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3.1.4 Ventilador Inteligente

Nota

Dependiendo de la versión de tu kit, identifica si tienes ADC0834 o MCP3008 y procede con la sección correspondiente.

Introducción

En este curso, usaremos motores, botones y termistores para crear un ventilador inteligente manual y automático, con velocidad de viento ajustable.

Componentes

Diagrama Esquemático

T-Board Name	physical	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

Procedimiento Experimental

Paso 1: Construye el circuito.

Nota

El módulo de alimentación puede utilizar una batería de 9V con el conector de batería de 9V incluido en el kit. Inserta el capuchón del módulo de energía en las tiras de bus de 5V de la protoboard.

$\_MG_2084$

Para Usuarios de Lenguaje C

Paso 2: Ingresa en la carpeta del código.

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

Paso 3: Compila el código.

gcc 3.1.4_SmartFan.c -lwiringPi -lm

Paso 4: Ejecuta el archivo ejecutable anterior.

sudo ./a.out

Al ejecutar el código, inicia el ventilador presionando el botón. Cada vez que presiones, se ajustará una velocidad hacia arriba o hacia abajo. Hay 5 niveles de velocidad: 0~4. Al establecer el nivel de velocidad en el 4^to y presionar el botón, el ventilador dejará de funcionar con velocidad de viento 0.

Nota

Si no funciona después de ejecutarlo o aparece el mensaje de error: "wiringPi.h: No such file or directory", consulta ¿El código en C no funciona?.

Una vez que la temperatura sube o baja más de 2℃, la velocidad se ajusta automáticamente a un nivel más rápido o más lento.

Explicación del Código

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;
}

La función temperture() convierte los valores del termistor leídos por el ADC0834 en valores de temperatura. Consulta 2.2.2 Thermistor para obtener más detalles.

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;
}

Esta función controla la velocidad de rotación del motor. El rango de nivel es 0-4 (el nivel 0 detiene el motor). Cada ajuste de nivel representa un cambio del 25% en la velocidad del viento.

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;
}

La función main() contiene todo el proceso del programa, como se muestra a continuación:

Leer constantemente el estado del botón y la temperatura actual.

2) Cada pulsación incrementa el nivel en +1 y, al mismo tiempo, se actualiza la temperatura. El nivel varía entre 1~4.

3) Cuando el ventilador está en funcionamiento (el nivel es diferente de 0), se realiza una detección de temperatura. Un cambio de 2℃+ provoca el aumento o disminución del nivel.

El motor ajusta su velocidad de rotación según el nivel.

Para Usuarios de Python

Paso 2: Ingresar en la carpeta del código.

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

Paso 3: Ejecutar.

sudo python3 3.1.4_SmartFan.py

Al ejecutar el código, inicia el ventilador presionando el botón. Cada vez que presionas, se ajusta un nivel de velocidad hacia arriba o hacia abajo. Hay 5 niveles de velocidad: 0~4. Cuando se ajusta al 4^to nivel y se presiona el botón, el ventilador se detiene con velocidad de viento 0.

Una vez que la temperatura sube o baja más de 2℃, la velocidad se ajusta automáticamente a un nivel superior o inferior.

Código

Nota

Puedes Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener el código a continuación. Sin embargo, antes de hacerlo, debes dirigirte a la ruta de código fuente, como davinci-kit-for-raspberry-pi/python.

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

# Configurar pines
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()

Explicación del Código

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

La función temperature() convierte los valores del termistor leídos por ADC0834 en valores de temperatura. Consulte 2.2.2 Thermistor para obtener más detalles.

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

Esta función controla la velocidad de rotación del motor. El rango del nivel es 0-4 (nivel 0 detiene el motor). Cada ajuste de nivel representa un cambio de 25% en la velocidad del ventilador.

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)

La función main() contiene el proceso completo del programa como se muestra:

Leer constantemente el estado del botón y la temperatura actual.
Cada pulsación incrementa el nivel en +1 y al mismo tiempo, se actualiza la temperatura. El nivel varía entre 1~4.
Cuando el ventilador está en funcionamiento (el nivel es diferente de 0), la temperatura se encuentra bajo monitoreo. Un cambio de 2℃+ provoca un aumento o disminución en el nivel.
El motor ajusta su velocidad de rotación según el nivel.

3.1.4 Ventilador Inteligente

Introducción

Componentes

Diagrama Esquemático

Procedimiento Experimental

Para Usuarios de Lenguaje C

Para Usuarios de Python

Imagen del Fenómeno