בקרת טמפרטורה עם מאווררי Arduino ו- PWM: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

בקרת טמפרטורה עם PID במאווררי Arduino ו- PWM לקירור שרת/רשת מתלים DIY

לפני מספר שבועות הייתי צריך להתקין מתלה עם התקני רשת וכמה שרתים.

המתלה ממוקם במוסך סגור, כך שטווח הטמפרטורות בין החורף והקיץ גבוה למדי, וגם אבק עלול להוות בעיה.

תוך כדי גלישה באינטרנט לפתרונות קירור גיליתי שהם די יקרים, במקומי לפחות, שהם> 100 € עבור 4 מאווררים התקרה עם 230V עם שלט תרמוסטט. לא אהבתי את כונן התרמוסטט מכיוון שהוא שואב הרבה אבק כאשר הוא מופעל, בגלל שהאווררים עוברים את מלוא העוצמה, ואינו נותן אוורור כלל כאשר הוא אינו מופעל.

אז, לא מרוצה מהמוצרים האלה, החלטתי ללכת בדרך DIY, ולבנות משהו שיכול להחזיק בצורה חלקה טמפרטורה מסוימת.

שלב 1: איך זה עובד

כדי להקל על הדברים הלכתי על אוהדי DC: הם הרבה פחות רועשים ממעריצי AC בעוד שהם קצת פחות חזקים, אבל הם עדיין יותר ממספיק בשבילי.

המערכת משתמשת בחיישן טמפרטורה לשליטה בארבעה מאווררים המונעים על ידי בקר ארדואינו. הארדואינו מצמצם את האוהדים באמצעות לוגיקת PID ומניע אותם דרך PWM.

הטמפרטורה ומהירות המאוורר מדווחים באמצעות צג בן 8 ספרות בן 8 ספרות, המותקן על מוט אלומיניום המותקן על מתלה. מלבד התצוגה ישנם שני לחצנים לכוונון טמפרטורת היעד.

שלב 2: במה השתמשתי

הערה: ניסיתי לממש את הפרויקט הזה עם דברים ששכבתי בבית, כך שלא הכל יכול להיות אידיאלי. התקציב היה דאגה.

להלן הרכיבים בהם השתמשתי:

• חוּמרָה

  • לוח אקריליק אחד: משמש כבסיס (€ 1.50);
  • ארבעה פרופילי PVC בצורת 3.6x1 ס"מ L (€ 4.00);
  • לוח אלומיניום אחד: חתוך ברוחב 19 אינץ '(3.00 €);

• מכשירי חשמל

  • ארבעה מאווררי PWM של 120 מ"מ: הלכתי על Arctic F12 PWM PST בגלל היכולת לערום אותם במקביל (4x € 8.00);
  • One Pro Micro: כל לוח המופעל על ידי ATMega 32u4 אמור לעבוד היטב עם הקוד שלי (€ 4.00);
  • לוח ממסר אחד: כיבוי המאווררים כאשר אין בהם צורך (1.50 יורו);
  • מודול תצוגה MAX7219 בן 8 ספרות בן 7 ספרות (2.00 €);
  • שלושה לחצני לחיצה רגעיים, 1 מיועד לאיפוס (€ 2.00);
  • מתג הפעלה 3A (1.50 €);
  • מחבר כבל LAN אחד: לנתק בקלות את המכלול הראשי ללוח התצוגה (€ 2.50);

  • אספקת חשמל כפולה אחת של 5 וולט ו -12 וולט: ניתן להשתמש בשני PSU מופרדים או 12 וולט עם ממיר הורדה ל -5 וולט (15.00 אירו);

  • כבלים, ברגים ורכיבים קטנים אחרים (€ 5.00);

עלות כוללת: 74.00 יורו (אם הייתי צריך לקנות את כל הרכיבים ב- eBay/אמזון).

שלב 3: התיק

המארז עשוי מ -4 פרופילי פלסטיק דקים בצורת L המודבקים ומושרים על לוח אקרילי.

כל מרכיבי הקופסה מודבקים באפוקסי.

ארבעה חורים של 120 מ מ נחתכים באקריליק כך שיתאימו למאווררים. חור נוסף נחתך למתן כבלי המדחום לעבור.

הלוח הקדמי כולל מתג הפעלה עם נורית חיווי. משמאל, שני חורים נותנים לכבל הלוח הקדמי ולכבל ה- USB לצאת. מתווסף לחצן איפוס נוסף לתכנות קל יותר (ל- Pro Micro אין לחצן איפוס, ולפעמים הוא שימושי על מנת להעלות אליו תוכנית).

התיבה מוחזקת על ידי 4 ברגים העוברים דרך חורים הבסיס האקרילי.

הלוח הקדמי עשוי לוח אלומיניום מוברש, חתוך ברוחב 19 אינץ 'ובגובה של ~ 4 ס מ. חור התצוגה נעשה עם Dremel וארבעת החורים האחרים לברגים ולחצנים נעשו בעזרת מקדחה.

שלב 4: אלקטרוניקה

לוח הבקרה די פשוט וקומפקטי. במהלך ביצוע הפרויקט גיליתי שכאשר אני מספק 0% PWM לאוהדים, הם יפעלו במלוא המהירות. כדי למנוע לגמרי מהאוהדים להסתובב, הוספתי ממסר שמכבה את האוהדים כשאין צורך בהם.

הלוח הקדמי מחובר ללוח באמצעות כבל רשת שבאמצעות מצמד כבלים ניתן לנתק אותו בקלות מהמארז הראשי. גב הלוח עשוי צינור חשמלי בגודל 2.5x2.5 וקבוע ללוח בעזרת סרט דו צדדי. המסך קבוע גם ללוח בעזרת קלטת.

כפי שאתה יכול לראות בתרשימים, השתמשתי בכמה נגדי זרימה חיצוניים. אלה מספקים Pullup חזק יותר מזה של הארדואינו.

את תרשימי Fritzing ניתן למצוא במאגר GitHub שלי.

שלב 5: הקוד

המפרט של אינטל למאווררי 4 פינים מציע תדר PWM יעד של 25KHz וטווח מקובל של 21 kHz עד 28 kHz. הבעיה היא שתדר ברירת המחדל של Arduino הוא 488Hz או 976Hz, אך ה- ATMega 32u4 מסוגל לספק תדרים גבוהים יותר, ולכן עלינו רק להגדיר אותו כראוי. התייחסתי למאמר זה על ה- PWM של לאונרדו כדי לשעון את הטיימר הרביעי ל -23437 הרץ שהוא הכי קרוב שהוא יכול להגיע ל -25 קילוהרץ.

השתמשתי בספריות שונות לתצוגה, בחיישן הטמפרטורה ובהגיון ה- PID.

הקוד המעודכן המלא ניתן למצוא במאגר GitHub שלי.

שלב 6: מסקנה

אז הנה! אני צריך לחכות עד הקיץ הזה כדי לראות אותו בפועל, אבל אני די בטוח שזה יעבוד מצוין.

אני מתכנן להכין תוכנית לראות את הטמפרטורה מיציאת ה- USB שחיברתי ל- Raspberry Pi.

אני מקווה שהכל היה מובן, אם לא תודיע לי ואני אסביר טוב יותר.

תודה!