EducationBot в 08:38, 8 июля 2023

2023-07-08T08:38:30Z

← Предыдущая версия		Версия от 12:38, 8 июля 2023
Строка 315:		Строка 315:

	<references />		<references />
			{{Навигационная таблица/Портал/Arduino}}
	[[Категория:Пример]]		[[Категория:Пример]]
	[[Категория:Примеры]]		[[Категория:Примеры]]
	[[Категория:Пример программирования Arduino]]		[[Категория:Пример программирования Arduino]]
	[[Категория:Примеры программирования Arduino]]		[[Категория:Примеры программирования Arduino]]

EducationBot в 14:20, 14 мая 2023

2023-05-14T14:20:32Z

← Предыдущая версия		Версия от 18:20, 14 мая 2023
Строка 9:		Строка 9:
	==Код==		==Код==

	<syntaxhighlight lang="c" line="GESHI_NORMAL_LINE_NUMBERS\|GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS~~" enclose="div~~">		<syntaxhighlight lang="c" line="GESHI_NORMAL_LINE_NUMBERS\|GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS">
	// * Управление температурой *		// * Управление температурой *

Myagkij: Замена текста — «» на «»

2016-12-13T23:36:31Z

Замена текста — «<syntaxhighlight lang="c" line="GESHI_NORMAL_LINE_NUMBERS|GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS">» на «<syntaxhighlight lang="c" line="GESHI_NORMAL_LINE_NUMBERS|GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">»

Новая страница

{{Arduino панель перехода}}
{{Перевод от Сubewriter}}
{{Myagkij-редактор}}

=Управление температурой<ref>[https://github.com/thijse/Arduino-CmdMessenger/blob/master/examples/TemperatureControl/TemperatureControl.ino github.com - TemperatureControl.ino]</ref>=

Этот пример является расширенной версией примера [[Arduino:Примеры/ArduinoController|«Контроллер Arduino»]] и показывает, как измерять и управлять температурой в бойлере, а также выводить эту температуру на график.

==Код==

<syntaxhighlight lang="c" line="GESHI_NORMAL_LINE_NUMBERS|GESHI_FANCY_LINE_NUMBERS" enclose="div">
// *** Управление температурой ***

// Это расширенная версия примера «Контроллер Arduino». Теперь PC
// отсылает на Arduino стартовую команду, а Arduino начинает измерять
// температуру и управлять нагревателем. Контроллер также начинает
// отсылать на PC данные о температуре и управлении нагревателем, а PC
// переводит их в график. Управление нагревателем осуществляется при
// помощи ползунка и библиотеки PID – с их помощью можно задать
// целевую температуру.

// Если у вас нет термопары или нагревающего элемента, в этот скетч
// встроена симуляция бойлера. Чтобы воспользоваться ею,
// отключите #define REAL_HEATER

// ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы для загрузки библиотеки CmdMessenger
// использовали диспетчер пакетов, убедитесь, что у вас также
// подключены эти библиотеки:
// * PID
// * Adafruit_MAX31855 (в режиме симуляции не обязательна)
//
// Пакет, содержащий все эти библиотеки, можно найти тут:
https://github.com/thijse/Zipballs/blob/master/CmdMessenger/CmdMessenger.zip?raw=true

#include <utility\HeaterSim.h>

//#define REAL_HEATER;
#ifdef REAL_HEATER
#include <Adafruit_MAX31855.h>
#else
#include <utility\HeaterSim.h>
#endif

#include <CmdMessenger.h>
#include <PID_v1.h>
#include <utility\\DoEvery.h>

// привязываем экземпляр класса CmdMessenger к последовательному порту:
CmdMessenger cmdMessenger(Serial);

const int heaterPwmInterval = 300; // продолжительность ШИМ-цикла
const int measureInterval = 100; // интервал между измерениями

DoEvery tempTimer(measureInterval);
DoEvery pidTimer(heaterPwmInterval);

// настройки PID:
double pidP = 1500;
double pidI = 25;
double pidD = 0;

// контакты термопары:
int thermoDO = 3;
int thermoCS = 4;
int thermoCLK = 5;

// контакт для реле:
const int switchPin = 4;

bool acquireData = false; // флаг для запуска/остановки записи логов
bool controlHeater = false; // флаг для запуска/остановки управления нагревателем

long startAcqMillis = 0;

double CurrentTemperature = 20; // измеренная температура
double goalTemperature = 20; // целевая температура

bool heaterOn = false; // начальное состояние нагревателя
double heaterSteerValue = 0; // начальное нормализированное значение для управления нагревателем

// инициализируем библиотеку для термопары:
#ifdef REAL_HEATER
Adafruit_MAX31855 thermocouple(thermoCLK, thermoCS, thermoDO);
#else
HeaterSim heaterSim(20); // нагреватель находится в месте, где окружающая температура составляет 20 градусов Цельсия
#endif

// инициализируем библиотеку PID:
PID pid(&CurrentTemperature, &heaterSteerValue, &goalTemperature,pidP,pidI,pidD,DIRECT);

// Это список распознаваемых команд, и эти команды могут быть
// либо получены, либо отправлены. Чтобы получить команду, к этому
// событию нужно привязать функцию внешнего вызова.
enum
{
// команды:
kWatchdog , // команда, запрашивающая ID устройства
kAcknowledge , // команда, подтверждающая получение команды
kError , // команда, сообщающая об ошибках
kStartLogging , // команда, запрашивающая начать запись логов
kStopLogging , // команда, запрашивающая остановить запись логов
kPlotDataPoint , // команда, запрашивающая отображение на графике точек данных
kSetGoalTemperature , // команда, задающая целевую температуру
KSetStartTime , // команда, задающая новое начальное время для записи логов
};

// команды, отсылаемые от PC и получаемые на Arduino; в скетче Arduino
// нужно задать функцию внешнего вызова для каждой записи из списка ниже:
void attachCommandCallbacks()
{
// подключаем функции внешнего вызова:
cmdMessenger.attach(OnUnknownCommand);
cmdMessenger.attach(kWatchdog, OnWatchdogRequest);
cmdMessenger.attach(kStartLogging, OnStartLogging);
cmdMessenger.attach(kStopLogging, OnStopLogging);
cmdMessenger.attach(kSetGoalTemperature, OnSetGoalTemperature);
cmdMessenger.attach(KSetStartTime, OnSetStartTime);
}

// ------------------ ФУНКЦИИ ВНЕШНЕГО ВЫЗОВА ----------------------

// эта функция вызывается, когда к присланной команде не привязано никакой функции:
void OnUnknownCommand()
{
cmdMessenger.sendCmd(kError,"Command without attached callback"); // "Команда без функции внешнего вызова"
}

void OnWatchdogRequest()
{
// по запросу отсылаем на компьютер эти команду и идентификатор:
cmdMessenger.sendCmd(kWatchdog, "77FAEDD5-FAC8-46BD-875E-5E9B6D44F85C");
}

// функция внешнего вызова, сообщающая о готовности Arduino (т.е. о ее загрузке):
void OnArduinoReady()
{
cmdMessenger.sendCmd(kAcknowledge,"Arduino ready"); // "Arduino готова"
}

// функция для сбора данных:
void OnStartLogging()
{
// начинаем сбор данных:
acquireData = true;
cmdMessenger.sendCmd(kAcknowledge,"Start Logging"); // "Начинаем запись логов"
}

// функция для остановки сбора данных:
void OnStopLogging()
{
acquireData = false;
cmdMessenger.sendCmd(kAcknowledge,"Stop Logging"); // "Останавливаем запись логов"
}

// функция внешнего вызова, задающая целевую температуру:
void OnSetGoalTemperature()
{
// считываем аргумент о состоянии светодиода, интерпретируем строку как float:
float newTemperature = cmdMessenger.readBinArg<float>();

// перед изменением целевой температуры убеждаемся, что аргумент корректен:
if (cmdMessenger.isArgOk()) {
goalTemperature = newTemperature;

// включаем управление нагревателем (вначале оно отключено)
controlHeater = true;

// отправляем на PC сообщение с подтверждением:
cmdMessenger.sendBinCmd(kAcknowledge,goalTemperature);
} else {
// в присланной целевой температуре ошибка! Значит, шлем на PC сообщение об этой ошибке:
cmdMessenger.sendCmd(kError,"Error in received new goal temperature"); // "В новой целевой температуре обнаружена ошибка"
}
}

// функция внешнего вызова, задающая начальное время:
void OnSetStartTime()
{
// считываем аргумент о состоянии светодиода, интерпретируем строку как float:
float startTime = cmdMessenger.readBinArg<float>();

// перед изменением убеждаемся, что аргумент корректен:
if (cmdMessenger.isArgOk()) {
unsigned long milis = millis();
// транслируем секунды в миллисекунды для внутренних часов: startAcqMillis = (unsigned long)((float)startTime*1000.0f);
if (startAcqMillis > milis) { startAcqMillis = milis; }
startAcqMillis = milis- startAcqMillis;
}
}

// ------------------ ГЛАВНАЯ ЧАСТЬ СКЕТЧА ----------------------

// блок исходных операций:
void setup()
{
// прослушиваем последовательное соединение на предмет сообщений
// от PC (115200 – это, как правило, максимальная скорость для
// последовательной коммуникации через USB):
Serial.begin(115200);

// многие макетные платы с bluetooth (вроде HC-05/HC-06) по
// умолчанию работают на скорости 9600. Настройки, указанные ниже,
// должны этому соответствовать:
//Serial.begin(9600);

// в конце команды не пишем символ новой строки, чтобы сократить
// размер отправляемых данных:
cmdMessenger.printLfCr(false);

// инициализируем таймеры:
tempTimer.reset();
pidTimer.reset();

// инициализируем переменные PID:
pid.SetOutputLimits(0,heaterPwmInterval);

// считываем текущую температуру:
#ifdef REAL_HEATER
CurrentTemperature= thermocouple.readCelsius();
#else
CurrentTemperature = heaterSim.GetTemp();
#endif

// подготавливаем PID-порт для записи:
pinMode(switchPin, OUTPUT);

// включаем PID и выставляем на автомат:
pid.SetMode(AUTOMATIC);

// выставляем время замера:
pid.SetSampleTime(measureInterval);

// подключаем функции внешнего вызова, заданные пользователем:
attachCommandCallbacks();

// отсылаем на PC сообщение о загрузке Arduino:
cmdMessenger.sendCmd(kAcknowledge,"Arduino has started!"); // "Arduino запущена!"
}

// блок повторяющихся операций:
void loop()
{
// обрабатываем данные, пришедшие по последовательному соединению,
// и выполняем функции внешнего вызова:
cmdMessenger.feedinSerialData();

// каждые 100 миллисекунд обновляем температуру:
if(tempTimer.check()) measure();

// обновляем таймер PID:
pidTimer.check();

// проверяем, управляем ли мы нагревателем:
if (controlHeater) {
// вычисляем новые параметры PID:
pid.Compute();

// управляем нагревателем при помощи широтно-импульсной модуляции:
heaterPWM();
}
}

// меряем температуру в бойлере:
void measure() {
if (acquireData) {
// рассчитываем время:
float seconds = (float) (millis()-startAcqMillis) /1000.0 ;

// измеряем температуру:
#ifdef REAL_HEATER
CurrentTemperature= thermocouple.readCelsius(); // измеряем при помощи термопары
#else
CurrentTemperature = heaterSim.GetTemp(); // измеряем температуру в симулированном бойлере
#endif

// отправляем данные на PC:
cmdMessenger.sendCmdStart(kPlotDataPoint);
cmdMessenger.sendCmdBinArg((float)seconds); // время
cmdMessenger.sendCmdBinArg((float)CurrentTemperature); // измеренная температура
cmdMessenger.sendCmdBinArg((float)goalTemperature); // целевая температура
cmdMessenger.sendCmdBinArg((float)((double)heaterSteerValue/(double)heaterPwmInterval)); // нормализированное значения для управления нагревателем
cmdMessenger.sendCmdBinArg((bool)heaterOn); // состояние вкл/выкл во время ШИМ-цикла
cmdMessenger.sendCmdEnd();
}
}

void SetHeaterState(bool heaterOn)
{
// включаем нагреватель, подключенный к реле на контакте switchPin:
digitalWrite(switchPin,heaterOn?HIGH:LOW);
}

// задаем состояние нагревателя:
void heaterPWM()
{
// включаем/выключаем нагреватель – в зависимости от фазы ШИМ-цикла:
heaterOn = pidTimer.before(heaterSteerValue);
#ifdef REAL_HEATER
SetHeaterState(heaterOn); // включаем нагреватель бойлера
#else
heaterSim.SetHeaterState(heaterOn); // включаем нагреватель симулированного бойлера
#endif

}
</syntaxhighlight>

=См.также=

=Внешние ссылки=

<references />
[[Категория:Пример]]
[[Категория:Примеры]]
[[Категория:Пример программирования Arduino]]
[[Категория:Примеры программирования Arduino]]

Arduino:Примеры/TemperatureControl - История изменений

EducationBot в 08:38, 8 июля 2023

EducationBot в 14:20, 14 мая 2023

Myagkij: Замена текста — «» на «»