Kontrola temperature s Arduino i PWM ventilatorima: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Regulacija temperature s PID -om na Arduino i PWM ventilatorima za hlađenje DIY poslužitelja/mrežnog stalka

Prije nekoliko tjedana morao sam postaviti stalak s mrežnim uređajima i nekoliko poslužitelja.

Stalak se nalazi u zatvorenoj garaži, pa je temperaturni raspon između zime i ljeta prilično visok, a i prašina bi mogla biti problem.

Pretražujući Internet u potrazi za rješenjima za hlađenje, otkrio sam da su prilično skupe, barem na mojem mjestu,> 100 € za 4 230V stropna ventilatora s regulacijom termostata. Pogon termostata mi se nije svidio jer usisava puno prašine kada se napaja, jer ventilatori rade punom snagom, a uopće ne daje ventilaciju kad nema napajanja.

Stoga sam, nezadovoljan ovim proizvodima, odlučio krenuti "uradi sam", gradeći nešto što može glatko održavati određenu temperaturu.

Korak 1: Kako to radi

Da bih olakšao stvari, odlučio sam se za DC obožavatelje: oni su puno manje bučni od ventilatora AC -a, iako su manje snažni, ali meni su i dalje više nego dovoljni.

Sustav koristi temperaturni senzor za upravljanje četiri ventilatora koje pokreće Arduino kontroler. Arduino prigušuje ventilatore pomoću PID logike i vodi ih kroz PWM.

Temperatura i brzina ventilatora prijavljeni su putem 8-znamenkasti 7-segmentnog zaslona, postavljenog na aluminijsku šipku montiranu u stalak. Osim zaslona, postoje dvije tipke za podešavanje željene temperature.

Korak 2: Ono što sam koristio

Napomena: Pokušao sam realizirati ovaj projekt sa stvarima koje sam imao ležati u kući, tako da ne može sve biti idealno. Proračun je bio zabrinjavajući.

Evo komponenti koje sam koristio:

• Hardver

  • Jedna akrilna ploča: koristi se kao osnova (1,50 €);
  • Četiri PVC profila dimenzija 3,6x1 cm u obliku slova L (4,00 €);
  • Jedna aluminijska ploča: izrezana na 19 "širine (3,00 €);
• Elektronika
  • Četiri 120 mm PWM ventilatora: Otišao sam na Arctic F12 PWM PST zbog mogućnosti slaganja paralelno (4x 8,00 €);
  • One Pro Micro: Bilo koja ploča s ATMega 32u4 pogonom trebala bi dobro funkcionirati s mojim kodom (4,00 €);
  • Jedna relejna ploča: za isključivanje ventilatora kada nisu potrebni (1,50 €);
  • Jedan 8-znamenkasti 7-segmentni modul prikaza MAX7219 (2,00 €);
  • Tri trenutna gumba, 1 je za reset (2,00 €);
  • Jedan prekidač za napajanje 3A (1,50 €);
  • Jedan LAN kabel za spajanje: za jednostavno odvajanje glavnog sklopa od ploče zaslona (2,50 €);

  • Jedno napajanje s dvostrukim izlazom od 5 V i 12 V: Možete koristiti 2 odvojena napajanja ili 12 V sa stepenastim pretvaračem na 5 V (15,00 €);

  • Kablovi, vijci i druge manje komponente (5,00 €);

Ukupni trošak: 74,00 € (ako moram kupiti sve komponente na Ebayu/Amazonu).

Korak 3: Slučaj

Kućište je izrađeno od 4 tanka plastična profila u obliku slova L zalijepljena i zakovana za akrilnu ploču.

Sve komponente kutije zalijepljene su epoksidom.

Četiri rupe od 120 mm izrezane su u akrilu kako bi odgovarale ventilatorima. Izrezana je dodatna rupa za propuštanje kabela termometra.

Prednja ploča ima prekidač za napajanje sa svjetlosnim indikatorom. S lijeve strane, dvije rupe omogućuju izlazak kabela prednje ploče i USB kabela. Dodatna tipka za resetiranje dodana je za lakše programiranje (Pro Micro nema tipku za resetiranje, a ponekad je korisna za postavljanje programa na nju).

Kutiju drže 4 vijka koji prolaze kroz rupe na bazi akrila.

Prednja ploča izrađena je od ploče od brušenog aluminija, izrezane na 19 širine i visine ~ 4 cm. Otvor za zaslon napravljen je Dremelom, a ostale 4 rupe za vijke i gumbe napravljene su bušilicom.

Korak 4: Elektronika

Upravljačka ploča je prilično jednostavna i kompaktna. Tijekom izrade projekta otkrio sam da će ventilatori raditi 0% PWM -a ventilatorima. Kako bih potpuno zaustavio okretanje ventilatora, dodao sam relej koji isključuje ventilatore kada nisu potrebni.

Prednja ploča je povezana s pločom putem mrežnog kabela koji se pomoću kabelske spojnice može lako odvojiti od glavnog kućišta. Stražnja strana ploče izrađena je od 2,5x2,5 električnog vodiča i pričvršćena na ploču dvostranom trakom. Zaslon je također pričvršćen na ploču trakom.

Kao što možete vidjeti na shemama, koristio sam neke vanjske otpornike. Oni pružaju snažnije povlačenje od arduinovih.

Sheme Fritzinga mogu se pronaći na mom GitHub repo -u.

Korak 5: Kôd

Intelova specifikacija za 4-pinske ventilatore sugerira 25KHz ciljanu PWM frekvenciju i prihvatljiv raspon od 21 kHz do 28 kHz. Problem je u tome što je zadana frekvencija Arduina 488Hz ili 976Hz, ali ATMega 32u4 savršeno je sposobna isporučiti veće frekvencije, pa je potrebno samo ispravno postaviti. Referirao sam se na ovaj članak o Leonardovom PWM -u kako bi četvrti mjerač radio na 23437Hz što je najbliže što može postići do 25KHz.

Koristio sam razne knjižnice za prikaz, temperaturni senzor i PID logiku.

Potpuno ažurirani kôd možete pronaći na mom GitHub repo -u.

Korak 6: Zaključak

Pa evo ga! Moram pričekati ovo ljeto da stvarno vidim na djelu, ali prilično sam uvjeren da će dobro funkcionirati.

Planiram napraviti program koji će vidjeti temperaturu s USB priključka koji sam spojio na Raspberry Pi.

Nadam se da je sve bilo razumljivo, ako mi ne javite pa ću vam bolje objasniti.

Hvala!