Ventilateur à température contrôlée ! : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Vivre dans un pays tropical comme Singapour, c'est frustrant de transpirer toute la journée et en attendant, vous devez vous concentrer sur vos études ou travailler dans un environnement aussi étouffant. Pour faire circuler l'air et vous rafraîchir, j'ai eu l'idée d'un ventilateur à température contrôlée qui s'allumera automatiquement lorsque la température atteint 25 degrés Celsius (c'est à ce moment-là que la plupart des gens commencent à avoir chaud) et la vitesse du ventilateur augmente même et apporte vent plus fort à 30 degrés Celsius.

Composants nécessaires:

1. Un Arduino Uno.

2. Un capteur de température (TMP36 qui a une sortie analogique).

3. Un transistor TIP110.

4. Un moteur CC 6V avec pale de ventilateur.

5. Une diode (1N4007).

6. Une LED.

7. Deux résistances (220Ohm et 330Ohm)

Alimentation 8,6 V.

Étape 1: créer un schéma

Voici le schéma que j'ai créé pour ce projet en utilisant Eagle.

Le circuit du capteur de température donne l'entrée analogique à partir de laquelle le moteur est allumé et fait varier sa vitesse. Comme indiqué dans la disposition des broches ci-dessus, la broche 1 doit être connectée à l'alimentation. Étant donné que le TMP36 fonctionne bien sous une tension de 2,7 V à 5,5 V (à partir de la fiche technique), 5 V de la carte Arduino suffisent pour alimenter le capteur de température. La broche 2 envoie une valeur de tension analogique à la broche A0 dans Arduino qui est linéairement proportionnelle à la température centigrade. Alors que Pin3 est connecté au GND dans Arduino.

Sur la base de la température détectée, la broche PWM 6 "produira une tension différente" (une tension différente est obtenue en allumant et en éteignant le signal à plusieurs reprises) à la base du transistor TIP110. Le R1 est utilisé pour limiter le courant afin qu'il ne dépasse pas le courant de base maximum (pour le TIP110, il est de 50mA basé sur la fiche technique.) Une alimentation externe 6V plutôt que le 5V d'Arduino est utilisée pour alimenter le moteur comme le grand le courant tiré par le moteur peut détruire l'Arduino. Le transistor sert également ici de tampon pour isoler le circuit moteur de l'Arduino pour la même raison (empêcher le courant tiré par le moteur d'endommager l'Arduino.). Le moteur tournera à une vitesse différente à une tension différente qui lui est appliquée. La diode connectée au moteur doit dissiper la force électromotrice induite générée par le moteur au moment où nous allumons et éteignons le ventilateur afin d'éviter d'endommager le transistor (un changement soudain de courant induira une force électromotrice arrière qui peut endommager le transistor.)

La broche numérique 8 est connectée à la LED qui s'allumera lorsque le ventilateur tourne, la résistance R2 ici est pour limiter le courant.

Remarque*: Tous les composants du circuit partagent la même terre, il y a donc un point de référence commun.

Étape 2: Codage

Les commentaires dans mon codage ont expliqué chaque étape, ce qui suit est l'information supplémentaire.

La première partie de mon codage consiste à définir toutes les variables et les broches (première photo):

Ligne 1: La température est définie comme flottante, elle est donc plus précise.

Ligne 3 & Ligne 4: La température minimale à laquelle le ventilateur est allumé peut être personnalisée pour être d'autres valeurs ainsi que la "tempHigh" à laquelle le ventilateur tourne plus vite.

Ligne 5: La broche du ventilateur peut être n'importe quelle broche PWM (broche 11, 10, 9, 6, 5, 3.)

La deuxième partie de mon codage consiste à contrôler l'ensemble du circuit (deuxième photo):

Ligne 3 et ligne 4: Le convertisseur analogique-numérique d'Arduino obtient la valeur d'un signal analogique d'analogRead() et renvoie une valeur numérique de 0 à 1023 (10 bits). Afin de convertir la valeur numérique en température, elle est divisée par 1024 et multipliée par 5 V pour calculer la tension numérique de sortie du capteur de température.

Ligne 5 et ligne 6: selon la fiche technique du TMP36, il a un décalage de tension de 0,5 V, de sorte que 0,5 V est soustrait de la tension numérique d'origine pour obtenir la tension de sortie réelle. Enfin, nous multiplions la tension réelle par 100 car le TMP36 a un facteur d'échelle de 10 mV/degré Celsius. (1/(10mV/degré Celsius)) = 100 degrés Celsius/V.

Ligne 18 et ligne 24: tension de sortie de la broche PWM allant de 0 à 5 V. Cette tension est déterminée par le rapport cyclique compris entre 0 et 255, 0 représentant 0 % et 255 représentant 100 %. Donc les "80" et "255" ici sont la vitesse du ventilateur.

Étape 3: Test et soudure

Après avoir rédigé le schéma et le codage, il est temps de tester le circuit sur la maquette !

Connectez le circuit comme indiqué sur le schéma

J'ai utilisé une batterie 9V pendant cette phase qui n'est pas appropriée pour un moteur 6V DC, mais il devrait être possible de les connecter ensemble pendant une courte période. Pendant le prototype réel, j'ai utilisé une alimentation externe pour alimenter 6V pour le moteur. Après les tests, le circuit fonctionne bien. Il est donc temps de les souder sur un stripboard !

Avant de souder le circuit…

Il est bon de dessiner le circuit sur une feuille de planification de disposition de Stripboard pour planifier où placer les composants et où percer des trous. D'après mon expérience, il est plus facile de souder lorsque vous laissez une colonne entre deux soudures.

Lors de la soudure…

Soyez prudent avec les composants avec polarité. Dans ce circuit, ce seront les LED dont la branche la plus longue est l'anode et la diode dont la partie grise est la cathode. Le brochage du transistor TIP110 et celui du capteur de température TMP36 doivent également être pris en compte.

Étape 4: Démonstration

Pour rendre l'ensemble du circuit propre et pas si désordonné, j'utilise l'en-tête femelle à mâle pour empiler le stripboard sur l'Arduino tout en me connectant à la broche de l'Arduino. J'imprime également en 3D un support de ventilateur pour tenir le ventilateur, le fichier stl est joint ci-dessous. Pendant la démonstration, j'utilise l'alimentation externe car ma pile 9V ne fonctionne pas.

La vidéo de démonstration finale est jointe ci-dessus. Merci d'avoir regardé!