- మెటీరియల్ అవసరం
- సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం
- రిలే:
- థర్మిస్టర్ ఉపయోగించి ఉష్ణోగ్రతను లెక్కిస్తోంది:
- ఆర్డునో కోడ్
- ఉష్ణోగ్రత నియంత్రిత హోమ్ ఆటోమేషన్ సిస్టమ్ యొక్క పని:
మీరు ఒక గదిలో కూర్చుని చల్లగా ఉన్నారని అనుకుందాం మరియు మీ హీటర్ స్వయంచాలకంగా ఆన్ చేయబడాలని మీరు అనుకుందాం, ఆపై గది ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు కొంత సమయం తర్వాత ఆపివేయండి, అప్పుడు ఉష్ణోగ్రత ప్రకారం మీ గృహోపకరణాలను స్వయంచాలకంగా నియంత్రించడానికి ఈ ప్రాజెక్ట్ మీకు సహాయపడుతుంది. ఇక్కడ మేము ఉష్ణోగ్రత ఆధారంగా ఆర్డునోతో హోమ్ ఎసి ఉపకరణాలను నియంత్రిస్తున్నాము. ఇక్కడ మేము ఉష్ణోగ్రతను చదవడానికి థర్మిస్టర్‌ని ఉపయోగించాము. మేము ఇప్పటికే థర్మిస్టర్‌ను ఆర్డునోతో ఇంటర్‌ఫేస్ చేసాము మరియు ఎల్‌సిడిలో ఉష్ణోగ్రతను ప్రదర్శించాము.
ఈ ట్యుటోరియల్‌లో, మేము రిలేతో ఎసి ఉపకరణాన్ని అటాచ్ చేస్తాము మరియు ఆర్డునో ఉపయోగించి ఉష్ణోగ్రత నియంత్రిత హోమ్ ఆటోమేషన్ సిస్టమ్‌ను తయారు చేస్తాము. ఇది సర్క్యూట్తో అనుసంధానించబడిన 16 * 2 ఎల్‌సిడి డిస్‌ప్లేలో ఉష్ణోగ్రత మరియు ఉపకరణాల స్థితిని కూడా చూపిస్తుంది.
మెటీరియల్ అవసరం
- ఆర్డునో UNO
- రిలే (5 వి)
- 16 * 2 ఎల్‌సిడి డిస్ప్లే
- లైట్ బల్బ్ (CFL)
- ఎన్‌టిసి థర్మిస్టర్ 10 కె
- వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది
- రెసిస్టర్లు (1 కె మరియు 10 కె ఓంలు)
- పొటెన్టోమీటర్ (10 కే)
సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం
ఈ ఉష్ణోగ్రత ఆధారిత హోమ్ ఆటోమేషన్ సిస్టమ్‌లో ఆర్డునో బోర్డు, ఎల్‌సిడి డిస్ప్లే, రిలే మరియు థర్మిస్టర్ వంటి వివిధ భాగాలు ఉంటాయి. పని ప్రధానంగా రిలే మరియు థర్మిస్టర్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఉష్ణోగ్రత పెరిగినందున రిలే ఆన్ చేయబడుతుంది మరియు ఉష్ణోగ్రత ముందుగానే అమర్చబడిన విలువ కంటే తగ్గితే రిలే ఆపివేయబడుతుంది. రిలేతో అనుసంధానించబడిన గృహోపకరణం కూడా తదనుగుణంగా ఆన్ మరియు ఆఫ్ అవుతుంది. ఇక్కడ మేము సిఎఫ్ఎల్ బల్బును ఎసి ఉపకరణంగా ఉపయోగించాము. మొత్తం ట్రిగ్గరింగ్ ప్రక్రియ మరియు ఉష్ణోగ్రత విలువ సెట్టింగ్ ప్రోగ్రామ్ చేయబడిన ఆర్డునో బోర్డు చేత నిర్వహించబడుతుంది. ఇది ప్రతి అర్ధ సెకనులో ఉష్ణోగ్రతలో మార్పు మరియు ఎల్‌సిడి తెరపై ఉపకరణాల స్థితి గురించి వివరాలను ఇస్తుంది.
రిలే:
రిలే అనేది విద్యుదయస్కాంత స్విచ్, ఇది చిన్న విద్యుత్తు ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది మరియు సాపేక్షంగా చాలా పెద్ద కరెంట్‌ను ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. చిన్న కరెంట్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా మనం రిలేని ఆన్ చేయవచ్చు, ఇది చాలా పెద్ద ప్రవాహాన్ని ప్రవహించేలా చేస్తుంది. చాలా చిన్న DC కరెంట్‌ను ఉపయోగించి AC (ప్రత్యామ్నాయ కరెంట్) పరికరాలను నియంత్రించడానికి రిలే మంచి ఉదాహరణ. సాధారణంగా ఉపయోగించే రిలే సింగిల్ పోల్ డబుల్ త్రో (SPDT) రిలే, దీనికి ఐదు టెర్మినల్స్ క్రింద ఉన్నాయి:
కాయిల్‌కు వోల్టేజ్ వర్తించనప్పుడు, COM (సాధారణం) NC కి అనుసంధానించబడి ఉంటుంది (సాధారణంగా క్లోజ్డ్ కాంటాక్ట్). కాయిల్‌కు కొంత వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, ఉత్పత్తి చేయబడిన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం, ఇది ఆర్మేచర్ (వసంతానికి అనుసంధానించబడిన లివర్) ను ఆకర్షిస్తుంది మరియు COM మరియు NO (సాధారణంగా ఓపెన్ కాంటాక్ట్) అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, ఇది పెద్ద ప్రవాహాన్ని ప్రవహించేలా చేస్తుంది. రిలేలు చాలా రేటింగ్‌లలో అందుబాటులో ఉన్నాయి, ఇక్కడ మేము 5V ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ రిలేను ఉపయోగించాము, ఇది 7A-250VAC కరెంట్ ప్రవహించటానికి అనుమతిస్తుంది.
ట్రాన్సిస్టర్, డయోడ్ మరియు రెసిస్టర్‌లను కలిగి ఉన్న చిన్న డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించి రిలే కాన్ఫిగర్ చేయబడింది. ప్రవాహాన్ని విస్తరించడానికి ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించబడుతుంది, తద్వారా పూర్తి కరెంట్ (DC మూలం నుండి - 9v బ్యాటరీ నుండి) కాయిల్ ద్వారా ప్రవహించి దానిని పూర్తిగా శక్తివంతం చేస్తుంది. ట్రాన్సిస్టర్‌కు పక్షపాతం అందించడానికి రెసిస్టర్‌ను ఉపయోగిస్తారు. మరియు ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ చేయబడినప్పుడు రివర్స్ కరెంట్ ప్రవాహాన్ని నిరోధించడానికి డయోడ్ ఉపయోగించబడుతుంది. అకస్మాత్తుగా ఆఫ్ చేసినప్పుడు ప్రతి ఇండక్టర్ కాయిల్ సమాన మరియు వ్యతిరేక EMF ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది భాగాలకు శాశ్వత నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది, కాబట్టి రివర్స్ కరెంట్‌ను నివారించడానికి డయోడ్ తప్పనిసరిగా ఉపయోగించాలి. ఒక రిలే మాడ్యూల్ బోర్డు అన్ని దాని డ్రైవర్ సర్క్యూట్తో మార్కెట్లో సులభంగా అందుబాటులో ఉంది లేదా మీరు భాగాలు పైన ఉపయోగించి దాన్ని సృష్టించవచ్చు. ఇక్కడ మేము 5 వి రిలే మాడ్యూల్ ఉపయోగించాము
థర్మిస్టర్ ఉపయోగించి ఉష్ణోగ్రతను లెక్కిస్తోంది:
వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ నుండి మనకు తెలుసు:
V అవుట్ = (V లో * Rt) / (R + Rt)
కాబట్టి Rt యొక్క విలువ ఇలా ఉంటుంది:
Rt = R (విన్ / వౌట్) - 1
ఇక్కడ Rt థర్మిస్టర్ (Rt) యొక్క నిరోధకత మరియు R 10k ఓం రెసిస్టర్‌గా ఉంటుంది.
అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ Vo యొక్క కొలిచిన విలువ నుండి థర్మిస్టర్ నిరోధకతను లెక్కించడానికి ఈ సమీకరణం ఉపయోగించబడుతుంది. దిగువ ఇచ్చిన ఆర్డునో కోడ్‌లో చూపిన విధంగా మేము ఆర్డినో యొక్క పిన్ A0 వద్ద ADC విలువ నుండి వోల్టేజ్ వోట్ విలువను పొందవచ్చు.
థర్మిస్టర్ నిరోధకత నుండి ఉష్ణోగ్రత యొక్క లెక్కింపు
గణితశాస్త్రపరంగా థర్మిస్టర్ నిరోధకత స్టెయిన్-హార్ట్ సమీకరణం సహాయంతో మాత్రమే లెక్కించబడుతుంది.
T = 1 / (A + B * ln (Rt) + C * ln (Rt) 3)
ఇక్కడ, A, B మరియు C స్థిరాంకాలు, Rt థర్మిస్టర్ నిరోధకత మరియు ln లాగ్‌ను సూచిస్తుంది.
ప్రాజెక్టులో ఉపయోగించిన థర్మిస్టర్ యొక్క స్థిరమైన విలువ A = 1.009249522 × 10 −3, B = 2.378405444 × 10 −4, C = 2.019202697 × 10 −7. ఈ స్థిరమైన విలువలను మూడు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలలో థర్మిస్టర్ యొక్క మూడు నిరోధక విలువలను నమోదు చేయడం ద్వారా ఇక్కడ కాలిక్యులేటర్ నుండి పొందవచ్చు. మీరు ఈ స్థిరమైన విలువలను థర్మిస్టర్ యొక్క డేటాషీట్ నుండి నేరుగా పొందవచ్చు లేదా మీరు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రత వద్ద మూడు నిరోధక విలువలను పొందవచ్చు మరియు ఇచ్చిన కాలిక్యులేటర్ ఉపయోగించి స్థిరాంకాల విలువలను పొందవచ్చు.
కాబట్టి, ఉష్ణోగ్రతను లెక్కించడానికి మనకు థర్మిస్టర్ నిరోధకత యొక్క విలువ మాత్రమే అవసరం. పైన ఇచ్చిన గణన నుండి Rt విలువను పొందిన తరువాత విలువలను స్టెయిన్-హార్ట్ సమీకరణంలో ఉంచండి మరియు కెల్విన్ యూనిట్లో ఉష్ణోగ్రత విలువను పొందుతాము. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్లో చిన్న మార్పు ఉన్నందున ఉష్ణోగ్రతలో మార్పు వస్తుంది.
ఆర్డునో కోడ్
ఈ ఉష్ణోగ్రత నియంత్రిత గృహోపకరణాల కోసం పూర్తి ఆర్డునో కోడ్ ఈ వ్యాసం చివరిలో ఇవ్వబడింది. ఇక్కడ మేము దానిలోని కొన్ని భాగాలను వివరించాము.
గణిత ఆపరేషన్ చేయడానికి మేము హెడర్ ఫైల్ “# చేర్చండి
# చేర్చండి
ప్రారంభ సమయంలో రిలే (అవుట్‌పుట్‌గా) మరియు ఎల్సిడిని సెటప్ చేయడానికి మేము శూన్య సెటప్ భాగంలో కోడ్‌ను వ్రాయాలి
శూన్య సెటప్ () {lcd.begin (16,2); lcd.clear (); పిన్‌మోడ్ (రిలే, అవుట్పుట్); }
థర్మిస్టర్ యొక్క విద్యుత్ నిరోధకతను ఉపయోగించి స్టెయిన్-హార్ట్ సమీకరణం ద్వారా ఉష్ణోగ్రత గణన కోసం, పై గణనలో వివరించిన విధంగా మేము కోడ్‌లో కొన్ని సాధారణ గణిత సమీకరణాన్ని చేస్తాము:
ఫ్లోట్ a = 1.009249522e-03, బి = 2.378405444e-04, సి = 2.019202697e-07; ఫ్లోట్ టి, లాగ్ఆర్టి, టిఎఫ్, టిసి; ఫ్లోట్ థర్మిస్టర్ (int Vo) {logRt = log (10000.0 * ((1024.0 / Vo-1))); T = (1.0 / (a + b * logRt + c * logRt * logRt * logRt)); // ఈ స్టెయిన్-హార్ట్ సమీకరణం నుండి మేము కెల్విన్‌లో ఉష్ణోగ్రత విలువను పొందుతాము Tc = T - 273.15; // కెల్విన్‌ను సెల్సియస్ టిఎఫ్‌గా మార్చండి = (టిసి * 1.8) + 32.0; // కెల్విన్‌ను ఫారెన్‌హీట్ రిటర్న్ టిగా మార్చండి; }
దిగువ కోడ్‌లో ఫంక్షన్ థర్మిస్టర్ ఆర్డునో యొక్క అనలాగ్ పిన్ నుండి విలువను చదువుతుంది మరియు గణిత ఆపరేషన్ చేయడం ద్వారా ఉష్ణోగ్రత విలువను ముద్రించండి
lcd.print ((థర్మిస్టర్ (అనలాగ్ రీడ్ (0)));
మరియు ఆ విలువ థర్మిస్టర్ ఫంక్షన్ ద్వారా తీసుకోబడుతుంది మరియు తరువాత లెక్కింపు ప్రారంభమవుతుంది
ఫ్లోట్ థర్మిస్టర్ (int Vo)
ఉష్ణోగ్రత 28 డిగ్రీల సెల్సియస్ కంటే ఎక్కువ పెరిగితే లైట్లు తక్కువ ఆన్‌లో ఉంటే లైట్లు ఆన్ అవుతాయి వంటి ఉష్ణోగ్రత విలువను సెట్ చేసినందున ఉష్ణోగ్రత ప్రకారం కాంతిని ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేసే పరిస్థితికి మేము కోడ్ రాయాలి. కాబట్టి ఉష్ణోగ్రత 28 డిగ్రీల కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, రిలే మాడ్యూల్‌ను ఆన్ చేయడానికి మేము రిలే పిన్ (పిన్ 8) ను అధికంగా చేయాలి. మరియు ఉష్ణోగ్రత 28 డిగ్రీల కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు , రిలే మాడ్యూల్‌ను ఆపివేయడానికి మేము రిలే పిన్ను తక్కువగా చేయాలి.
if (Tc> 28) DigitalWrite (RELAY, HIGH), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("కాంతి స్థితి: ON"), ఆలస్యం (500); లేకపోతే (Tc <28) డిజిటల్ రైట్ (RELAY, LOW), lcd.setCursor (0,1), lcd.print ("కాంతి స్థితి: OFF"), ఆలస్యం (500);
ఉష్ణోగ్రత నియంత్రిత హోమ్ ఆటోమేషన్ సిస్టమ్ యొక్క పని:
ఆర్డునోకు సరఫరాను ఇవ్వడానికి మీరు దీన్ని మీ ల్యాప్‌టాప్‌కు యుఎస్‌బి ద్వారా పవర్ చేయవచ్చు లేదా 12 వి అడాప్టర్‌ను కనెక్ట్ చేయవచ్చు. ఉష్ణోగ్రత విలువలను ప్రదర్శించడానికి ఆర్డునోతో ఒక ఎల్‌సిడి ఇంటర్‌ఫేస్ చేయబడింది, సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం ప్రకారం థర్మిస్టర్ మరియు రిలే అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. ప్రతి క్షణంలో థర్మిస్టర్ పిన్ యొక్క వోల్టేజ్‌ను తనిఖీ చేయడానికి అనలాగ్ పిన్ (A0) ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఆర్డునో కోడ్ ద్వారా స్టెయిన్-హార్ట్ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించిన తరువాత మేము ఉష్ణోగ్రతను పొందగలుగుతాము మరియు దానిని సెల్సియస్ మరియు ఫారెన్‌హీట్‌లోని LCD లో ప్రదర్శించగలుగుతాము.
ఉష్ణోగ్రత 28 డిగ్రీల కంటే ఎక్కువ సెల్సియస్ ఆర్డునో ఉష్ణోగ్రత 28 కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు పిన్ 8 హై (రిలే మాడ్యూల్ అనుసంధానించబడిన చోట) చేయడం ద్వారా రిలే మాడ్యూల్‌ను ఆన్ చేస్తుంది. డిగ్రీ ఆర్డ్యునో పిన్ తక్కువ చేయడం ద్వారా రిలే మాడ్యూల్‌ను ఆపివేస్తుంది. రిలే మాడ్యూల్ ప్రకారం CFL బల్బ్ కూడా ఆన్ మరియు ఆఫ్ అవుతుంది.
ఉష్ణోగ్రత నియంత్రిత అభిమాని మరియు ఆటోమేటిక్ ఎసి ఉష్ణోగ్రత నియంత్రిక ప్రాజెక్టులో ఈ వ్యవస్థ చాలా ఉపయోగపడుతుంది.
విభిన్న సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలను మరియు మైక్రోకంట్రోలర్‌లను ఉపయోగించి మా అనేక రకాల హోమ్ ఆటోమేషన్ ప్రాజెక్ట్‌లను కూడా తనిఖీ చేయండి: