Crea il tuo termoregolatore con un Arduino

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Alleva il pane perfetto, prepara una bella birra e alleva pulcini felici con un termoregolatore Arduino. Se vivi in ​​un clima poco affidabile come l'Inghilterra, le indicazioni che ti dicono di mantenere qualcosa a una temperatura impostata non lo sono particolarmente utile: non abbiamo condizionatori d'aria e alzare il termostato per tutta la casa non è pratico solo per fare un pagnotta di pane. Anche se tenuti dentro, i pulcini possono morire se la temperatura scende di notte; e farli schiudere in primo luogo ha un intervallo di temperatura ancora più severo. Ma ho bisogno del mio pane e i pulcini devono essere schiusi - quindi invece di acquistare attrezzature costose, possiamo mettere insieme un regolatore di temperatura competente con un Arduino e pezzi di casa.

Lo stesso vale anche per mantenere gli oggetti freschi - può essere dispendioso far funzionare un intero frigorifero solo per fare lo yogurt - ma con un termoregolatore, il principio è lo stesso. Invece di attivare un elemento riscaldante, attiverai la spina su un mini-frigorifero o altro elemento di raffreddamento, come un

Peltier (dispositivo di raffreddamento termoelettrico) - e, naturalmente, la logica sarà invertita.

Di cosa avrai bisogno

Questo è un progetto Arduino: se non hai mai lavorato con Arduino prima, il nostro guida gratuita per principianti Introduzione ad Arduino: una guida per principiantiArduino è una piattaforma di prototipazione elettronica open source basata su hardware e software flessibili e di facile utilizzo. È destinato ad artisti, designer, hobbisti e chiunque sia interessato a creare oggetti o ambienti interattivi. Leggi di più è un posto fantastico per iniziare.

• Arduino
• Sensore di temperatura: sto utilizzando un TMP36, un dispositivo economico a pacchetto singolo fornito con Oomlout (Regno Unito) / Sparkfun (US) kit per principianti.
• Relè o interruttori a spina RC
• Morsetti a vite
• Scatola per intrappolare il calore
• Elemento riscaldante o lampadina a incandescenza e apparecchio (o entrambi)

L'ultimo oggetto è stato lasciato volutamente vago. Se hai una lampadina a incandescenza (del tipo che si surriscalda, non una lampadina a risparmio energetico) o una lampada calda per lesioni sportive e simili, è probabilmente la più facile da installare. Sto usando una fascia riscaldante, fondamentalmente una fascia di gomma che si riscalda quando passa l'elettricità, utilizzata su carboidrati e fusti per le fasi iniziali di fermentazione nella produzione di vino o birra - tecnicamente, questo può essere un rischio di incendio se non avvolto attorno a qualcosa, quindi per favore non farlo, lo sto usando solo per testare. Puoi anche acquistare le piastre riscaldanti per lo stesso scopo.

Per motivi di sicurezza, sto usando queste spine RC per cambiare i dispositivi CA, con un controller fatto a pezzi dettagliatamente questo articolo di automazione domestica Controlla le apparecchiature da un Arduino: l'inizio della domoticaL'ultima volta, ti ho mostrato alcuni modi per rendere i tuoi progetti Arduino controllati dal parlato tramite SiriProxy, OS X elementi parlabili integrati e alcuni script di Automator o persino un hardware di riconoscimento vocale dedicato patata fritta. IO... Leggi di più . È wireless, quindi non ho mai bisogno di toccare i cavi sotto tensione.

Rilevamento della temperatura

Iniziamo collegando e testando il sensore. [Diagramma di Adafruit]

Con il lato piatto rivolto verso di te e le gambe rivolte verso il basso, il sensore di temperatura TMP36 è cablato +, segnale, GND in questo ordine. Il + va all'uscita 3.3 V di Arduino; serve anche un'altra linea che va da +3.3 V al pin AREF - questo dice ad Arduino di usare 3.3 V per riferimento di ingresso analogico invece di 5 V. Collegare il pin del segnale del sensore ad A1. In precedenti tentativi, avevo usato il TMP36 direttamente sulla linea a 5 V; funziona, purtroppo bit quando accoppiato con un relè, si è verificata una caduta di potenza ogni volta che il relè è stato attivato, con conseguenti letture altamente fluttuanti.

Ho usato un vecchio cavo di rete come cavo di segnale - molto utile da avere in giro, poiché all'interno ci sono 8 fili. Il cavo è piuttosto sottile, quindi assicurati di rafforzare l'altra estremità con la saldatura dove verrà avvitato in una morsettiera.

La formula nel codice presuppone che tu stia utilizzando il sensore tMP36; dovresti essere in grado di trovare un esempio di codice per altri sensori. Questo il codice di esempio proviene da Adafruit - caricarlo e aprire la console seriale per esaminare l'output.

Confronta con un termometro, se possibile. Letture non giuste?

• Verificare che la tensione fornita sia effettivamente 3,3 V
• L'AREF è collegato anche a 3,3 V?

Aggiunta in Switch Logic

Per controllare l'elemento riscaldante, sto usando queste prese RC di Maplin e hanno smontato il controller. È necessario collegare solo la massa e il pin di controllo. Ho modificato il codice per includere le librerie pertinenti che puoi scarica da qui.

A questo punto, rimuoverò anche tutti i riferimenti a Farenheit e continuerò a lavorare solo con Celsius. Ho quindi definito la temperatura desiderata da mantenere e ho aggiunto una struttura di controllo semplice come questa:

if (temperatureC 

Non c'è nulla di complesso qui che non capirai: basta confrontare la lettura della temperatura corrente con quella desiderata e accendere l'interruttore se è inferiore; altrimenti, spegnilo.

Il codice completo può essere trovato qui, sebbene sia necessario modificarlo se si utilizza un relè (non è difficile). Ecco lo schema elettrico completo che ho usato:

Mettere tutto insieme

Nastro il sensore all'interno della scatola che si sta utilizzando e posizionare l'elemento riscaldante ovunque sia appropriato. Imposta la temperatura desiderata e accendi tutto. Se per il momento tieni il PC collegato, puoi utilizzare la console seriale per osservare i cambiamenti mentre la tua scatola si surriscalda.

Ulteriori lavori

• Per ridurre l'impatto di eventuali sbalzi di temperatura, puoi provare a livellare i risultati. Creare un array per memorizzare 10 letture e calcolare una media su ciascun loop.
• Per evitare una rapida attivazione e disattivazione della resistenza, creare una variabile per memorizzare un conto alla rovescia. Ogni volta che si attiva o si disattiva, registrare l'ora corrente nel conto alla rovescia, quindi prima di cambiare di nuovo lo stato verificare se è trascorso X tempo dall'ultimo cambio di stato.
• Per un progetto senza computer, collegare un piccolo schermo LCD per visualizzare la temperatura corrente e consentire di vedere la temperatura corrente e desiderata.

Mettendolo alla prova

Infine, cosa sarebbe questo progetto senza un piccolo test? Ho montato un impasto pronto nella macchina per il pane e l'ho diviso in due pagnotte. Quello lievitato all'interno della scatola era leggermente più grande, ma oggi la temperatura dell'aria ambiente è di circa 26 gradi Celsius - questo sarebbe molto più utile in inverno. Indipendentemente da ciò, è meglio che vada a fare un po 'di zuppa per accompagnare questo delizioso pane.

Quindi, cosa faresti che richiede una temperatura costante?