3.1.4 Smart Fan¶

Einführung¶

In diesem Kurs werden wir Motoren, Tasten und Thermistoren verwenden, um einen manuellen + automatischen intelligenten Lüfter herzustellen, dessen Windgeschwindigkeit einstellbar ist.

Komponenten¶

Schematische Darstellung¶

T-Karte Name	physisch	wiringPi	BCM
GPIO17	Pin 11	0	17
GPIO18	Pin 12	1	18
GPIO27	Pin 13	2	27
GPIO22	Pin 15	3	22
GPIO5	Pin 29	21	5
GPIO6	Pin 31	22	6
GPIO13	Pin 33	23	13

Experimentelle Verfahren¶

Schritt 1: Bauen Sie die Schaltung auf.

Bemerkung

The power module can apply a 9V battery with the 9V Battery Buckle in the kit. Insert the jumper cap of the power module into the 5V bus strips of the breadboard.

$\_MG_2084$

Für Benutzer in C-Sprache¶

Schritt 2: Gehen Sie in den Ordner der Kode.

cd /home/pi/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.4/

Schritt 3: Kompilieren.

gcc 3.1.4_SmartFan.c -lwiringPi -lm

Schritt 4: Führen Sie die obige ausführbare Datei aus.

sudo ./a.out

Starten Sie den Lüfter, während der Kode ausgeführt wird, indem Sie die Taste drücken. Jedes Mal, wenn Sie drücken, wird 1 Geschwindigkeitsstufe nach oben oder unten eingestellt. Es gibt 5 Arten von Geschwindigkeitsstufen: 0~4. Wenn Sie die vierte Geschwindigkeitsstufe einstellen und die Taste drücken, arbeitet der Lüfter nicht mehr mit einer Windgeschwindigkeit von 0.

Sobald die Temperatur länger als 2℃, steigt oder fällt, wird die Geschwindigkeit automatisch um 1 Grad schneller oder langsamer.

Code Erklärung

int temperture(){
    unsigned char analogVal;
    double Vr, Rt, temp, cel, Fah;
    analogVal = get_ADC_Result(0);
    Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
    Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
    temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
    cel = temp - 273.15;
    Fah = cel * 1.8 +32;
    int t=cel;
    return t;
}

temperture() wandelt die von ADC0834 gelesenen Thermistorwerte in Temperaturwerte um. Siehe 2.2.2 Thermistor für weitere Details.

int motor(int level){
    if(level==0){
        digitalWrite(MotorEnable,LOW);
        return 0;
    }
    if (level>=4){
        level =4;
    }
    digitalWrite(MotorEnable,HIGH);
    softPwmWrite(MotorPin1, level*25);
    return level;
}

Diese Funktion steuert die Drehzahl des Motors. Der Bereich der Stufe: 0-4 (Stufe 0 stoppt den Arbeitsmotor). Eine Stufeneinstellung steht für eine 25% ige Änderung der Windgeschwindigkeit.

int main(void)
{
    setup();
    int currentState,lastState=0;
    int level = 0;
    int currentTemp,markTemp=0;
    while(1){
        currentState=digitalRead(BtnPin);
        currentTemp=temperture();
        if (currentTemp<=0){continue;}
        if (currentState==1&&lastState==0){
            level=(level+1)%5;
            markTemp=currentTemp;
            delay(500);
        }
        lastState=currentState;
        if (level!=0){
            if (currentTemp-markTemp<=-2){
                level=level-1;
                markTemp=currentTemp;
            }
            if (currentTemp-markTemp>=2){
                level=level+1;
                markTemp=currentTemp;
            }
        }
        level=motor(level);
    }
    return 0;
}

Die Funktion main() enthält den gesamten Programmablauf wie folgt:

Lesen Sie ständig den Tastenstatus und die aktuelle Temperatur ab.
Jede Presse erreicht Stufe+1 und gleichzeitig wird die Temperatur aktualisiert. Die Stufe reicht von 1~4..
Während der Lüfter arbeitet (der Niveau ist nicht 0), wird die Temperatur erfasst. Eine Änderung von 2℃+ bewirkt das Auf und Ab des Levels.
Der Motor ändert die Drehzahl mit der Stufe.

Für Python-Sprachbenutzer¶

Schritt 2: Gehen Sie in den Ordner der Kode.

cd /home/pi/davinci-kit-for-raspberry-pi/python

Schritt 3: Ausführen.

sudo python3 3.1.4_SmartFan.py

Starten Sie den Lüfter, während der Kode ausgeführt wird, indem Sie die Taste drücken. Jedes Mal, wenn Sie drücken, wird 1 Geschwindigkeitsstufe nach oben oder unten eingestellt. Es gibt 5 Arten von Geschwindigkeitsstufen: 0~4. Wenn Sie die vierte Geschwindigkeitsstufe einstellen und die Taste drücken, arbeitet der Lüfter nicht mehr mit einer Windgeschwindigkeit von 0.

Sobald die Temperatur länger als 2℃, steigt oder fällt, wird die Geschwindigkeit automatisch um 1 Grad schneller oder langsamer.

Code

Bemerkung

Sie können den folgenden Code Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen . Zuvor müssen Sie jedoch zu einem Quellcodepfad wie davinci-kit-for-raspberry-pi/python gehen.

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import ADC0834
import math

# Set up pins
MotorPin1   = 5
MotorPin2   = 6
MotorEnable = 13
BtnPin  = 22


def setup():
    global p_M1,p_M2
    ADC0834.setup()
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(MotorPin1, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(MotorPin2, GPIO.OUT)
    p_M1=GPIO.PWM(MotorPin1,2000)
    p_M2=GPIO.PWM(MotorPin2,2000)
    p_M1.start(0)
    p_M2.start(0)
    GPIO.setup(MotorEnable, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN)

def temperature():
    analogVal = ADC0834.getResult()
    Vr = 5 * float(analogVal) / 255
    Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
    temp = 1/(((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15+25)))
    Cel = temp - 273.15
    Fah = Cel * 1.8 + 32
    return Cel

def motor(level):
    if level == 0:
        GPIO.output(MotorEnable, GPIO.LOW)
        return 0
    if level>=4:
        level = 4
    GPIO.output(MotorEnable, GPIO.HIGH)
    p_M1.ChangeDutyCycle(level*25)
    return level


def main():
    lastState=0
    level=0
    markTemp = temperature()
    while True:
        currentState =GPIO.input(BtnPin)
        currentTemp=temperature()
        if currentState == 1 and lastState == 0:
            level=(level+1)%5
            markTemp = currentTemp
            time.sleep(0.5)
        lastState=currentState
        if level!=0:
            if currentTemp-markTemp <= -2:
                level = level -1
                markTemp=currentTemp
            if currentTemp-markTemp >= 2:
                level = level +1
                markTemp=currentTemp
        level = motor(level)


def destroy():
    GPIO.output(MotorEnable, GPIO.LOW)
    p_M1.stop()
    p_M2.stop()
    GPIO.cleanup()

if __name__ == '__main__':
    setup()
    try:
        main()
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

Code Erklärung

def temperature():
    analogVal = ADC0834.getResult()
    Vr = 5 * float(analogVal) / 255
    Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
    temp = 1/(((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15+25)))
    Cel = temp - 273.15
    Fah = Cel * 1.8 + 32
    return Cel

temperature() wandelt von ADC0834 gelesene Thermistorwerte in Temperaturwerte um. Siehe 2.2.2 Thermistor für weitere Details.

def motor(level):
    if level == 0:
        GPIO.output(MotorEnable, GPIO.LOW)
        return 0
    if level>=4:
        level = 4
    GPIO.output(MotorEnable, GPIO.HIGH)
    p_M1.ChangeDutyCycle(level*25)
    return level

Diese Funktion steuert die Drehzahl des Motors. Der Bereich des Hebels: 0-4 (Stufe 0 stoppt den Arbeitsmotor). Eine Stufeneinstellung steht für eine 25% ige Änderung der Windgeschwindigkeit.

def main():
    lastState=0
    level=0
    markTemp = temperature()
    while True:
        currentState =GPIO.input(BtnPin)
        currentTemp=temperature()
        if currentState == 1 and lastState == 0:
            level=(level+1)%5
            markTemp = currentTemp
            time.sleep(0.5)
        lastState=currentState
        if level!=0:
            if currentTemp-markTemp <= -2:
                level = level -1
                markTemp=currentTemp
            if currentTemp-markTemp >= 2:
                level = level +1
                markTemp=currentTemp
        level = motor(level)