Arduino UNO R4 - Controla Elemento de Aquecimento
Neste guia, vamos aprender a controlar um elemento de aquecimento usando o Arduino UNO R4. A partir deste guia, você poderá criar um sistema de aquecimento em um tutorial seguinte.
Esta página mostra duas maneiras de acionar o aquecedor. A primeira usa um relé, que apenas liga o elemento de aquecimento totalmente ou o desliga totalmente. A segunda usa um módulo MOSFET. Ele também pode ligar e desligar o aquecedor, mas permite que o Arduino UNO R4 escolha quanto calor é produzido, por exemplo 30% ou 70%. Ele também é silencioso, e suas peças não se desgastam quando comutam com frequência.
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 Elemento de Aquecimento
Pinagem
Um elemento de aquecimento normalmente tem dois pinos.
- Conecte o pino positivo (+) (vermelho) à fonte de alimentação DC de 12V.
- Conecte o pino negativo (-) (preto) ao GND da fonte de alimentação DC.
Como Controlar o Elemento de Aquecimento
Quando um elemento de aquecimento de 12V é conectado a uma fonte de 12V, ele produz calor. Para controlar este elemento de aquecimento, usamos um relé como conexão entre o Arduino UNO R4 e o elemento de aquecimento. Assim, o Arduino UNO R4 pode controlar o elemento de aquecimento por meio do relé. Se você não conhece o funcionamento de um relé, sua configuração de pinos ou como programá-lo, pode saber mais no tutorial Arduino UNO R4 - Relé.
Pretende usar o módulo MOSFET no lugar dele? Leia primeiro o tutorial Arduino UNO R4 - Módulo MOSFET. Ele mostra os pinos do módulo e como o PWM define a potência.
Relé vs Módulo MOSFET para um Elemento de Aquecimento
| Relé | Módulo MOSFET | |
|---|---|---|
| Controle de calor | calor total ou nenhum calor | calor total, nenhum calor ou qualquer nível entre os dois (PWM) |
| Comutar com frequência | cada comutação desgasta um pouco os contatos | sem contatos, então sem desgaste |
| Som | você ouve um clique | silencioso |
| Velocidade | alguns milissegundos | muito rápida |
| Tipo de alimentação | AC ou DC | somente DC |
| Alimentação mínima | nenhuma, desde que esteja dentro da especificação do relé | cerca de 6V |
| Isolamento | bobina e contatos são separados | optoacoplador PC817 |
| Melhor uso | aquecedores AC, simples LIGA/DESLIGA | aquecedores DC com controle do nível de calor ou comutação frequente |
Um aquecedor em um projeto de controle de temperatura é ligado e desligado várias vezes seguidas. Um módulo MOSFET lida com isso melhor do que um relé, e também pode manter o calor em um nível baixo. Para um aquecedor que funciona com a rede elétrica AC, o relé é a única escolha entre os dois.
Diagrama de Ligação
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Código Arduino UNO R4
O código a seguir liga o elemento de aquecimento por cinco segundos e o desliga por cinco segundos, repetidamente.
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 elemento de aquecimento ao Arduino Uno conforme o diagrama fornecido.
- Conecte a placa 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 o código fornecido e cole-o na Arduino IDE.
- Clique no botão Upload na Arduino IDE para transferir o código ao Arduino UNO R4.
- Monitore a temperatura do elemento de aquecimento.
WARNING
Tenha cuidado: ele pode causar queimaduras e incêndio na sua casa. Isso é importante e queremos que você fique seguro. Se você não tem certeza absoluta do que está fazendo, não mexa em nada. Em vez disso, peça ajuda a alguém que entenda do assunto. Não nos responsabilizamos pela sua segurança.
Explicação do Código
A explicação está na seção de comentários do código Arduino acima.
Código Arduino UNO R4 - Controla o Elemento de Aquecimento com o Módulo MOSFET
Nesta parte, o módulo MOSFET toma o lugar do relé. Com PWM, podemos dar ao elemento de aquecimento apenas parte da potência, para que ele esquente, mas não fique totalmente quente.
Diagrama de Ligação
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Veja A melhor forma de alimentar o Arduino Uno R4 e outros componentes.
- O pino 9 do Arduino UNO R4 vai ao pino PWM do módulo.
- O GND do Arduino UNO R4 vai ao pino GND do módulo.
- O fio + do adaptador de 12V e o fio + (vermelho) do elemento de aquecimento vão, os dois, ao terminal +.
- O fio − (preto) do elemento de aquecimento vai ao terminal LOAD.
- O fio − do adaptador de 12V vai ao terminal −.
Um elemento de aquecimento é apenas um resistor, não uma bobina, então não é necessário um diodo flyback.
Código Arduino UNO R4
O código dá potência total ao aquecedor por 2 segundos e depois nenhuma potência por 2 segundos. Depois disso, a potência sobe de 10% a 100% e volta a cair até 0%. Um elemento de aquecimento esquenta e esfria devagar, então você não vai sentir cada passo. Sinta a mudança depois de um tempo, ou execute um nível de potência por mais tempo.
Passos Rápidos
- Se você ainda não configurou a Arduino IDE, siga os Passos Rápidos do código do relé acima.
- Faça a ligação mostrada no diagrama. Não conecte o adaptador de 12V à tomada ainda.
- Faça o upload do código para o Arduino UNO R4.
- Conecte o adaptador de 12V à tomada.
- Abra o Serial Monitor e defina o baud rate como 9600.
- Verifique o nível de potência no Serial Monitor. Não toque no elemento de aquecimento.
Dica: o módulo MOSFET é só para aquecedores DC, com uma alimentação de cerca de 6V ou mais. Um elemento de aquecimento que funciona com AC deve usar o relé.