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3.1.4 Ventilador Inteligente
Nota
Dependiendo de la versión de su kit, identifique si tiene ADC0834 o MCP3008 y continúe con la sección correspondiente.
Introducción
En este proyecto, utilizaremos motores, botones y termistores para crear un ventilador inteligente manual y automático, cuya velocidad del viento es ajustable.
Componentes Requeridos
En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.
Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:
Nombre |
ELEMENTOS EN ESTE KIT |
ENLACE |
|---|---|---|
Raphael Kit |
337 |
También puedes comprarlos por separado en los siguientes enlaces.
INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE |
ENLACE DE COMPRA |
|---|---|
- |
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- |
|
- |
|
Diagrama Esquemático
Nombre T-Board |
Pin físico |
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 |
Procedimientos Experimentales
Paso 1: Construir el circuito.
Nota
El módulo de alimentación puede usar una batería de 9V con el conector de batería de 9V incluido en el kit. Inserta el capuchón del módulo de alimentación en las tiras de bus de 5V de la placa de pruebas.
Paso 2: Accede a la carpeta del código.
cd ~/raphael-kit/c/3.1.4/
Paso 3: Compilar.
gcc 3.1.4_SmartFan.c -lwiringPi -lm
Paso 4: Ejecutar el archivo ejecutable anterior.
sudo ./a.out
Al ejecutar el código, enciende el ventilador presionando el botón. Cada vez que presiones, se ajusta un nivel de velocidad hacia arriba o hacia abajo. Hay 5 tipos de niveles de velocidad: 0~4. Cuando se configura en el 4:sup: nivel de velocidad y presionas el botón, el ventilador deja de funcionar con una velocidad de viento de 0.
Una vez que la temperatura sube o baja más de 2℃, la velocidad automáticamente aumenta o disminuye en 1 nivel.
Nota
Si no funciona después de ejecutarlo, o aparece un mensaje de error: "wiringPi.h: No such file or directory", consulta Instalar y verificar WiringPi.
Código
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <softPwm.h>
#include <math.h>
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
#define ADC_CS 0
#define ADC_CLK 1
#define ADC_DIO 2
#define MotorPin1 21
#define MotorPin2 22
#define MotorEnable 23
#define BtnPin 3
uchar get_ADC_Result(uint channel)
{
uchar i;
uchar dat1=0, dat2=0;
int sel = channel > 1 & 1;
int odd = channel & 1;
digitalWrite(ADC_CLK, 1);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(ADC_CLK, 0);
delayMicroseconds(2);
pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
digitalWrite(ADC_CS, 0);
// Start bit
digitalWrite(ADC_CLK,0);
digitalWrite(ADC_DIO,1); delayMicroseconds(2);
digitalWrite(ADC_CLK,1); delayMicroseconds(2);
//Single End mode
digitalWrite(ADC_CLK,0);
digitalWrite(ADC_DIO,1); delayMicroseconds(2);
digitalWrite(ADC_CLK,1); delayMicroseconds(2);
// ODD
digitalWrite(ADC_CLK,0);
digitalWrite(ADC_DIO,odd); delayMicroseconds(2);
digitalWrite(ADC_CLK,1); delayMicroseconds(2);
//Select
digitalWrite(ADC_CLK,0);
digitalWrite(ADC_DIO,sel); delayMicroseconds(2);
digitalWrite(ADC_CLK,1);
digitalWrite(ADC_DIO,1); delayMicroseconds(2);
digitalWrite(ADC_CLK,0);
digitalWrite(ADC_DIO,1); delayMicroseconds(2);
for(i=0;i<8;i++)
{
digitalWrite(ADC_CLK,1); delayMicroseconds(2);
digitalWrite(ADC_CLK,0); delayMicroseconds(2);
pinMode(ADC_DIO, INPUT);
dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
}
for(i=0;i<8;i++)
{
dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
digitalWrite(ADC_CLK,1); delayMicroseconds(2);
digitalWrite(ADC_CLK,0); delayMicroseconds(2);
}
digitalWrite(ADC_CS,1);
pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
}
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;
}
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;
}
void setup(){
if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed,print messageto screen
printf("setup wiringPi failed !");
return;
}
softPwmCreate(MotorPin1, 0, 100);
softPwmCreate(MotorPin2, 0, 100);
pinMode(MotorEnable,OUTPUT);
pinMode(BtnPin,INPUT);
pinMode(ADC_CS, OUTPUT);
pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);
}
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;
}
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;
}
Temperture() convierte los valores del termistor leídos por ADC0834 en valores de temperatura. Consulte 2.2.2 Termistor para 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 del nivel: 0-4 (el nivel 0 detiene el motor). Un 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 el proceso completo del programa como se muestra:
Leer constantemente el estado del botón y la temperatura actual.
Cada pulsación hace que el nivel +1 y al mismo tiempo, se actualice la temperatura. El nivel varía entre 1~4.
Mientras el ventilador está funcionando (el nivel no es 0), la temperatura se encuentra bajo detección. Un cambio de +2℃ causa el aumento o disminución del nivel.
El motor cambia la velocidad de rotación con el nivel.