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4.1.10 Intelligenter Ventilator¶
Einführung¶
In diesem Projekt werden wir Motoren, Tasten und Thermistoren verwenden, um einen manuellen + automatischen intelligenten Ventilator zu bauen, dessen Windgeschwindigkeit einstellbar ist.
Benötigte Komponenten¶
Für dieses Projekt benötigen wir folgende Komponenten.
Es ist sicherlich praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen. Hier ist der Link:
Name |
ARTIKEL IN DIESEM KIT |
LINK |
|---|---|---|
Raphael Kit |
337 |
Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.
KOMPONENTENBESCHREIBUNG |
KAUF-LINK |
|---|---|
- |
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- |
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- |
|
Schaltplan¶
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 |
Experimentelle Verfahren¶
Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis.
Bemerkung
Das Strommodul kann eine 9V-Batterie mit der 9V-Batteriehalterung aus dem Kit verwenden. Setzen Sie den Jumper des Strommoduls in die 5V-Busleisten des Breadboards.
Schritt 2: Wechseln Sie in den Ordner des Codes.
cd ~/raphael-kit/python
Schritt 3: Starten.
sudo python3 4.1.10_SmartFan.py
Wenn der Code ausgeführt wird, starten Sie den Ventilator durch Drücken der Taste. Jedes Mal, wenn Sie drücken, wird die Geschwindigkeitsstufe um 1 erhöht oder verringert. Es gibt 5 Geschwindigkeitsstufen: 0~4. Wenn auf die 4. Geschwindigkeitsstufe eingestellt ist und Sie die Taste drücken, stoppt der Ventilator mit einer Windgeschwindigkeit von 0.
Wenn sich die Temperatur um mehr als 2℃ erhöht oder verringert, wird die Geschwindigkeit automatisch um 1 Stufe schneller oder langsamer.
Code¶
Bemerkung
Sie können den untenstehenden Code Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Aber zuerst müssen Sie zum Quellcode-Pfad wie raphael-kit/python gehen. Nach dem Ändern des Codes können Sie ihn direkt ausführen, um den Effekt zu sehen.
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
temperture() funktioniert, indem es Thermistor-Werte, die vom ADC0834 gelesen werden, in Temperaturwerte umwandelt. Weitere Details finden Sie unter 2.2.2 Thermistor.
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 Drehgeschwindigkeit des Motors. Der Bereich des Hebels: 0-4 (Stufe 0 stoppt den arbeitenden Motor). Eine Stufenanpassung entspricht einer 25% 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)
Die Funktion main() enthält den gesamten Programmvorgang, wie folgt dargestellt:
Ständiges Auslesen des Tastenzustands und der aktuellen Temperatur.
Jeder Tastendruck erhöht die Stufe um +1 und gleichzeitig wird die Temperatur aktualisiert. Der Level reicht von 1~4.
Während der Ventilator arbeitet (die Stufe ist nicht 0), wird die Temperatur überwacht. Eine Änderung von +2℃ führt zur Erhöhung oder Verringerung der Stufe.
Der Motor ändert die Drehgeschwindigkeit entsprechend dem Level.
Phänomen-Bild¶
