.. note::
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3.1.4 Ventilador Inteligente
=============================
Introducción
----------------
En este curso, usaremos motores, botones y termistores para crear un ventilador
inteligente manual y automático, con velocidad de viento ajustable.
Componentes
----------------
.. image:: img/list_Smart_Fan.png
:align: center
Diagrama Esquemático
-----------------------
============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO17 Pin 11 0 17
GPIO18 Pin 12 1 18
GPIO27 Pin 13 2 27
GPIO22 Pin 15 3 22
GPIO5 Pin 29 21 5
GPIO6 Pin 31 22 6
GPIO13 Pin 33 23 13
============ ======== ======== ===
.. image:: img/Schematic_three_one4.png
:width: 500
:align: center
Procedimiento Experimental
-----------------------------
**Paso 1:** Construye el circuito.
.. image:: img/image245.png
:alt: Smart Fan_bb
:width: 800
:align: center
.. note::
El módulo de alimentación puede utilizar una batería de 9V con el
conector de batería de 9V incluido en el kit. Inserta el capuchón
del módulo de energía en las tiras de bus de 5V de la protoboard.
.. image:: img/image118.jpeg
:alt: \_MG_2084
:width: 2.80694in
:height: 0.94375in
:align: center
**Para Usuarios de Lenguaje C**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
**Paso 2**: Ingresa en la carpeta del código.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.4/
**Paso 3**: Compila el código.
.. raw:: html
.. code-block::
gcc 3.1.4_SmartFan.c -lwiringPi -lm
**Paso 4**: Ejecuta el archivo ejecutable anterior.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo ./a.out
Al ejecutar el código, inicia el ventilador presionando el botón. Cada
vez que presiones, se ajustará una velocidad hacia arriba o hacia abajo.
Hay **5** niveles de velocidad: **0~4**. Al establecer el nivel de velocidad
en el 4\ :sup:`to` y presionar el botón, el ventilador dejará de funcionar
con velocidad de viento **0**.
.. note::
Si no funciona después de ejecutarlo o aparece el mensaje de error: \"wiringPi.h: No such file or directory\", consulta :ref:`C code is not working?`.
Una vez que la temperatura sube o baja más de 2℃, la velocidad se ajusta
automáticamente a un nivel más rápido o más lento.
**Explicación del Código**
.. code-block:: c
int temperture(){
unsigned char analogVal;
double Vr, Rt, temp, cel, Fah;
analogVal = get_ADC_Result(0);
Vr = 5 * (double)(analogVal) / 255;
Rt = 10000 * (double)(Vr) / (5 - (double)(Vr));
temp = 1 / (((log(Rt/10000)) / 3950)+(1 / (273.15 + 25)));
cel = temp - 273.15;
Fah = cel * 1.8 +32;
int t=cel;
return t;
}
La función temperture() convierte los valores del termistor leídos por el
ADC0834 en valores de temperatura. Consulta :ref:`2.2.2 Thermistor` para obtener más detalles.
.. code-block:: c
int motor(int level){
if(level==0){
digitalWrite(MotorEnable,LOW);
return 0;
}
if (level>=4){
level =4;
}
digitalWrite(MotorEnable,HIGH);
softPwmWrite(MotorPin1, level*25);
return level;
}
Esta función controla la velocidad de rotación del motor. El rango de **nivel**
es **0-4** (el nivel **0** detiene el motor). Cada ajuste de nivel representa un
cambio del **25%** en la velocidad del viento.
.. code-block:: c
int main(void)
{
setup();
int currentState,lastState=0;
int level = 0;
int currentTemp,markTemp=0;
while(1){
currentState=digitalRead(BtnPin);
currentTemp=temperture();
if (currentTemp<=0){continue;}
if (currentState==1&&lastState==0){
level=(level+1)%5;
markTemp=currentTemp;
delay(500);
}
lastState=currentState;
if (level!=0){
if (currentTemp-markTemp<=-2){
level=level-1;
markTemp=currentTemp;
}
if (currentTemp-markTemp>=2){
level=level+1;
markTemp=currentTemp;
}
}
level=motor(level);
}
return 0;
}
La función **main()** contiene todo el proceso del programa, como se muestra a continuación:
1) Leer constantemente el estado del botón y la temperatura actual.
2) Cada pulsación incrementa el nivel en **+1** y, al mismo tiempo, se actualiza
la temperatura. El **nivel** varía entre **1~4**.
3) Cuando el ventilador está en funcionamiento (el nivel es **diferente de 0**),
se realiza una detección de temperatura. Un cambio de **2℃\ +** provoca el aumento o disminución del nivel.
4) El motor ajusta su velocidad de rotación según el **nivel**.
**Para Usuarios de Python**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
**Paso 2**: Ingresar en la carpeta del código.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python
**Paso 3**: Ejecutar.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 3.1.4_SmartFan.py
Al ejecutar el código, inicia el ventilador presionando el botón. Cada vez
que presionas, se ajusta un nivel de velocidad hacia arriba o hacia abajo.
Hay **5** niveles de velocidad: **0~4**. Cuando se ajusta al 4\ :sup:`to`
nivel y se presiona el botón, el ventilador se detiene con velocidad de
viento **0**.
Una vez que la temperatura sube o baja más de 2℃, la velocidad se ajusta
automáticamente a un nivel superior o inferior.
**Código**
.. note::
Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código a continuación. Sin embargo, antes de hacerlo, debes dirigirte a la ruta de código fuente, como ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``.
.. raw:: html
.. code-block:: python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import ADC0834
import math
# Configurar pines
MotorPin1 = 5
MotorPin2 = 6
MotorEnable = 13
BtnPin = 22
def setup():
global p_M1,p_M2
ADC0834.setup()
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(MotorPin1, GPIO.OUT)
GPIO.setup(MotorPin2, GPIO.OUT)
p_M1=GPIO.PWM(MotorPin1,2000)
p_M2=GPIO.PWM(MotorPin2,2000)
p_M1.start(0)
p_M2.start(0)
GPIO.setup(MotorEnable, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN)
def temperature():
analogVal = ADC0834.getResult()
Vr = 5 * float(analogVal) / 255
Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
temp = 1/(((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15+25)))
Cel = temp - 273.15
Fah = Cel * 1.8 + 32
return Cel
def motor(level):
if level == 0:
GPIO.output(MotorEnable, GPIO.LOW)
return 0
if level>=4:
level = 4
GPIO.output(MotorEnable, GPIO.HIGH)
p_M1.ChangeDutyCycle(level*25)
return level
def main():
lastState=0
level=0
markTemp = temperature()
while True:
currentState =GPIO.input(BtnPin)
currentTemp=temperature()
if currentState == 1 and lastState == 0:
level=(level+1)%5
markTemp = currentTemp
time.sleep(0.5)
lastState=currentState
if level!=0:
if currentTemp-markTemp <= -2:
level = level -1
markTemp=currentTemp
if currentTemp-markTemp >= 2:
level = level +1
markTemp=currentTemp
level = motor(level)
def destroy():
GPIO.output(MotorEnable, GPIO.LOW)
p_M1.stop()
p_M2.stop()
GPIO.cleanup()
if __name__ == '__main__':
setup()
try:
main()
except KeyboardInterrupt:
destroy()
**Explicación del Código**
.. code-block:: python
def temperature():
analogVal = ADC0834.getResult()
Vr = 5 * float(analogVal) / 255
Rt = 10000 * Vr / (5 - Vr)
temp = 1/(((math.log(Rt / 10000)) / 3950) + (1 / (273.15+25)))
Cel = temp - 273.15
Fah = Cel * 1.8 + 32
return Cel
La función **temperature()** convierte los valores del termistor leídos
por **ADC0834** en valores de temperatura. Consulte :ref:`2.2.2 Termistor`
para obtener más detalles.
.. code-block:: python
def motor(level):
if level == 0:
GPIO.output(MotorEnable, GPIO.LOW)
return 0
if level>=4:
level = 4
GPIO.output(MotorEnable, GPIO.HIGH)
p_M1.ChangeDutyCycle(level*25)
return level
Esta función controla la velocidad de rotación del motor. El rango del **nivel**
es **0-4** (nivel **0** detiene el motor). Cada ajuste de nivel representa un
cambio de **25%** en la velocidad del ventilador.
.. code-block:: python
def main():
lastState=0
level=0
markTemp = temperature()
while True:
currentState =GPIO.input(BtnPin)
currentTemp=temperature()
if currentState == 1 and lastState == 0:
level=(level+1)%5
markTemp = currentTemp
time.sleep(0.5)
lastState=currentState
if level!=0:
if currentTemp-markTemp <= -2:
level = level -1
markTemp=currentTemp
if currentTemp-markTemp >= 2:
level = level +1
markTemp=currentTemp
level = motor(level)
La función **main()** contiene el proceso completo del programa como se muestra:
1) Leer constantemente el estado del botón y la temperatura actual.
2) Cada pulsación incrementa el nivel en **+1** y al mismo tiempo,
se actualiza la temperatura. El **nivel** varía entre **1~4**.
3) Cuando el ventilador está en funcionamiento (el nivel es **diferente de 0**),
la temperatura se encuentra bajo monitoreo. Un cambio de **2℃+** provoca un aumento o disminución en el nivel.
4) El motor ajusta su velocidad de rotación según el **nivel**.
Imagen del Fenómeno
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.. image:: img/image246.png
:align: center