該專案匯集了一些 Duinotech 模組和其他一些部分來創建一個多功能工具。受到望遠鏡上使用的露水加熱器的啟發,它可以感應環境溫度和濕度來控制小型加熱器。不僅適用於望遠鏡,也適用於任何需要避免凝結的物體。
透過使用盡可能多的數據,裝置不會消耗過多的電量,甚至可以直接使用 USB 電池組運作。它可以在高於露點或環境溫度一定度數的情況下運作。背光強度也可以透過程式碼進行調節,我們甚至設計了一個 3D 列印外殼,實際上可以將其變成一個具有專業外觀的單元。
數量 | 程式碼 | 描述 |
---|---|---|
1 | XC4520 | 溫濕度模組 |
1 | XC4454 | LCD控制器屏蔽罩 |
1 | XC4410 | 歐諾主機板 |
1 | RN3440 | 10K熱敏電阻 |
1 | RR0596 | 10K電阻 |
1 | RR0572 | 1K電阻 |
1 | ZT2468 | 場效管 |
1 | XC4482 | 原型盾牌 |
1 | WC6028 | 插頭插座引線 |
1 | RR3264 | 5W 390電阻 |
5W電阻是加熱元件。為了獲得更多功率,即使是 RR3254 15 歐姆電阻也能在大多數 USB 連接埠(高達 500mA)上運行,提供約 1.6 瓦的功率。另一種選擇是並聯多個電阻器以更好地分配熱量。為了獲得更大的功率,應使用合適的望遠鏡加熱帶。這些通常使用 RCA 插頭,因此可以安裝像 PS0250 這樣的 RCA 插座。該電路使用 Proto Shield 上的 VIN 引腳,該引腳無法處理超過約 1A 的電流。
大多數組裝涉及在 Proto Shield 添加組件,以賦予其所需的所有額外功能。 Proto Shield 上實際上有三個子電路,一個用於熱敏電阻,另一個用於濕度感測器,第三個用於驅動加熱器的 MOSFET。
下面的照片提供了一種組裝方法的指南,但 Proto Shield 上有一個小區域(被白色矩形包圍),其中有許多 5V 和 GND 連接以及一些短條帶,使其成為放置的理想位置所有這些都放在一起,特別是進行5V 和GND 連接。
熱敏電阻子電路如下圖所示:
上面的黃線連接到 A1 以及電阻器和熱敏電阻各一個,而綠線連接到 5V,形成一個簡單的分壓器。
頂部黑線將模組的 S 引腳連接到 D3。
MOSFET電路最複雜:
在上面的主圖中,MOSFET 的引線從上到下分別是 G(閘極)、D(汲極)和 S(源極)。藍色和紫色電線從電路板引出至 39R 電阻器,而兩條白色電線則從 VIN 和 MOSFET 漏極為 39R 電阻器供電。左側的 10k 電阻可確保 MOSFET 關閉,除非 Uno 指示其打開,而 1k 電阻則在 MOSFET 發生故障時提供一定程度的隔離。
該程式碼相當冗長並且使用了四個不同的庫。幸運的是,只需要安裝其中之一,其餘的都隨 Arduino IDE 一起提供。 idDHT11 庫讀取溫度和濕度感測器併計算露點。該文件是 Telescope_Dew_Heater.ino。
在setup()
之前,我們初始化所有函式庫和全域變數。還有一個大數組temps[]
儲存熱敏電阻溫度轉換。為了準確起見,所有溫度均以十分之一度為單位計算。
在設定中,LCD 被初始化並從 EEPROM 載入值。如果這些有效,它們將被載入到各自的變數中。因為 DHT11 函式庫在背景進行讀取,所以我們現在開始讀取,以備在loop()
中需要讀取時使用。然後我們設定背光強度。
在loop()
中,程式讀取所有輸入,包括熱敏電阻、DHT11溫度、濕度和露點以及鍵盤。然後它響應鍵盤 - 如果按下左側按鈕,加熱器在“D”模式下從露點溫度開始工作,如果按下右側按鈕,則“A”模式以環境溫度工作。加熱器的設定點透過向上和向下按鈕設定在 0 到 9 度之間。選擇按鈕允許將目前設定保存在 EEPROM 中。按住按鈕的時間長短決定了偵測到感測器故障時預設的加熱器輸出。
計算溫度目標並透過改變引腳 11 上的 PWM 來調整加熱器輸出,然後顯示輸出的當前狀態。如果任一感測器偵測到無效讀數,則會顯示一則訊息,並將加熱器設定為預設輸出。
在上圖中,環境溫度為 26 度,但露點溫度為 11 度,因此加熱器的目標是露點加 6 度,即 17 度。望遠鏡實際溫度為26度,因此加熱器關閉。如果透過按下右側按鈕將加熱器切換到環境模式,則目標將為 32 度,並且加熱器將完全開啟。正常工作時,熱敏電阻應靠近但不要完全接觸加熱電阻,以便其能夠快速響應變化。
加熱器有很多地方可以改進,例如更改預設背光設定以適合您的應用,甚至將其設為 EEPROM 設定之一。如果您需要更多功率,建議的 MOSFET 在 24V 下至少能夠提供 5A 的電流。在這種情況下,建議將電源直接運行到 MOSFET 電路,然後將 VIN 回饋回 UNO 板。這樣,小型 PCB 走線就不必承受如此高的電流。舊筆記型電腦電源或 12V SLA 可以作為此選項。如開頭所提到的,RCA 插座可用於標準化加熱帶上常用的連接。