Jack a Jose, pár krásnych škrečkov, so mnou žili viac ako 100 dní a nocí. Ich jemná a biela srsť mi dodávala pokoj a teplo, najmä počas programovania počas zimných večerov.

Minulý týždeň však došlo k tragédii. Zo Sibíri prichádzal studený vzduch a v Šen-čene výrazne klesli teploty a vlhkosť. Toto počasie trvalo 10 dní. Teplota sa držala na 10 stupňoch a každý deň mi bola veľká zima. Stalo sa však niečo hrozné: Jack a Jose ma navždy opustili...

Bolo to smutné popoludnie. Po ich pohrebe, cestou domov, som dostal nový nápad: mal by som pre svojich budúcich nových priateľov postaviť dom s vyhrievanými podlahami a klimatizáciou.

Krok 1: Príprava modulov

Ako softvérový inžinier sa v hardvéri veľmi nevyznám. Preto som sa rozhodol použiť najpohodlnejšiu platformu - Arduino.

Po prehľadaní na internete som si vybral nasledujúce moduly:

1. Crowduino Controller: Kompatibilný s platformou Arduino, s niektorými aktualizovanými funkciami pre jednoduché použitie.
2. Snímač teploty a vlhkosti a odpor 4,7 kOhm. Potrebujem tento senzor na prenos aktuálnych hodnôt teploty a vlhkosti do ovládača.
3. LCD štít s tlačidlami. Pomocou tohto LCD môžem vizuálne sledovať aktuálnu teplotu a vlhkosť.
4. 2-kanálový reléový modul. Keďže modul ultrazvukového rozprašovača využíva viac ako 5 V napájanie, na ovládanie zapnutia/vypnutia ultrazvukového rozprašovača som použil reléový modul.
5. Modul ultrazvukového rozprašovača na zvýšenie vlhkosti vzduchu.
6. Štít so skrutkovými svorkami, tento štít mi pomáha pohodlne pripojiť vodiče.
7. Vyhrievacia doska: Táto vyhrievacia doska funguje ako ohrievač domáceho maznáčika.
8. Určitý počet drôtov.

V podstate snímač teploty a vlhkosti prenáša údaje o tom, aká je zima v okolí do ovládača Crowduino. Ak ovládač Crowduino „verí“, že je veľmi chladno, potom pripojí vyhrievaciu platňu na zahriatie škrečka alebo modul ultrazvukového rozprašovača na spustenie klimatizácie.

Krok 2: Meranie teploty a vlhkosti

Základné zapojenie všetkých modulov (Crowduino, teplotný senzor, reléový modul atď.) je znázornené na obrázku vyššie.

Najprv pripojte snímač teploty a vlhkosti AM2302 k riadiacej doske Crowduino. Pomocou prepojovacieho kábla pripojte napájacie kolíky snímača AM2302 k kolíkom Vcc a GND ovládača Crowduino a potom pripojte kolík „SIG“ snímača AM2302 k A1 Crowduina.

Upozorňujeme, že medzi kolík „SIG“ AM230 a Vcc musí byť nainštalovaný 4,7k ohmový pull-up odpor. V skutočnosti môžete nájsť mnoho ďalších modulov teploty a vlhkosti, ktoré majú v sebe zabudovaný zaťažovací odpor. V tomto prípade nemusíte sami pridávať záťažový odpor, čo zjednodušuje ďalšiu montáž.

Krok 3: Pripojte relé k ovládaču Crowduino na ovládanie modulu ultrazvukového rozprašovača a tepelných dosiek.

Pripojte kolíky „IIN1“ a „IN2“ 2-kanálového reléového modulu ku kolíkom A4 a A5 ovládača Crowduino (alebo k štítu skrutkových svoriek), potom pripojte napájanie reléového modulu pomocou prepojovacích káblov. Týmto spôsobom môže Crowduino samostatne ovládať 2 relé na zapnutie/vypnutie modulu ultrazvukového rozprašovača a tepelných dosiek.

Nakoniec pripojte modul ultrazvukového rozprašovača a tepelné dosky k relé. Pre modul ultrazvukového rozprašovača som odrezal jeho kladný vodič a jeden koniec som pripojil ku kolíku „COM“ relé 1 (kolík v strede). Potom som druhý koniec pripojil ku svorke „NO“ relé 1. Pri tepelných platniach bude jednoduchšie prispájkovať ich vodiče k DC konektoru. Relé2 pripojte rovnakým spôsobom ako pri module ultrazvukového rozprašovača.

Po pripojení je základný hardvér pre váš nový domček pre škrečka pripravený.

Na ovládanie aktuálnej teploty a vlhkosti som do systému pridal LCD štít s tlačidlami. Pripojte tienenie tlačidlami k tieneniu so skrutkovými svorkami. V skutočnosti je tento štít voliteľný, pretože nie každý potrebuje vizuálne zobrazenie aktuálnych hodnôt teploty a vlhkosti.

Stiahnite si nižšie uvedený program a otvorte ho na svojom Arduino IDE.

V tomto programe som nastavil prah teploty na 9 stupňov a prah vlhkosti na 45. To znamená, že keď je teplota nameraná senzorom nižšia ako 9 stupňov, regulátor crowduino bude ovládať reléový modul, aby napájal tepelné dosky. zahriať škrečky; Keď relatívna vlhkosť klesne pod 45%, modul ultrazvukového rozprašovača sa zapne, aby sa zvýšila vlhkosť vzduchu.

Prirodzene, ak potrebujete zmeniť prah teploty alebo vlhkosti, jednoducho zmeňte parametre teploty a vlhkosti „temLowTrigger“ a „humLowTrigger“, aby ste aktivovali tepelnú platňu a modul ultrazvukového rozprašovača.

Krok 5: Testovanie a inštalácia

Ak je systém spustený, aktuálne hodnoty teploty a vlhkosti je možné ovládať pomocou LCD štítu s tlačidlami.

Na spodok škrečkovho domčeka položte vyhrievaciu platňu. Pridajte aj drevnú múčku, pretože pomáha udržiavať teplo v dome a slúži aj ako prikrývka. Tepelná platňa sa aktivuje, keď teplota klesne pod 9 stupňov a zostane zapnutá, kým teplota nedosiahne 40 stupňov. Umiestnite modul ultrazvukového rozprašovača do vody do hĺbky asi 0,3 metra. Modul sa aktivuje, keď relatívna vlhkosť klesne pod 45%.

Po otestovaní systém funguje skvele. Ohrievacia platňa sa začne zahrievať, ak je teplota nízka, a začne pracovať aj modul ultrazvukového rozprašovača. LED indikátor bude blikať.

Myslím, že vďaka tomuto systému bude môj budúci škrečok jednoducho šťastný!

Na zabezpečenie stabilnej vlhkosti a teploty vzduchu v miestnostiach s dlhodobou alebo stálou prítomnosťou človeka je potrebné neustále monitorovanie týchto miestností na vyššie uvedené ukazovatele. To je možné vykonať samostatne - pomocou vlhkomera a teplomera, ale na takéto účely sa najlepšie hodí zariadenie, ktoré kombinuje dve merania naraz. Jedným z takýchto univerzálnych zariadení je model merača SF469B.

Zariadenie SF469B pravidelne vykonáva klimatizáciu oboch parametrov - vlhkosti a teploty vzduchu a úspešne sa používa v bežných miestnostiach aj v pomerne agresívnych podmienkach - napríklad v skleníkoch a chladničkách.

SF469B obsahuje externé snímače teploty a vlhkosti. V prípade potreby môže zariadenie monitorovať v nepretržitom režime a ak tieto indikátory prekročia prednastavené hodnoty, zaznie zvukový alarm. To znamená, že je čas pripojiť k zariadeniu vhodné klimatické systémy: zvlhčovanie alebo odvlhčovanie, chladenie alebo vykurovanie. Schémy zapojenia pre tieto systémy sú zvyčajne súčasťou zariadenia a možno ich tiež ľahko nájsť a stiahnuť na internete.

Prečo udržiavať stabilnú vlhkosť a teplotu vzduchu?

Nie každý vie, čo okrem možného jednoduchého nepohodlia môže vyplynúť z častých výrazných posunov normálnych parametrov vlhkosti a teploty vzduchu. Medzitým je príliš suchý vzduch plný nebezpečného presychania slizníc v ľudskom tele, množenia patogénnych baktérií atď. A extrémne vysoká vlhkosť vzduchu je výborným prostredím pre tvorbu plesní a aktiváciu roztočov plavých. A abnormálne teploty, ako sa hovorí, len prilievajú olej do ohňa.

Okrem toho ukazovatele, ktoré presahujú normu, poškodzujú zariadenia, materiály, potraviny a iné predmety vyrobené ľuďmi. To niekedy spôsobuje obrovské materiálne straty, a ak hovoríme o pokazených potravinách, je to dokonca plné otravy. To všetko a oveľa viac robí zariadenia ako SF469B žiadané v rôznych podmienkach.

Ďakujem za taký rozsiahly komentár!

Po prvé, o konkrétnom zariadení, aby bolo pochopené jeho účel. Bol vyvinutý ako „rozbočovač“ snímačov DHTxx, ktoré, žiaľ, nemajú možnosť prevádzky cez zbernicu (na rozdiel od rovnakého DS18B20). Preto som pôvodne vôbec neplánoval k nemu pripojiť displej, ale iba preniesť dáta na server. Ale jednoducho vidieť teplotu vonku alebo v dome, otváranie prehliadača zakaždým nie je príliš pohodlné, a preto sa objavil „operačný ovládací panel“. V opačnom prípade môžete zorganizovať monitorovanie bez tohto „tesnenia“ a nainštalovať snímače DHTxx priamo na GPIO Raspberry Pi.

Ak by sme implementovali vašu možnosť (s možnosťou regulácie záťaže na základe zadaných nastavení teploty a vlhkosti), urobil by som zariadenie trochu inak. Malo by ísť o modul, ktorý má vstup pre pripojenie jedného snímača, 1-2 výstupy na ovládanie záťaže, displej, tlačidlá na programovanie nastavení a komunikačné rozhranie so serverom.

Teraz o degradácii senzorov. V skutočnosti je to veľmi zaujímavá otázka, podobnej situácii (aj keď v trochu inej rovine) som musel čeliť vo svojich profesionálnych aktivitách. Preto si dovolím malú odbočku:
V práci sa dlhodobo snažíme implementovať monitorovací systém pre vysokonapäťové zariadenia v trakčných rozvodniach. Existuje veľa „kancelárií“, ktoré veselo sľubujú vytvorenie takéhoto systému a povedia, aké parametre je potrebné zo zariadenia odobrať na vytvorenie takéhoto monitorovania.
Tie. dodáme vám ďalšie senzory, nadviažeme komunikáciu, zbierame informácie na serveri... a potom nastane kolaps, keď im vysvetlíte, že na moderných rozvodniach už všetky tieto informácie zhromažďujeme v systéme riadenia procesov. A čo s tým potom robiť? Nikto nemôže ponúknuť rozumný matematický model (výstupná funkcia), ktorý by ukázal trend starnutia zariadení. Okrem toho veľa závisí od vonkajších faktorov. Napríklad, ak je na vstupoch transformátora sneh alebo prší, izolačný odpor vstupov v tomto prípade klesá. Nejde však o degradáciu, preto je potrebné vziať do úvahy poveternostné podmienky a samotné meranie teploty a vlhkosti nestačí. A takýchto vzájomne súvisiacich faktorov je obrovské množstvo.

Váš návrh monitorovať degradáciu senzorov udržiavaním hodnôt jedného zo senzorov mimo „nemocničnej priemernej“ hodnoty má, samozrejme, právo na život. Treba ale počítať s tým, že snímače musia byť vopred kalibrované a musia byť umiestnené v absolútne rovnakých podmienkach vo vzťahu k vonkajším faktorom. Ak sú poskytnuté také ideálne podmienky (čo je v reálnych podmienkach vždy problematické), implementácia takéhoto algoritmu je celkom možná.

Regulátory teploty sú určené na reguláciu teploty ako súčasť automatických riadiacich systémov pre rôzne výrobné procesy.

Široko používané sú regulátory teploty založené na PID regulátoroch. Ovládače sa líšia možnosťami nastavenia parametrov a prevádzkových funkcií.

Moderné modely regulátorov teploty s PID regulátormi sú vybavené LED indikáciami, ktoré vykonávajú rôzne funkcie:

• zobrazenie aktuálnej hodnoty meraného parametra,
• zobrazenie hodnoty zadanej v nastaveniach,
• odchýlka aktuálnej hodnoty od zadanej hodnoty v absolútnych číslach alebo percentách,
• indikácia prevádzkových stavov zariadenia,
• alarm.

Väčšina modelov termostatov umožňuje zabudovanie regulátorov do riadiacej skrine alebo montáž na DIN lištu. Pre uľahčenie inštalácie majú niektoré možnosti modifikácie otvoreného rámu.

Rozsah použitia regulátorov teploty

Regulátory teploty sa používajú takmer vo všetkých moderných priemyselných odvetviach na riadenie rôznych procesov spracovania teploty:

• systémy zásobovania teplou vodou, vykurovanie, vetranie, klimatizácia budov a priestorov,
• sušiace komory, priemyselné pece na rôzne účely,
• chladiace jednotky,
• protipožiarne a núdzové poplachové systémy,
• tepelné spracovanie rôznych materiálov: vstrekolisy, vulkanizéry, zváracie zariadenia a mnohé ďalšie.

Mnohé regulátory, okrem snímačov teploty, môžu pracovať s inými typmi meracích prístrojov: tlakové snímače, snímače prietoku, vlhkomery, prúdové snímače, snímače polohy ventilov, snímače uhlovej polohy atď.

To umožňuje použitie regulátorov teploty v hutníckom priemysle, strojárstve, výrobe strojov a zariadení, potravinárstve, poľnohospodárstve, bytových a komunálnych službách, ťažobnom a spracovateľskom priemysle.

Účel regulátorov teploty

Termostaty zabezpečujú rôzne teplotné procesy: ohrev, chladenie, udržiavanie daného parametra atď. Regulátory teploty sú zabudované do automatických riadiacich systémov a regulujú špecifikované parametre ovládaním výkonných zariadení.

Regulátory môžu tiež spolupracovať s inými typmi snímačov, napríklad tlakových, prúdových, vlhkostných a iných, na riadenie zodpovedajúcich parametrov technologických procesov.

Výhody regulátorov teploty

Moderné regulátory teploty môžu mať v závislosti od konkrétneho modelu rôzne výhody:

• simultánne meranie a regulácia úrovne teploty,
• vysoká presnosť práce,
• rôzne možnosti ovládania parametrov, vrátane PID regulátora,
• široký modelový rad,
• možnosť viackanálového merania,
• simultánne riadenie procesov vykurovania a chladenia,
• kontrola rôznych parametrov výrobných procesov: tlak, prietok, prúdové vlastnosti, mikroklíma a pod.

Možné nevýhody práce s tepelnými regulátormi

Hlavnou nevýhodou regulátorov teploty je presnosť merania a regulácie. Tento indikátor je ovplyvnený použitým snímačom teploty, ako aj možnosťami samotného zariadenia. Pre procesy vyžadujúce vysokú presnosť riadenia by ste si mali vybrať modely s minimálnou chybou a schopnosťou pracovať s vysoko presnými snímačmi.

Princíp činnosti regulátorov teploty

Princíp činnosti regulátora teploty je prijímať vstupný signál z teplotného snímača a generovať riadiaci signál zariadenia na základe hodnoty získanej hodnoty meraného parametra. V závislosti od charakteristík výstupného signálu môže byť riadiaci signál generovaný rôznymi spôsobmi.