4.1.3 - Drehzahl mit Temperatursteuerung

// Konstanten
const int fanPin = 9;                 // Pin für den Lüfter
const int tachoPin = 2;               // Pin des Tachosignals des Lüfters
const int ntc = A0;                   // Pin für den 10kO NTC Wiederstand
const int ntcNominal = 10000;         // Wiederstand des NTC bei Nominaltemperatur
const int tempNominal = 25;           // Temperatur bei der der NTC den angegebenen Wiederstand hat
const int bCoefficient = 3977;        // Beta Coefficient(B25 aus Datenblatt des NTC)
const int serienWiederstand = 10000;  // Wert des Wiederstands der mit dem NTC in Serie geschalten ist
const int abfrageZahl = 5;            // Je mehr abfragen, desto stabiler isr das Ergebnis, dauert aber länger

// Variablen
int fanSpeed = 0;            // Variable für die Lüftergeschwindigkeit
int fanMin = 60;             // Kleinster PWM Wert für den Lüfter befor er abschält
int fanOut = 1;              // Variable zum pürfen ob der Lüfter aus war
int tMin = 20;               // Untere Grenze des Temperaturbereichs
int tMax = 60;               // Obere Grenze des Temperaturbereichs
int abfrage[abfrageZahl];    // Array Variable für das Mitteln der Temperatur https://arduino.cc/de/pmwiki.php?n=Reference/Array
float durchschnitt = 0;      // Variable für das Mitteln der Temperatur
float temp;                  // Variable für die Berechnung der temperatur nach Steinhart
int abfrZeit = 2000;         // Zeitabstand für die Abfragen des Tachosignals
long tachoMillis = abfrZeit; // Zeitabstand für Pulse Stretching Funktion 
float rps = 0;               // Variable mit Kommastelle für die Berechnung der Umdrehungen pro Sekunde
int rpm = 0;                 // Variable für die gemittelte Drehzahl
float umdrZeit = 0;          // Variable mit Kommastelle für die Zeit pro Umdrehung des Lüfters
float flankenZeit =0;        // Variable mit Kommastelle für die Zeit pro Puls des Lüfters 
 

void setup()
{
  TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000 | 0x01;   // Setzt Timer1 (Pin 9 und 10) auf 31300Hz
  Serial.begin(9600);             // Baudrate für die Ausgabe am Serial Monitor
  pinMode(fanPin, OUTPUT);        // Setzt den Pin des Lüfters als Ausgang
  pinMode(ntc, INPUT);            // Setzt den Pin des NTC Wiederstands als Eingang
  pinMode(tachoPin, INPUT);       //Setzt den Tacho Pin als Eingang
}


void loop()
{
  temperaturberechnung();      // Startet die Temperaturerfassungsroutine
  
  // Lüftergeschwindigkeit über den Temperaturbereich einstellen
  // TMin->0% PWM | TMax->100% PWM
  fanSpeed = map(temp, tMin, tMax, 0, 255);    
  
  // Wenn der PWM Wert unter den van FanMin fällt, schält der Lüfter ab
  if (fanSpeed < fanMin)
  {
    fanSpeed = 0;
    fanOut = 1;
  }
  
  // Hysterese
  if (fanOut == 1)
  {
    fanSpeed = 0;
  }
  
  if(temp >= 32)
  {
    if(fanOut == 1)
    {
      fanOut = 0;
      analogWrite(fanPin, 255);
    }
  }
  
  // PWM Wert auf 255 begerenzen  
  if (fanSpeed > 255)
  { 
    fanSpeed = 255;
  }
  
  analogWrite(fanPin, fanSpeed);      // Den Lüfter mit dem PWM Wert ansteuern
  
  // Alle 2000ms pulse_stretch starten um die Drehzal auszulesen
  if((millis() - tachoMillis) >= abfrZeit)
  {      
    pulse_stretch();
  } 
} 


void temperaturberechnung()
{
  // Nimmt N Abfragen in einer Reihe, mit einem kurzen delay
  for (int i=0; i < abfrageZahl; i++) {
    abfrage[i] = analogRead(ntc);
    delay(10);
  }
  
  // Mittelt alle Abfragen
  durchschnitt = 0;
  for (int i=0; i < abfrageZahl; i++) {
    durchschnitt += abfrage[i];
  }
  durchschnitt /= abfrageZahl;
  
  // Umwandlung des Wertes in Wiederstand
  durchschnitt = 1023 / durchschnitt - 1;
  durchschnitt = serienWiederstand / durchschnitt;
  
  // Umrechnung aller Ergebnisse in die Temperatur mittels einer Steinhard Berechnung
  temp = durchschnitt / ntcNominal;     // (R/Ro)
  temp = log(temp);                     // ln(R/Ro)
  temp /= bCoefficient;                 // 1/B * ln(R/Ro)
  temp += 1.0 / (tempNominal + 273.15); // + (1/To)
  temp = 1.0 / temp;                    // Invertieren
  temp -= 273.15;                       // Umwandeln in °C
  
  // Ausgabe an den Seriellen Monitor
  Serial.print("Temperatur ");
  Serial.print(temp);
  Serial.println(" *C");
  
  delay(500);
}


void pulse_stretch()
{
  if (fanOut == 0)
  {
    analogWrite(fanPin, 255);              // Den Lüfter konstant mit Strom versorgen damit das Tachosignal funktioniert
    flankenZeit = pulseIn(tachoPin, HIGH); // Abfrage der Zeit pro Puls in Mikrosekunden
    analogWrite(fanPin, fanSpeed);         // Setzt die Lüftergeschwindigkeit zurück
    umdrZeit = ((flankenZeit * 4)/1000);   // Berechnung der Zeit pro Umdrehung in Millisekunden
    rps = (1000/umdrZeit);                 // Umrechnung auf Umdrehungen pro Sekunde
    rpm = (rps*60);                        // Umrechnung auf Umdrehungen pro Minute
  
    Serial.println(rpm);                   // Ausgabe der Drehzahl im Seriellen Monitor
  }
  else
  {
    Serial.println("0");                   // Ausgabe von 0 RPM
  }
  
  tachoMillis = millis();      // Die TachoMillis werden aktualisiert um die nächsten 2000ms zählen zu können    
}