WARNING: This month we’re heading into the big league with controlling household voltage devices. It should go without saying, but I’ll say it anyway, you must make sure your 110/240V devices are unplugged before chopping cables, and double-check your wiring before you do put that plug back into the wall outlet.
ATTENTION : ce mois-ci, nous passons en première division en pilotant des appareils sous tension domestique. Il va sans dire, mais je le dis quand même, que vous devez vous assurer que vos appareils sont débranchés avant de couper des câbles et vérifier deux fois votre câblage avant de remettre la fiche dans la prise murale.
In previous articles, I used an LCD screen which, while it worked, would need about a dozen wires and a potentiometer to control the screen brightness (see photo, top board). This time, I’ve managed to get some much simpler LCD screens that require only four wires (same photo, bottom board). The wires are VCC, GND, SDA and SCL. These should be marked on your Arduino, but on UNO boards, I believe it’s A4 and A5. On my MEGA, it’s 20 and 21 and they’re marked as such. But you need to put both those lines through a 4.7K resistor from 5V. These newer LCD screens are I2C which means they have a little controller board on the back. It also means they require a newer LCD library (https://bitbucket.org/fmalpartida/new-liquidcrystal) in the code. Before adding LCD code, we need to do a scan of the LCD screen to get its I2C address. Different models have different addresses. So, grab the code from: http://arduino.cc/playground/Main/I2cScanner and run it to see your LCD I2C address in the serial monitor. Mine is 0x3F.
Dans les articles précédents, j'ai utilisé un écran LCD qui, quand il était en marche, nécessitait une douzaine de fils et un potentiomètre pour contrôler la luminosité (voir la carte en haut sur la photo). Cette fois, je me suis arrangé pour trouver des écrans LCD plus simples, qui n'utilisent que 4 fils (même photo, la carte du bas). Les fils sont VCC, GND, SDA et SCL. Ces derniers devraient être identifiés sur votre Arduino ; mais, sur les cartes UNO, je crois que c'est A4 et A5. Sur mon MEGA, c'est 20 et 21 et ils sont marqués ainsi. Mais vous devez raccorder ces deux lignes au 5V à travers une résistance de 4,7 k.
Ces nouveaux écrans LCD sont I2C ce qui signifie qu'ils ont une petite carte de pilotage au dos. Cela signifie aussi qu'ils ont besoin d'une nouvelle bibliothèque (https://bitbucket.org/fmalpartida/new-liquidcrystal) dans le code.
Avant d'ajouter le code du LCD, nous devons faire un scan de l'écran LCD pour acquérir son adresse I2C. Des modèles différents ont des adresses différentes. Aussi, récupérez le code depuis : http://arduino.cc/playground/Main/I2cScanner et lancez-le pour voir l'adresse I2C de votre LCD sur le moniteur série. La mienne est 0x3F.
LCD Code I need to include that new library: #include <LiquidCrystal_I2C.h> Define various pins (I2C stuff that you shouldn’t need to touch), but insert the correct I2C address: #define I2C_ADDR 0x3F // you shouldn’t need to touch the pin numbers below #define BACKLIGHT_PIN 3 #define En_pin 2 #define Rw_pin 1 #define Rs_pin 0 #define D4_pin 4 #define D5_pin 5 #define D6_pin 6 #define D7_pin 7 LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR,En_pin,Rw_pin,Rs_pin,D4_pin,D5_pin,D6_pin,D7_pin); In my setup, I initialise the screen as 16×2, turn on the backlight, print a message, and use a delay to allow it to be read.
Code LCD
J'ai besoin d'ajouter la nouvelle bibliothèque :
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
Définissez plusieurs picots (des éléments I2C que vous n'aurez pas besoin de modifier), mais insérez la bonne adresse I2C :
#define I2C_ADDR 0x3F // vous n'avez pas besoin de toucher aux numéros de picots ci-dessous
#define BACKLIGHT_PIN 3 #define En_pin 2 #define Rw_pin 1 #define Rs_pin 0 #define D4_pin 4 #define D5_pin 5 #define D6_pin 6 #define D7_pin 7
LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR,En_pin,Rw_pin,Rs_pin,D4_pin,D5_pin,D6_pin,D7_pin);
Dans mon paramétrage, j'initialise l'écran en 16×2, allume le rétro-éclairage, affiche un message et mets un tempo pour qu'on ait le temps de le lire.
lcd.begin (16,2); lcd.setBacklightPin(BACKLIGHT_PIN,POSITIVE); lcd.setBacklight(HIGH); lcd.home(); lcd.print(“Screen OK”); delay(2000); Most of those commands are pretty self explanatory. I now have my temperature, humidity, and some of my serial monitor outputs going to the LCD screen using the lcd.print() command.
lcd.begin (16,2);
lcd.setBacklightPin(BACKLIGHT_PIN,POSITIVE);
lcd.setBacklight(HIGH);
lcd.home();
lcd.print(“Screen OK”);
delay(2000);
La plupart de ces commandes sont explicites.
Maintenant, j'ai la température, l'humidité et quelques-unes des sorties de mon moniteur série qui vont vers l'écran LCD en utilisant la commande lcd.print().
lcd.setCursor(0,2); lcd.print(“Checking… ”); lcd.setCursor() is for placing the text at a particular position on the screen. NOTE: if you don’t see anything on your screen on first run, try turning the potentiometer on the back of the LCD screen to adjust the brightness of the screen.
lcd.setCursor(0,2);
lcd.print(“Checking… ”);
lcd.setCursor() sert à positionner le texte à un endroit précis de l'écran.
NOTE : si, au premier démarrage, vous ne voyez rien sur votre écran, essayez de tourner le potentiomètre au dos de l'écran LCD pour ajuster sa luminosité.
Solid State Relay First, you can use a relay switch with this circuit, but you’ll get a physical clicking sound as the relay switches back and forth. No big deal, but a solid state relay is digital and without sound. Be absolutely sure that the relay switch (solid state or not) is rated to do 110/240V. Before I chop into the cable of my beloved heat mat, I want to make sure this circuit will work. So, instead, I’m going to chop into an unused desk lamp. With it unplugged, I chopped through the cable and paired off the two inner cables (live and neutral). I then twisted the two live cables together and left the two neutral cables detached. I also put some electrical tape over that twist to cover it up and keep things somewhat safe.
Relais statique
Disons d'abord que vous pourriez utiliser un relais électromécanique pour ce circuit, mais vous entendriez un bruit de contact à chaque commutation du relais. Ce n'est pas un problème ; cependant, un relais statique est électronique et ne fait pas de bruit. Assurez-vous absolument que ce relais (statique ou non) est dimensionné pour supporter 110/240 V AC.
Avant de couper le câble de ma chère couverture chauffante, je veux être sûr que le circuit fonctionne. Aussi, à la place, je vais sacrifier une lampe de bureau inutilisée.
Après l'avoir débranchée, je coupe le câble et je sépare les deux conducteurs internes (phase et neutre). Puis, je relie les deux phases ensemble et je laisse les deux neutres séparés. Je met aussi un peu de ruban isolant autour de l'épissure pour la couvrir et la mettre en sécurité (plus ou moins).
The solid state relay (SSR for short) has two DC inputs (in the photo, at the bottom left, is the red +5v and blue ground). It also has (depending on your SSR) one or more channels. My SSR has two channels. This is where your Arduino (yellow wire in the photo) will tell the SSR to go HIGH or LOW. The final two inputs are for the cable you wish to open/close. In this case the live (top wires in the photo) from my lamp. Now, it didn’t help that my inputs are labelled wrongly. The one marked ‘Ch1’ is actually for SSR channel two. So if you try this and it doesn’t work, try switching your wire from Ch1 to Ch2. You should see a light come on on the SSR to show which channel is HIGH/LOW. With those things in place it’s time to write some code. To test the SSR I’ll flash the lamp on/off. The first new lines of code are: #define ssr1 53 int state = LOW; unsigned long previousMillis= 0; const long interval= 1000;
Le relais statique (RS pour faire court) a deux entrées en courant continu (sur la photo, en bas à gauche, le +5V est rouge et la masse bleue). Il comporte aussi (suivant votre RS) un ou plusieurs canaux. Le mien en a deux. C'est par ici que votre Arduino (fil jaune sur la photo) alimentera ou non votre RS. Les deux dernières entrées sont pour le câble que vous souhaitez ouvrir/fermer. Dans ce cas, la phase (les fils du haut sur la photo) vient de la lampe. Là, ça n'a pas aidé que mes entrées soient mal étiquetées. Celle marquée « Ch1 » est en fait le canal 2 du RS. Aussi, si vous essayez le montage et que ça ne marche pas, tentez d'inverser les canaux 1 et 2. Vous devriez voir une lampe s'allumer pour vous montrer quel canal est alimenté ou non.
Une fois tout ceci en place, le moment est venu d'écrire un peu de code.
Pour tester le RS, je vais faire clignoter la lampe. Les premières nouvelles lignes de code sont :
#define ssr1 53
int state = LOW;
unsigned long previousMillis= 0;
const long interval= 1000;
This defines pin 53 on the Arduino as the control pin for the SSR. The state is to keep track of whether the lamp is currently on/off. The previousMillis and interval are for the flash. I’m going to try and use millis rather than delays as millis is more preferable to the program halting delay command. I begin with the usual pinMode and then set the SSR to the initial state of LOW. In other words, off. This SSR is ‘low level trigger’ which means LOW is on, and HIGH is off. pinMode(ssr1, OUTPUT); digitalWrite(ssr1, state); In the setup I create: unsigned long currentMillis = millis(); as this will be used in the if/then to switch on/off the lamp.
Ceci définit le picot 53 de l'Arduino comme le picot de commande du RS. Le « state » sert à conserver une trace de la lampe actuellement allumée/éteinte. « PreviousMillis » et « interval » sont pour le clignotement. J'essaie d'utiliser millis plutôt que delays parce que millis est meilleur pour la commande de tenue d'un tempo dans le programme.
Je commence avec l'habituel pinMode, puis place le relais à l'état BAS, c'est-à-dire, éteint. Ce RS est de type « à ouverture », ce qui signifie que le contact est fermé hors tension et ouvert sous tension.
pinMode(ssr1, OUTPUT);
digitalWrite(ssr1, state);
Dans le paramétrage, je crée :
unsigned long currentMillis = millis();
car il sera utilisé dans la boucle si/alors pour commuter la lampe.
The only other additional code of note is the switching (top right). CurrentMillis and previousMillis will keep track of how many milliseconds the loop is running for. When it reaches the interval (set up at the start) then the loop ends. Note that this means the code never grinds to a halt like it would with a delay. I can still put stuff to do inside that HIGH/LOW if statement. The inner if/else is just checking to execute: • if it’s currently off, let’s put it on, • if it’s currently on, let’s put it off. And, finally, do the on/off. With the interval set at 1000 this means the lamp will turn on/off every second.
La seule addition notable de code est la commutation (en haut à droite). CurrentMillis et PreviousMillis conservent les durées en millisecondes de parcours de la boucle. Quand « interval » est atteint (fixé au début), la boucle s'arrête. Notez que ça signifie que le code ne comporte aucun arrêt, comme ce serait le cas avec un delay. Je peux encore ajouter des choses à faire à l'intérieur de cette boucle Allumé/éteint, si besoin est.
Le if/else intérieur contrôle juste l'exécution suivante : • si l'état est actuellement allumé, alors éteindre, • si l'état est actuellement éteint, alors allumer.
Et, enfin, exécute le Allumé/éteint.
Avec un intervalle réglé à 1000, ça signifie que la lampe va clignoter chaque seconde.
The only downside of removing the delays is that I’m now hammering ThingSpeak every minute or less, but I’ll fix that later. It’s working. That’s the main thing! The code for this is a gist on my Github at: https://gist.github.com/ronnietucker/7fc62df161107116cf93. The code referred to above is marked as revision number 4. To check for a specific temperature, it’s as simple as putting in two if statements. if (DHT.temperature > 24 ) { state=LOW; } if (DHT.temperature < 24) { state=HIGH; } If the temperature goes above 24, the lamp comes on. If the temperature falls below 24, the lamp goes off.
Le seul inconvénient de retirer les délais est que je vais maintenant solliciter ThingSpeak toutes les minutes ou moins, mais je le réglerai plus tard. Ça marche. C'est le principal !
Le code correspondant est un gist sur mon Github à : https://gist.github.com/ronnietucker/7fc62df161107116cf93. Le code dont on parle ci-dessus est la révision n° 4.
Pour surveiller une température particulière, rien de plus simple. Ajoutez les deux déclarations :
if (DHT.temperature > 24 ) { state=LOW; }
if (DHT.temperature < 24) { state=HIGH; }
Si la température dépasse 24 °C, la lampe s'allume. Si la température tombe sous les 24 °C, la lampe s'éteint.
Mike K. - qualified electrical engineer (true!); and who has an uncle who was electrocuted notes: Ronnie says: listen to this man. He knows FAR more than me! Timer-overflow: In the real world, you’d might need to find out the maximum value of that “currentMillis” variable, because, sooner-or-later, it’ll reset back to 0. It’s defined here as an “Unsigned Long”, but I don’t know how many bytes is assigned (2/4/8/?), and I don’t know if each unit in that var is an actual millisec, or a multiple of one (eg, each unit might be a microsec?). You may need to allow for that event in your code, otherwise, your code will stop working when it occurs. For example. if a “long” is 4 bytes, and if the time unit is actual millisecs, then this code will fail after 49 days operation (at most!).
Notes de Mike K., ingénieur qualifié en électricité (vrai !) et dont un oncle a été électrocuté :
Ronnie écrit : écoutez ce gars. Il en connaît beaucoup plus que moi !
Dépassement de la temporisation : dans le monde réel, vous ne devriez pas avoir besoin de déterminer la valeur maximale de la variable « currentMillis » parce que, tôt ou tard, elle sera remise à zéro. Elle est définie ici comme un « entier long non signé », mais je ne sais pas combien de bits lui sont attribués (2/4/8/?) et je ne sais pas si chaque unité de cette variable est une vraie milliseconde ou un de ses multiples (par exemple, chaque unité vaudrait une microseconde ?).
Vous pourriez avoir besoin de prévoir cet événement dans votre code ; autrement, votre code s'arrêtera de fonctionner si ça se produit. Par exemple : si un « entier long » est sur 4 bits, et si le temps est en vraies millisecondes, ce le code sera en défaut après 49 jours de fonctionnement (au mieux !).
Temperature triggers: In the real world, your temp sensor might be “noisy”, and, in your case, when the temp is “around 24”, the reading might be hovering around 23/24/25, but changing a lot. If that happens, the code might get into a frenzy - switching the device on/off rapidly. To avoid that, one would use two thresholds just outside this frenzy-range, maybe 22-degrees, and 26-degrees. Then, the general approach would be: • In the initialisation code,set the Device to OFF, and set the “Device_State” to OFF (for simplicity). • If the new temperature is at/below the lower value, and the Device_State is currently OFF, then set it ON, and set Device_State to ON. • If the new temperature is at/above the upper value, and the Device_State is currently ON, then set it OFF, and set Device_State to OFF. • If we can read the current state of the device, then the above “Device_State” variable is not needed. And, reverse the above references to ON/OFF, if appropriate.
Seuils de température : dans le monde réel, votre détecteur de température pourrait être « bruité » et, dans ce cas, quand la température est « autour de 24 », la lecture pourrait tourner autour de 23/24/25, avec de nombreux changements. Si ça arrive, le code pourrait devenir fou, commutant le relais à toute vitesse. Pour éviter cela, on peut utiliser deux seuils, juste en dehors de cette zone perturbée ; peut-être 22 et 26 degrés. L'approche générale deviendrait alors : • Dans le code d'initialisation, mettre l'appareil à Éteint ainsi que «l'état de l'appareil » (par simplicité). • Si la nouvelle température est à la valeur basse (ou en-dessous), et que l'état de l'appareil est actuellement Éteint, alors l'allumer et mettre l'état de l'appareil à Allumé. • Si la nouvelle température est à la valeur haute (ou au-dessus), et que l'état de l'appareil est actuellement Allumé, alors l'éteindre et mettre l'état de l'appareil à Éteint. • Si vous pouvez lire l'état actuel de l'appareil, alors la variable « état de l'appareil » ci-dessus n'est pas nécessaire. Et inversez les références Allumé/Éteint ci-dessus, si c'est approprié.
Wiring: When cutting the mains cable, strip back the outer insulation very slowly and carefully, and do not damage or cut into the wires which are not used by the relay circuit. If there is an earth cable, and if there is an earthing connector in the SSR circuit, then, do not cut the earth cable, but strip about 1-2 cm of it, fold it, and insert it into the earth connector. For safety, the SSR circuit must be enclosed in a suitable protective box. If the relays get hot when being used, then ensure there is adequate ventilation in the box, and ensure the box is not placed on soft surfaces such as carpets, duvets, etc - which would inhibit ventilation.
Câblage : Quand vous coupez les câbles d'alimentation, retirez l'isolation extérieure lentement et avec précaution, et ne détériorez ni coupez les fils qui ne sont pas utilisés par le circuit du relais. S'il y a un câble de terre, et s'il y a une borne de terre sur le circuit du RS, ne coupez pas le câble de terre, mais dénudez-le sur environ 1 à 2 cm, pliez-le et insérez-le dans le connecteur de terre.
Par sécurité, le circuit du RS doit être placé dans une enveloppe protectrice adaptée. Si les relais deviennent chauds à l'utilisation, assurez-vous qu'il y a une ventilation adaptée dans le boîtier, et vérifiez que le boîtier n'est pas placé sur des surfaces molles telles que des tapis, duvets, etc., qui pourraient gêner la ventilation.
A user might install two relays - one on the positive and one on the negative lines. If a single relay is used - as in this project - it must be connected into the LIVE wire, so that, when the device (lamp, etc) is “off”, no mains voltage is reaching the device. Rating of Relays: Ensure that the relay can easily handle the mains voltage (110V AC or 240V AC), and the maximum current that will be used by the devices. For example, a light bulb might use 1.0 Amp current, whereas an electric room heater might use 20+ Amps. Overall, we should expect that Arduino fans might have kits in their bedrooms, and might decide to control the mains heating, lighting, ventilation, etc, with the Arduino. In this case, they are messing with lethal devices - which could easily lead to major fires, or injury, or death.
L'utilisateur peut installer deux relais, un sur la phase, un autre sur le neutre. Si un seul relais est utilisé - comme dans mon projet - il doit être connecté sur la PHASE, de sorte que, quand l'appareil (lampe ou autre) est éteint, aucune tension secteur n'atteint cet appareil.
Caractéristiques du relais : Assurez-vous que le relais peut facilement supporter la tension secteur (110 V AC ou 240 V AC), ainsi que la courant maximal absorbé par les appareils. Par exemple, une lampe à incandescence pourrait absorber 1 A, alors qu'un radiateur électrique pourrait utiliser 20 A ou plus.
En général, vous pouvez vous attendre à ce que des fans d'Arduino puissent avoir des kits dans leurs chambres et puissent décider de piloter le chauffage, l'éclairage, la ventilation, etc. avec l'Arduino. Dans ce cas, ils tripatouillent des appareils très dangereux, qui peuvent conduire facilement à un incendie, des blessures ou à la mort.