Кейс заданий №4 (2 год обучения)
«Умный дом»
Неделя 13-16 апреля 2020 г.
Практические навыки по сборке схем и программированию контроллера Ардуино мы продолжим формировать, решая кейсы заданий на тему «САМОИЗОЛЯЦИЯ». Карантинные меры, которые нужно неукоснительно соблюдать ставят перед «умным домом» новые задачи, которым и будут посвящены этот и последующие кейсы.
Задание «Электронный термометр»
Карантинные меры предполагают длительное нахождение в помещении. Температура воздуха в помещении, как и влажность, влияет на наше самочувствие. Для измерения температуры в помещении используются спиртовые градусники. В детской комнате спиртовой градусник небезопасен, так как может разбиться. Можно ли с помощью электронного конструктора собрать электронный термометр, который непрерывно будет измерять температуру воздуха в помещении и автоматически включит проветривание?
«Умный термометр» в «умном доме» поможет хозяину создать комфортные условия даже в условиях самоизоляции.
Для практического воплощения идеи в нашем виртуальном конструкторе Тинкеркад* https://www.tinkercad.com/ мы соберем схему «Электронный термометр».
Из набора нам потребуются:
- плата Arduino;
- соединительные провода;
- 
датчик температуры;
- индикаторная сборка из светодиодов с защитными резисторами;
- сервопривод для управления окном.
1. Познакомимся поближе с датчиком ТМР36 и подключим его в схему. Датчик температуры создает изменяющийся сигнал напряжения в зависимости от температуры, которую он определяет. Он имеет три контакта: один соединяется с землей «GRD», другой подключается к «5 V», и третий – средний - вывод аналогового сигнала. При изменении температуры датчика напряжение на нем изменяется. Диапазон сигнала на его выходе: от 100 мВ при температуре -40°C до 2000 мВ при +150°C. Напряжение с этого контакта мы подадим на аналоговый вход Arduino (А0).
|
|
Наш датчик сконструирован так, что формула (правило) по которой можно напряжение датчика (мВ- мили вольты) перевести в температуру (оС – градусы Цельсия) простая.
Т (температура, оС) = 
.
2. Добавим в схему зеленый и красный светодиоды - индикаторы температуры. Не забудьте про защитные резисторы и полярность подключения. Подавать сигнал на светодиоды мы будем в соответствии с программой- скетчем с цифровых выводов (pin 2 и 3).
3. Чтобы наш «умный дом» был по-настоящему умным, добавим в схему сервопривод, который в случае превышения допустимого значения температуры приведет в действие механизм открытия окна. Когда температура в помещении снизится до установленного значения, сервопривод закроет окно.
4. Можно начинать писать скетч, для этого составим алгоритм (порядок действий) для нашей схемы.
1) Определим базовое (пороговое) значение температуры и запишем его в переменную «baselineTemp»
2) Измерим напряжение на аналоговом выводе датчика, переведенное в градусы Цельсия это значение запишем в переменную «celsius».
3) Проверим условие:
ЕСЛИ значение «celsius» не превышает «baselineTemp»,
ТО с помощью высокого уровня сигнала на выводе pin 3 зажжем зеленый светодиод и с помощью высокого уровня на pin 5 включим сервопривод на открывание окна,
ИНАЧЕ с помощью высокого уровня сигнала на выводе pin 2 зажжем красный светодиод и с помощью низкого уровня на pin 5 включим сервопривод на закрытие окна.
|
|
Попробуйте сначала составить скетч самостоятельно. Запустите «Моделирование» (температуру можно менять курсором на шкале, щелкнув по датчику), внесите изменения в программу при необходимости.
5. Сравните программу с той, что получилась у меня:
6. Оказывается, значения температуры нормируется для разных помещений дома (см. плакат)
Для каких помещений подходит наше устройство? ______________________________
_____________________________________
Какая часть программы отвечает за базовое (пороговое) значение температуры? ______
________________________________________
Возможно ли с помощью одного контроллера Ардуино обеспечить требуемый температурный режим во всем доме?
______________________________________
7. Задание повышенной сложности:*
Отопительный сезон не закончился, поэтому наше устройство работает на снижение температуры. Подумайте, и внесите в программу изменения, позволяющие проветривать помещение под контролем термодатчика до нижнего порогового значения термометра.
* Дополнительное задание выполняется по желанию.
* *Ваш проект автоматически сохранится в вашем аккаунте.
Ответы на задания можно заполнить на листе задания и выслать на эл. почту elena.kutsenko.543@gmail.com или з аполнить бланк заданий от руки и принести на очное занятие.
Берегите своё здоровье!! Не забывайте регулярно проветривать ваши комнаты. Используйте свободное время для саморазвития и семейного общения!!