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4.1.13 Überhitzungsüberwachung

Einführung

Möglicherweise möchten Sie ein Überhitzungsüberwachungsgerät erstellen, das für verschiedene Situationen geeignet ist, z. B. in einer Fabrik, wenn wir einen Alarm wünschen und die Maschine bei einer Schaltkreisüberhitzung rechtzeitig automatisch ausschalten möchten. In diesem Projekt werden wir einen Thermistor, einen Joystick, einen Summer, eine LED und ein LCD verwenden, um ein intelligentes Temperaturüberwachungsgerät zu erstellen, dessen Schwellenwert einstellbar ist.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/list_Overheat_Monitor.png

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name

ARTIKEL IN DIESEM KIT

LINK

Raphael Kit

337

Raphael Kit

Sie können sie auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENBESCHREIBUNG

KAUF-LINK

GPIO-Erweiterungsplatine

BUY

Steckbrett

BUY

Jumper-Kabel

BUY

Widerstand

BUY

LED

BUY

Joystick-Modul

-

ADC0834

-

Transistor

BUY

I2C LCD1602

BUY

Thermistor

BUY

Summer

-

Schaltplan

T-Board Name

physical

wiringPi

BCM

GPIO17

Pin 11

0

17

GPIO18

Pin 12

1

18

GPIO27

Pin 13

2

27

GPIO22

Pin15

3

22

GPIO23

Pin16

4

23

GPIO24

Pin18

5

24

SDA1

Pin 3

SCL1

Pin 5
../_images/Schematic_three_one8.png

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis auf.

../_images/image258.png

Schritt 2: Navigieren Sie zum Ordner des Codes.

cd ~/raphael-kit/python/

Schritt 3: Führen Sie die ausführbare Datei aus.

sudo python3 4.1.13_ÜberhitzungsMonitor.py

Wenn der Code ausgeführt wird, werden die aktuelle Temperatur und der Hochtemperaturschwellenwert 40 auf dem I2C LCD1602 angezeigt. Wenn die aktuelle Temperatur größer als der Schwellenwert ist, werden der Summer und die LED gestartet, um Sie zu alarmieren.

Der Joystick dient hier zum Einstellen des Hochtemperaturschwellenwerts. Das Kippen des Joysticks in Richtung der X- und Y-Achse kann den aktuellen Hochtemperaturschwellenwert anpassen (erhöhen oder verringern). Drücken Sie den Joystick erneut, um den Schwellenwert auf den Anfangswert zurückzusetzen.

Bemerkung

  • Bei dem Fehler FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1' müssen Sie I2C Konfiguration konsultieren, um den I2C zu aktivieren.

  • Wenn der Fehler ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2' auftritt, führen Sie bitte sudo pip3 install smbus2 aus.

  • Wenn der Fehler OSError: [Errno 121] Remote I/O error erscheint, bedeutet dies, dass das Modul falsch verdrahtet ist oder das Modul defekt ist.

  • Wenn der Code und die Verkabelung in Ordnung sind, das LCD jedoch weiterhin keinen Inhalt anzeigt, können Sie das Potentiometer auf der Rückseite drehen, um den Kontrast zu erhöhen.

Code

Bemerkung

Sie können den untenstehenden Code Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen. Aber zuerst müssen Sie zum Quellcode-Pfad wie raphael-kit/python navigieren. Nach dem Ändern des Codes können Sie ihn direkt ausführen, um den Effekt zu sehen.

#!/usr/bin/env python3

import LCD1602
import RPi.GPIO as GPIO
import ADC0834
import time
import math

Joy_BtnPin = 22
buzzPin = 23
ledPin = 24

upperTem = 40

def setup():
    ADC0834.setup()
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    GPIO.setup(buzzPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
    GPIO.setup(Joy_BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
    LCD1602.init(0x27, 1)

def get_joystick_value():
    x_val = ADC0834.getResult(1)
    y_val = ADC0834.getResult(2)
    if(x_val > 200):
        return 1
    elif(x_val < 50):
        return -1
    elif(y_val > 200):
        return -10
    elif(y_val < 50):
        return 10
    else:
        return 0

def upper_tem_setting():
    global upperTem
    LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
    change = int(get_joystick_value())
    upperTem = upperTem + change
    strUpperTem = str(upperTem)
    LCD1602.write(0, 1, strUpperTem)
    LCD1602.write(len(strUpperTem),1, '              ')
    time.sleep(0.1)

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 round(Cel,2)

def monitoring_temp():
    global upperTem
    Cel=temperature()
    LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
    LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
    LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
    LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
    time.sleep(0.1)
    if Cel >= upperTem:
        GPIO.output(buzzPin, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
    else:
        GPIO.output(buzzPin, GPIO.LOW)
        GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)

def loop():
    lastState=1
    stage=0
    while True:
        currentState=GPIO.input(Joy_BtnPin)
        if currentState==1 and lastState ==0:
            stage=(stage+1)%2
            time.sleep(0.1)
            LCD1602.clear()
        lastState=currentState
        if stage == 1:
            upper_tem_setting()
        else:
            monitoring_temp()

def destroy():
    LCD1602.clear()
    ADC0834.destroy()
    GPIO.cleanup()

if __name__ == '__main__':     # Program start from here
    try:
        setup()
        while True:
            loop()
    except KeyboardInterrupt:   # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
        destroy()

Code-Erklärung

def get_joystick_value():
    x_val = ADC0834.getResult(1)
    y_val = ADC0834.getResult(2)
    if(x_val > 200):
        return 1
    elif(x_val < 50):
        return -1
    elif(y_val > 200):
        return -10
    elif(y_val < 50):
        return 10
    else:
        return 0

Diese Funktion liest die Werte von X und Y. Wenn X>200, wird „1” zurückgegeben; X<50, Rückgabe von „-1”; y>200, Rückgabe von „-10” und y<50, Rückgabe von „10”.

def upper_tem_setting():
    global upperTem
    LCD1602.write(0, 0, 'Upper Adjust: ')
    change = int(get_joystick_value())
    upperTem = upperTem + change
LCD1602.write(0, 1, str(upperTem))
LCD1602.write(len(strUpperTem),1, '              ')
    time.sleep(0.1)

Diese Funktion dient zur Anpassung des Schwellenwerts und zur Anzeige auf dem I2C LCD1602.

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 round(Cel,2)

Liest den Analogwert des CH0 (Thermistor) von ADC0834 und konvertiert ihn dann in einen Temperaturwert.

def monitoring_temp():
    global upperTem
    Cel=temperature()
    LCD1602.write(0, 0, 'Temp: ')
    LCD1602.write(0, 1, 'Upper: ')
    LCD1602.write(6, 0, str(Cel))
    LCD1602.write(7, 1, str(upperTem))
    time.sleep(0.1)
    if Cel >= upperTem:
        GPIO.output(buzzPin, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH)
    else:
        GPIO.output(buzzPin, GPIO.LOW)
        GPIO.output(ledPin, GPIO.LOW)

Während der Code ausgeführt wird, werden die aktuelle Temperatur und der Hochtemperaturschwellenwert 40 auf dem I2C LCD1602 angezeigt. Wenn die aktuelle Temperatur über dem Schwellenwert liegt, werden der Summer und die LED aktiviert, um Sie zu alarmieren.

def loop():
    lastState=1
    stage=0
    while True:
        currentState=GPIO.input(Joy_BtnPin)
        if currentState==1 and lastState ==0:
            stage=(stage+1)%2
            time.sleep(0.1)
            LCD1602.clear()
        lastState=currentState
        if stage == 1:
            upper_tem_setting()
        else:
            monitoring_temp()

Die Funktion main() enthält den gesamten Ablauf des Programms wie dargestellt:

  1. Wenn das Programm startet, ist der Anfangswert von stage 0 und die aktuelle Temperatur sowie der Hochtemperaturschwellenwert 40 werden auf dem I2C LCD1602 angezeigt. Wenn die aktuelle Temperatur über dem Schwellenwert liegt, werden der Summer und die LED aktiviert, um Sie zu alarmieren.

  2. Drücken Sie den Joystick, dann wird stage auf 1 gesetzt und Sie können den Hochtemperaturschwellenwert anpassen. Das Kippen des Joysticks in Richtung der X- und Y-Achse kann den aktuellen Hochtemperaturschwellenwert anpassen (erhöhen oder verringern). Drücken Sie den Joystick erneut, um den Schwellenwert auf den Anfangswert zurückzusetzen.

Phänomen-Bild

../_images/image259.jpeg