基于Arduino UNO设计一个温控制系统

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目录

概述

1 硬件结构

1.1 整体硬件介绍

1.2 硬件连接结构

2 软件设计

2.1 软件功能介绍

2.2 关于Arduino的一些知识点

2.2.1 定时器 

2.2.2 PWM

2.3 代码实现

2.3.1 编译工具

2.3.2 详细代码

3 测试

3.1 温度数据监控

3.2 温控测试

概述

        本文介绍如何使用Arduino UNO作为主控制板，设计一个智能温控系统，其实现功能如下：当环境温度达到一定的门限值时，开始风扇，当环境温度低于该门限值则关闭风扇。系统使用DS18B20采集环境温度，L298N驱动电机，OLED显示当前环境温度。软件设计上使用Arduino自带的定时器中断功能，用于控制时间间隔。还使用了PWM技术，以控制电机的转速。

1 硬件结构

1.1 整体硬件介绍

1）Arduino UNO： 主控板卡

2）控制L298N：用于控制电机系统

3）控制OLED模块：用于显示当前温度数据

4）控制DS18B20：获取环境温度数据

5）直流电机：驱动扇叶

1.2 硬件连接结构

模块引脚与Arduino UNO主板之间关系：

Arduino UNO  IO应用模块IO注释PIN-2DS18B20 DQPIN-5L298N in-1用于电机控制PIN-6L298N in-2用于电机控制SCLOLED-sclSDAOLED-sda

2 软件设计

2.1 软件功能介绍

软件主要实现功能如下：

1） 控制DS18B20，读取该传感器采集到的温度值

2） 在OLED显示温度数据

3）通过串口打印调试信息

4）根据门限值，控制电机转速(PWM)

2.2 关于Arduino的一些知识点

2.2.1 定时器 

在Arduino中使用定时器，必须要包含该头文件 <MsTimer2.h>，然后调用如下函数启动定时器，并且还要实现一个中断回调函数。

void startTime()

{

MsTimer2::set(500, timer_irq);

MsTimer2::start();

}

void timer_irq()

{

}

2.2.2 PWM

在Arduino UNO板卡中使用PWM功能，其能使用的引脚为pin( 3, 5, 6, 9, 10, 11)，使用方法如下：

1） 配置端口为模拟引脚

2）使用analogWrite( pin, cycle )函数来配置占空比参数含义如下：

pin - 引脚号；

cycle - 占空比（范围： 0 ~ 255 ）

一个使用案例：

const int output1 = 5;

const int output2 = 6;

void setup()

{

pinMode(output1, OUTPUT);

pinMode(output2, OUTPUT);

}

void pwmCycle()

{

analogWrite(output1, 150);

analogWrite(output2, 0);

}

2.3 代码实现

2.3.1 编译工具

2.3.2 详细代码

#include <MsTimer2.h>

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

#include <Adafruit_GFX.h>

#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature sensors(&oneWire);

const int output1 = 5;

const int output2 = 6;

#define OLED_RESET 4

Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

unsigned int cnt = 0;

int pwmcycle = 0;

void timer_irq();

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(output1, OUTPUT);

pinMode(output2, OUTPUT);

analogWrite(output1, 0);

analogWrite(output2, 0);

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);

display.display();

display.clearDisplay();

MsTimer2::set(500, timer_irq);

MsTimer2::start();

}

void loop() {

int tempPwmCycle = 0;

if( cnt%2 == 0 )

{

sensors.requestTemperatures();

if( cnt%3 == 0 )

{

display.clearDisplay();

Serial.print("Temperature for the device 1 (index 0) is: ");

Serial.println(sensors.getTempCByIndex(0));

display.setTextSize(1);

display.setCursor(0,0);

display.println(F("Current temp: "));

display.setTextSize(2);

display.setTextColor(SSD1306_WHITE);

display.setCursor(25,15);

display.println(sensors.getTempCByIndex(0));

display.display();

}

}

if( sensors.getTempCByIndex(0) >= 20 )

{

tempPwmCycle = 100;

}

else

{

tempPwmCycle = 0;

}

if( pwmcycle != tempPwmCycle )

{

pwmcycle = tempPwmCycle;

analogWrite(output1, pwmcycle);

analogWrite(output2, 0);

}

}

void timer_irq()

{

cnt++;

}

3 测试

3.1 温度数据监控

采集和打印温度数据信息：

3.2 温控测试

温度值 Value > 20 ℃ ，开启风扇

网址：基于Arduino UNO设计一个温控制系统 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/434593

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