Temperatuur ja servo - Veronika Portfoolio

4.1 Katse Temperatuuri andur

Цель:

Научиться считывать температуру с аналогового датчика TMP36 с помощью Arduino Uno и выводить значения в монитор порта.

🔧 Используемые компоненты:

Arduino Uno
Температурный датчик TMP36
Макетная плата (breadboard)
Соединительные провода

🔌 Схема подключения:

Левая ножка TMP36 → 5V на Arduino
Средняя ножка TMP36 → A0 на Arduino
Правая ножка TMP36 → GND на Arduino

Код:

const int temperaturePin = 0;

void setup()
{
Serial.begin(9600);
}

void loop()
{

float voltage, degreesC, degreesF;
// kasutame analogRead(), mis tagastab sisendi väärtused vahemikul 0 ... 1023.
// koostasime getVoltage() funktsioon, mis tagastab pingeväärtus  0 ... 5,

voltage = getVoltage(temperaturePin);
degreesC = (voltage - 0.5) * 100.0;
// degreesC = voltage * 100.0;
degreesF = degreesC * (9.0/5.0) + 32.0;
Serial.print("voltage: ");
Serial.print(voltage);
Serial.print(" deg C: ");
Serial.print(degreesC);
Serial.print(" deg F: ");
Serial.println(degreesF);

//Ekraanil ilmub järgmine tekst: "voltage: 0.73 deg C: 22.75 deg F: 72.96"
delay(1000); // ootame 1 sek
}

float getVoltage(int pin)
{
return (analogRead(pin) * 0.004882814);
// teisendame pinge vahemikust 0,0 ... 5,0 V, vahemikku 0 до 1023.
}

Что происходит:

Считывается аналоговый сигнал с TMP36.
Напряжение преобразуется в температуру.
Значения в Цельсиях и Фаренгейтах отображаются в Serial Monitor.

Чему учимся:

Читать аналоговые значения.
Использовать преобразование для получения температуры.
Работать с Serial.print() для вывода данных.

Ülesanne 4

Изученные функции

Функция	Описание
`analogRead(pin)`	Считывает аналоговое значение с датчика (температура, свет).
`digitalWrite(pin, value)`	Управляет цифровыми пинами, включает/выключает светодиод.
`map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)`	Преобразует значение из одного диапазона в другой.
`constrain(value, min, max)`	Ограничивает значение в заданных пределах.
`servo.write(angle)`	Управляет положением сервомотора.
`millis()`	Позволяет отслеживать время без использования `delay()`.
`Serial.print/println()`	Отладочный вывод в монитор порта.

Описание работы

Создана модель умной мини-теплицы, которая:

Измеряет температуру и открывает/закрывает «окно» с помощью сервомотора:
- ≤ 20°C – окно закрыто (0°)
- ≥ 30°C – окно открыто (180°)
- Плавное движение за счёт увеличения угла по шагам.
Измеряет освещённость с помощью фотосопротивления (LDR):
- При слабом свете включается светодиод (досветка).
- При ярком свете LED гаснет.

🧩Использованные компоненты

Arduino Uno
Сервомотор SG90
Светодиод (LED)
Фотоэлемент (LDR)
Температурный датчик TMP36
Резисторы (10 кОм, 220 Ом)
Макетная плата (breadboard)
Провода
Источник питания (USB)

🔌 Схема подключения

См. рисунок ниже (загружен пользователем):
📷 [Схема Arduino + компоненты на макетной плате]

Компоненты подключены следующим образом:

TMP36: сигнал на A0
LDR: сигнал на A1 (с делителем напряжения)
LED: цифровой пин 7
Servo: цифровой пин 9
GND и 5V на питание компонентов

Схема на Tinkercad:

Код:

#include <Servo.h>

// Определение пинов
const int tempPin = A0;
const int ldrPin = A1;
const int ledPin = 7;
const int servoPin = 9;
const int photoresistorPIN = A1;
int lightLevel, high = 0, low = 1023;

// Константы
const int LIGHT_THRESHOLD = 500;
const float TEMP_LOW = 5.0;
const float TEMP_HIGH = 10.0;

// Глобальные переменные
Servo greenhouseServo;
int currentServoAngle = 0;
float temperature = 0;
unsigned long previousServoMillis = 0;
const int servoInterval = 20;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  greenhouseServo.attach(servoPin);
  greenhouseServo.write(currentServoAngle);
  Serial.begin(9600);
 
  // Тест LED
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

void loop()
{
  readTemperature();
  controlServo();
  int photoresistorVALUE = analogRead(photoresistorPIN);
  lightLevel = photoresistorVALUE;  
  autoTune();  // Настроим яркость по данным с фоторезистора
 
  // Управление LED на основе освещенности
  analogWrite(ledPin, 255 - lightLevel); // Инвертируем, так как чем больше света, тем меньше нужно светить
 

  Serial.print(photoresistorVALUE);
  Serial.println(lightLevel);
}

void autoTune() {
  // Настроим диапазон значений для фоторезистора
  if (lightLevel < low) low = lightLevel;
  if (lightLevel > high) high = lightLevel;

  lightLevel = map(lightLevel, low + 10, high - 30, 0, 255);
  lightLevel = constrain(lightLevel, 0, 255);
}

void readTemperature() {
  int reading = analogRead(tempPin);
  float voltage = reading * (5.0 / 1024.0);
  temperature = (voltage - 0.5) * 100;
 
  Serial.print(temperature);
}

void controlServo() {
  int targetAngle = currentServoAngle;
 
  if (temperature <= TEMP_LOW) {
    targetAngle = 0;
  }
  else if (temperature >= TEMP_HIGH) {
    targetAngle = 180;
  }

  if (millis() - previousServoMillis >= servoInterval) {
    previousServoMillis = millis();
   
    if (currentServoAngle < targetAngle) {
      currentServoAngle = min(currentServoAngle + 5, targetAngle);
    }
    else if (currentServoAngle > targetAngle) {
      currentServoAngle = max(currentServoAngle - 5, targetAngle);
    }
   
    greenhouseServo.write(currentServoAngle);
   
    Serial.println(currentServoAngle);
  }
}

Video

https://drive.google.com/file/d/1i5GUuOdmE_rWj4_8NJZjMUzVUgFS-8qA/view?usp=sharing

Применение в повседневной жизни

Автоматизация теплиц: управление вентиляцией и освещением для растений.
Умные дома: автоматическое управление шторами, окнами.
Метеостанции: мониторинг окружающей среды.
Системы энергосбережения: включение света только при необходимости.