Como Fazer um Ventilador de Ar Temporizado

Precisa ventilar uma sala? Este artigo mostrará como fiz um ventilador acionado por relé e sincronizado com GPS para liberar o ar úmido da cabine do meu barco. É controlado com um PIC16F628A e possui um LCD.

Precisa ventilar uma sala? Este artigo mostrará como fiz um ventilador acionado por relé e sincronizado com GPS para liberar o ar úmido da cabine do meu barco. É controlado por um PIC16F628A e possui um LCD.

Deixe o ar fluir

Em salas pequenas, onde há pouca ou nenhuma ventilação, o ar tende a ficar parado. Se o ar estiver um pouco úmido, você definitivamente terá mofo e fungos em certos lugares.

Mofo e fungos são encontrados na natureza e são necessários para quebrar folhas, madeira e outros restos de plantas. Como tenho muita madeira no barco, certamente terei mofo e fungos lá. Não posso evitar que eles entrem, mas posso tomar algumas medidas para tentar manter o ambiente dentro do meu barco o mais hostil possível para o mofo e os fungos.







Existem pelo menos duas maneiras de lidar com isso. Uma maneira é lavar e limpar em um horário apertado. Agora, quão divertido é isso? Sendo o geek que sou, eu criei algo em vez disso:um ventilador que circula e ventila o ar úmido em uma base fixa e cronometrada.

Projetando o sistema

Eu quero que o sistema faça o seguinte:

• Circule o ar
• Ligar / desligar automaticamente, em um intervalo estável
• Funciona com bateria de carro
• Conter um carregador de bateria para carregar a bateria
• Conter uma tela que mostra a hora e outras informações

Para fazer esse sistema, vou precisar das seguintes peças:

• Um ventilador de 12v
• Um microcontrolador
• Uma bateria de 12 V e um carregador de bateria de 12 V
• 2 relés, algo para controlar o tempo e os terminais de parafuso.
• Outras peças, de acordo com a lista de peças abaixo

Quero que o ventilador funcione cinco minutos a cada hora. Isso será codificado no software.

A configuração funcionará com uma bateria de carro. Meu ventilador está classificado como 12v 4.5A. Para garantir que a bateria esteja sempre carregada pela parte superior, vou conectá-la a um carregador de bateria. Para garantir que o carregador de bateria não fique sobrecarregado quando o ventilador estiver funcionando, vou fazer o sistema “desconectar” o carregador enquanto o ventilador estiver funcionando. Um relé operará o ventilador e o outro relé operará o carregador de bateria. Quando o ventilador está funcionando, a bateria não está carregada e, quando o ventilador não está funcionando, a bateria está carregada.

Para controlar o tempo, estou usando um módulo GPS. Neste projeto, usarei o módulo da série Skylab SKM53 (PDF). Esta unidade envia várias sentenças NMEA através do UART a cada segundo. A folha de dados recomenda o uso de um resistor pull-up de 10K em RXD e TXD. Isso aumentará a estabilidade dos dados seriais. Eu não fiz isso e não notei nenhuma instabilidade. Eu posso ter sorte. Na mesma página da folha de dados diz que devem ser adicionados capasitores de desacoplamento adequados. Um eletrolítico de 10uF e uma cerâmica de 0,1uF. Quando fiz o breadboard no circuito, usei apenas uma cerâmica de 0,1uF.

Captura de tela da folha de dados do Skylab (PDF).

Estou usando a frase "RMC" para obter a hora. Um exemplo de uma frase RMC é o seguinte:

 $ GPRMC, 075747.000, A, 2233.89990, N, 11405.3368, E, 3.9.357.8.260210 ,,, A * 6A 

Os primeiros números após $ GPRMC são as horas. Neste exemplo, a hora é 07:57:47. Precisaremos dessa informação.











A próxima coisa de que precisaremos é o prefixo que nos diz se o módulo GPS tem uma posição válida. No exemplo acima, é o A maiúsculo após os três zeros.









Um "A" indica uma correção válida e um "V" indica uma correção inválida. No meu software, verifico se há uma correção válida. Essas letras diferenciam maiúsculas de minúsculas.

Para estruturar projetos, gosto de fazer um diagrama de blocos. Assim, “visualizo” o que quero fazer.







No diagrama de blocos acima, dividi tudo em seus próprios blocos. Isso também é útil se eu precisar solucionar o esquema ou circuito.

Hardware

O diagrama esquemático é baseado no diagrama de blocos. Reproduzi todos os blocos no diagrama de blocos para refletir os componentes e suas conexões no circuito.







Na folha de dados do regulador LM7805, é declarado que para uma aplicação padrão você só precisaria de 0,33uF no pino de entrada e 0,1uF no pino de saída. Então, por que uso limites de valor diferentes e alguns extras? Estou usando-os para suavizar a entrada e a saída. Pode ser um pouco demais, mas tenho uma experiência muito boa com essa configuração de regulador. Se você não usar nenhum capacitor, o regulador pode começar a oscilar. O regulador LM7805 é um regulador linear antigo. Por que não usar um regulador de comutação moderno? Os reguladores de chaveamento são muito mais eficientes do que os reguladores lineares. Isso é o que eu tinha por aí.











































































Eu poderia ter economizado em peças e espaço, usando apenas um relé. Eu quero dois relés. Uma das razões para usar dois relés é que quero ter um pequeno intervalo de tempo entre o corte do carregador e a partida do ventilador.

Importei a lista de peças de BOM.ULP para o OpenOffice Calc e removi algumas das colunas desnecessárias:







Não aparecendo no esquema são meus fusíveis. Eu tenho um fusível de 12v 8A no fio positivo da ventoinha e o mesmo no fio positivo do carregador de bateria.

Software

Você pode baixar o código-fonte C no link de download no final deste artigo. O código está bem comentado, mas farei alguns destaques extras aqui.

Quando faço um programa, sigo uma certa estrutura. Este diagrama mostra a estrutura:







O código começa com a inclusão das bibliotecas necessárias, seguidas dos bits de configuração. É considerado uma boa prática de programação incluir os bits de configuração no código-fonte. Assim, será muito mais fácil ver o que você fez e para que outras pessoas ajudem a solucionar o problema. Além disso, se você pegar um projeto depois de alguns meses, verá as partes imediatamente.

Quando os bits de configuração estão OK, passo para as definições. Aqui eu defino a velocidade do cristal que conectei aos circuitos. As portas do microcontrolador também estão definidas.

A próxima coisa são as variáveis:todas as variáveis ​​são declaradas aqui.

Agora é hora de criar um protótipo das funções. Aqui, listo todas as funções que o programa usa. Alguns programadores consideram isso uma perda de tempo, mas eu gosto e mantenho. Na verdade, é necessário se você estruturar o programa com as funções após o loop principal do programa.

Em seguida, vêm as funções. Agora é muito importante começar a comentar. Normalmente, tenho algumas linhas sobre cada função que dizem o que a função faz em geral. Eu também comento as linhas de código dentro das funções.

Um exemplo é a função que inicializa a porta UART neste projeto:

  // FUNÇÃO PARA INICIAR A PORTA UART void uart_init (void) { TXSTAbits.BRGH =0; // bit de seleção de alto baud, 1 =alto, 0 =baixo TXSTAbits.SYNC =0; // bit de seleção do modo USART, 1 =modo de sincronização, 0 =modo assíncrono TXSTAbits.TX9 =0; // bit de seleção de 9 bits, 1 =transmissão de 9 bits, 0 =transmissão de 8 bits RCSTAbits.CREN =1; // Recebimento contínuo habilita o bit, 1 =habilita o recebimento contínuo / * Calcule o SPBRG com cristal de 16 MHz 16 MHz 16000000/9600 =1666,66666 1666,6666 / 64 =26,0416 26,0416 - 1 =25,0416 25,041 =25 * / SPBRG =25; // 9600-n-8-1 PIE1bits.RCIE =1; // Receber USART bit de ativação de interrupção, 1 =ativar RCSTAbits.SPEN =1; // Bit de habilitação da porta serial, 1 =habilitação da porta serial TXSTAbits.TXEN =1; // transmitir bit habilitado, 1 =transmitir eanble Retorna; }  

Você verá a primeira linha de comentário explicando o que a função faz. Em seguida, todas as linhas de código são comentadas, então eu sei o que está acontecendo.

Quando todas as funções estiverem instaladas, é hora do programa principal. O programa principal começa com algumas instruções antes de entrar em um loop que é executado para sempre.

jc_lettheairflow.c.zip

Conclusão

Neste artigo, tentei tornar o ambiente em meu barco o mais hostil possível para mofo e fungos com um ventilador que sopra e circula o ar. O ventilador é conectado a uma tubulação que sai da cabine. Usei um módulo GPS para controlar o tempo e usei dois relés para ligar / desligar o ventilador. Para garantir que a bateria permaneça carregada, usei outro relé para ligar e desligar o carregador de bateria.

Deixo para o leitor levar este circuito para o próximo nível e exibir a data.

Por que usar um módulo GPS? Eu poderia ter usado o microcontrolador como um temporizador simples. Então tive que fazer algum tipo de interface, para acertar o horário. Ou eu ficaria feliz com ele funcionando sem considerar o tempo real. Ele funcionaria por 5 minutos a cada hora inteira. Com o GPS, posso configurá-lo de maneira programática para funcionar de cinco minutos a cada hora inteira.

Foto

Experimente você mesmo este projeto! Obtenha o BOM.