این پروژه یک کنترل کننده سرعت فن مستقل و خودکار ارائه می دهد که به طور هوشمند سرعت فن را در پاسخ به تغییرات دما تنظیم می کند بطوریکه این سیستم حلقه بسته، کنترل دما کارآمد و قابل اعتمادی را ارائه می دهد. میکروکنترلر برد آردوینو Maga328 امکان کنترل سریع و پویا را فراهم می کند و صفحه LCD داده های دما و سرعت فن را در زمان واقعی برای نظارت راحت ارائه می دهد.

آردوینو در قلب مدار قرار دارد زیرا تمام عملکردها را کنترل می کند. LM35 یک سنسور مدار مجتمع دقیق است که ولتاژ خروجی آن به طور خطی با دمای سانتیگراد (درجه سانتیگراد) متناسب است. این دستگاه در محدوده دمایی 55- تا 150 درجه سانتیگراد کار می کند. 

سنسور دما LM35 دما را حس می کند و آن را به سیگنال الکتریکی (آنالوگ) تبدیل می کند که از طریق مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) به میکروکنترلر اعمال می شود. سیگنال آنالوگ توسط ADC به فرمت دیجیتال تبدیل می شود.

مقادیر حس شده دما و سرعت فن بر روی LCD نمایش داده می شود. دما و نظارت با استفاده از میکروکنترلر ATMEGA328 موجود در آردوینو درایور موتور را برای کنترل سرعت فن هدایت می کند.

تکنیک کنترل سرعت فن:

1-مدولاسیون عرض پالس (PWM): PWM سرعت فن را با استفاده از سیگنال فرکانس پایین (~30 هرتز) با چرخه کاری متفاوت تنظیم می کند. سیگنال PWM میزان انرژی دریافتی فن را کنترل می‌کند و امکان تنظیمات نرم‌تر را فراهم می‌کند.

2-استفاده کارآمد از توان: یک ترانزیستور عبوری کوچک (pass transistor) به عنوان یک سوئیچ عمل می کند و ضمن کنترل سرعت، توان را حفظ می کند. اما به دلیل ماهیت پالسی سیگنال های PWM که باعث ایجاد ارتعاشات مکانیکی می شود، این روش ممکن است باعث ایجاد کمی صدا در فن شود.

کد آردوینو

نرم افزار مدار کنترل کننده و مانیتور اتوماتیک دما به زبان برنامه نویسی آردوینو نوشته شده است. Arduino Uno با استفاده از نرم افزار Arduino IDE برنامه ریزی شده است.

ATMega328 در آردوینو Uno دارای یک بوت لودر از پیش برنامه ریزی شده است که به کاربران اجازه می دهد بدون استفاده از برنامه نویس سخت افزار خارجی، کد جدیدی را در آن آپلود کنند.

برد آردوینو را به کامپیوتر متصل کنید و پورت COM صحیح را در آردوینو IDE انتخاب کنید. سپس برد صحیح را از منوی Tools Board در Arduino IDE انتخاب کنید و طرح نوشته شده را از طریق پورت USB استاندارد در آردوینو آپلود کنید.

ویژگی های پیشرفته و گزینه های سفارشی سازی

1-کنترل چند فن: از این آرایش برای کنترل تعداد زیادی فن بر اساس مناطق دمایی داخل یک اتاق استفاده کنید.

2-ثبت اطلاعات در زمان واقعی: به یک ماژول کارت SD یا پلت فرم IoT متصل شوید تا داده های دما و سرعت را در طول زمان برای مطالعه ثبت کنید.

3-الگوریتم‌های کنترل پیشرفته: از کنترل انتگرال مشتق متناسب (PID) برای ارائه تنظیمات نرم‌تر و دقیق‌تر در پاسخ به نوسانات دما استفاده کنید.

4-کاهش نویز: از خازن ها یا سلف ها در مدار PWM برای کاهش نویز ناشی از ارتعاشات فن استفاده کنید.