Arduino UNO R4 - Controla Ventilador
Neste tutorial, vamos aprender a controlar um ventilador de 12V ou 5V usando o Arduino UNO R4. Em detalhes, vamos aprender:
- Como conectar o ventilador de 12V/5V ao Arduino UNO R4
- Como programar o Arduino UNO R4 para ligar/desligar o ventilador.
- Como usar um módulo MOSFET no lugar do relé, para que o Arduino UNO R4 também possa mudar a velocidade do ventilador.
Existem duas maneiras de acionar o ventilador. Um relé é simples, mas oferece apenas dois estados: o ventilador funciona ou para. Um módulo MOSFET também faz isso, e ainda pode fazer o ventilador girar mais rápido ou mais devagar com PWM. Vamos testar as duas maneiras neste tutorial.
Hardware Necessário
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables STEM V4 IoT Starter Kit (Arduino included) | |
| 1 | × | DIYables STEM V4B IoT Starter Kit (Arduino included) | |
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
Sobre o Ventilador DC
Pinagem
Um ventilador DC normalmente tem dois pinos.
- Pino negativo (-) (preto): conecte ao fio negativo da fonte de alimentação DC.
- Pino positivo (+) (vermelho): conecte ao fio positivo da fonte de alimentação DC.
Certifique-se de que a tensão da fonte de alimentação DC corresponda à tensão exigida pelo ventilador. Neste guia, vamos usar ventiladores que precisam de 12VDC e 5VDC.
Como Controlar o Ventilador
- Se um ventilador DC é alimentado por uma fonte de 12V/5V, ele funciona na velocidade máxima.
- Se um ventilador DC é alimentado por um sinal PWM de 12V/5V, você pode controlar a velocidade do ventilador.
Neste guia, vamos aprender a ligar e desligar um ventilador usando um Arduino UNO R4. O controle da velocidade do ventilador será abordado em outro guia. Para controlar o ventilador, usamos um relé entre o Arduino UNO R4 e o ventilador. O Arduino UNO R4 controla o ventilador por meio do relé. Se você não está familiarizado com relés (o que são, como funcionam, como programá-los), pode aprender sobre eles no tutorial Arduino UNO R4 - Relé.
O módulo MOSFET é a segunda opção. Os pinos, o funcionamento interno e o código do módulo são explicados no tutorial Arduino UNO R4 - Módulo MOSFET.
Relé vs Módulo MOSFET para um Ventilador DC
| Relé | Módulo MOSFET | |
|---|---|---|
| O que ele pode fazer | ligar ou parar o ventilador | ligar ou parar o ventilador e definir sua velocidade (PWM) |
| Ruído ao comutar | um clique a cada vez | sem som |
| Velocidade de comutação | lenta, alguns milissegundos | muito rápida |
| Vida útil | os contatos se desgastam depois de muitas comutações | nada se move, então dura bastante |
| Tipo de energia | AC ou DC | somente DC |
| Fonte de alimentação do ventilador | qualquer tensão para a qual o relé seja especificado | cerca de 6V ou mais |
| Isolamento do Arduino | sim, entre a bobina e os contatos | sim, pelo optoacoplador PC817 |
| Bom para | ventiladores AC, ou um simples LIGA/DESLIGA | ventiladores DC que precisam de controle de velocidade |
Para um ventilador DC de 12V, o módulo MOSFET geralmente é a melhor escolha, porque você pode deixar o ventilador girar devagar quando não está quente e rápido quando está. Se o seu ventilador funciona com a rede elétrica AC, fique com o relé.
Diagrama de Ligação
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Código Arduino UNO R4
O código a seguir liga o ventilador continuamente por cinco segundos e depois o desliga por cinco segundos.
Passos Rápidos
Siga estas instruções passo a passo:
- Se esta é a sua primeira vez usando o Arduino Uno R4 WiFi/Minima, consulte o tutorial sobre como configurar o ambiente para o Arduino Uno R4 WiFi/Minima na Arduino IDE.
- Ligue o Arduino Uno R4 ao ventilador conforme o diagrama fornecido.
- Conecte o Arduino Uno R4 ao seu computador usando um cabo USB.
- Abra a Arduino IDE no seu computador.
- Selecione a placa Arduino Uno R4 apropriada (por exemplo, Arduino Uno R4 WiFi) e a porta COM.
- Copie e cole o código fornecido na Arduino IDE.
- Pressione o botão Upload na Arduino IDE para transferir o código ao Arduino UNO R4.
- Observe o estado do ventilador.
Explicação do Código
A explicação está nos comentários do código Arduino acima.
Como Controlar a Velocidade do Ventilador com o Módulo MOSFET
Agora vamos trocar o relé por um módulo MOSFET. O ventilador ainda pode ligar e desligar, mas desta vez o Arduino UNO R4 também pode mudar a velocidade com que ele gira.
Diagrama de Ligação
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Veja A melhor forma de alimentar o Arduino Uno R4 e outros componentes.
| De | Para |
|---|---|
| Pino 9 do Arduino UNO R4 | PWM do módulo MOSFET |
| GND do Arduino UNO R4 | GND do módulo MOSFET |
| Adaptador de 12V + | + do módulo MOSFET |
| Fio vermelho do ventilador (+) | + do módulo MOSFET (o mesmo terminal do + do adaptador) |
| Fio preto do ventilador (−) | LOAD do módulo MOSFET |
| Adaptador de 12V − | − do módulo MOSFET |
Um ventilador tem uma bobina de motor dentro dele, por isso coloque um diodo flyback (1N4007 ou 1N5819) em paralelo com o ventilador. O lado com a faixa (cátodo) vai ao + do ventilador, e o outro lado vai ao − do ventilador.
Código Arduino UNO R4
O que o ventilador faz: ele funciona na velocidade máxima por 2 segundos e para por 2 segundos. Depois, acelera de 10% a 100% de potência, passo a passo, e desacelera de novo.
Passos Rápidos
- Faça a mesma preparação dos Passos Rápidos da parte do relé acima.
- Ligue o ventilador e o módulo MOSFET como mostrado no diagrama. Mantenha o adaptador de 12V desconectado da tomada.
- Faça o upload do código acima para o Arduino UNO R4.
- Conecte o adaptador de 12V à tomada.
- Abra o Serial Monitor a 9600 baud.
- Escute o ventilador: o som sobe e desce com a velocidade. Em baixa potência, alguns ventiladores podem não girar.
※ Nota:
O módulo MOSFET funciona somente com DC, e a fonte de alimentação do ventilador deve ser de cerca de 6V ou mais. Um ventilador de 5V não combina bem com ele. Para um ventilador de 5V ou um ventilador AC, use o relé.