假设您坐在房间里感到寒冷，并且希望加热器自动打开，然后在室温升高后关闭，那么此项目将帮助您根据温度自动控制家用电器。在这里，我们根据温度控制带有Arduino的家用AC设备。在这里，我们使用热敏电阻读取温度。我们已经将热敏电阻与Arduino连接，并在LCD上显示了温度。
在本教程中，我们将为AC设备连接继电器，并使用Arduino制作温度受控的家庭自动化系统。它还在与电路连接的16 * 2 LCD显示屏上显示温度和设备状态。
所需材料
- Arduino UNO
- 继电器（5v）
- 16 * 2 LCD显示屏
- 灯泡（CFL）
- NTC热敏电阻10k
- 连接线
- 电阻（1k和10k欧姆）
- 电位计（10k）
电路原理图
该基于温度的家庭自动化系统 由各种组件组成，例如Arduino板，LCD显示屏，继电器和热敏电阻。工作情况主要取决于继电器和热敏电阻，随着温度升高，继电器将打开；如果温度降低到预设值以下，则继电器将关闭。与继电器连接的家用电器也将相应地打开和关闭。在这里，我们使用了CFL灯泡作为交流电器。整个触发过程和温度值设置由已编程的Arduino板执行。它还为我们提供了有关每半秒的温度变化和LCD屏幕上的设备状态的详细信息。
中继：
继电器是一种电磁开关，由小电流控制，用于接通和断开相对较大的电流。意味着通过施加较小的电流，我们可以打开继电器，从而允许更大的电流流过。继电器是使用小得多的直流电流来控制AC（交流）设备的一个很好的例子。常用的继电器是 单单刀双掷（SPDT）继电器，它有五个终端如下：
当线圈上未施加电压时，COM（公共）连接到NC（常闭触点）。当在线圈上施加一定的电压时，产生的电磁场将吸引电枢（杠杆连接到弹簧），并且COM和NO（常开触点）被连接，从而允许更大的电流流过。继电器有许多额定值，这里我们使用5V工作电压继电器，它允许7A-250VAC电流流过。
通过使用一个小的驱动器电路来配置继电器，该 驱动器电路 包括一个晶体管，一个二极管和一个电阻器。晶体管用于放大电流，以便全电流（来自直流电源– 9v电池）可以流过线圈以完全为其供电。电阻器用于为晶体管提供偏置。当晶体管关闭时，二极管用于防止反向电流流动。突然关闭时，每个电感线圈会产生相等且相反的EMF，这可能会对组件造成永久性损坏，因此必须使用二极管来防止反向电流。一个 继电器模块 容易获得在市场上与板上所有的驱动电路，也可以通过使用上述部件创建它。在这里我们使用了5V继电器模块
使用热敏电阻计算温度：
从分压器电路我们知道：
V输出=（V输入* Rt）/（R + Rt）
因此，Rt的值为：
Rt = R（Vin / Vout）– 1
此处Rt为热敏电阻（Rt）的电阻，R为10k欧姆电阻。
该方程式用于根据输出电压Vo的测量值计算热敏电阻电阻。我们可以从Arduino引脚A0上的ADC值获得电压Vout的值，如下面给出的Arduino代码所示。
从热敏电阻电阻计算温度
数学上，热敏电阻的电阻只能借助Stein-Hart方程来计算。
T = 1 /（A + B * ln（Rt）+ C * ln（Rt）3）
其中，A，B和C是常数，Rt是热敏电阻电阻，ln表示log。
项目中使用的热敏电阻的常数值为A = 1.009249522 ×10 -3，B = 2.378405444×10 -4，C = 2.019202697×10 -7。通过在三个不同温度下输入热敏电阻的三个电阻值，可以从计算器中获得这些常数值。您可以直接从热敏电阻的数据表中获得这些常数值，也可以在不同温度下获得三个电阻值，并使用给定的计算器获得常数值。
因此，为了计算温度，我们只需要热敏电阻的电阻值即可。从上面给出的计算中获得Rt的值后，将这些值放入Stein-hart方程中，我们将获得以开尔文为单位的温度值。由于输出电压的微小变化会引起温度变化。
Arduino代码
本文末尾给出了该温度控制家用电器的完整Arduino代码。在这里，我们解释了其中的几个部分。
为了执行数学运算，我们使用头文件 “ #include
#包括
为了在启动时设置继电器（作为输出）和LCD，我们必须在 无效设置 部分中编写代码
虚空setup（）{lcd.begin（16,2）; lcd.clear（）; pinMode（继电器，输出）; }
对于使用热敏电阻的电阻通过Stein-Hart方程计算温度，我们在代码中执行了一些简单的数学方程，如上面的计算所示：
浮点a = 1.009249522e-03，b = 2.378405444e-04，c = 2.019202697e-07; 浮点T，logRt，Tf，Tc; 浮动热敏电阻（int Vo）{logRt = log（10000.0 *（（1024.0 / Vo-1）））; T =（1.0 /（a + b * logRt + c * logRt * logRt * logRt））; //我们从这个Stein-Hart方程Tc = T-273.15得到以开尔文为单位的温度值；//将开尔文转换为摄氏Tf =（Tc * 1.8）+ 32.0; //将开尔文转换为华氏返回T；}
在下面的代码中，功能热敏电阻从Arduino的模拟引脚读取值，并通过执行数学运算来打印温度值
lcd.print（（热敏电阻（analogRead（0））））;
然后通过 热敏电阻 功能获取该值，然后开始计算
浮动热敏电阻（int Vo）
设置温度值时，我们必须根据温度编写用于打开和关闭灯的条件的代码，例如，如果温度升高超过28摄氏度，则灯会打开；如果灯保持关闭，则灯会打开。因此，只要温度超过28度，就需要将RELAY引脚（PIN 8）设为高电平，以使继电器模块导通。当温度低于28度时，我们需要将RELAY引脚设为低电平以关闭继电器模块。
如果（Tc> 28）digitalWrite（RELAY，HIGH），lcd.setCursor（0,1），lcd.print（“ Light status：ON”），delay（500）; 否则，如果（Tc <28）digitalWrite（RELAY，LOW），lcd.setCursor（0,1），lcd.print（“ Light status：OFF”），delay（500）;
温控家庭自动化系统的工作：
要为Arduino提供电源，您可以通过USB为笔记本电脑供电或连接12v适配器。LCD与Arduino相连以显示温度值，根据电路图连接了热敏电阻和继电器。模拟引脚（A0）用于随时检查热敏电阻引脚的电压，并且在通过Arduino代码使用Stein-Hart方程进行计算之后，我们可以获取温度并将其显示在摄氏和华氏温度的LCD上。
当温度升高到28摄氏度以上时，Arduino会通过在温度低于28度时将引脚8设置为高电平（连接了继电器模块）来打开继电器模块，而Arduino通过将引脚设置为低电平来关闭继电器模块。CFL灯泡还将根据继电器模块打开和关闭。
该系统在温控风扇和自动交流温度控制器项目中非常有用。
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