Cómo hacer un ventilador de aire temporizado

¿Necesita ventilar una habitación? Este artículo le mostrará cómo hice un ventilador temporizado por GPS operado por relé para ventilar el aire húmedo en la cabina de mi barco. Se controla con un PIC16F628A y tiene una pantalla LCD.

¿Necesitas ventilar una habitación? Este artículo le mostrará cómo hice un ventilador temporizado por GPS operado por relé para ventilar el aire húmedo en la cabina de mi barco. Se controla con un PIC16F628A y tiene una pantalla LCD.

Deje que el aire fluya

En habitaciones pequeñas donde hay poca o ninguna ventilación, el aire tiende a quedarse quieto. Si el aire está un poco húmedo, definitivamente tendrá moho y hongos en ciertos lugares.

El moho y los hongos se encuentran en la naturaleza y son necesarios para descomponer las hojas, la madera y otros restos de plantas. Como tengo mucha madera en mi bote, ciertamente tendré moho y hongos allí. No puedo evitar que entren, pero puedo tomar algunas medidas para tratar de mantener el ambiente dentro de mi bote lo más hostil posible para el moho y los hongos.

Hay al menos dos formas de lidiar con esto. Una forma es lavar y limpiar en un horario ajustado. Ahora, ¿qué tan divertido es eso? Siendo tan geek que soy, en lugar de eso usé algo más:un ventilador que hace circular y ventila el aire húmedo de manera fija y cronometrada.

Diseño del sistema

Quiero que el sistema haga lo siguiente:

• Hacer circular el aire
• Encender / apagar automáticamente, en un intervalo constante
• Funciona con la batería de un automóvil
• Contiene un cargador de batería para cargar la batería
• Contienen una pantalla que muestra la hora y otra información

Para hacer un sistema de este tipo, necesitaré las siguientes partes:

• Un ventilador de 12v
• Un microcontrolador
• Una batería de 12 V y un cargador de batería de 12 V
• 2 relés, algo para rastrear el tiempo y terminales atornillados.
• Otras partes, de acuerdo con la lista de partes a continuación

Quiero que el ventilador funcione durante cinco minutos cada hora. Eso estará codificado en el software.

La configuración se ejecutará con la batería de un automóvil. Mi ventilador tiene una potencia nominal de 12v 4.5A. Para asegurarme de que la batería esté siempre cargada por la parte superior, la conectaré a un cargador de batería. Para asegurar que el cargador de batería no se sobrecargue cuando el ventilador está funcionando, haré que el sistema “desconecte” el cargador mientras el ventilador está funcionando. Un relé operará el ventilador y el otro relé operará el cargador de batería. Cuando el ventilador está funcionando, la batería no está cargada y cuando el ventilador no está funcionando, la batería está cargada.

Para realizar un seguimiento del tiempo, estoy usando un módulo GPS. En este proyecto, usaré el módulo de la serie Skylab SKM53 (PDF). Esta unidad envía varias sentencias NMEA a través de UART cada segundo. La hoja de datos recomienda usar una resistencia pull-up de 10K tanto en RXD como en TXD. Esto aumentará la estabilidad de los datos en serie. No hice eso y no he notado ninguna inestabilidad. Podría tener suerte. En la misma página de la hoja de datos, se dice que se deben agregar los capaitors de desacoplamiento adecuados. Un electrolítico de 10uF y una cerámica de 0.1uF. Cuando preparé el circuito, usé solo una cerámica de 0.1uF.

Captura de pantalla de la hoja de datos de Skylab (PDF).

Estoy usando la oración "RMC" para obtener el tiempo. Un ejemplo de una oración RMC es el siguiente:

 $ GPRMC, 075747.000, A, 2233.89990, N, 11405.3368, E, 3.9,357.8,260210 ,,, A * 6A 

Los primeros números después de $ GPRMC son la hora. En este ejemplo, la hora es 07:57:47. Necesitaremos esa información.

Lo siguiente que necesitaremos es el prefijo que nos dice si el módulo GPS tiene una posición válida. En el ejemplo anterior, es la A mayúscula después de los tres ceros.

Una "A" indica una corrección válida y una "V" indica una corrección no válida. En mi software, verifico una solución válida. Estas letras distinguen entre mayúsculas y minúsculas.

Para estructurar proyectos, me gusta hacer un diagrama de bloques. De esta manera "visualizo" lo que quiero hacer.

En el diagrama de bloques anterior, he dividido todo en su propio bloque. Esto también es útil si necesito solucionar problemas del esquema o circuito.

Hardware

El diagrama esquemático se basa en el diagrama de bloques. He reproducido todos los bloques en el diagrama de bloques para reflejar los componentes y sus conexiones en el circuito.

En la hoja de datos del regulador LM7805, se indica que para una aplicación estándar solo necesitaría 0.33uF en el pin de entrada y 0.1uF en el pin de salida. Entonces, ¿por qué utilizo límites de valor diferente y algunos más? Los estoy usando para suavizar la entrada y la salida. Puede que sea demasiado, pero tengo una muy buena experiencia con esta configuración de regulador. Si no usa ningún condensador, el regulador podría comenzar a oscilar. El regulador LM7805 es un regulador lineal antiguo. ¿Por qué no utilizar un regulador de conmutación moderno? Los reguladores de conmutación son mucho más eficientes que los reguladores lineales. Esto es lo que tenía por ahí.

Podría haber ahorrado en piezas y espacio con solo usar un relé. Quiero dos relevos. Una de las razones para usar dos relés es que quiero tener un pequeño período de tiempo entre que se corta el cargador y se enciende el ventilador.

Importé la lista de piezas de BOM.ULP a OpenOffice Calc y eliminé algunas de las columnas innecesarias:

Mis fusibles no se muestran en el esquema. Tengo un fusible nominal de 12v 8A en el cable positivo de los ventiladores y el mismo en el cable positivo del cargador de batería.

Software

Puede descargar la fuente C desde el enlace de descarga al final de este artículo. El código está bien comentado, pero haré algunos aspectos más destacados aquí.

Cuando hago un programa, sigo cierta estructura. Este diagrama muestra la estructura:

El código comienza con la inclusión de las bibliotecas necesarias, seguido de los bits de configuración. Se considera una buena práctica de programación incluir los bits de configuración en el código fuente. Entonces será mucho más fácil ver lo que ha hecho y que otros lo ayuden a solucionar el problema. Además, si retoma un proyecto después de unos meses, verá los bits de inmediato.

Cuando los bits de configuración están bien, paso a las definiciones. Aquí defino la velocidad del cristal que he conectado a los circuitos. Los puertos del microcontrolador también están definidos.

Lo siguiente son las variables:todas las variables se declaran aquí.

Ahora es el momento de crear un prototipo de las funciones. Aquí enumero todas las funciones que utiliza el programa. Algunos programadores consideran que esto es una pérdida de tiempo, pero me gusta y lo guardo. De hecho, es necesario si estructura el programa con las funciones después del ciclo principal del programa.

Luego vienen las funciones. Ahora es muy importante empezar a comentar. Por lo general, tengo algunas líneas sobre cada función que indican qué hace la función en general. También comento líneas de código dentro de las funciones.

Un ejemplo es la función que inicializa el puerto UART en este proyecto:

  // FUNCIÓN PARA INICIAR EL PUERTO UART void uart_init (vacío) { TXSTAbits.BRGH =0; // bit de selección de baudios altos, 1 =alto, 0 =bajo TXSTAbits.SYNC =0; // bit de selección del modo USART, 1 =modo de sincronización, 0 =modo asíncrono TXSTAbits.TX9 =0; // Bit de selección de 9 bits, 1 =transmisión de 9 bits, 0 =transmisión de 8 bits RCSTAbits.CREN =1; // Bit de habilitación de recepción continua, 1 =habilitación de recepción continua / * Calcule el SPBRG con cristal de 16MHz 16 MHz 16000000/9600 =1666,6666 1666,6666 / 64 =26,0416 26.0416 - 1 =25.0416 25.041 =25 * / SPBRG =25; // 9600-n-8-1 PIE1bits.RCIE =1; // Bit de habilitación de interrupción de recepción de USART, 1 =habilitación RCSTAbits.SPEN =1; // Bit de habilitación del puerto serie, 1 =habilitación del puerto serie TXSTAbits.TXEN =1; // transmitir bit de habilitación, 1 =transmitir eanble regreso; }  

Verá la primera línea de comentarios que explica qué hace la función. Luego, se comentan todas las líneas de código, así que sé lo que está pasando.

Cuando todas las funciones están en su lugar, es el momento del programa principal. El programa principal comienza con algunas declaraciones antes de entrar en un ciclo que se ejecuta para siempre.

jc_lettheairflow.c.zip

Conclusión

En este artículo, he tratado de hacer que el ambiente en mi bote sea lo más hostil posible para el moho y los hongos con un ventilador que sopla y hace circular el aire. El ventilador está conectado a una tubería que sale de la cabina. He usado un módulo GPS para realizar un seguimiento del tiempo y he usado dos relés para encender / apagar el ventilador. Para asegurarme de que la batería permanezca cargada, utilicé otro relé para encender y apagar un cargador de batería.

Dejo que el lector lleve este circuito al siguiente nivel y muestre la fecha.

¿Por qué utilizar un módulo GPS? Podría haber usado el microcontrolador como un simple temporizador. Luego tuve que hacer una especie de interfaz para establecer la hora. O estaría feliz de que se ejecutara sin tener en cuenta el tiempo real. Funcionaría durante 5 minutos cada hora completa. Con el GPS puedo configurarlo programáticamente para que funcione cinco minutos por cada hora completa.

Imagen

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