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3.1.4 スマートファン
========================
前書き
-----------------
このコースでは、モーター、ボタン、サーミスターを使用して、
風速が調整可能な手動+自動のスマートファンを作成する。
部品
------------------
.. image:: media/list_Smart_Fan.png
:align: center
回路図
------------------------
============ ======== ======== ===
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:: media/Schematic_three_one4.png
:width: 500
:align: center
実験手順
-----------------------------
ステップ1： 回路を作る。
.. image:: media/image245.png
:width: 800
:align: center
.. note::
電源モジュールはキットの9Vバッテリーバックルで9Vバッテリーを適用できる。
電源モジュールのジャンパキャップをブレッドボードの5Vバスストリップに挿入する。
.. image:: media/image118.jpeg
:width: 2.80694in
:height: 0.94375in
:align: center
C言語ユーザー向け
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
ステップ2： コードのフォルダーに入る。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.4/
ステップ3： コンパイルする。
.. raw:: html
.. code-block::
gcc 3.1.4_SmartFan.c -lwiringPi -lm
ステップ4： EXEファイルを実行する。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo ./a.out
コードが実行された後、ボタンを押してファンを起動する。
押すたびに、1つのレベルが上下に調整される。5 種類のレベルがある：0〜4。
4番目のレベルに設定してボタンを押すと、ファンの風速が **0** で動作が停止する。
温度が2℃以上上昇または下降すると、速度は自動的に1グレード速くまたは遅くなる。
**コードの説明**
.. 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;
}
``Temperature()`` は、ADC0834によって読み取られたサーミスタ値を温度値に変換することによって機能します。 詳細については、 :ref:`2.2.2_thermistor` を参照してください。
.. 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;
}
この機能は、モーターの回転速度を制御する。
レベル の範囲：0〜4 （レベル 0 は動作中のモーターを停止する）。
1つのレベル調整は風速の 25％ の変化を表す。
.. 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;
}
関数 ``main()`` 上 には、次のようにプログラムプロセス全体が含まれている：
1. ボタンの状態と現在の温度を常に読み取る。
#. ボタンを押すごとに、レベル+1 になり、同時に温度が更新される。レ れベル 範囲 1〜4 。
#. ファンが作動すると（レベルは 0ではない ）、温度は検出中である。2℃+ 以上変更すると、レベルが上下に変化する。
#. モーターは レベル に応じて回転速度を変更する。
Python言語ユーザー向け
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
ステップ2： コードのフォルダーに入る。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python
ステップ3： 実行する。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 3.1.4_SmartFan.py
コードが実行された後、ボタンを押してファンを起動する。
押すたびに、1つのレベルが上下に調整される。5 種類のレベルがある：0〜4。
4番目のレベルに設定してボタンを押すと、ファンの風速が **0** で動作が停止する。
温度が2℃以上上昇または下降すると、速度は自動的に1グレード速くまたは遅くなる。
**コード**
.. note::
以下のコードを **変更/リセット/コピー/実行/停止** できます。 ただし、その前に、 ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python`` のようなソースコードパスに移動する必要があります。
.. raw:: html
.. code-block:: python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import ADC0834
import math
# Set up pins
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()
**コードの説明**
.. 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
``Temperature()`` は、ADC0834 によって読み取られたサーミスタ値を温度値に変換することによって機能します。 詳細については、 :ref:`2.2.2_thermistor` を参照してください。
.. 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
この機能はモーターの回転速度を制御する。
レバー の範囲： 0〜4 （レベル 0 は動作中のモーターを停止する）。
1つのレベル調整は風速の 25％ の変化を表す。
.. 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)
関数 ``main()`` 上 には、次のようにプログラムプロセス全体が含まれている：
1. ボタンの状態と現在の温度を常に読み取る。
#. ボタンを押すごとに、レベル+1 になり、同時に温度が更新される。レ れベル 範囲 1〜4 。
#. ファンが作動すると（レベルは 0ではない ）、温度は検出中である。2℃+ 以上変更すると、レベルが上下に変化する。
#. モーターは レベル に応じて回転速度を変更する。
現象画像
------------------------
.. image:: media/image246.png
:align: center