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3.1.4 Ventilateur intelligent

Note

Selon la version de votre kit, identifiez si vous disposez du ADC0834 ou du MCP3008 et suivez la section correspondante.

Introduction

Dans ce projet, nous utiliserons des moteurs, des boutons et des thermistances pour créer un ventilateur intelligent manuel et automatique dont la vitesse est réglable.

Composants requis

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

Schéma de câblage

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

Procédure expérimentale

Étape 1 : Construisez le circuit.

Note

Le module d’alimentation peut être utilisé avec une pile 9V et la connexion pour pile 9V fournie dans le kit. Insérez le cavalier du module d’alimentation dans les bandes de bus 5V de la plaque d’expérimentation.

Étape 2 : Accédez au dossier du code.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

Étape 3 : Exécutez le programme.

sudo python3 3.1.4_SmartFan.py

Lorsque le code est exécuté, démarrez le ventilateur en appuyant sur le bouton. Chaque appui ajuste la vitesse d’un cran vers le haut ou vers le bas. Il existe 5 niveaux de vitesse : 0~4. Lorsque le ventilateur est réglé à la 4^ème vitesse et que vous appuyez à nouveau, le ventilateur s’arrête avec une vitesse de 0.

Dès que la température augmente ou diminue de plus de 2°C, la vitesse augmente ou diminue automatiquement d’un niveau.

Code

Note

Vous pouvez Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez vous rendre dans le répertoire source comme davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5. Après avoir modifié le code, vous pouvez l’exécuter directement pour voir l’effet.

#!/usr/bin/env python3

from gpiozero import Motor, Button
from time import sleep
import ADC0834
import math

# Initialisation des broches GPIO pour le bouton et le contrôle du moteur
BtnPin = Button(22)
motor = Motor(forward=5, backward=6, enable=13)

# Initialisation du module ADC0834 pour la détection de température
ADC0834.setup()

# Initialisation des variables pour suivre le niveau de vitesse du moteur et les températures
level = 0
currentTemp = 0
markTemp = 0

def temperature():
    """
    Reads and calculates the current temperature from the sensor.
    Returns:
        float: The current temperature in Celsius.
    """
    # Lire la valeur analogique depuis le module ADC0834
    analogVal = ADC0834.getResult()
    # Conversion de la valeur analogique en tension puis en résistance
    Vr = 5 * float(analogVal) / 255
    Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
    # Calcul de la température en Celsius
    temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273,15 + 25)))
    Cel = temp - 273,15
    return Cel

def motor_run(level):
    """
    Adjusts the motor speed based on the specified level.
    Args:
        level (int): Desired motor speed level.
    Returns:
        int: Adjusted motor speed level.
    """
    # Arrêter le moteur si le niveau est 0
    if level == 0:
        motor.stop()
        return 0
    # Limiter le niveau à 4 pour la vitesse maximale
    if level >= 4:
        level = 4
    # Définir la vitesse du moteur
    motor.forward(speed=float(level / 4))
    return level

def changeLevel():
    """
    Changes the motor speed level when the button is pressed and updates the reference temperature.
    """
    global level, currentTemp, markTemp
    print("Button pressed")
    # Passer à travers les niveaux 0-4
    level = (level + 1) % 5
    # Mettre à jour la température de référence
    markTemp = currentTemp

# Lier l'événement de pression du bouton à la fonction changeLevel
BtnPin.when_pressed = changeLevel

def main():
    """
    Main function to continuously monitor and respond to temperature changes.
    """
    global level, currentTemp, markTemp
    # Définir la température de référence initiale
    markTemp = temperature()
    while True:
        # Lire en continu la température actuelle
        currentTemp = temperature()
        # Ajuster le niveau du moteur en fonction de la différence de température
        if level != 0:
            if currentTemp - markTemp <= -2:
                level -= 1
                markTemp = currentTemp
            elif currentTemp - markTemp >= 2:
                if level < 4:
                    level += 1
                markTemp = currentTemp
        # Faire tourner le moteur au niveau ajusté
        level = motor_run(level)

# Exécuter la fonction principale et gérer l'interruption par clavier
try:
    main()
except KeyboardInterrupt:
    # Arrêter le moteur lorsque le script est interrompu
    motor.stop()

Explication du Code

1. Importe les classes pour gérer un moteur et un bouton, ainsi que la fonction sleep pour introduire des pauses. Le script importe également la bibliothèque ADC0834 pour la détection de température et la bibliothèque mathématique math pour effectuer des calculs.

   #!/usr/bin/env python3
   
   from gpiozero import Motor, Button
   from time import sleep
   import ADC0834
   import math
   

2. Configure le bouton sur la broche GPIO 22 et initialise le moteur avec des broches GPIO spécifiques pour le contrôle. Initialise le module ADC0834 pour la mesure de la température. Définit également des variables pour suivre le niveau de vitesse du moteur et les températures.

   # Initialisation des broches GPIO pour le bouton et le contrôle du moteur
   BtnPin = Button(22)
   motor = Motor(forward=5, backward=6, enable=13)
   
   # Initialisation du module ADC0834 pour la détection de température
   ADC0834.setup()
   
   # Initialisation des variables pour suivre le niveau de vitesse du moteur et les températures
   level = 0
   currentTemp = 0
   markTemp = 0
   

3. Définit une fonction pour lire et calculer la température à partir du capteur, en convertissant la valeur lue en degrés Celsius.

   def temperature():
       """
       Reads and calculates the current temperature from the sensor.
       Returns:
           float: The current temperature in Celsius.
       """
       # Lire la valeur analogique depuis le module ADC0834
       analogVal = ADC0834.getResult()
       # Convertir la valeur analogique en tension, puis en résistance
       Vr = 5 * float(analogVal) / 255
       Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
       # Calculer la température en Celsius
       temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15 + 25)))
       Cel = temp - 273.15
       return Cel
   

4. Introduit une fonction pour ajuster la vitesse du moteur en fonction du niveau spécifié.

   def motor_run(level):
       """
       Adjusts the motor speed based on the specified level.
       Args:
           level (int): Desired motor speed level.
       Returns:
           int: Adjusted motor speed level.
       """
       # Arrête le moteur si le niveau est 0
       if level == 0:
           motor.stop()
           return 0
       # Limite le niveau à 4 pour la vitesse maximale
       if level >= 4:
           level = 4
       # Définit la vitesse du moteur
       motor.forward(speed=float(level / 4))
       return level
   

5. Implémente une fonction pour changer le niveau de vitesse du moteur manuellement à l’aide d’un bouton, et lie cette fonction à l’événement de pression du bouton.

   def changeLevel():
       """
       Changes the motor speed level when the button is pressed and updates the reference temperature.
       """
       global level, currentTemp, markTemp
       print("Button pressed")
       # Parcourt les niveaux 0-4
       level = (level + 1) % 5
       # Met à jour la température de référence
       markTemp = currentTemp
   
   # Lie l'événement de pression du bouton à la fonction changeLevel
   BtnPin.when_pressed = changeLevel
   

6. La fonction principale, conçue pour ajuster continuellement la vitesse du moteur en réponse aux variations de température, est implémentée ici.

   def main():
       """
       Main function to continuously monitor and respond to temperature changes.
       """
       global level, currentTemp, markTemp
       # Définit la température de référence initiale
       markTemp = temperature()
       while True:
           # Lit en continu la température actuelle
           currentTemp = temperature()
           # Ajuste le niveau du moteur en fonction de la différence de température
           if level != 0:
               if currentTemp - markTemp <= -2:
                   level -= 1
                   markTemp = currentTemp
               elif currentTemp - markTemp >= 2:
                   if level < 4:
                       level += 1
                   markTemp = currentTemp
           # Fait tourner le moteur au niveau ajusté
           level = motor_run(level)
   

7. Exécute la fonction principale et garantit que le moteur s’arrête si le script est interrompu.

   # Exécute la fonction principale et gère l'interruption par clavier
   try:
       main()
   except KeyboardInterrupt:
       # Arrête le moteur lorsque le script est interrompu
       motor.stop()