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4.1.7 Ventilatore Intelligente
Nota
A seconda della versione del tuo kit, identifica se hai ADC0834 o MCP3008 e procedi con la sezione corrispondente.
Introduzione
In questo progetto, utilizzeremo motori, pulsanti e termistori per realizzare un ventilatore intelligente manuale + automatico, con velocità del vento regolabile.
Componenti Necessari
In questo progetto, ci servono i seguenti componenti.
È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:
Nome |
ELEMENTI NEL KIT |
LINK |
|---|---|---|
Kit Raphael |
337 |
Puoi anche acquistare i componenti separatamente dai link qui sotto.
INTRODUZIONE AI COMPONENTI |
LINK D’ACQUISTO |
|---|---|
- |
|
- |
|
- |
|
Schema Elettrico
T-Board Name |
physical |
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 |
Procedure Sperimentali
Passo 1: Costruisci il circuito.
Nota
Il modulo di alimentazione può essere alimentato con una batteria da 9V tramite il connettore incluso nel kit. Inserisci il ponticello del modulo di alimentazione nelle strisce di bus da 5V della breadboard.
Passo 2: Entra nella cartella del codice.
cd ~/raphael-kit/python-pi5
Passo 3: Esegui.
sudo python3 4.1.10_SmartFan_zero.py
Durante l’esecuzione del codice, avvia il ventilatore premendo il pulsante. Ogni volta che lo premi, la velocità aumenta o diminuisce di 1 livello. Ci sono 5 livelli di velocità: 0~4. Quando è impostato sul 4th livello e premi il pulsante, il ventilatore si ferma con una velocità di vento pari a 0.
Una volta che la temperatura aumenta o diminuisce di più di 2℃, la velocità si regola automaticamente aumentando o diminuendo di 1 livello.
Codice
Nota
Puoi Modificare/Resettare/Copiare/Eseguire/Fermare il codice qui sotto.
Ma prima devi accedere al percorso del codice sorgente come raphael-kit/python-pi5.
Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto.
#!/usr/bin/env python3
from gpiozero import Motor, Button
from time import sleep
import ADC0834
import math
# Inizializza i pin GPIO per il controllo del pulsante e del motore
BtnPin = Button(22)
motor = Motor(forward=5, backward=6, enable=13)
# Inizializza il modulo ADC0834 per il rilevamento della temperatura
ADC0834.setup()
# Inizializza le variabili per tenere traccia del livello di velocità del motore e delle temperature
level = 0
currentTemp = 0
markTemp = 0
def temperature():
"""
Reads and calculates the current temperature from the sensor.
Returns:
float: The current temperature in Celsius.
"""
# Legge il valore analogico dal modulo ADC0834
analogVal = ADC0834.getResult()
# Converte il valore analogico in tensione e poi in resistenza
Vr = 5 * float(analogVal) / 255
Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
# Calcola la temperatura in gradi 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.
"""
# Ferma il motore se il livello è 0
if level == 0:
motor.stop()
return 0
# Limita il livello a 4 per la velocità massima
if level >= 4:
level = 4
# Imposta la velocità del motore
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")
# Cicla attraverso i livelli 0-4
level = (level + 1) % 5
# Aggiorna la temperatura di riferimento
markTemp = currentTemp
# Associa l'evento di pressione del pulsante alla funzione changeLevel
BtnPin.when_pressed = changeLevel
def main():
"""
Main function to continuously monitor and respond to temperature changes.
"""
global level, currentTemp, markTemp
# Imposta la temperatura di riferimento iniziale
markTemp = temperature()
while True:
# Legge continuamente la temperatura attuale
currentTemp = temperature()
# Regola il livello del motore in base alla differenza di temperatura
if level != 0:
if currentTemp - markTemp <= -2:
level -= 1
markTemp = currentTemp
elif currentTemp - markTemp >= 2:
if level < 4:
level += 1
markTemp = currentTemp
# Esegue il motore al livello regolato
level = motor_run(level)
# Esegue la funzione principale e gestisce l'interruzione da tastiera
try:
main()
except KeyboardInterrupt:
# Ferma il motore quando lo script viene interrotto
motor.stop()
Spiegazione del Codice
Importa le classi per la gestione di un motore e di un pulsante, e la funzione sleep per introdurre pause. Inoltre, importa la libreria ADC0834 per il rilevamento della temperatura e la libreria math per i calcoli matematici.
#!/usr/bin/env python3 from gpiozero import Motor, Button from time import sleep import ADC0834 import math
Configura il pulsante sul pin GPIO 22 e imposta il motore con pin GPIO specifici per il controllo. Inizializza il modulo ADC0834 per la misurazione della temperatura. Inoltre, inizializza le variabili per monitorare il livello di velocità del motore e le temperature.
# Inizializza i pin GPIO per il controllo del pulsante e del motore BtnPin = Button(22) motor = Motor(forward=5, backward=6, enable=13) # Inizializza il modulo ADC0834 per il rilevamento della temperatura ADC0834.setup() # Inizializza le variabili per tenere traccia del livello di velocità del motore e delle temperature level = 0 currentTemp = 0 markTemp = 0
Definisce una funzione per leggere e calcolare la temperatura dal sensore, convertendo il valore rilevato in gradi Celsius.
def temperature(): """ Reads and calculates the current temperature from the sensor. Returns: float: The current temperature in Celsius. """ # Legge il valore analogico dal modulo ADC0834 analogVal = ADC0834.getResult() # Converte il valore analogico in tensione e poi in resistenza Vr = 5 * float(analogVal) / 255 Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr) # Calcola la temperatura in gradi Celsius temp = 1 / (((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15 + 25))) Cel = temp - 273.15 return Cel
Introduce una funzione per regolare la velocità del motore in base al livello specificato.
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. """ # Ferma il motore se il livello è 0 if level == 0: motor.stop() return 0 # Limita il livello a 4 per la velocità massima if level >= 4: level = 4 # Imposta la velocità del motore motor.forward(speed=float(level / 4)) return level
Implementa una funzione per cambiare manualmente il livello di velocità del motore utilizzando un pulsante, e associa questa funzione all’evento di pressione del pulsante.
def changeLevel(): """ Changes the motor speed level when the button is pressed and updates the reference temperature. """ global level, currentTemp, markTemp print("Button pressed") # Cicla attraverso i livelli 0-4 level = (level + 1) % 5 # Aggiorna la temperatura di riferimento markTemp = currentTemp # Associa l'evento di pressione del pulsante alla funzione changeLevel BtnPin.when_pressed = changeLevel
La funzione principale, progettata per regolare continuamente la velocità del motore in risposta alle variazioni di temperatura, deve ancora essere implementata.
def main(): """ Main function to continuously monitor and respond to temperature changes. """ global level, currentTemp, markTemp # Imposta la temperatura di riferimento iniziale markTemp = temperature() while True: # Legge continuamente la temperatura attuale currentTemp = temperature() # Regola il livello del motore in base alla differenza di temperatura if level != 0: if currentTemp - markTemp <= -2: level -= 1 markTemp = currentTemp elif currentTemp - markTemp >= 2: if level < 4: level += 1 markTemp = currentTemp # Esegue il motore al livello regolato level = motor_run(level)
Esegue la funzione principale e garantisce che il motore si fermi se lo script viene interrotto.
# Esegui la funzione principale e gestisci l'interruzione da tastiera try: main() except KeyboardInterrupt: # Ferma il motore quando lo script viene interrotto motor.stop()