自動寵物冷水機開源硬件

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資料介紹

描述

使用熱電冷卻技術，您也可以冷卻寵物的水盤！隨著溫度的升高，我知道讓幼犬降溫的最佳方法是從內部進行。通常，我會將一些冰塊放入水碗中，但現在，我只是將其留作檢查溫度是否足夠高以保證冷卻。Arduino 和溫度傳感器通過不讓風扇和 Peltier 一直運行來節省電力。但是，如果你愿意，你可以覆蓋傳感器并通過你的手機打開它，這要感謝粒子！Photon 這是一種節能、寵物友好的方式，可以讓您一天中的一部分時間自動化，至少在夏天是這樣。電池可以連接到標準 USB 充電器，因此您可以使用墻上插座為它充電，讓它插上電源，甚至可以使用太陽能電池陣列為它供電！

讓我們開始吧！

第 1 步：材料

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對于這個項目，您將需要：

電壓表

1 個帕爾貼模塊 (TEC1-12706)

1 個帶散熱器的舊電腦風扇

導熱墊

1 個鋁制冷卻塊

1 阿杜諾烏諾

1 個升壓轉換器

1 12v 繼電器（這就是我身邊的東西，但使用 5v 繼電器你不需要升壓轉換器）

1個二極管

1 個面包板

跳線

線螺母

1 - DHT22溫濕度傳感器

USB尾部（USB與手機連接器部分被切斷）

全USB線（適用于Arduino）

電池

加粗的東西可以用我在亞馬遜上找到的這個工具包代替。

斜體部分可以由用戶自己選擇電源來代替，不過我推薦5伏輸出（最后解釋）

第 2 步：構建冷卻元件

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首先，用導熱墊、導熱膏或導熱油脂覆蓋鋁制冷卻塊。不要放太多，因為它會妨礙傳熱過程。現在將您的 Peltier 模塊貼在上面，貼有標簽的一面朝向您。

其次，確保您的散熱器和風扇組合正常工作。將風扇擰到散熱器上并打開它。散熱器的底部應該比周圍環境稍微冷一些，但不要太冷，因為風扇現在只是在吹氣。如果有效，請轉到下一步。

最后，在鋁塊的另一面涂上一層，然后貼在散熱片上。該設備的 Peltier 面將直接接觸底面或您寵物的水碗以冷卻它（參見最后一張圖片以供參考）。

現在到布線。

第 3 步：接線

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首先，將風扇和 Peltier 模塊并聯起來，并為它們提供一對輸入（電源和接地）線。您可以通過將兩根紅色（電源）線連接到帶有電線螺母的單根紅色線上并為黑色（接地）線做同樣的事情來做到這一點。我們將從這里為它們提供 5v 電壓。接下來，將一些電線焊接到升壓轉換器的兩個輸入和兩個輸出孔中。我使用跨接線使增強面包板更友好。

其次，調整傳感器的方向，使其朝向 Arduino，如圖所示。我發現，如果你扭轉傳感器的數據引腳，當電源和接地引腳處于正確位置時，它會正好插入模擬 0 引腳。您可以選擇小心彎曲支腿以減少所需的電線數量，或者使用三根跨接電線將其連接到面包板上。

第三，如圖所示，將助推器放在面包板上。將繼電器放置在靠近升壓轉換器輸出端的位置。請記住將這些組件放在面包板的兩半上以避免短路。連接一個二極管作為從繼電器線圈接地側到電源側的反激。這是為了保護電機，否則來自電機的電壓尖峰可能會損壞它。將轉換器的輸入電源線連接到 Uno 的引腳 4，將輸入接地引腳連接到地。使用電壓表，將升壓轉換器的輸出配置為 11 伏。您將使用一字螺絲刀轉動藍色組件上的旋鈕來完成此操作。這應該足以打開你的繼電器而不損壞它。將輸出電源和接地引腳連接到繼電器線圈的相對兩側（稍后會詳細介紹）。

第四，將您的 Particle Photon 擠壓到面包板的一側，并將其連接到 Arduino 的接地和電源引腳。現在將 Photon 的引腳（我使用模擬 2）連接到升壓轉換器輸入端的 Arduino 數字引腳 4。這將是你的手動覆蓋按鈕，以防你覺得它很熱但傳感器說它不熱。

最后，拿起你的 USB 尾巴，將黑線連接到你的組合 Peltier/Fan 接地輸入。將 USB 尾部的紅線連接到繼電器的開關部分。現在將您的 Peltier/Fan 電源線連接到該開關的另一側。添加幾個塑料袋用于防水以防發生事故和轉瞬即逝！我的菜配有一個小托盤以保持高架，但如果您愿意，可以自己制作一個。

讓我們繼續看代碼，然后是一些理論。

第 4 步：軟件

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這是可選的，但您可以在助推器輸入端添加一個 LED 以查看它是否被 Arduino 打開。

我已經上傳了我的 Arduino 代碼，因此您可以跳過此文本，如果需要，只需將其閃存到您的板上即可。

此腳本使用 dht Arduino 庫。在其中，我們將 A0 引腳分配為溫度傳感器的輸入，將數字引腳 4 分配為升壓轉換器的輸出。DHT 庫接收傳感器的數據并使用溫度和濕度計算熱指數，或感覺有多熱。該熱量指數可用于設置開啟冷水機的最低閾值。我采取了一種更自由的方法，將其設置為在溫度或濕度過高時打開。如果您想針對您的特定區域自定義它，您可以使用這三個因素進行校準。

將其閃存到 Arduino 后，將 Arduino 插入電池。如果溫度很高，LED 會亮起，您應該會聽到繼電器發出輕微的咔嗒聲。您的風扇會打開，您的 Peltier 也會打開。我用的碗冷卻到 50 度，但當我加水時會稍微升溫。如果您的水不夠冷，請增加電源的電壓，但不要超過您的 Peltier 或風扇的最大額定值。

使用粒子光子的默認 Blynk 代碼，但不要忘記添加您自己的授權令牌。在 Blynk 應用程序上，制作一個帶有 A2 作為輸出引腳的按鈕。這將使您可以通過手機控制冷水機。

第 5 步：理論——它是如何運作的

Peltier 模塊將熱量從水盤輸送到散熱器，然后由風扇冷卻以確保其持續工作。由于盤子是金屬的，所以導熱性更好，這意味著熱量可以更快地流出。我們的電池為這個過程提供動力。沒有 Arduino 和繼電器，我們可以直接插入它，它會整天開著，浪費電力。然而，我們的控制電路確保它只會在用戶定義的需要時打開。

Arduino 的最大輸出電壓為 5 伏，電流不足以為我們提到的兩個冷卻設備供電，因此我們需要使用外部電池電源和繼電器。繼電器是一種電磁開關，基本上將開關部分（與我們的升壓轉換器相對的一側）與電磁鐵連接起來。我使用的繼電器不能直接由 Arduino 供電，因為它是 12 伏（我沒有 5v 的），所以我們需要將數字輸出引腳連接到升壓轉換器。升壓轉換器將給定電壓升高到更高的電壓。將其視為直流到直流變壓器。這就是我們的 5v Arduino 輸出可以打開 12v 繼電器的方式。

如果您有任何問題，請告訴我，我很樂意在評論中回答或更新此內容。謝謝，保持冷靜！