UNIVERZITET CRNE GORE

MAŠINSKI FAKULTET

Studijski program: Mehatronika

Predmet: Integrisani I u realnom vremenu upravljani sistemi

Studijska godina 2017/18

LABORATORIJSKA VJEZBA

Temperaturni regulator sa ARDUINOM

Predmetni nastavnik: Studenti:

Prof. dr Radovan Stojanović Jovan Novosel 2/15

Petar Stojanovic 4/15

Pavle Asanovic 21/15

Problem

Prva laboratorijska vjezba iz predmeta “Integrisani I u realnom vremenu upravljani sistemi” sastoji se od kontrolisanja stanja sijalice (upaljena ili ugasena) pomocu temperaturnog senzora, I ocitavanja temperature na Serial Ploteru. Sve komponente su povezane sa Arduino Uno mikrokontrolerom.

1.1 Temperaturni senzor :

Prvi korak u ovoj laboratorijskoj vjezbi je povezivanje temperataurnog senzora TMP-BTA sa Arduino Uno-m, I pisanje odgovarajuceg koda. Temperaturni senzor TMP–BTA je uređaj koji mjeri temperaturu na osnovu fizičke zakonitosti da prilikom promjene temperature se mijenja i električna otpornost materijala. Najčešći termistori su napravljeni od keramičkih poluprovodnika ili žica od platine koje su prevučene keramičkim slojem. Nominalna otpornost našeg senzora je 20kΩ. Prilikom porasta temperature otpornost opada nelinearno, pri padu temperature od 25O C dolazi do pada otpora približno 4,3% po jednom stepenu C. Jednačina koja povezuje električnu otpornost sa temperaturom data je u prospektu koji dolazi sa senzorom i ona je:

T=[K0+K1(ln 1000R)+K2(ln 1000R)3 ] -1 -273.15

Gdje je T temperatura, R otpornost u kΩ, a K0 =1,02119 x 10-3, K1=2,22468 x 10-4, K2=1,33342 x 10-7

Sledeci korak je spajanje sijalice na DC razvodno kolo, koje je u istom vrijeme sa Arduino Uno-m.

1.2 Povezivanje komponenti:

1. Temperaturni senzor : Napajanje temperaturnog senzora dovodimo na +5V, uzemljenje dovodimo na pin GND, dok signal (SIG1) dovodimo na analogni pin A0.

2. Sijalica i DC razvodna kutija: Napajanje DC razvodne kutije dovodimo na +5V, uzemljenje dovodimo na pin GND, HIGH stanje sijalice je definisano napisanim programom I ona je povezna na digitalni pin 8, Zero Crossing (ZC) je doveden na digitalni pin 2.

1.3 Kod u Arduino Uno okruzenju:

#include <math.h>

float tempup=30.5;

float tempdown=29.5;

double Vout,Rt, T=0,Temp=0, K0=0.00102119, K1=0.000222468, K2=1.33342*pow(10,-7);

int angle;

int lampa=8;

void setup()

pinMode(lampa, OUTPUT);

pinMode(2, INPUT);

angle=3000;

Serial.begin(9600);

void loop()

Temp=analogRead(A0);

Vout=5.0*Temp/1023.0;

Rt=Vout*15000.0/(5.0-Vout);

T=1.0/(K0+K1*(log(Rt))+K2*pow(log(Rt),3))-273.15;

Serial.println(T);

delay(500);

if (T>tempup)

digitalWrite(8,LOW);

if (T<tempdown)

digitalWrite(8,HIGH);

delay (50);

Serial.println(T);

Slika 1. Sistem arhitektura

Temp senzor

Konektor za

temp senzor

Arduino

Sijalica

Kontroler

Slika 2. Sijalica, Temperaturni senzor I DC razvodna kutija

Temperatura je

iznad 30.5 C, pa

je sijalica

ugasena

Senzor je ocitao

temperaturu preko

unaprijed definisane

T=30.5 C

Slika 3. Regulacioni diagram

U kodu je unaprijed definisana temperatura paljenja i gasenja sijalice. Kada se dostigne temperatura koja je veca od promjenljive ” tempup=30.5” sijalica ce se ugasiti, takodje kada temperature opadne ispod promjenljive “tempdown=29.5” sijalica ce se upaliti.

Na ovoj slici temperatura je iznad unaprijed definisane granice I sijalica je izgasena. (Slika 2 )

Temperatura je

iznad 30.5 C, pa

je sijalica

ugasena

Slika 4. Paljenje sijelice ako je izmjerena vrijednost manja od zadate

Temperatura je ispod unaprijed definisane vrijednosti (tempdown=29.5) , sto daje signal Arduinu da upali sijalicu. Sijalica ce biti upaljena sve dok vrijednost temperature ne predje unaprijed definisanu granicu (tempup=30.5) .

Temperatura je

ispod 29.5 C, pa

je sijalica

upaljena

Senzor je ocitao

temp ispod

unaprijed

deifnisane

temperature

T=29.5 C

Slika 5. Dijagram regulacije

Na datom dijagramu, temperatura je ispod unaprijed definisane temperature (tempdown=29.5) sto znaci da je sijalica upaljena. (Slika 4 )

Temperatura je

ispod 29.5 C, pa

je sijalica

upaljena