Réalisation d’un système de refroidissement piloté par Arduino UNO

Plan du tutoriel

1- Qu'est qu'un système de refroidissement ?

2- Comment fonctionne le système de refroidissement contrôlé par la carte Arduino UNO ?

3- Les composants nécessaires

4- Schéma de câblage du système de refroidissement

5- Programmation de la carte Arduino UNO

Qu'est qu'un système de refroidissement ?

Un système de refroidissement est un dispositif ou un ensemble de mécanismes utilisés pour dissiper la chaleur produite par une machine, un composant électronique ou tout autre système générant de la chaleur. L'objectif principal est de maintenir la température de l'appareil dans une plage sécuritaire pour éviter la surchauffe, qui pourrait entraîner des dysfonctionnements, une baisse de performance ou même des dommages irréversibles.

Voici un exemple de systèmes de refroidissement :

Refroidissement par air:

Le refroidissement par air est le type le plus courant dans les appareils électroniques, notamment dans les ordinateurs.

Ventilateurs : des ventilateurs sont utilisés pour évacuer la chaleur des composants internes.

Importance des systèmes de refroidissement :

Les systèmes de refroidissement sont essentiels pour assurer la durabilité, la stabilité et la performance des appareils électroniques, des véhicules, des centrales électriques et bien d'autres installations. Dans les appareils électroniques, par exemple, la chaleur excessive peut réduire l'efficacité des circuits, accélérer le vieillissement des composants, ou même causer des courts-circuits.

En résumé, un système de refroidissement est donc un élément crucial pour la gestion thermique de nombreux systèmes, protégeant les équipements tout en optimisant leur fonctionnement.

Comment fonctionne le système de refroidissement contrôlé par la carte Arduino UNO ?

Un système de refroidissement contrôlé par une carte Arduino UNO est un dispositif dans lequel l’Arduino contrôle activement la température en activant et désactivant des composants de refroidissement (comme des ventilateurs) en fonction de la température mesurée par un capteur. Ce type de système est utilisé dans des projets nécessitant un contrôle de la température, comme les ordinateurs, les boîtiers de circuits électroniques, ou même les serres.

Composants nécessaires

Pour créer un système de refroidissement contrôlé par Arduino, on utilise généralement :

Carte Arduino UNO : pour lire les données des capteurs et contrôler les composants de refroidissement.

Capteur de température : par exemple, un capteur DS18B20 ou DHT11 pour mesurer la température ambiante ou celle d’un composant spécifique.

Ventilateur ou module de refroidissement : un ventilateur est souvent utilisé pour évacuer la chaleur lorsqu'une température définie est atteinte.

Transistor ou relais : pour activer/désactiver le ventilateur en fonction du signal de la carte Arduino.

Alimentation : peut être nécessaire pour alimenter le ventilateur (si celui-ci demande plus de puissance que ce que l’Arduino peut fournir).

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement repose sur un contrôle en boucle fermée : l’Arduino lit en continu la température et prend des décisions en fonction de celle-ci. Voici comment le processus se déroule :

1- Lecture de la température : l'Arduino lit les valeurs de température fournies par le capteur. Par exemple, si on utilise un capteur DHT11, l’Arduino peut lire la température en degrés Celsius.

2- Traitement et comparaison : l’Arduino compare la température mesurée à une température seuil définie dans le code. Cette valeur seuil est celle au-delà de laquelle il est nécessaire d’activer le système de refroidissement.

3- Activation du ventilateur :

Si la température est supérieure au seuil défini, l'Arduino envoie un signal pour activer le ventilateur via un module de relais.

Le relais agit comme un interrupteur, alimentant le ventilateur qui commence à tourner pour refroidir le système.

4- Désactivation du ventilateur :

Si la température retombe en dessous d’un seuil inférieur (une température d’arrêt), l’Arduino coupe le signal envoyé au relais, ce qui arrête le ventilateur pour économiser l'énergie.

Les composants nécessaires

Pour afficher la température et l'humidité mesurées par le capteur DHT11 sur un afficheur LCD I2C à l'aide d'une carte Arduino, voici les composants nécessaires :

Arduino UNO :

La carte Arduino UNO servira de cerveau du système de refroidissement pour contrôler et interagir avec les différents composants.

Capteur DHT11 :

Pour mesurer la température de l'environnement.

Module relais

Le module relais agit comme un interrupteur, alimentant le ventilateur qui commence à tourner pour refroidir le système.

Ventilateur 5v :

C'est un ventilateur utilisé pour évacuer la chaleur lorsqu'une température définie est atteinte.

Afficheur LCD I2C :

Un écran LCD qui simplifie la connexion à l'Arduino en utilisant le protocole I2C. Il comprend un contrôleur intégré qui réduit le nombre de broches nécessaires pour le connecter à l'Arduino.

Il est utilisé pour afficher la température mesurées par le capteur DHT11.

Câbles de connexion :

Pour relier physiquement les composants entre eux.

Plaque d'essai (Breadboard) :

On utilise le plaque d'essai pour faciliter le câblage des différents composants.

Schéma de câblage du système de refroidissement

Capteur DHT11 :

VCC du DHT11 → 5V de l’Arduino

GND du DHT11 → GND de l’Arduino

DATA du DHT11 → Pin numérique 2 de l’Arduino

Relais :

VCC du relais → 5V de l’Arduino

GND du relais → GND de l’Arduino

S du relais → Pin numérique 1 de l’Arduino

Ventilateur 5V :

Alimentez le ventilateur en 5V en passant par le relais (une des bornes du relais vers l’alimentation du ventilateur, l’autre borne du relais vers le GND du ventilateur).

Écran LCD I2C 16x2 :

VCC du LCD → 5V de l’Arduino

GND du LCD → GND de l’Arduino

SDA du LCD → A4 de l’Arduino

SCL du LCD → A5 de l’Arduino

Programmation de la carte Arduino UNO

Ce code permet de lire la température à partir du capteur DHT11, d’afficher cette température et l’état du ventilateur sur l’écran LCD. Lorsque la température dépasse un seuil défini, le relais est activé, ce qui met en marche le ventilateur. Quand la température descend sous un certain seuil, le ventilateur s’éteint.

Avant d’installer ce code, assurez-vous d’avoir les bibliothèques DHT et LiquidCrystal_I2C dans l’IDE Arduino.