Ένας γραμμικός ενεργοποιητής που ελέγχεται με αισθητήρα θερμοκρασίας και υγρασίας έχει πολλές σημαντικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, μια πρακτική εφαρμογή θα ήταν η εγκατάσταση aquaponics και hydroponics, όπου πρέπει να ελέγχεται η υγρασία – ο αισθητήρας θα ανιχνεύει πότε η θερμοκρασία και η υγρασία φτάνουν σε ένα συγκεκριμένο κατώφλι και θα ανοίγει/κλείνει αυτόματα μια πόρτα χρησιμοποιώντας έναν γραμμικό ενεργοποιητή. Αυτό το project είναι μια διασκεδαστική δραστηριότητα για αρχάριους προγραμματιστές ή hobbystes που θέλουν να μάθουν τα βασικά του προγραμματισμού Arduino για να ελέγχουν έναν γραμμικό ενεργοποιητή.
Αυτό το άρθρο αποτελεί μέρος μιας σειράς της Progressive Automations, που εστιάζει στο να σας εφοδιάσει με τις γνώσεις που χρειάζεστε για να χρησιμοποιήσετε γραμμικούς ενεργοποιητές, μικροελεγκτές και αισθητήρες στο επόμενο έργο αυτοματισμού σας. Θα θέλατε να ελέγχετε έναν γραμμικό ενεργοποιητή χρησιμοποιώντας ένα απλό πληκτρολόγιο ή κάτι πιο προχωρημένο όπως πολλαπλούς υπερηχητικούς αισθητήρες για ανίχνευση κοντινής κίνησης; Σας καλύψαμε! Αυτό το άρθρο σας καθοδηγεί στο πώς να ταιριάξετε τον σωστό αισθητήρα θερμοκρασίας με έναν ενεργοποιητή και πώς λειτουργεί αυτός ο αισθητήρας. Ας ξεκινήσουμε!
Τι είναι ένας Ψηφιακός Αισθητήρας Θερμοκρασίας και Υγρασίας;
Ένας ψηφιακός αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας είναι ένας βασικός, εξαιρετικά χαμηλού κόστους αισθητήρας, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση θερμοκρασίας και υγρασίας στον περιβάλλοντα αέρα. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας LC-226 της Progressive Automations χρησιμοποιεί έναν χωρητικό αισθητήρα υγρασίας και ένα θερμίστορ για να παράγει σήματα που μπορεί να διαβάσει ένας μικροελεγκτής.
Το τμήμα ανίχνευσης υγρασίας είναι ένα υπόστρωμα που συγκρατεί υγρασία, με ηλεκτρόδια στην επιφάνειά του. Όταν υδρατμοί απορροφώνται από το υπόστρωμα από τον περιβάλλοντα αέρα, απελευθερώνονται ιόντα που αυξάνουν την αγωγιμότητα μεταξύ των ηλεκτροδίων. Η αλλαγή της αντίστασης μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων είναι ανάλογη με τη σχετική υγρασία. Έτσι, υψηλότερη σχετική υγρασία μειώνει την αντίσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων, ενώ χαμηλότερη σχετική υγρασία την αυξάνει.
Ο LC-226 μπορεί να τροφοδοτηθεί με πηγή 5 VDC και έχει τις ακόλουθες προδιαγραφές θερμοκρασίας και υγρασίας:
- Εύρος μέτρησης υγρασίας: 20% - 90% (σχετική υγρασία)
- Σφάλμα μέτρησης υγρασίας: +5% (σχετική υγρασία)
- Εύρος μέτρησης θερμοκρασίας: 0 – 50°C
- Σφάλμα μέτρησης θερμοκρασίας: +2°C
Τι θα χρειαστείτε
Ας δούμε πώς μπορείτε να συνδέσετε έναν αισθητήρα θερμοκρασίας με έναν ενεργοποιητή, για οποιαδήποτε εφαρμογή επιλέξετε. Ιδού η λίστα με όσα θα χρειαστείτε:
- 1 x Ρελέ 2 καναλιών
- 1 x Arduino Uno
- 1 x Γραμμικός Ενεργοποιητής (12VDC με μέγιστη κατανάλωση 10A)
- 1 x PS-20-12 Τροφοδοτικό 12VDC
- 1 x LC-226 Αισθητήρας Θερμοκρασίας και Υγρασίας
- Καλώδια jumper θηλυκό-σε-αρσενικό
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοσδήποτε γραμμικός ενεργοποιητής, αλλά βεβαιωθείτε ότι το τροφοδοτικό είναι κατάλληλο για την τάση και την κατανάλωση Ρεύματος του γραμμικού ενεργοποιητή και ότι μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις ισχύος υπό Φορτίο.
Καλωδίωση
Η καλωδίωση ενός γραμμικού ενεργοποιητή σε ένα ρελέ είναι απλή. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιήσαμε πλακέτα ρελέ 2 καναλιών. Η καλωδίωση περιλαμβάνει τέσσερα βήματα: ενεργοποιητής προς ρελέ, αισθητήρας προς Arduino, ρελέ προς τροφοδοτικό και ενεργοποιητής προς ρελέ.
Λάβετε υπόψη ότι ένας απομακρυσμένος αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας με έναν ενεργοποιητή τοποθετημένο σε υγρό περιβάλλον πρέπει να έχει τον ελεγκτή του επαρκώς προστατευμένο ή εγκατεστημένο εκτός του χώρου. Ο αισθητήρας είναι σχεδιασμένος να αντέχει την υγρασία, αλλά ο ελεγκτής Arduino σας όχι. Διατίθενται Περιβλήματα με Βαθμό προστασίας IP για το Arduino σε αυτές τις εφαρμογές. Εναλλακτικά, περάστε καλώδια από τον εξωτερικό ελεγκτή σας προς τον αισθητήρα υγρασίας στο εσωτερικό, όπου γίνεται η μέτρηση θερμοκρασίας και υγρασίας.
Βήμα 1: Arduino προς Ρελέ
- Arduino (Pin 7) προς Ρελέ (IN1)
- Arduino (Pin 8) προς Ρελέ (IN2)
- Arduino (5V) προς Ρελέ (VCC)
- Arduino (GND) προς Ρελέ (GND)
Βήμα 2: Αισθητήρας Θερμοκρασίας και Υγρασίας προς Arduino
- Αισθητήρας (+) προς Arduino (5V)
- Αισθητήρας (-) προς Arduino (GND)
- Αισθητήρας (OUT) προς Arduino (Pin 2)
Βήμα 3: Ρελέ προς Τροφοδοτικό
- Ρελέ (NO2) προς Τροφοδοτικό (-12VDC/GND)
- Ρελέ (NC2) προς Τροφοδοτικό (+12VDC)
- Ρελέ (NC1) προς Ρελέ (NC2)
- Ρελέ (NO1) προς Ρελέ (NO2)
Βήμα 4: Ενεργοποιητής προς Ρελέ
- Ενεργοποιητής (Positive) προς Ρελέ (COM1)
- Ενεργοποιητής (Negative) προς Ρελέ (COM2)
Προγραμματισμός του Arduino
Για να χρησιμοποιήσετε τον αισθητήρα θερμοκρασίας με έναν ενεργοποιητή, κατεβάστε τη βιβλιοθήκη DHT μέσα από το Arduino IDE. Αυτή η βιβλιοθήκη επιτρέπει τη χρήση σύντολων εντολών για την ανάκτηση μέτρησης υγρασίας ή θερμοκρασίας. Αφού κατεβεί η βιβλιοθήκη DHT, προσθέστε τον ακόλουθο κώδικα σε ένα νέο project: Temperature and Humidity Controlled Linear Actuator Code.
Όλος ο κώδικας πριν από τη βρόχο void setup() ρυθμίζει τη διαμόρφωση των pins με βάση την καλωδίωσή σας και περιλαμβάνει τη ρύθμιση της βιβλιοθήκης DHT. Αν επιλέξετε διαφορετικό μοντέλο Arduino, ταιριάξτε τους αριθμούς των pins με τον κώδικα. Επιπλέον, μπορείτε να ορίσετε τις τιμές θερμοκρασίας για το πότε ο ενεργοποιητής πρέπει να ανοίξει ή να κλείσει (open_door_temp και close_door_temp). Αρχικά, ορίστε τις τιμές πιο κοντά στη θερμοκρασία δωματίου ώστε να δοκιμάσετε αν λειτουργεί ο κώδικας, χρησιμοποιώντας απλά ένα πιστολάκι μαλλιών ή άλλη πηγή θερμότητας για να φτάσετε στη θερμοκρασία ενεργοποίησης.
Η βρόχος κώδικα void setup() ορίζει τη διαμόρφωση των ρελέ ως εξόδους και διασφαλίζει ότι είναι απενεργοποιημένα όταν τροφοδοτηθούν για πρώτη φορά. Αρχικοποιείται επίσης το Serial Monitor, με την υπόθεση ότι έχετε το Arduino συνδεδεμένο μέσω USB σε laptop/desktop για αρχικές δοκιμές.
Η κύρια βρόχος κώδικα λαμβάνει μετρήσεις από τον αισθητήρα χρησιμοποιώντας τις εντολές dht.readHumidity(), dht.readTemperature() και dht.readTemperature(true) και αποθηκεύει αυτές τις τιμές σε μεταβλητή float για να χρησιμοποιηθούν σε κάποιες μετατροπές. Οι τιμές μετατρέπονται σε Κελσίου και Φαρενάιτ και εκτυπώνονται στο Serial Monitor του Arduino.
Τέλος, αυτές οι μετρήσεις συγκρίνονται με τις τιμές κατωφλίου θερμοκρασίας για να καθοριστεί αν ο γραμμικός ενεργοποιητής πρέπει να ανοίξει ή να κλείσει. Τα ρελέ τίθενται σε υψηλό αναλόγως· διαφορετικά, ο ενεργοποιητής παραμένει στάσιμος και το Arduino συνεχίζει να παρακολουθεί τις μετρήσεις θερμοκρασίας και υγρασίας.
Συμπέρασμα
Η χρήση αισθητήρα θερμοκρασίας με έναν ενεργοποιητή είναι ένας εξαιρετικός τρόπος για να μάθετε πώς να προγραμματίζετε ένα Arduino και έχει αποδειχθεί πολύ χρήσιμη προσθήκη εφαρμογής. Μπορεί να βρείτε επίσης πολλές άλλες εφαρμογές πέρα από aquaponics και hydroponics για να προσθέσετε αυτόν τον αισθητήρα! Παρόλο που σας δείξαμε πώς να ελέγχετε έναν γραμμικό ενεργοποιητή 12VDC, τίποτα δεν σας εμποδίζει να χρησιμοποιήσετε έναν βιομηχανικό, υψηλής ισχύος γραμμικό ενεργοποιητή για πιο απαιτητικές εφαρμογές – απλώς βεβαιωθείτε ότι το τροφοδοτικό ταιριάζει με τον γραμμικό ενεργοποιητή.
Αν έχετε οποιεσδήποτε απορίες ή σχόλια σχετικά με αυτό το άρθρο ή οποιοδήποτε από τα προϊόντα μας, μην διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας!