Arduino - Kühlsystem mit DS18B20-Temperatursensor

In diesem Tutorial steuern wir die Temperatur mit einem Ventilator und dem DS18B20-Temperatursensor. Wenn die Temperatur zu hoch ist, schalten Sie den Kühlventilator ein. Wenn die Temperatur kühl ist, schalten Sie den Kühlventilator aus. Wenn Sie DHT11 oder DHT22 statt des DS18B20-Sensors verwenden möchten, sehen Sie sich Arduino - Kühlsystem mit DHT-Sensor an.

Erforderliche Hardware

1	×	Arduino Uno R3
1	×	USB 2.0 Kabel Typ A/B (für USB-A PC)
1	×	USB 2.0 Kabel Typ C/B (für USB-C PC)
1	×	DS18B20 Temperatursensor (mit Adapter)
1	×	DS18B20 Temperatursensor (ohne Adapter)
1	×	4.7 kΩ Resistor
1	×	Relais
1	×	12V DC Kühlventilator
1	×	(Alternativ) 5V DC Kühlventilator
1	×	12V Netzteil
1	×	DC-Stromanschluss
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmenblock-Shield für Arduino Uno
1	×	(Empfohlen) Breadboard-Shield für Arduino Uno
1	×	(Empfohlen) Gehäuse für Arduino Uno
1	×	(Empfohlen) Prototyping-Grundplatte & Breadboard-Kit für Arduino Uno

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables STEM V3 Starter-Kit (Arduino enthalten)
1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.

Kaufhinweis: Viele DS18B20-Sensoren auf dem Markt sind von geringer Qualität. Wir empfehlen dringend den Kauf des Sensors von der Marke DIYables über den obigen Link. Wir haben ihn getestet und er funktionierte gut.

Über Kühlventilator und DS18B20-Temperatursensor

Der in diesem Tutorial verwendete Kühlventilator benötigt eine 12-V-Stromversorgung. Wenn dem Kühlventilator Strom zugeführt wird, läuft er; und umgekehrt. Um den Kühlventilator über den Arduino zu steuern, muss dazwischen ein Relais verwendet werden.

Wenn Sie nichts über Temperatursensoren und Lüfter wissen (Pinbelegung, wie sie funktionieren, wie man sie programmiert …), lernen Sie in den folgenden Tutorials mehr darüber:

Verdrahtungsdiagramm

Schaltplan mit Steckbrett

Schaltplan des Arduino-Kühlungssystems mit Lüfter

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Schaltplan mit Adapter (empfohlen)

Schaltplan zur Steuerung des Lüftersystems durch einen Arduino-Temperatursensor

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wir empfehlen den Kauf eines DS18B20-Sensors, der mit einem Verdrahtungsadapter geliefert wird für eine einfache Verbindung. Der Adapter verfügt über einen integrierten Widerstand, sodass kein separater Widerstand in der Verkabelung erforderlich ist.

Wie das System funktioniert

Arduino misst die Temperatur vom Temperatursensor
Wenn die Temperatur einen oberen Schwellenwert überschreitet, schaltet Arduino den Ventilator ein
Wenn die Temperatur einen unteren Schwellenwert unterschreitet, schaltet Arduino den Ventilator aus

Der obige Prozess wird in der Schleife unendlich oft wiederholt.

Wenn Sie den Ventilator einschalten möchten, wenn die Temperatur über einen bestimmten Wert steigt, und ihn ausschalten möchten, wenn sie darunter fällt, müssen Sie lediglich den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert auf denselben Wert einstellen.

Arduino-Code für Kühlsystem mit DS18B20-Sensor

/* * Dieser Arduino Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino/arduino-cooling-system-using-ds18b20-temperature-sensor */ #include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> const int TEMP_THRESHOLD_UPPER = 25; // upper threshold of temperature, change to your desire value const int TEMP_THRESHOLD_LOWER = 20; // lower threshold of temperature, change to your desire value const int SENSOR_PIN = 2; // Arduino pin connected to DS18B20 sensor's DQ pin const int RELAY_FAN_PIN = A5; // Arduino pin connected to relay which connected to fan OneWire oneWire(SENSOR_PIN); // setup a oneWire instance DallasTemperature sensors(&oneWire); // pass oneWire to DallasTemperature library float temperature; // temperature in Celsius void setup() { Serial.begin(9600); // initialize serial sensors.begin(); // initialize the sensor pinMode(RELAY_FAN_PIN, OUTPUT); // initialize digital pin as an output } void loop() { sensors.requestTemperatures(); // send the command to get temperatures temperature = sensors.getTempCByIndex(0); // read temperature in Celsius if(temperature > TEMP_THRESHOLD_UPPER){ Serial.println("The fan is turned on"); digitalWrite(RELAY_FAN_PIN, HIGH); // turn on } else if(temperature < TEMP_THRESHOLD_LOWER){ Serial.println("The fan is turned off"); digitalWrite(RELAY_FAN_PIN, LOW); // turn on } delay(500); }

Im obigen Code schaltet der Arduino den Ventilator ein, wenn die Temperatur 25°C überschreitet, und hält den Ventilator eingeschaltet, bis die Temperatur unter 20°C liegt.

Schnelle Schritte

Schließe Arduino über ein USB-Kabel an den PC an.
Öffne die Arduino IDE, wähle das richtige Board und den richtigen Port.
Navigiere zum Libraries-Icon in der linken Leiste der Arduino IDE.
Suche “DallasTemperature”, dann finde die DallasTemperature-Bibliothek von Miles Burton.
Klicke auf die Install-Schaltfläche, um die DallasTemperature-Bibliothek zu installieren.

Sie werden aufgefordert, die Bibliotheksabhängigkeit zu installieren
Klicken Sie auf die Schaltfläche Alle installieren, um die OneWire-Bibliothek zu installieren.

Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn mit der Arduino-IDE
Klicken Sie auf die Schaltfläche Hochladen in der Arduino-IDE, um den Code auf den Arduino hochzuladen
Verändern Sie die Umgebung rund um den Sensor so, dass sie heißer oder kälter wird
Schauen Sie sich den Zustand des Lüfters an

Fortgeschrittenes Wissen

Die oben beschriebene Regelungsmethode ist der Ein-Aus-Regler, auch bekannt als Signaller oder "Bang-Bang"-Regler. Diese Methode ist sehr einfach umzusetzen.

Es gibt eine alternative Methode, die als PID-Regler bezeichnet wird. Mit dem PID-Regler ist die gewünschte Temperatur stabiler, aber sehr schwer zu verstehen und zu implementieren. Daher ist der PID-Regler in der Temperaturregelung nicht beliebt.

Video Tutorial

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