Как сделать вентилятор на ардуино

Обновлено: 01.05.2024

Дано мерс w124;
У него два эл. вентилятора с потреблением 30А;
Ардуино Леонардо;
16х2 + I2C;
Датчик температуры штатный в автомобиле, резистивный.
При температуре 20 градусов напряжение 4,5в, при 90 2в. (Более детальная таблица в разработке);

Необходимо:
- Считывание температуры с датчика согласно таблице, вывод на ЛСД
- ШИМ управление вентилятором согласно заданным параметром (Например: Запуск на 30% при т 80градусов и плавный набор оборотов до 100% при 110 градусов и выше)
- Включение для работы с кондиционером при внешнем управлении, 2 входа 50 и 100%
- Аварийный запуск при обрыве цепи датчика температуры

Силовая часть будет выглядеть, как мощный полевик либо будет использован блок управления вентилятором от серийных авто, например такой, ему нужен шим частотой от 100 до 200гц и скважностью от 10 до 90% (как я понял частоту от 100 до 200 сложно реализовать на ардуино).

Пока удалось лишь слепить набросок из чужих кодов

и вот код, который пока не понятен и не интегрирован. В нем используется таблица.

Не понятно, что за числа в таблице.

На данном этапе код не работает, так как:
1. Не интегрирована таблица
2. Если запустить схему с температурой 100 градусов вентилятор не запускается (Нужно попасть в диапазон от 30 до70)
3. Нужно инвертировать зависимость температуры от напряжения при повышении напряжения растет и температура, нужно наоборот.

Буду благодарен любым подсказкам, очень хочу научится программировать ардуинки.

"Не понятно, что за числа в таблице. "
похоже на linear interpolation

если хочете - научитесь )
но leonardo врядли лучшее решение для авто.

вы только начинаете, поэтому вам понятнее и проще делать по этапам
запустите дисплей
запустите вент, научитесь им управлять
потом температурой займитесь
ну а дальше всё в кучу

1 - Дисплей запустил, принципы вывода информации на дисплей понял. На данном этапе вывожу на дисплей Напряжение с А0 в вольтах, скважность шим в %, и неверно подсчитанную температуру.
2 - Запустить вент не пробовал, но светодиодом управляю, думаю это проблем не составит.
3 - С температурой сейчас вопрос. Я не знаю и не получается найти инфы, как из таблицы с параметрами зависимости напряжение - температура, получить переменную. Которая уже и будет обрабатываться.

"Не понятно, что за числа в таблице. "
похоже на linear interpolation

если хочете - научитесь )
но leonardo врядли лучшее решение для авто.

Я где-то "чувствую", что леонардо не для автомобиля, хотя и веских аргументов не вижу.
Может вы что то предложите более подходящие?

3 - С температурой сейчас вопрос. Я не знаю и не получается найти инфы, как из таблицы с параметрами зависимости напряжение - температура, получить переменную. Которая уже и будет обрабатываться.

сначала нужно выяснить что за датчик температуры, потом посмотреть его даташит, нафига таблицы строить))))

Остання редакція vvr (2017-05-06 07:29:01)

yarikne для температуры возьмите медь 100. PT1000 не берите, не его задача )
это удорожание проекта, но выхода у вас особо нет.

"Я где-то "чувствую", что леонардо не для автомобиля" важное замечание - леонардо она как говорится не заточена, по хорошему берете понравившийся контроллер из серии mcu automotive от "любимого" производителя и на нем собираете

но ардуино вам наверное ближе чем натив . есть и этому решение
в систему нужно добавить
1) трехсекундный watchdog
2) супервизор по питанию
3) хороший источник питание
4) ESD diode

проверяете так в домашних условиях так - берете шокер, и в см 5 от корпуса держите разряд
не забудьте корпус сделать металический (профиль с эрицентра? у меня что то было но только для маленькой платы ), эго нужно будет занулить позже в авто.

если все сделано - пользуйтесь своей леонардо, есть еще синяя хрень для защиты платы от пыли, влаги, вибраций, что то типа пленки, не помешает покрыть плату, название не помню (

сначала нужно выяснить что за датчик температуры, потом посмотреть его даташит, нафига таблицы строить))))

Известно что при 100 градусах на нем 1,8в при 20 - 4,6в. Все классно, я думаю что градусы с него я и не буду смотреть, будем опираться на напряжение, для получение температуры я рядышком прилеплю Lm35 - с него температуру я буду выводить на экран.
Экспериментальным путем подберу напряжения при которых должен работать вентилятор.
Уже известно, что при 1,9в и ниже вентилятор должен работать на всю.

Спасибо, хорошие советы, жаль, что производители китайского шарпотрепа для автомобилей не придержуются этих правил. (я про сигналки, блоки ДХО, навигаторы и т п)
С шокером, может и перегиб, но краш тест - должен быть жестким.
Сейчас нарыл блок управления вентиляторами от младшей модели мерседеса(он же используется в фольцвагенах). Это силовая часть с управлением на 25гц. Так сказать линия свзя работает на 25гц, а скважность регулирует обороты.
Вот такая штука
Думаю его очень целесообразно использовать, так как там есть защиты всевозможные и шумоподавляющие фильтры.
Основной вопрос, как заставить ардуинку выдать эти заветные 25гц и еще и скажностью управлять.

В ассортименте многих производителей систем охлаждения есть вентиляторы с адресной подсветкой (ARGB, также иногда именуемая D-RGB), в обязательном порядке требующие наличия специального контроллера. Функционал контроллера в исчерпывающем количестве случаев ограничивается возможностью коррекции скорости вращения и переключением режимов работы подсветки, которые от компании к компании разнятся крайне слабо, а в большинстве случаев и вовсе идентичны. Глоток свежего воздуха в поднадоевшую ARGB-тему решила внести компания Gelid, выпустив уникальный контроллер Codi6 на базе Arduino UNO.

Контроллер Gelid Codi6

Gelid Codi6 поставляется в маленькой коробке с габаритами чуть крупнее, чем пачка сигарет. С лицевой стороны размещено схематическое изображение контроллера с отмеченными основными разъёмами и портами.

С оборота приведено более расширенное описание и некоторые технические параметры. Ключевое – Codi6 базируется на платформе Arduino UNO, что и обеспечивает огромные возможности настройки.

Внутри коробки содержится немногочисленный комплект. Помимо самого контроллера, он включает:

Производитель предусмотрел два варианта закрепления Codi6. Можно либо воспользоваться винтами и магнитами для фиксации к стенке корпуса, либо приклеить на дно устройства двухсторонний скотч. Правда, место размещения будет всё равно резко ограничено, ведь длинна USB-кабеля едва достигает 200 мм.

Для Arduino UNO выпускается множество так называемых Arduino Shield. Это платы, которые просто вставляется в коннекторы самой Arduino, и имеют самый различный функционал. Кратко говоря, Gelid Codi6 – это комплект из Arduino UNO, Shield от Gelid, акрилового корпуса и кабелей.

На днище контроллера никаких примечательных элементов нет.

В целом, для базового подключения будет достаточно только USB-порта. Его мощности достаточно для программирования контроллера, но для работы вентиляторов при приличных оборотах и работы подсветки потребуется дополнительное питание. На один канал подсветки контроллер способен отдавать до немалых 4 А тока (20 Вт мощности).

Естественно, к Codi6 можно подключить любые вентиляторы. Сторонним пропеллерам в любом случае можно будет задавать скорость вращения (при условии коннектора 4-pin PWM), но подсветка будет работать только у вентиляторов с ARGB-подсветкой (3-pin разъём ARGB).

Дополнительные датчики

Дальномер HC-SRO4 позволяет засекать движения на расстоянии до 4 метров с поразительной точностью до 5 мм. Благодаря ему функционал расширяется возможностью ответной реакции на появление препятствия. К примеру, при входе в комнату подсветка в компьютере может включаться, или при взмахе рукой будут переключаться режимы работы. Иными словами, HC-SRO4 позволяет осуществлять управление жестами. Наличие человека за компьютером HC-SRO4 распознаёт с переменным успехом, но на взмахи руками откликается адекватно.

Как на мой взгляд куда больше расширяет функционал звуковой датчик. Это компактная плата с микрофоном, усилителем и подстрочным резистором. Можно запрограммировать смену скорости вращения крыльчатки или режима работы подсветки на хлопки или свист. Самое банальное, но одновременно с тем прикольное – подсветка вентиляторов в режиме светомузыки.

Подключение дополнительных датчиков проблем не вызовет. Как на контроллере, так и на датчиках, все контакты для удобства подписаны.

Вентиляторы Gelid Radiant-D

Иметь в ассортименте продвинутый контроллер и при этом не иметь вентиляторов с ARGB-подсветкой – непочетно. Для Codi6 компания предлагает 120-мм пропеллеры Radiant-D.

В Gelid Radiant-D первоочерёдное внимание было уделено именно подсветке, а не технической стороне. Подсветка обеспечивается девятью светодиодами, каждым из которых можно управлять, на то подсветка и называется адресной, что выливается в красивейшие эффекты. Диоды сосредоточены вокруг ротора, поэтому он получился столь массивным (53 мм против ~40 мм обычно).

Полупрозрачная 7-лопастная крыльчатка выполнена с геометрическими изысками. Производитель именует эту технологию High Precision Shark-Tooth Blade. Теоретически акуловидные зазубрины на кромках препятствует образованию завихрений, благодаря чему обеспечивается высокое статическое давление.

Radiant-D базируются на надёжном подшипнике двойного качения с заявленным сроком наработки в 100 тыс. часов (11,4 года), что весьма немалый срок для такого подшипника. Но Gelid подкрепляет уверенность 5-летним гарантийным сроком. В характеристиках значится скорость вращения в диапазоне 500-2000 об/мин, производительность до 131 м 3 /ч, что для 120-мм крыльчатки серьёзное заявление, а также уровень шума до 40,4 дБА.

В заявленное количество прокачиваемых кубов воздуха в час охотно верится. Дуют они действительно очень прилично.

В плане нюансов исполнения Gelid Radiant-D представляют собой самые обычные вентиляторы. Простая цельнопластиковая рамка без изысков, кабель без оплётки. Жаль, что не позаботились даже о антивибрационных проставках по углам.

Из корпуса выходят разом два длинных (500 мм) кабеля: 4-контактный с PWM-разъёмом для ротора крыльчатки, и 3-pin для ARGB-подсветки. Отмечу, что 3-pin разъём подсветки нельзя подключать к 4-pin разъёму подсветки, поскольку первый рассчитан на напряжение 5 В, а второй на 12 В. Здесь производителям не плохо было бы позаботиться о защите от дурака. Длина кабеля однозначно радует.

Что касается подсветки, как и у всех ARGB-вентиляторов она смотрится умопомрачительно.

Процесс подключения и настройки

В комплекте к Gelid Codi6 отсутствует какая-либо техническая документация бумажного вида. Подробное руководство по подключению и первоначальной настройке компания разместила на официальной странице контроллера.

Сперва необходимо скачать драйвер СH340 USB. Отмечу, что в моём случае по окончании установки выдавалась ошибка, но несмотря на её появление Codi6 в системе определился.

Далее в Диспетчере устройств Windows нужно в разделе “Порты (COM и LTP)” нужно найти устройство USB-SERIAL CH340 и запомнить номер COM-порта. Вероятно, он будет там один.

Для Gelid Codi6 есть две наиболее подходящие библиотеки для работы с подсветкой – FastLED и AdafruitNeoPixel. Функционал одинаков, различия меж ними заключаются лишь немного в синтаксисе. Для установки, к примеру, FastLED, в окне Arduino IDE нажимаем “Скетч>>Подключить библиотеку>> Управление библиотеками” (или Ctrl+Shift+I). В окне поиска вводим FastLED, выбираем версию, жмём установка. Для программирования кнопки пригодится библиотека NewPing.

Готово! Вы великолепны! На данном этапе Gelid Codi6 полностью подключен и готов к работе. На странице контроллера Gelid разместила несколько примеров кода для различных режимов работы подсветки и не только.

За, против и вердикт

Лежащая в основе платформа Arduino допускает подключение многих дополнительных датчиков: вибро-, влаго-, свето- и целого спектра других. Датчиков натурально всего, что разительно расширяет функционал. Впрочем, распинаться про общие достоинства платформы Arduino не имеет никакого смысла. Arduino может почти всё.

Существенный плюс Codi6 кроется в ценнике. Он оценивается в $29, что сопоставимо контроллерами от других компаний, но возможностей обеспечивает кратно больше.

К недостаткам по сравнению с другими контроллерами можно отнести полуоткрытый корпус и множество проводов. Внутри готовой системы всё это аккуратно расположить будет проблематично. Во-вторых, он не допускает управления скоростью вращения вентиляторов по отдельности.

В конечном счёте Gelid Codi6 можно рекомендовать лишь тем, кто действительно готов настолько заморочиться, чтобы сделать свою систему уникальной, и чтобы подсветка несла не только декоративную функцию, но и информативную.

Итак, по плану строительства моего каркасного дома была предусмотрена система вентиляции, которую я собираюсь сделать с рекуперацией воздуха.

Задача максимум: сделать своими руками рекуператор, управляемый в автоматическом режиме по сигналам датчиков качества воздуха микроконтроллером на базе ARDUINO.

Получится у меня или нет - вопрос. Но, поживем - увидим. Далее я буду писать порядок действий и выкладывать рабочие скетчи (прошивки) для конкретного оборудования.

Расчет потребных параметров системы вентиляции можно почитать в статье Вентиляция в каркасном доме своими руками .

Блок управления рекуператором на ARDUINO

Для блока управления рекуператором мне понадобятся:

контроллер (я выбрал Arduino UNO R3 на ATMEGA328P CH340);
дисплей LCD1602 (синий) в сборе с I2C адаптером (что облегчит его подключение);
модуль BME280 высокоточного датчика атмосферного давления, температуры и влажности (управление возможно по I2C интерфейсу);
инфракрасный датчик MH-Z19B для контроля уровня углекислого газа (UART, PWM).

Самая простая схема I2C может содержать одно ведущее устройство (чаще всего это микроконтроллер Ардуино) и несколько ведомых (например, дисплей LCD). Каждое устройство имеет адрес в диапазоне от 7 до 127. Двух устройств с одинаковым адресом в одной схеме быть не должно.

Плата Arduino поддерживает i2c на аппаратном уровне. Вы можете использовать пины A4 и A5 для подключения устройств по данному протоколу.

Среда Arduino IDE сначала ни в какую не хотела определять китайскую плату Arduino UNO R3. Для корректного определения пришлось в настройках изменить тип платы на "Arduino Duemilanove or Diecimila".

Подключение LCD1602 к Arduino UNO R3

Я купил дисплей LCD1602 (синий) в сборе с I2C адаптером, который подключает экран LCD1602 к платам Uno, Nano или Mega всего лишь при помощи 4 пинов.

Жидкокристаллический дисплей с поддержкой i2c подключается к плате при помощи четырех проводов – два провода для данных, два провода для питания:

вывод GND подключается к GND на плате;
вывод VCC – на 5V;
SCL подключается к пину A5;
SDA подключается к пину A4.

После подачи питания на схему необходимо добиться правильного контраста, если он будет настроен неверно, то на экране ничего не будет отображаться.

Для настройки контраста следует потенциометром (сзади на плате) добиться заполнения прямоугольниками верхней строки дисплея.

Для отображения информации на дисплее необходимо скачать и подключить библиотеку LiquidCrystal_I2C.h, после чего загрузить скетч, приведенный ниже.

Самый простой путь подключить библиотеку LiquidCrystal_I2C.h:

запустить среду Arduino IDE;
выбрать в меню "Скетч - Подключить библиотеку - Управлять библиотеками";
в открывшемся окне Менеджера Библиотек ввести в строку поиска LiquidCrystal I2C, найти "LiquidCrystal I2C by Frank de Brabander", нажать кнопку установки.

// Функция setup вызывается, когда стартует скетч. Используется для инициализации переменных, определения режимов работы выводов, запуска используемых библиотек и т.д.
// Функция setup запускает только один раз, после каждой подачи питания или сброса платы Arduino.
void setup()

lcd.init(); // Инициируем работу с LCD дисплеем
lcd.backlight(); // Включаем подсветку дисплея
lcd.createChar(1, gradus); // 1 – номер, присваиваемый создаваемому символу (от 0 до 7); gradus - пиксельные данные для символа
lcd.clear(); // Очищаем экран и размещаем курсор в левом верхнем углу

Wire.begin(); // Подключаемся к шине i2c

lcd.clear(); // очищаем экран для следующей итерации
lcd.setCursor(0,0); // устанавливаем курсор на нужную позицию
lcd.print("VLAG: "); // выводим необходимую информацию
lcd.print(" %");
lcd.setCursor(0,1);
//lcd.print("P ");
lcd.print(" ");
//lcd.print("T ");
lcd.print("\1");
lcd.print("C");

delay(1000); // обновление информации на экране 1 раз в 1000 мс
>

Подключение датчика давления, влажности и температуры BME280 по шине I2C

У модуля BME280 всего 4 контакта: питание (VIN), земля (GND), линия тактирования (SCL) и линия данных (SDA).

Подключаем аналогично дисплею:

вывод GND подключается к GND на плате;
вывод VCC – на 5V (мой датчик 5-вольтовый);
SCL подключается к пину A5;
SDA подключается к пину A4.

Подключал напрямую, без подтягивающих резисторов.

Попутно я подключил и модуль реального времени DS1302. Для установленной бибилиотеки iarduino_RTC time по умолчанию подключение выводов следующее:

pin 8 к выводу RST;
pin 6 к выводу CLK;
pin 7 к выводу DAT;
GND - GND;
5 V - VCC.

Подключение датчиков температуры DS18B20

Датчики температуры DS18B20 в количестве 4-х штук я планирую разместить на входе и выходе рекуператора. Они позволят мне анализировать температуру входящего и выходящего воздуха, а затем примерно рассчитать эффективность рекуперации, а также определить необходимость включения режима разморозки при низких отрицательных температурах.

Для подключения датчиков необходимо:

установить библиотеку OneWire.h;
запастись (обязательно) сопротивлением 4,7 кОм (подтягивающий резистор для сигнального провода).

В настоящее время мой проект имеет следующий вид:

Но об этом позже.

Блок управления содержит плату Ардуино, все датчики, а также два реле для включения и выключения вентиляторов.

Сразу скажу, что обзор не планировался и фото делались на утюг, так что качество будет соответствующее. Но я посчитал, что данный обзор может быть полезен и пересилив себя – сел писать. Так же предупреждаю, что мои познания в мире радиодеталей находятся на, скажем так, очень низком уровне.

Началось все с того, что я решил я перейти на дешевую, и в то же время производительную, платформу 2011-v3 с минимальными финансовыми вложениями. До этого сидел платформе AM3 с Phenom II X4.
При изучении рынка китайских материнских плат была выбрана самая дешевая, четырехканальная мать X99z v102, она же Machinist x99, Kllisre x99 и т.д. На этой плате всего 2 разъема для кулера – один 4 pin, и один 3 pin.

Принцип работы его такой – с материнской платы он берет сигнал ШИМ, а от кулера, подключённого в красный разъем, передает показания датчика оборотов. ШИМ сигнал разветвлен на все разъёмы разветвителя, а питание 12 вольт и земля берется с разъёма Molex.

Все кулеры кроме процессорного у меня 3 pin и как известно совместимы с 4 pin разъёмами, только без регулировки вращения. Все было бы хорошо, если бы не увеличения шума кулеров.

Как оказалось, прошлая материнка от Gigabyte, возможно и не регулировала обороты трёхпиновых кулеров, но они не молотили на ней на полную мощность.
Например, кулер на передней стенке корпуса всегда работал на 1200 оборотах — почти бесшумно, и я думал, что это его максимальные обороты. Но на новой материнке он начал молотить на более чем 2 тыс. оборотах и издавая очень некомфортный шум.

Начал смотреть цены на 4 pin кулеры и скажу честно – они мне не понравились). Потом решил купить реобас, но с ручной регулировкой оборотом меня не устраивали, а те которые регулируют обороты по термодатчику, с необходимостью разместить его в корпусе ПК, в основном имели один разъем для кулера.

Транзистор был выбран n-канальный IRLZ34NPBF — Даташит, так как он показался мне наиболее подходящим из того что было в наличии у нас в городе, резисторы у меня были.

Вроде больше ничего и не нужно по тем схемам, что я находил ранее, но уже при сборке случайно прочитал про индуктивную нагрузку для транзисторов и что нужно ставить защитный диод. Хорошо, что были в наличии диоды Шоттки — 1N5819, так как собирал я это все ночью и растягивать на несколько дней не хотелось.
Схема по которой ориентировался при сборке

Приступаем к сборке:

1. Выпаиваем конденсатор и перерезаем земляную дорожку, в ее разрыв мы будем впаивать транзистор

2. Впаиваем транзистор по такой схеме:
1) Сток — к минусовому контакту на месте конденсатора.
2) Исток – к минусу разъёма Мolex (любой из двух средних контактов)
3) Затвор через резистор к контакту с ШИМ сигналом, это 4 контакт кулерного разъёма.
Я впаял резистор на 330 ом, в разных схемах видел от 100 ом до 10 кОм.

3. Далее нюанс.
Если процессорный кулер у вас 4 pin вам нужно перерезать минус, идущий к красному разъёму и кинуть его в обход транзистора, если 3 pin — ничего делать не нужно.

4. Паяем Диоды катодом к плюсу, а анодом к минусу.
Возможно можно обойтись одним мощным диодом в такой сборке, надеюсь в комментариях напишут

Вот и все, теперь подключаем разветвитель к молексу блока питания и комплектным проводом к процесорному разъему 4 pin на материнской плате. Процессорный кулер подключаем в красный разъем разветвителя.
К остальным разъемам подключаем свои 3-pin кулеры, можно и 2-pin, так как они тоже прекрасно регулируются по такой схеме.

У меня все кулеры стартуют нормально, обороты регулируются в зависимости от температуры процессора. В простое работают безшумно на минимальных оборотах, а при нагрузке в полную мощность.
Если у вас какой-то кулер не стартует, то добавьте в схему, после транзистора, конденсатор микрофарад на 100.

Читайте также: