该项目汇集了一些 Duinotech 模块和其他一些部分来创建一个多功能工具。受到望远镜上使用的露水加热器的启发,它可以感应环境温度和湿度来控制小型加热器。不仅适用于望远镜,还适用于任何需要避免凝结的物体。
通过使用尽可能多的数据,该装置不会消耗过多的电量,甚至可以直接使用 USB 电池组运行。它可以在高于露点或环境温度一定度数的情况下运行。背光强度也可以通过代码进行调节,我们甚至设计了一个 3D 打印外壳,实际上可以将其变成一个具有专业外观的单元。
数量 | 代码 | 描述 |
---|---|---|
1 | XC4520 | 温湿度模块 |
1 | XC4454 | LCD控制器屏蔽罩 |
1 | XC4410 | 欧诺主板 |
1 | RN3440 | 10K热敏电阻 |
1 | RR0596 | 10K电阻 |
1 | RR0572 | 1K电阻 |
1 | ZT2468 | 场效应管 |
1 | XC4482 | 原型盾牌 |
1 | WC6028 | 插头插座引线 |
1 | RR3264 | 5W 390电阻 |
5W电阻是加热元件。为了获得更多功率,即使是 RR3254 15 欧姆电阻器也能在大多数 USB 端口(高达 500mA)上运行,提供约 1.6 瓦的功率。另一种选择是并联多个电阻器以更好地分配热量。为了获得更大的功率,应使用合适的望远镜加热带。这些通常使用 RCA 插头,因此可以安装像 PS0250 这样的 RCA 插座。该电路使用 Proto Shield 上的 VIN 引脚,该引脚无法处理超过约 1A 的电流。
大多数组装涉及向 Proto Shield 添加组件,以赋予其所需的所有额外功能。 Proto Shield 上实际上有三个子电路,一个用于热敏电阻,另一个用于湿度传感器,第三个用于驱动加热器的 MOSFET。
下面的照片提供了一种组装方法的指南,但 Proto Shield 上有一个小区域(被白色矩形包围),其中有许多 5V 和 GND 连接以及一些短条带,使其成为放置的理想位置所有这些都放在一起,特别是进行 5V 和 GND 连接。
热敏电阻子电路如下所示:
上面的黄线连接到 A1 以及电阻器和热敏电阻各一个,而绿线连接到 5V,形成一个简单的分压器。
顶部黑线将模块的 S 引脚连接到 D3。
MOSFET电路最复杂:
在上面的主图中,MOSFET 的引线从上到下分别是 G(栅极)、D(漏极)和 S(源极)。蓝色和紫色电线从电路板引出至 39R 电阻器,而两条白色电线则从 VIN 和 MOSFET 漏极为 39R 电阻器供电。左侧的 10k 电阻可确保 MOSFET 关闭,除非 Uno 指示其打开,而 1k 电阻则在 MOSFET 发生故障时提供一定程度的隔离。
该代码相当冗长并且使用了四个不同的库。幸运的是,只需要安装其中之一,其余的都随 Arduino IDE 一起提供。 idDHT11 库读取温度和湿度传感器并计算露点。该文件是 Telescope_Dew_Heater.ino。
在setup()
之前,我们初始化所有库和全局变量。还有一个大数组temps[]
存储热敏电阻温度转换。为了准确起见,所有温度均以十分之一度为单位计算。
在设置中,LCD 被初始化并从 EEPROM 加载值。如果这些有效,它们将被加载到各自的变量中。因为 DHT11 库在后台进行读取,所以我们现在开始读取,以备在loop()
中需要读取时使用。然后我们设置背光强度。
在loop()
中,程序读取所有输入,包括热敏电阻、DHT11温度、湿度和露点以及键盘。然后它响应键盘 - 如果按下左侧按钮,加热器在“D”模式下从露点温度开始工作,如果按下右侧按钮,则“A”模式以环境温度工作。加热器的设定点通过向上和向下按钮设置在 0 到 9 度之间。选择按钮允许将当前设置保存在 EEPROM 中。按住按钮的时间长短决定了检测到传感器故障时默认的加热器输出。
计算温度目标并通过改变引脚 11 上的 PWM 来调整加热器输出,然后显示输出的当前状态。如果任一传感器检测到无效读数,则会显示一条消息,并将加热器设置为默认输出。
在上图中,环境温度为 26 度,但露点温度为 11 度,因此加热器的目标是露点加 6 度,即 17 度。望远镜实际温度为26度,因此加热器关闭。如果通过按右侧按钮将加热器切换到环境模式,则目标将为 32 度,并且加热器将完全打开。正常工作时,热敏电阻应靠近但不要完全接触加热电阻,以便其能够快速响应变化。
加热器有很多地方可以改进,例如更改默认背光设置以适合您的应用,甚至将其设为 EEPROM 设置之一。如果您需要更多功率,推荐的 MOSFET 在 24V 下至少能够提供 5A 的电流。在这种情况下,建议将电源直接运行到 MOSFET 电路,然后将 VIN 反馈回 UNO 板。这样,小型 PCB 走线就不必承受如此高的电流。旧笔记本电脑电源或 12V SLA 可以作为此选项。正如开头提到的,RCA 插座可用于标准化加热带上常用的连接。