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4.1.7 Ventilateur Intelligent

Note

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

Introduction

Dans ce projet, nous allons utiliser des moteurs, des boutons et des thermistances pour fabriquer un ventilateur intelligent manuel + automatique dont la vitesse du vent est réglable.

Composants nécessaires

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants.

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 via les liens ci-dessous.

INTRODUCTION AUX COMPOSANTS	LIEN D’ACHAT
Carte d’extension GPIO	ACHETER
Plaque d’expérimentation (Breadboard)	ACHETER
Fils de Liaison	ACHETER
Résistance	ACHETER
Module d’Alimentation	-
Thermistance	ACHETER
L293D	-
ADC0834	-
Bouton	ACHETER
Moteur à courant continu	ACHETER

Schéma

Nom T-Board	Physique	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

../_images/4.1.10_smart_fan_schematic.png

Procédures Expérimentales

Étape 1 : Construire le circuit.

Note

Le module d’alimentation peut utiliser une pile de 9V avec le connecteur de pile 9V dans le kit. Insérez le capuchon de cavalier du module d’alimentation dans les bandes de bus 5V de la plaque d’essai.

../_images/4.1.10_smart_fan_battery.jpeg

Étape 2 : Accédez au dossier du code.

cd ~/raphael-kit/python-pi5

Étape 3 : Exécutez.

sudo python3 4.1.10_SmartFan_zero.py

Lorsque le code s’exécute, démarrez le ventilateur en appuyant sur le bouton. Chaque fois que vous appuyez, un niveau de vitesse est ajusté vers le haut ou vers le bas. Il y a 5 niveaux de vitesse : 0~4. Lorsqu’il est réglé sur la 4^e vitesse et que vous appuyez sur le bouton, le ventilateur s’arrête avec une vitesse du vent de 0.

Une fois que la température augmente ou diminue de plus de 2℃, la vitesse augmente ou diminue automatiquement d’un niveau.

Code

Note

Vous pouvez Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez accéder au chemin du code source comme raphael-kit/python-pi5. Après avoir modifié le code, vous pouvez l’exécuter directement pour voir l’effet.

#!/usr/bin/env python3

from gpiozero import Motor, Button
from time import sleep
import ADC0834
import math

# Initialize GPIO pins for the button and motor control
BtnPin = Button(22)
motor = Motor(forward=5, backward=6, enable=13)

# Initialize the ADC0834 module for temperature sensing
ADC0834.setup()

# Initialize variables to track the motor speed level and temperatures
level = 0
currentTemp = 0
markTemp = 0

def temperature():
    """
    Reads and calculates the current temperature from the sensor.
    Returns:
        float: The current temperature in Celsius.
    """
    # Read analog value from the ADC0834 module
    analogVal = ADC0834.getResult()
    # Convert analog value to voltage and then to resistance
    Vr = 5 * float(analogVal) / 255
    Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
    # Calculate temperature in Celsius
    temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15 + 25)))
    Cel = temp - 273.15
    return Cel

def motor_run(level):
    """
    Adjusts the motor speed based on the specified level.
    Args:
        level (int): Desired motor speed level.
    Returns:
        int: Adjusted motor speed level.
    """
    # Stop the motor if the level is 0
    if level == 0:
        motor.stop()
        return 0
    # Cap the level at 4 for maximum speed
    if level >= 4:
        level = 4
    # Set the motor speed
    motor.forward(speed=float(level / 4))
    return level

def changeLevel():
    """
    Changes the motor speed level when the button is pressed and updates the reference temperature.
    """
    global level, currentTemp, markTemp
    print("Button pressed")
    # Cycle through levels 0-4
    level = (level + 1) % 5
    # Update the reference temperature
    markTemp = currentTemp

# Bind the button press event to changeLevel function
BtnPin.when_pressed = changeLevel

def main():
    """
    Main function to continuously monitor and respond to temperature changes.
    """
    global level, currentTemp, markTemp
    # Set initial reference temperature
    markTemp = temperature()
    while True:
        # Continuously read current temperature
        currentTemp = temperature()
        # Adjust motor level based on temperature difference
        if level != 0:
            if currentTemp - markTemp <= -2:
                level -= 1
                markTemp = currentTemp
            elif currentTemp - markTemp >= 2:
                if level < 4:
                    level += 1
                markTemp = currentTemp
        # Run the motor at the adjusted level
        level = motor_run(level)

# Run the main function and handle KeyboardInterrupt
try:
    main()
except KeyboardInterrupt:
    # Stop the motor when the script is interrupted
    motor.stop()

Explication du Code

Importe des classes pour gérer un moteur et un bouton, et la fonction sleep pour introduire des pauses. De plus, elle importe la bibliothèque ADC0834 pour la mesure de la température et la bibliothèque mathématique pour les calculs.
```
#!/usr/bin/env python3

from gpiozero import Motor, Button
from time import sleep
import ADC0834
import math
```

Configure le bouton sur la broche GPIO 22 et configure le moteur avec des broches GPIO spécifiques pour le contrôle. Initialise le module ADC0834 pour la mesure de la température. Initialise également des variables pour surveiller le niveau de vitesse du moteur et les températures.

# Initialize GPIO pins for the button and motor control
BtnPin = Button(22)
motor = Motor(forward=5, backward=6, enable=13)

# Initialize the ADC0834 module for temperature sensing
ADC0834.setup()

# Initialize variables to track the motor speed level and temperatures
level = 0
currentTemp = 0
markTemp = 0

Définit une fonction pour lire et calculer la température du capteur, convertissant la lecture en Celsius.

def temperature():
    """
    Reads and calculates the current temperature from the sensor.
    Returns:
        float: The current temperature in Celsius.
    """
    # Read analog value from the ADC0834 module
    analogVal = ADC0834.getResult()
    # Convert analog value to voltage and then to resistance
    Vr = 5 * float(analogVal) / 255
    Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
    # Calculate temperature in Celsius
    temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15 + 25)))
    Cel = temp - 273.15
    return Cel

Introduit une fonction pour ajuster la vitesse du moteur selon le niveau spécifié.

def motor_run(level):
    """
    Adjusts the motor speed based on the specified level.
    Args:
        level (int): Desired motor speed level.
    Returns:
        int: Adjusted motor speed level.
    """
    # Stop the motor if the level is 0
    if level == 0:
        motor.stop()
        return 0
    # Cap the level at 4 for maximum speed
    if level >= 4:
        level = 4
    # Set the motor speed
    motor.forward(speed=float(level / 4))
    return level

Implémente une fonction pour changer manuellement le niveau de vitesse du moteur à l’aide d’un bouton, et lie cette fonction à l’événement de pression du bouton.

def changeLevel():
    """
    Changes the motor speed level when the button is pressed and updates the reference temperature.
    """
    global level, currentTemp, markTemp
    print("Button pressed")
    # Cycle through levels 0-4
    level = (level + 1) % 5
    # Update the reference temperature
    markTemp = currentTemp

# Bind the button press event to changeLevel function
BtnPin.when_pressed = changeLevel

La fonction principale, conçue pour ajuster continuellement la vitesse du moteur en réponse aux fluctuations de température, reste à implémenter.

def main():
    """
    Main function to continuously monitor and respond to temperature changes.
    """
    global level, currentTemp, markTemp
    # Set initial reference temperature
    markTemp = temperature()
    while True:
        # Continuously read current temperature
        currentTemp = temperature()
        # Adjust motor level based on temperature difference
        if level != 0:
            if currentTemp - markTemp <= -2:
                level -= 1
                markTemp = currentTemp
            elif currentTemp - markTemp >= 2:
                if level < 4:
                    level += 1
                markTemp = currentTemp
        # Run the motor at the adjusted level
        level = motor_run(level)

Exécute la fonction principale et garantit que le moteur s’arrête si le script est interrompu.

# Run the main function and handle KeyboardInterrupt
try:
    main()
except KeyboardInterrupt:
    # Stop the motor when the script is interrupted
    motor.stop()