¿Cómo diseñar un calentador de asiento automático para su sofá?

El concepto de asientos calefactados es adoptado por casi todas las compañías de automóviles en estos días y en cada último modelo de Toyota, Honda, KIA, etc, la compañía está ofreciendo asientos calefactados en los coches. La mayoría de las compañías ofrecen asientos tanto con calefacción como con frío en sus modelos, lo que hace que la experiencia de conducción sea muy cómoda, especialmente en verano. Teniendo en cuenta esta idea, pensé por qué no implementar la idea de asientos calefactados en nuestras casas en nuestro Sofá que se coloca en la sala de estar o en otro lugar. El circuito que diseñaré más adelante en este artículo se encargará de calentar todo tipo de sofá ya sea de brazo redondo, de brazo cuadrado, de cuña dura, etc. El circuito se colocará en la parte inferior del sofá y los asientos comenzarán a calentarse automáticamente después de algunos intervalos de tiempo. Ahora, sin perder un segundo, pongámonos a trabajar.

Calentador automático de asientos

¿Cómo se fijan las placas calefactoras con Arduino?

Ahora, reuniremos información sobre los componentes electrónicos antes de hacer una lista de todos los componentes de hardware, porque nadie querrá quedarse en medio de un proyecto sólo por la falta de un componente.

Paso 1: Componentes necesarios (Hardware)

  • Arduino Nano
  • Placas calefactoras de poliamida flexible (x4)
  • Módulo de relé de 4 canales DC 5V
  • Sensor de temperatura y humedad DHT11
  • Cables de arranque
  • Placa de circuito impreso
  • Batería Lipo de 12V
  • FeCl3
  • Kit de soldador
  • Pistola de cola caliente
  • Multimetro digital
  • Pequeña caja de plástico
  • Cinta de montaje permanente escocesa

Paso 2: Componentes necesarios (Software)

  • Proteus 8 Professional (Puede ser descargado desde aquí)

Paso 3: Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de este proyecto es bastante simple. Se alimenta de la batería Lipo de 12V . La batería Lipo es preferida en este proyecto porque da una buena reserva y proporcionará un tiempo de reserva de aproximadamente 2 días o incluso más. También se puede usar un adaptador de CA a CC para alimentar este circuito porque nuestro requerimiento es de 12V CC. La columna vertebral de este proyecto son las placas calefactoras que se encargarán de calentar el sofá. La temperatura detectará la temperatura de la habitación y cuando la temperatura caiga por debajo del límite establecido en el código, se activará el módulo de relés y comenzará la calefacción. La calefacción continuará hasta que la temperatura vuelva a su estado anterior. El relé se activará cuando la temperatura caiga por debajo de 25 grados y se apagará cuando la temperatura vuelva a su posición original. El código puede ser alterado de acuerdo a sus requerimientos y he adjuntado el código a continuación, para que pueda entenderlo y hacer las alteraciones si lo desea.

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Paso 4: Simulación del circuito

Antes de hacer el circuito es mejor simular y examinar todas las lecturas en un software. El software que vamos a utilizar es el Proteus Design Suite . Es un software en el que se simulan circuitos electrónicos.

  1. Después de descargar e instalar el software Proteus, ábralo. Abra un nuevo esquema haciendo clic en el icono ISIS del menú.ISIS
  2. Cuando aparezca el nuevo esquema, haga clic en el icono P del menú lateral. Se abrirá un cuadro en el que podrá seleccionar todos los componentes que se utilizarán.Nuevo Esquema
  3. Ahora escribe el nombre de los componentes que se usarán para hacer el circuito. El componente aparecerá en una lista a la derecha.Selección de componentes
  4. De la misma manera, como en el caso anterior, busque todos los componentes. Aparecerán en la lista de dispositivos .

Después de simular el circuito llegamos a saber que funciona bien, por lo tanto procederemos un paso adelante y diseñaremos su diseño de PCB.

Paso 5: Hacer un diseño de PCB

Como vamos a hacer el circuito de hardware en un PCB, necesitamos hacer primero un diseño de PCB para este circuito.

  1. Para hacer el diseño del PCB en Proteus, primero tenemos que asignar los paquetes de PCB a cada componente del esquema. Para asignar los paquetes, haga clic con el botón derecho del ratón en el componente al que desea asignar el paquete y seleccione la herramienta Packaging Tool.Asignar paquetes
  2. Haga clic en la opción ARIES del menú superior para abrir un esquema de PCB.Diseño de ARIES
  3. Desde la lista de componentes, coloca todos los componentes en la pantalla en un diseño que quieras que se parezca a tu circuito.
  4. Haz clic en el modo de pista y conecta todos los pines que el software te dice que conectes apuntando una flecha.

Paso 6: Diagrama de circuito

Después de hacer el diseño del PCB el diagrama de circuito se verá así:

Diagrama de circuito

Paso 7: Empezando con Arduino

Si no has trabajado en Arduino IDE antes, no te preocupes porque a continuación se muestra un paso a paso para configurar Arduino IDE.

  1. Descargue la última versión de Arduino IDE desde aquí.
  2. Conecta tu placa Arduino al PC y abre el Panel de Control. Haz clic en Hardware y Sonido. Ahora abre Dispositivos e impresora y encuentra el puerto al que está conectada tu placa. En mi caso es COM14 pero es diferente en diferentes computadoras.Encontrar el puerto
  3. Haga clic en el menú de herramientas y configure la placa como Arduino Nano (AT Mega 328P) .Configuración de la placa
  4. En el mismo menú de herramientas, configure el procesador como ATmega328p (Old Bootloader) .
  5. Descargue el código adjunto y péguelo en su IDE de Arduino. Haga clic en el botón upload para grabar el código en su microcontrolador.Upload The Code
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Descargue el código y las bibliotecas necesarias haciendo clic aquí.

Paso 8: Entender el código

El código utilizado en este proyecto es muy simple y bien comentado. Aunque se explica por sí mismo, se describe brevemente a continuación para que si estás usando una placa Arduino diferente como Uno, mega, etc. puedas modificar el código correctamente y luego quemarlo en tu placa.

  1. En el inicio, se incluye la biblioteca para usar DHT11, se inicializan las variables para almacenar los valores temporales durante el tiempo de ejecución. Los pines también se inicializan para conectar los sensores al microcontrolador.
#incluir // incluyendo la biblioteca para usar el sensor de temperatura
dht11 DHT11; // creando objeto para el sensor de temperatura
#Defina la clavija 8 // inicialice la clavija para conectar el sensor
#Defina el relé 3 // inicialice el pin para conectar el relé
temperatura de flotación; // variable para mantener el valor temporal

2. void setup() es una función que se ejecuta una sola vez en el código cuando se enciende el microcontrolador o se presiona el botón de habilitación. En esta función se fija la velocidad en baudios, que es básicamente la velocidad en bits por segundo con la que el microcontrolador se comunica con los dispositivos periféricos.

evitar la configuración(){
pinMode(dhtpin,INPUT); // usar este pin como INPUT
pinMode(relay,OUTPUT); // use este pin como OUTPUT
Serial.begin(9600); // establecer la velocidad en baudios
}

3. void loop() es una función que se ejecuta una y otra vez en un bucle. En esta función, leemos los datos del pin de salida del DHT11 y activamos o desactivamos el relé a un determinado nivel de temperatura. Si la temperatura es inferior a 25 grados, las placas calefactoras se encenderán o permanecerán apagadas.

evitar el bucle(){
retraso (1000); // wati por un segundo
DHT11.read(dhtpin); // read thw temperature
temp = DHT11.temperatura; // guardar la temperatura en variable
Serial.print(temp); // imprimir el valor en el monitor
Serial.println("C ");
if(temp<=25) // Enciende las placas calefactoras
{
digitalWrite(relé,LOW);
//Serial.println(relé);
}
si no // Apaga las placas calefactoras
{
digitalWrite(relevo,ALTO);
//Serial.println(relé);
}
}

Paso 9: Configuración del hardware

Como hemos simulado el circuito en el software y está funcionando perfectamente bien. Ahora sigamos adelante y coloquemos los componentes en el PCB. Un PCB es una placa de circuito impreso. Es una placa totalmente recubierta de cobre por un lado y totalmente aislante por el otro. Hacer el circuito en el PCB es comparativamente un proceso largo. Después de que el circuito se simula en el software, y se hace el diseño del PCB, el diseño del circuito se imprime en un papel mantequilla. Antes de colocar el papel mantequilla en la placa de circuito impreso, utilice el rascador de la placa para frotar la placa de modo que la capa de cobre de la placa quede disminuida desde la parte superior de la misma.

Removiendo la capa de cobre

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Luego se coloca el papel mantequilla en la placa de PCB y se plancha hasta que el circuito se imprime en la placa (toma aproximadamente cinco minutos).

Tabla de pcb de hierro

Ahora, cuando el circuito se imprime en la placa, se sumerge en la solución de FeCl3 de agua caliente para eliminar el cobre extra de la placa, sólo el cobre que está debajo del circuito impreso se quedará atrás.

Eliminar la capa de cobre

Después de eso, frota la placa de PCB con el raspador para que el cableado sea prominente. Ahora taladre los agujeros en los lugares respectivos y coloque los componentes en la placa de circuito.

Perforación de PCB

Suelde los componentes de la placa. Por último, compruebe la continuidad del circuito y si se produce una discontinuidad en algún lugar desolde los componentes y conéctelos de nuevo. En electrónica, la prueba de continuidad es la comprobación de un circuito eléctrico para verificar si la corriente fluye en el camino deseado (que es con certeza un circuito total). Una prueba de continuidad se realiza estableciendo un poco de voltaje (cableado en disposición con un LED o una pieza creadora de conmoción, por ejemplo, un altavoz piezoeléctrico) sobre el camino elegido. Si la prueba de continuidad pasa, significa que el circuito está hecho adecuadamente como se desea. Ahora está listo para ser probado. Es mejor aplicar cola caliente con una pistola de cola caliente en los terminales positivos y negativos de la batería para que los terminales de la batería no se separen del circuito.

Paso 10: Probando el circuito

Después de ensamblar los componentes de hardware en la placa de circuito impreso y comprobar la continuidad, debemos comprobar si nuestro circuito funciona correctamente o no. Después de encender el circuito lo colocamos cerca del lugar donde la temperatura está por debajo de los 25 grados. Observará que las placas comenzarán a calentarse y se apagarán OFF en cuanto la temperatura aumente. Después de probar el circuito, colóquelo dentro de una cubierta. La cubierta puede ser diseñada en casa usando cualquier material. Por ejemplo, se puede diseñar una cubierta de madera, una carcasa de plástico o también se puede colocar un circuito dentro de una tela gruesa y coserlo. Luego se pega en la parte inferior del sofá usando doble cinta. Vigila regularmente la batería y cárgala con frecuencia.

Eso es todo por hoy. Sigan visitando nuestra página web para ver más proyectos de ingeniería interesantes y no olviden compartir su experiencia después de hacer este proyecto en su casa.

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