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4.1.13 Monitor de Sobrecalentamiento
Nota
Dependiendo de la versión de su kit, identifique si tiene ADC0834 o MCP3008 y continúe con la sección correspondiente.
Introducción
Quizás quieras hacer un dispositivo de monitoreo de sobrecalentamiento que se aplique a diversas situaciones, por ejemplo, en la fábrica, si queremos tener una alarma y el apagado automático oportuno de la máquina cuando hay un sobrecalentamiento del circuito. En este proyecto, utilizaremos un termistor, un joystick, un zumbador, un LED y una pantalla LCD para hacer un dispositivo inteligente de monitoreo de temperatura cuyo umbral es ajustable.
Componentes Necesarios
En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.
Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:
Nombre |
ARTÍCULOS EN ESTE KIT |
ENLACE |
|---|---|---|
Kit Raphael |
337 |
También puedes comprarlos por separado desde los enlaces a continuación.
INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE |
ENLACE DE COMPRA |
|---|---|
- |
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- |
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- |
Diagrama Esquemático
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 |
Procedimientos Experimentales
Paso 1: Construir el circuito.
Paso 2: Ir a la carpeta del código.
cd ~/raphael-kit/python/
Paso 3: Ejecutar el archivo ejecutable.
sudo python3 4.1.13_OverheatMonitor.py
Al ejecutar el código, la temperatura actual y el umbral de alta temperatura 40 se muestran en el I2C LCD1602. Si la temperatura actual es mayor que el umbral, el zumbador y el LED se activan para alertarte.
Joystick se utiliza aquí para ajustar el umbral de alta temperatura. Mover el Joystick en la dirección del eje X y el eje Y puede ajustar (aumentar o disminuir) el umbral de alta temperatura actual. Presiona el Joystick una vez más para restablecer el umbral al valor inicial.
Nota
Si obtienes el error
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', necesitas consultar Configuración de I²C para habilitar el I2C.Si obtienes el error
ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2', por favor ejecutasudo apt install python3-smbus2.Si aparece el error
OSError: [Errno 121] Remote I/O error, significa que el módulo está mal conectado o está roto.Si el código y el cableado están bien, pero la LCD aún no muestra contenido, puedes girar el potenciómetro en la parte posterior para aumentar el contraste.
Código
Nota
Puedes Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener el código a continuación. Pero antes de eso, necesitas ir a la ruta del código fuente como raphael-kit/python. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.
#!/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()
Explicación del Código
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
Esta función lee los valores de X e Y. Si X > 200, devolverá “1”; si X < 50, devolverá “-1”; si Y > 200, devolverá “-10”, y si Y < 50, devolverá “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)
Esta función ajusta el umbral y lo muestra en la pantalla 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)
Lee el valor analógico del CH0 (termistor) del ADC0834 y luego lo convierte en un valor de temperatura.
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)
Cuando el código se ejecuta, la temperatura actual y el umbral de alta temperatura 40 se muestran en la I2C LCD1602. Si la temperatura actual es mayor que el umbral, el buzzer y el LED se activan para alertarte.
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()
La función loop() contiene el proceso completo del programa como se muestra:
1) Cuando el programa comienza, el valor inicial de stage es 0, y la temperatura actual y el umbral de alta temperatura 40 se muestran en la I2C LCD1602. Si la temperatura actual es mayor que el umbral, el buzzer y el LED se activan para alertarte.
2) Presiona el joystick, y stage será 1, pudiendo ajustar el umbral de alta temperatura. Mover el joystick en la dirección del eje X e Y ajusta (aumenta o disminuye) el umbral de alta temperatura actual. Presiona nuevamente el joystick para restablecer el umbral al valor inicial.
Imagen del Fenómeno
