Привіт, захопленим електронікою читачам. У цій статті і відео нам належить розробити, змонтувати і налагодити проект під назвою регулятор вологості повітря на Ардуіно. Це реальний замовлений мені проект, виконання якого хочу показати вам. Ми разом з вами підберемо компоненти, накреслимо схему їх електричного з'єднання. Змонтуємо прилад в корпусі. Напишемо і налагодимо програму. І в кінці шляху отримаємо готовий пристрій - регулятор вологості повітря для передачі замовнику.

Обов'язково підпишіться на наш канал Youtube

Звучить завдання просто: необхідно вимірювати вологість в приміщенні, схильному до її збільшення і включати вентилятор при вологості, вище заданої. Вентилятор живиться від мережі 220В. Так само в завданні чітко вказано, що повинна бути можливість зміни величини заданої вологості повітря. І найскладніше я в цьому проекті виділю реалізацію інтерфейсу для введення завдання на регулювання вологості, що потягне за собою індикатор для відображення цифр, а також інструмент введення даних.

За описом замовника, приміщення з датчиком схильне до конденсації вологи. Тому пристрій регулювання буде знаходитися в сухому сусідньому приміщенні, а датчик буде винесено на проводах. Сам датчик я виберу BME280 - він, якщо добре плату загерметизувати лаком або термоклеєм, менше інших боїться конденсату. Він може також заміряти і температуру і тиск повітря, але в цьому проекті ці дані будуть не задіяні. Індикатор буде чотиризначний на світлодіодах з дробовими точками між цифрами. Корпус з прозорою кришкою для безпроблемного монтажу індикатора.

Блок живлення візьмемо на 9В, підключимо на вхід VIN контролера Arduino і всі модулі будуть живитися від стабілізатора напруги 5В 800мА на його борту.

Модуль реле буде найдешевший одноканальний на 5В. З одним недоліком - логіка зворотна і при подачі живлення реле може проклацувати короткочасно.

Розроблена схема спрощує монтаж, а так само розробку програми. Тому я вам раджу не нехтувати схемою при реалізації своїх проектів. Я розроблю схему в улюбленій безкоштовній програмі KiCad. Результуюча схема регулятора вологості перед вами.

Тепер монтуємо всі компоненти в корпус згідно принципової схеми. Вивід проводів на вентилятор зробимо через гермоввод. І так само зробимо з відведенням кабелю для датчика вологості BME280. Свердлимо отвори в корпусі для енкодера, введення живлення та двох гермовводів. Монтуємо дроти, приклеюємо модулі на своє місце. Залізо для регулятора на Ардуіно готове.

Тепер накидаємо скетч для завантаження в контроллер. У ньому потрібно передбачити зчитування поточного значення вологості повітря з датчика по мережі I2C, обробку енкодера і кнопки енкодера, управління релешкою, відображення на індикаторі двох режимів: поточного і введення завдання. Так само необхідно програмно передбачити запис останнього значення заданої вологості в постійну енергонезалежну пам'ять контролера, щоб при виключенні живлення завдання не скидалося на нуль.

Програма під Arduino IDE вийшла така

#include <Wire.h>
#include <BME280.h>
#include <EEPROM.h>

BME280 bme;

#define SCLK 10
#define RCLK 9     
#define DIO 8  
#define button 4
#define relay 5

byte digitBuffer[4];

unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 1000;

int pinA = 2;
int pinB = 3; 
int encoderPosCount = 0; 
int pinALast;  
byte mode;
float h_set, humidity;
  
void setup(){  
  pinMode(RCLK, OUTPUT);
  pinMode(SCLK, OUTPUT);
  pinMode(DIO, OUTPUT);  
  pinMode(relay, OUTPUT);
  digitalWrite(relay, HIGH);
  EEPROM.get(0, h_set);
  bme.begin();
  Serial.begin(9600);

  pinMode (button,INPUT_PULLUP);
  pinMode (pinA,INPUT);
  pinMode (pinB,INPUT);
  pinALast = digitalRead(pinA);
  attachInterrupt(0, doEncoderA, CHANGE); 
}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();

  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
    if(digitalRead(button) == LOW) {if (mode==1) {mode=0; EEPROM.put(0, h_set);} else {mode=1; encoderPosCount=h_set;}}
    Serial.print("h_set=");
    Serial.println(h_set);
    
    humidity = bme.readHumidity();
    
    unsigned int intvar;
    if(mode==0) intvar = humidity * 10.0; else intvar = h_set * 10.0;
    digitBuffer[0] = intvar / 1000;
    digitBuffer[1] = intvar % 1000 / 100;
    digitBuffer[2] = intvar % 1000 % 100 / 10;
    digitBuffer[3] = intvar % 1000 % 100 % 10;
    out_func();
  }
  
  showDisplay(); 

}

void doEncoderA() {
 
  if (pinALast != digitalRead(pinA)){
  if (digitalRead(pinA) == HIGH) {
    
    if ((digitalRead(pinB) == LOW)&&(encoderPosCount<100)) {
      encoderPosCount ++;         // CW
    }
    else if(encoderPosCount>0){
      encoderPosCount--;         // CCW
    }
  }
 
 
  Serial.println (encoderPosCount);
  }
 pinALast = digitalRead(pinA);
 if (mode==1) h_set=encoderPosCount;
}

void out_func(){
  if (humidity > h_set) digitalWrite(relay, LOW);
  if (humidity < h_set-2.0) digitalWrite(relay, HIGH);
}

void showDisplay(){
  
  const byte digit[10] = {  
      0b11000000, // 0
      0b11111001, // 1
      0b10100100, // 2
      0b10110000, // 3
      0b10011001, // 4
      0b10010010, // 5
      0b10000010, // 6
      0b11111000, // 7
      0b10000000, // 8
      0b10010000, // 9 
  };

  const byte chr[4] = { 
      0b00001000,  
      0b00000100,  
      0b00000010,  
      0b00000001  
  };

  for(byte i = 0; i <= 3; i++){ 
    digitalWrite(RCLK, LOW); 
      byte chislo = digit[digitBuffer[i]];
      if(i==2) chislo &=~(1<<7);
      shiftOut(DIO, SCLK, MSBFIRST, chislo);  
      shiftOut(DIO, SCLK, MSBFIRST, chr[i]);   
    digitalWrite(RCLK, HIGH); 
    delay(1); 
  }  
}