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3.1.4 Ventilateur intelligent
=============================
Introduction
----------------
Dans ce cours, nous allons utiliser des moteurs, des boutons et des thermistances
pour créer un ventilateur intelligent manuel + automatique dont la vitesse de
ventilation est réglable.
Composants
-------------
.. image:: img/list_Smart_Fan.png
:align: center
Schéma de câblage
----------------------
============ ======== ======== ===
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
Procédures expérimentales
-----------------------------
**Étape 1 :** Montez le circuit.
.. image:: img/image245.png
:width: 800
:align: center
.. note::
Le module d'alimentation peut utiliser une batterie de 9V avec le clip
de batterie 9V fourni dans le kit. Insérez le cavalier du module
d'alimentation dans les bandes de bus 5V de la breadboard.
.. image:: img/image118.jpeg
:width: 2.80694in
:height: 0.94375in
:align: center
**Pour les utilisateurs du langage C**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
**Étape 2 :** Accédez au dossier du code.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.4/
**Étape 3 :** Compilez.
.. raw:: html
.. code-block::
gcc 3.1.4_SmartFan.c -lwiringPi -lm
**Étape 4 :** Exécutez le fichier exécutable ci-dessus.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo ./a.out
Lorsque le code s'exécute, démarrez le ventilateur en appuyant sur le bouton.
Chaque pression ajuste la vitesse d'un cran vers le haut ou vers le bas. Il y
a **5** niveaux de vitesse : **0~4**. Lorsque la vitesse atteint le **4\ :sup:`ème`**
niveau et que vous appuyez de nouveau, le ventilateur s'arrête avec une vitesse de **0**.
.. note::
Si cela ne fonctionne pas après l'exécution ou si un message d'erreur apparaît : \"wiringPi.h: Aucun fichier ou dossier de ce type », veuillez vous référer à :ref:`C code is not working?`.
Une variation de température supérieure ou inférieure à 2℃ entraîne automatiquement
une augmentation ou une diminution d'un cran de la vitesse.
**Explication du code**
.. 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 fonction `temperture()` convertit les valeurs de la thermistance lues par l'ADC0834
en valeurs de température. Pour plus de détails, reportez-vous à :ref:`2.2.2 Thermistor`.
.. 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;
}
Cette fonction contrôle la vitesse de rotation du moteur. La plage du **niveau** : **0-4**
(le niveau **0** arrête le moteur). Chaque ajustement de niveau représente un changement de
**25%** de la vitesse du ventilateur.
.. 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 fonction **main()** contient le processus global du programme :
1) Lecture constante de l'état du bouton et de la température actuelle.
2) Chaque pression du bouton incrémente le niveau de **+1** et met à jour la température.
Les niveaux vont de **1 à 4**.
3) Tant que le ventilateur fonctionne (niveau différent de **0**), la température est
surveillée. Un changement de **2℃\ +** entraîne une augmentation ou une diminution du niveau.
4) Le moteur ajuste sa vitesse de rotation en fonction du **niveau**.
**Pour les utilisateurs du langage Python**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
**Étape 2 :** Accédez au dossier du code.
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python
**Étape 3 :** Exécutez.
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 3.1.4_SmartFan.py
Lorsque le code s'exécute, démarrez le ventilateur en appuyant sur le bouton. Chaque
pression ajuste la vitesse d'un cran vers le haut ou vers le bas. Il y a **5** niveaux
de vitesse : **0~4**. Lorsque le ventilateur est réglé sur le **4\ :sup:`ème`** niveau
de vitesse et que vous appuyez de nouveau, il s'arrête avec une vitesse de **0**.
Une variation de température supérieure ou inférieure à 2℃ entraîne automatiquement une
augmentation ou une diminution d'un cran de la vitesse.
**Code**
.. note::
Vous pouvez **modifier/réinitialiser/copier/exécuter/arrêter** le code ci-dessous.
Mais avant cela, vous devez vous rendre sur le chemin du code source comme ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``.
.. raw:: html
.. code-block:: python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import ADC0834
import math
# Configuration des broches
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()
**Explication du code**
.. 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 fonction `temperature()` convertit les valeurs de la thermistance lues
par **ADC0834** en valeurs de température. Pour plus de détails, reportez-vous
à :ref:`2.2.2 Thermistor`.
.. 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
Cette fonction contrôle la vitesse de rotation du moteur. La plage de **niveau** :
**0-4** (le niveau **0** arrête le moteur). Chaque ajustement de niveau représente un
changement de **25%** de la vitesse du ventilateur.
.. 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 fonction **main()** suit le processus global du programme :
1) Lecture constante de l'état du bouton et de la température actuelle.
2) Chaque pression sur le bouton augmente le **niveau** de **+1** et met à jour la température. Les niveaux vont de **1 à 4**.
3) Tant que le ventilateur fonctionne (niveau différent de **0**), la température est surveillée. Une variation de **2℃\ +** entraîne une augmentation ou une diminution du niveau.
4) Le moteur ajuste sa vitesse de rotation en fonction du **niveau**.
Image du phénomène
----------------------
.. image:: img/image246.png
:align: center