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Arduino Nano - Élément chauffant

Ce tutoriel vous explique comment contrôler un élément chauffant avec un Arduino Nano. Par la suite, vous pourrez utiliser ces connaissances pour créer un système de chauffage dans un autre tutoriel.

Le Nano peut piloter le chauffage avec un relais ou avec un module MOSFET. Le relais ne peut allumer le chauffage qu'à pleine puissance ou l'éteindre complètement. Le module MOSFET peut le faire aussi, mais il peut aussi régler le niveau de chaleur, par exemple 30% ou 70% de la pleine puissance. Vous allez apprendre les deux méthodes ici.

Préparation du matériel

1	×	Official Arduino Nano
1	×	Alternativement: DIYables Nano V3.0 Development Board
1	×	Câble USB A vers Mini-B
1	×	Relais
1	×	Alternativement: MOSFET Module (AOD4184, LR7843 or FR120N)
1	×	Élément chauffant
1	×	Adaptateur secteur 12V
1	×	Connecteur d'alimentation DC
1	×	Fils de connexion
1	×	Recommandé: Carte d'extension à bornier à vis pour Arduino Nano
1	×	Recommandé: Carte d'extension breakout pour Arduino Nano
1	×	Recommandé: Répartiteur d'alimentation pour Arduino Nano

Ou vous pouvez acheter les kits suivants:

Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans)

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À propos de l'élément chauffant

Le brochage de l'élément chauffant

Brochage de l'élément chauffant Arduino Nano

L'élément chauffant a généralement deux broches :

La broche Positive (+) (rouge) doit être connectée aux 12V d'une alimentation DC.
La broche Négative (-) (noire) doit être connectée au GND d'une alimentation DC.

Comment contrôler un élément chauffant avec un Arduino Nano

Si un élément chauffant de 12V est alimenté par une puissance de 12V, il produira de la chaleur. Afin de réguler l'élément chauffant, un relais doit être placé entre l'Arduino Nano et l'élément chauffant. L'Arduino Nano peut alors contrôler l'élément chauffant à travers le relais.

Si vous n'êtes pas familier avec les relais (brochage, fonctionnement, programmation, etc.), veuillez consulter le Arduino Nano - Relais. pour plus d'informations.

Le module MOSFET est expliqué pas à pas dans le tutoriel Arduino Nano - Module MOSFET. Lisez-le d'abord si ce module est nouveau pour vous.

Relais ou module MOSFET pour un élément chauffant

	Relais	Module MOSFET
Contrôle du chauffage	pleine chaleur ou pas de chaleur	pleine chaleur, pas de chaleur, ou tout niveau de chaleur entre les deux (PWM)
Bruit	des clics à chaque commutation	aucun bruit
Vitesse de commutation	lente (millisecondes)	très rapide
Commutations fréquentes	les contacts s'usent	aucune pièce mobile, aucune usure des contacts
Type d'alimentation	CA ou CC	CC uniquement
Tension d'alimentation	toute (selon les valeurs nominales)	environ 6V ou plus
Isolation	oui, entre la bobine et les contacts	oui, par un optocoupleur PC817
Meilleur usage	les chauffages CA, un simple ON/OFF	les chauffages CC 12V, le contrôle du niveau de chaleur, les commutations fréquentes

Un système de chauffage allume et éteint souvent le chauffage de nombreuses fois pour garder une température. Pour un chauffage CC 12V, le module MOSFET gère bien cela car il ne s'use pas. Utilisez le relais si votre chauffage fonctionne sur le secteur CA.

Diagramme de câblage

Schéma de câblage de l'élément chauffant Arduino Nano

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Code Arduino Nano

Le code ci-dessous activera l'élément chauffant toutes les cinq secondes et le désactivera après que cinq secondes se soient écoulées.

Étapes rapides

Connectez votre Arduino Nano à l'ordinateur à l'aide d'un câble USB.
Lancez l'Arduino IDE, sélectionnez la carte et le port appropriés.
Collez le code dans l'Arduino IDE.
Cliquez sur le bouton Upload dans l'Arduino IDE pour envoyer le code à l'Arduino Nano.
Vérifiez la température de l'élément chauffant.

Soyez prudent. Cela peut vous nuire ainsi qu'à votre domicile. C'est un problème grave, et nous voulons que vous soyez en sécurité. Si vous n'êtes pas absolument certain de ce que vous faites, rendez-vous service et ne vous en mêlez pas. Demandez conseil à quelqu'un qui s'y connaît ! Nous n'acceptons aucune responsabilité pour votre sécurité.

Explication du code

Découvrez l'explication ligne par ligne contenue dans les commentaires du code source !

Code Arduino Nano - Contrôler l'élément chauffant avec un module MOSFET

Dans cette partie, un module MOSFET remplace le relais. Avec le PWM, le Nano peut donner au chauffage seulement une partie de sa puissance.

Diagramme de câblage

Schéma de câblage Arduino Nano, élément chauffant et module MOSFET

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Voir Comment alimenter un Arduino Nano..

La broche D9 du Nano va à la broche PWM du module, et le GND du Nano va à la broche GND du module.
Le + de l'adaptateur 12V et le + (rouge) du chauffage vont tous les deux à la borne +.
Le − (noir) du chauffage va à la borne LOAD.
Le − de l'adaptateur 12V va à la borne −.
Un élément chauffant n'est pas une bobine, donc aucune diode de roue libre (flyback) n'est nécessaire.

Code et étapes rapides

Le programme allume le chauffage à pleine puissance pendant 2 secondes, puis l'éteint pendant 2 secondes. Ensuite, il augmente la puissance de 10% à 100% et la ramène vers le bas. Un chauffage chauffe et refroidit lentement, donc vous sentirez le changement seulement après un certain temps.

/* * Ce code Arduino Nano a été développé par newbiely.fr * Ce code Arduino Nano est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-heating-element */ const int MOSFET_PIN = 9; // Arduino Nano pin connected to the PWM pin of the MOSFET module void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(MOSFET_PIN, OUTPUT); analogWrite(MOSFET_PIN, 0); // start with the load OFF } void setLoad(int percent) { int duty = map(percent, 0, 100, 0, 255); // convert 0-100% to 0-255 analogWrite(MOSFET_PIN, duty); Serial.print("Load power: "); Serial.print(percent); Serial.println("%"); } void loop() { // turn the load fully ON, then fully OFF Serial.println("Load: ON"); setLoad(100); delay(2000); Serial.println("Load: OFF"); setLoad(0); delay(2000); // increase the power step by step (PWM) for (int percent = 10; percent <= 100; percent += 10) { setLoad(percent); delay(500); } // decrease the power step by step (PWM) for (int percent = 90; percent >= 0; percent -= 10) { setLoad(percent); delay(500); } delay(1000); }

Préparez l'IDE Arduino de la même façon que dans les Étapes rapides du relais.
Connectez les composants comme dans le schéma ci-dessus, avec l'adaptateur 12V non branché.
Téléversez le code sur l'Arduino Nano.
Branchez l'adaptateur 12V.
Ouvrez le Moniteur Série (9600 bauds) pour voir le niveau de puissance :

Newbiely | Arduino IDE 2.3.8

──

☐

Newbiely.ino

···

8 Serial.println("Hello World!");

Output

Serial Monitor

Message (Enter to send message to 'Arduino Nano' on 'COM15')

New Line

9600 baud

Load: ON Load power: 100% Load: OFF Load power: 0% Load power: 10% Load power: 20% Load power: 30% Load power: 40% Load power: 50% Load power: 60% Load power: 70% Load power: 80% Load power: 90% Load power: 100% Load power: 90% Load power: 80% Load power: 70% Load power: 60% Load power: 50% Load power: 40% Load power: 30% Load power: 20% Load power: 10% Load power: 0%

Ln 11, Col 1

Arduino Nano on COM15

Remarque : le module MOSFET est réservé aux chauffages CC, et l'alimentation du chauffage doit être d'environ 6V ou plus. Un chauffage CA doit utiliser le relais.

Vidéo

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