Telescope Dew Heater
1.0.0
يجمع هذا المشروع عددًا قليلاً من وحدات Duinotech وبعض الأجزاء الأخرى لإنشاء أداة متعددة الاستخدامات. مستوحى من سخانات الندى المستخدمة في التلسكوبات، فهو يستشعر درجة الحرارة والرطوبة المحيطة للتحكم في سخان صغير. ليس فقط للتلسكوبات، ولكن لأي شيء يحتاج إلى تجنب التكثيف.
من خلال الاستفادة من أكبر قدر ممكن من البيانات، لا تستخدم الوحدة طاقة أكثر من اللازم، ويمكن تشغيلها مباشرة من حزمة بطارية USB. يمكنه تشغيل عدد محدد من الدرجات فوق نقطة الندى أو درجة الحرارة المحيطة. يمكن أيضًا تعديل شدة الإضاءة الخلفية في الكود، وقد قمنا بتصميم حاوية مطبوعة ثلاثية الأبعاد ستحولها عمليًا إلى وحدة ذات مظهر احترافي.
| الكمية | شفرة | وصف |
|---|---|---|
| 1 | XC4520 | وحدة درجة الحرارة والرطوبة |
| 1 | XC4454 | درع وحدة تحكم LCD |
| 1 | XC4410 | UNO اللوحة الرئيسية |
| 1 | RN3440 | 10K الثرمستور |
| 1 | RR0596 | المقاوم 10K |
| 1 | RR0572 | المقاوم 1K |
| 1 | ZT2468 | موسفيت |
| 1 | XC4482 | درع بروتو |
| 1 | WC6028 | الرصاص المكونات |
| 1 | RR3264 | مقاومة 5 واط 390 |
المقاوم 5 واط هو عنصر السخان. لمزيد من الطاقة، حتى المقاوم RR3254 15Ohm سوف يعمل بسعادة على معظم منافذ USB (حتى 500 مللي أمبير)، مما يعطي حوالي 1.6 واط. هناك خيار آخر وهو تشغيل مقاومات متعددة على التوازي لتوزيع الحرارة بشكل أفضل. لمزيد من الطاقة، ينبغي استخدام الفرقة الحرارية التلسكوب المناسب. تستخدم هذه عادةً قابس RCA، لذلك يمكن تركيب مقبس RCA مثل PS0250. تستخدم الدائرة دبوس VIN الموجود على Proto Shield، والذي لا يمكنه التعامل مع أكثر من حوالي 1 أمبير من التيار.
تتضمن معظم عمليات التجميع إضافة مكونات إلى Proto Shield لمنحه كل الوظائف الإضافية التي يحتاجها. توجد فعليًا ثلاث دوائر فرعية في Proto Shield، واحدة للثرمستور وأخرى لمستشعر الرطوبة والثالثة لتشغيل MOSFET للسخان.
توفر الصور أدناه دليلاً لطريقة واحدة لتجميعها، ولكن هناك منطقة صغيرة (محاطة بمستطيل أبيض) على Proto Shield والتي تحتوي على العديد من وصلات 5V وGND وبعض الشرائط القصيرة، مما يجعل هذا مكانًا مثاليًا لوضعه. كل هذا معًا، خاصة لإجراء اتصالات 5V وGND.
تبدو الدائرة الفرعية للثرمستور كما يلي:
السلك الأصفر أعلاه يذهب إلى A1 وواحد من كل من المقاوم والثرمستور، بينما السلك الأخضر يذهب إلى 5V، مما يعطي مقسم جهد بسيط.
يربط السلك الأسود العلوي الدبوس S الخاص بالوحدة بـ D3.
دائرة MOSFET هي الأكثر تعقيدًا:
في الصورة الرئيسية أعلاه، خيوط MOSFET هي G (البوابة)، D (المصرف)، وS (المصدر)، وتنظر من الأعلى إلى الأسفل. تمتد الأسلاك الزرقاء والأرجوانية من اللوحة إلى المقاوم 39R، بينما يقوم السلكان الأبيضان بتغذية المقاوم 39R من VIN واستنزاف MOSFET. يضمن المقاوم 10k الموجود على اليسار إيقاف تشغيل MOSFET ما لم يخبره Uno بالتشغيل، بينما يوفر المقاوم 1k قليلًا من العزل في حالة فشل MOSFET.
الكود طويل جدًا ويستخدم أربع مكتبات مختلفة. لحسن الحظ، يجب تثبيت واحدة فقط منها، أما الباقي فيأتي مع Arduino IDE. تقوم مكتبة idDHT11 بقراءة مستشعر درجة الحرارة والرطوبة وتحسب أيضًا نقطة الندى. الملف هو Telescope_Dew_Heater.ino.
قبل setup() ، نقوم بتهيئة جميع المكتبات والمتغيرات العامة. هناك أيضًا مجموعة كبيرة من temps[] التي تخزن تحويل درجة حرارة الثرمستور. للتأكد من الدقة، يتم حساب جميع درجات الحرارة بأعشار الدرجة.
في الإعداد، تتم تهيئة شاشة LCD وتحميل القيم من EEPROM. إذا كانت هذه صحيحة، فسيتم تحميلها في المتغيرات الخاصة بها. نظرًا لأن مكتبة DHT11 تقوم بقراءاتها في الخلفية، فإننا نبدأ القراءة الآن عندما نحتاج إلى واحدة في loop() . ثم قمنا بضبط شدة الإضاءة الخلفية.
في loop() ، يقرأ الرسم جميع المدخلات، بما في ذلك الثرمستور ودرجة حرارة DHT11 والرطوبة ونقطة الندى ولوحة المفاتيح. ثم يستجيب للوحة المفاتيح - إذا تم الضغط على اليسار، يعمل السخان من درجة حرارة نقطة الندى في الوضع "D"، إذا تم الضغط على الزر الأيمن، يعمل الوضع "A" مع درجة الحرارة المحيطة. يتم ضبط نقطة ضبط المدفأة بواسطة الأزرار العلوية والسفلية بين صفر وتسع درجات. يسمح زر التحديد بحفظ الإعدادات الحالية في EEPROM. تحدد مدة الضغط على الزر ما هو خرج السخان الافتراضي إذا تم اكتشاف فشل في المستشعر.
يتم حساب درجة الحرارة المستهدفة ويتم ضبط خرج السخان عن طريق تغيير PWM على الطرف 11، ثم يتم عرض الحالة الحالية للإخراج. إذا تم اكتشاف قراءة غير صالحة في أي من المستشعرات، فسيتم عرض رسالة ويتم ضبط السخان على الإخراج الافتراضي.
في الصورة أعلاه، تبلغ درجة الحرارة المحيطة 26 درجة، لكن درجة حرارة نقطة الندى هي 11 درجة، لذا سيستهدف المدفأة نقطة الندى بالإضافة إلى ست درجات، أو 17 درجة. درجة حرارة التلسكوب الفعلية هي 26 درجة، لذا فإن السخان مطفأ. إذا تم تحويل المدفأة إلى الوضع المحيط بالضغط على الزر الأيمن، فسيكون الهدف 32 درجة، وسيتم تشغيل المدفأة بالكامل. في التشغيل العادي، يجب أن يكون الثرمستور قريبًا من مقاومة السخان، ولكن لا يلمسها تمامًا، حتى يتمكن من الاستجابة للتغيرات بسرعة.
هناك عدد من الأماكن التي يمكن تحسين السخان فيها، مثل تغيير إعداد الإضاءة الخلفية الافتراضي ليناسب تطبيقك، أو حتى جعله أحد إعدادات EEPROM. إذا كنت بحاجة إلى المزيد من الطاقة، فإن الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) الموصى بها قادرة على الأقل على 5 أمبير عند 24 فولت. في هذه الحالة، يوصى بتشغيل مصدر الطاقة مباشرة إلى دائرة MOSFET، ثم تغذية VIN مرة أخرى إلى لوحة UNO. وبهذه الطريقة، لن تضطر آثار PCB الصغيرة إلى التعامل مع مثل هذا التيار العالي. يمكن أن يكون مصدر الكمبيوتر المحمول القديم أو SLA 12V من الخيارات المتاحة لهذا الغرض. كما ذكرنا في البداية، يمكن استخدام مقابس RCA لتوحيد الاتصالات مع تلك المستخدمة بشكل شائع في نطاقات السخان.
