöglicht die Verwendung von kurzen Befehlen, um eine Messung für die Feuchtigkeit oder Temperatur abzurufen. Sobald die DHT-Bibliothek heruntergeladen wurde, fügen Sie den folgenden Code zu einem neuen Projekt hinzu: Code für temperatur- und feuchtigkeitsgesteuerten Linearantrieb.
Der gesamte Code vor der void setup()-Schleife richtet die Pin-Konfiguration basierend auf Ihrer Verdrahtung ein und umfasst die Einrichtung der DHT-Bibliothek. Wenn Sie sich entscheiden, ein anderes Arduino-Modell zu verwenden, passen Sie die Pin-Nummern im Code an. Darüber hinaus können Sie die Temperaturwerte festlegen, wann der Aktuator öffnen oder schließen soll (open_door_temp und close_door_temp). Stellen Sie zunächst die Werte näher an die Raumtemperatur ein, damit Sie testen können, ob der Code funktioniert, indem Sie einfach einen Haartrockner oder eine andere Wärmequelle verwenden, um die Aktivierungstemperatur zu erreichen.
Die void setup()-Code-Schleife legt die Relaiskonfiguration als Ausgänge fest und stellt sicher, dass sie beim ersten Einschalten deaktiviert sind. Der serielle Monitor wird ebenfalls initialisiert, vorausgesetzt, Sie haben das Arduino über USB an einen Laptop/Desktop für den ersten Test angeschlossen.
Die Hauptcode-Schleife nimmt Messungen vom Sensor mit den Befehlen dht.readHumidity(), dht.readTemperature() und dht.readTemperature(true) vor und speichert diese Werte in einer Fließkommazahl, die für einige Umrechnungen verwendet wird. Die Werte werden in Celsius und Fahrenheit umgerechnet und im seriellen Monitor des Arduino ausgegeben.
Schließlich werden diese Messungen mit den Schwellenwerten für die Temperatur verglichen, um zu bestimmen, ob der Linearantrieb öffnen oder schließen soll. Die Relais werden entsprechend auf hoch gesetzt; andernfalls bleibt der Aktuator stationär, und das Arduino überwacht weiterhin die Temperatur- und Feuchtigkeitsmessungen.
Fazit
Die Verwendung eines Temperatursensors mit einem Aktuator ist eine großartige Möglichkeit, das Programmieren eines Arduino zu lernen, und hat sich als sehr nützliche Anwendung erwiesen. Sie können auch verschiedene andere Anwendungen finden, neben Aquaponik und Hydroponik, um diesen Sensor hinzuzufügen! Obwohl wir Ihnen gezeigt haben, wie man einen 12VDC Linearantrieb steuert, steht es Ihnen frei, einen industriellen, leistungsstarken Linearantrieb für anspruchsvollere Anwendungen zu verwenden – stellen Sie nur sicher, dass die Stromversorgung mit dem Linearantrieb übereinstimmt.
Wenn Sie Fragen oder Kommentare zu diesem Artikel oder zu einem unserer Produkte haben, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren!