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4.1.13 Moniteur de Surchauffe

Note

../_images/mcp3008_and_adc0834.jpg

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

Introduction

Vous pouvez vouloir fabriquer un dispositif de surveillance de surchauffe applicable à diverses situations, par exemple, dans une usine, si nous voulons avoir une alarme et l’arrêt automatique de la machine en cas de surchauffe du circuit. Dans ce projet, nous utiliserons un thermistor, un joystick, un buzzer, une LED et un écran LCD pour fabriquer un dispositif de surveillance de la température intelligent dont le seuil est réglable.

Composants Requis

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

../_images/list_Overheat_Monitor.png

Il est certainement pratique d’acheter un kit complet, voici le lien :

Nom

ÉLÉMENTS DANS CE KIT

LIEN

Kit Raphael

337

Raphael Kit

Vous pouvez également les acheter séparément à partir des liens ci-dessous.

INTRODUCTION DU COMPOSANT

LIEN D’ACHAT

Carte d’extension GPIO

ACHETER

Plaque d’expérimentation (Breadboard)

ACHETER

Fils de Liaison

ACHETER

Résistance

ACHETER

LED

ACHETER

Module Joystick

-

ADC0834

-

Transistor

ACHETER

LCD1602 I2C

ACHETER

Thermistance

ACHETER

Buzzer

-

Schéma de Câblage

Nom T-Board

physique

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

Procédures Expérimentales

Étape 1 : Construisez le circuit.

../_images/image258.png

Étape 2 : Accédez au dossier du code.

cd ~/raphael-kit/python/

Étape 3 : Exécutez le fichier exécutable.

sudo python3 4.1.13_OverheatMonitor.py

Lorsque le code s’exécute, la température actuelle et le seuil de haute température 40 s’affichent sur l’écran I2C LCD1602. Si la température actuelle dépasse le seuil, le buzzer et la LED s’allument pour vous alerter.

Le joystick est utilisé ici pour ajuster le seuil de haute température. En déplaçant le joystick dans les directions de l’axe X et de l’axe Y, vous pouvez augmenter ou diminuer le seuil de haute température actuel. Appuyez à nouveau sur le joystick pour réinitialiser le seuil à sa valeur initiale.

Note

  • Si vous obtenez l’erreur FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', vous devez vous référer à Configuration I²C pour activer l’I2C.

  • Si vous obtenez l’erreur ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2', veuillez exécuter sudo apt install python3-smbus2.

  • Si l’erreur OSError: [Errno 121] Remote I/O error apparaît, cela signifie que le module est mal câblé ou qu’il est défectueux.

  • Si le code et le câblage sont corrects, mais que l’écran LCD ne s’affiche toujours pas, vous pouvez tourner le potentiomètre à l’arrière pour augmenter le contraste.

Code

Note

Vous pouvez Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez aller dans le chemin du code source comme raphael-kit/python. Après avoir modifié le code, vous pouvez l’exécuter directement pour voir l’effet.

#!/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()

Explication du Code

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

Cette fonction lit les valeurs de X et Y. Si X>200, elle renverra “1”; X<50, renverra “-1”; y>200, renverra “-10”, et y<50, renverra “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)

Cette fonction sert à ajuster le seuil et à l’afficher sur l’écran 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)

Lire la valeur analogique de CH0 (thermistor) de ADC0834 puis la convertir en valeur de température.

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)

Lorsque le code s’exécute, la température actuelle et le seuil de haute température 40 s’affichent sur l’écran I2C LCD1602. Si la température actuelle dépasse le seuil, le buzzer et la LED s’allument pour vous alerter.

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 fonction main() contient l’ensemble du processus du programme comme suit :

1) Lorsque le programme démarre, la valeur initiale de stage est 0, et la température actuelle ainsi que le seuil de haute température 40 s’affichent sur l’écran I2C LCD1602. Si la température actuelle dépasse le seuil, le buzzer et la LED s’allument pour vous alerter.

2) Appuyez sur le joystick, et stage deviendra 1 et vous pourrez ajuster le seuil de haute température. En déplaçant le joystick dans les directions de l’axe X et de l’axe Y, vous pouvez augmenter ou diminuer le seuil de haute température actuel. Appuyez à nouveau sur le joystick pour réinitialiser le seuil à sa valeur initiale.

Image du Phénomène

../_images/image259.jpeg