Temperatūros valdymas naudojant „Arduino“ir PWM ventiliatorius: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Temperatūros valdymas su PID „Arduino“ir PWM ventiliatoriuose, skirtas „pasidaryk pats“serverio/tinklo stovo aušinimui

Prieš kelias savaites man reikėjo nustatyti stovą su tinklo įrenginiais ir keliais serveriais.

Stovas pastatytas uždarame garaže, todėl žiemos ir vasaros temperatūros intervalas yra gana aukštas, taip pat gali kilti problemų dėl dulkių.

Naršydamas internete ieškodamas aušinimo sprendimų sužinojau, kad jie yra gana brangūs, bent jau mano vietoje, yra> 100 € už 4 230 V lubų ventiliatorius su termostatu. Man nepatiko termostato pavara, nes ji maitindama įsiurbia daug dulkių, nes ventiliatoriai veikia visu pajėgumu, o be maitinimo nesuteikia jokios ventiliacijos.

Taigi, nepatenkintas šiais produktais, nusprendžiau eiti „pasidaryk pats“keliu, sukurdamas tai, kas sklandžiai gali išlaikyti tam tikrą temperatūrą.

1 žingsnis: kaip tai veikia

Kad būtų daug lengviau, pasirinkau nuolatinės srovės ventiliatorius: jie yra daug mažiau triukšmingi nei kintamosios srovės ventiliatoriai, tuo tarpu jie yra šiek tiek mažiau galingi, tačiau man vis tiek daugiau nei pakankamai.

Sistema naudoja temperatūros jutiklį, kad valdytų keturis ventiliatorius, kuriuos valdo „Arduino“valdiklis. „Arduino“slopina ventiliatorius naudodamas PID logiką ir varo juos per PWM.

Apie temperatūrą ir ventiliatoriaus greitį pranešama per 8 skaitmenų 7 segmentų ekraną, sumontuotą ant stovo sumontuoto aliuminio strypo. Be ekrano, yra du mygtukai, skirti reguliuoti norimą temperatūrą.

2 žingsnis: ką aš naudojau

Pastaba: Aš bandžiau įgyvendinti šį projektą su daiktais, kuriuos turėjau namuose, todėl ne viskas gali būti idealu. Biudžetas kėlė susirūpinimą.

Štai mano naudojami komponentai:

• Techninė įranga
  • Viena akrilo plokštė: naudojama kaip pagrindas (1,50 €);
  • Keturi 3,6x1cm L formos PVC profiliai (4,00 €);
  • Viena aliuminio plokštė: supjaustyta 19 colių pločio (3,00 EUR);
• Elektronika
  • Keturi 120 mm PWM ventiliatoriai: aš pasirinkau „Arctic F12 PWM PST“dėl galimybės juos sukrauti lygiagrečiai (4x 8,00 €);
  • „One Pro Micro“: bet kuri „ATMega 32u4“maitinama plokštė turėtų gerai veikti su mano kodu (4,00 EUR);
  • Viena relės lenta: išjungti ventiliatorius, kai jų nereikia (1,50 €);
  • Vienas 8 skaitmenų 7 segmentų MAX7219 ekrano modulis (2,00 €);
  • Trys momentiniai mygtukai, 1 skirtas atstatymui (2,00 €);
  • Vienas 3A maitinimo jungiklis (1,50 €);
  • Viena LAN kabelio jungtis: lengvai atjungti pagrindinį mazgą nuo ekrano skydelio (2,50 €);

  • Vienas 5V ir 12V dvigubos išvesties maitinimo šaltinis: galite naudoti 2 atskirus maitinimo blokus arba 12 V su pakopiniu keitikliu iki 5 V (15,00 EUR);

  • Kabeliai, varžtai ir kiti smulkūs komponentai (5,00 €);

Bendra kaina: 74,00 EUR (jei turėčiau pirkti visus komponentus „Ebay“/„Amazon“).

3 žingsnis: atvejis

Dėklas pagamintas iš 4 plonų L formos plastikinių profilių, priklijuotų ir kniedytų prie akrilo plokštės.

Visi dėžutės komponentai yra klijuoti epoksidine danga.

Akrilui išpjautos keturios 120 mm skylės, kad tilptų ventiliatoriai. Iškirpta papildoma skylė, leidžianti praeiti termometro kabeliams.

Priekiniame skydelyje yra maitinimo jungiklis su indikatoriaus lempute. Kairėje pusėje esančios dvi skylės išjungia priekinio skydelio kabelį ir USB kabelį. Pridedamas papildomas atstatymo mygtukas, kad būtų lengviau programuoti („Pro Micro“neturi atstatymo mygtuko, o kartais tai naudinga norint įkelti programą į jį).

Dėžutę laiko 4 varžtai, einantys per akrilo pagrindo skyles.

Priekinis skydas pagamintas iš šlifuoto aliuminio skydo, supjaustyto 19 colių pločio ir ~ 4 cm aukščio. Ekrano skylė padaryta naudojant „Dremel“, o kitos 4 skylės varžtams ir sagoms padarytos gręžtuvu.

4 žingsnis: Elektronika

Valdymo plokštė yra gana paprasta ir kompaktiška. Kurdamas projektą sužinojau, kad kai ventiliatoriams tiekiu 0% PWM, jie veiks visu greičiu. Norėdami visiškai sustabdyti ventiliatorių sukimąsi, pridėjau relę, kuri išjungia ventiliatorius, kai jų nereikia.

Priekinis skydelis prijungtas prie plokštės tinklo kabeliu, kurį naudojant kabelio jungtį galima lengvai atskirti nuo pagrindinio korpuso. Galinė skydo dalis pagaminta iš 2,5x2,5 elektros laido ir pritvirtinta prie skydo dvipuse juosta. Ekranas taip pat pritvirtintas prie skydelio juosta.

Kaip matote schemose, aš naudoju kai kuriuos išorinius traukimo rezistorius. Jie suteikia stipresnį prisitraukimą nei arduino.

„Fritzing“schemas rasite mano „GitHub“repo.

5 žingsnis: Kodas

„Intel“specifikacija 4 kontaktų ventiliatoriams siūlo 25KHz tikslinį PWM dažnį ir priimtiną diapazoną nuo 21 kHz iki 28 kHz. Problema ta, kad „Arduino“numatytasis dažnis yra 488 Hz arba 976 Hz, tačiau „ATMega 32u4“puikiai gali perduoti aukštesnius dažnius, todėl mums tereikia jį teisingai nustatyti. Aš nurodžiau šį straipsnį apie „Leonardo“PWM, kad ketvirtasis laikmatis įsijungtų iki 23437 Hz, kuris yra arčiausiai 25KHz.

Ekranui, temperatūros jutikliui ir PID logikai naudojau įvairias bibliotekas.

Visą atnaujintą kodą galite rasti mano „GitHub“repo.

6 žingsnis: Išvada

Taigi štai! Turiu palaukti iki šios vasaros, kad iš tikrųjų pamatyčiau, kaip tai veikia, tačiau esu įsitikinęs, kad tai veiks gerai.

Aš planuoju sukurti programą, kad matyčiau temperatūrą iš USB prievado, kurį prijungiau prie „Raspberry Pi“.

Tikiuosi, kad viskas buvo suprantama, jei ne, praneškite man ir aš paaiškinsiu geriau.

Dėkoju!