Sistema di Controllo Ventilazione Arduino

Un sistema intelligente di controllo ventola basato su Arduino che regola automaticamente la velocità di una ventola PWM in base alla temperatura ambientale rilevata da un sensore DHT11.

Caratteristiche Principali

• ✅ Controllo automatico della velocità della ventola basato su soglie di temperatura configurabili
• ✅ Monitoraggio RPM della ventola tramite segnale tachimetrico
• ✅ Comunicazione seriale con protocollo JSON per controllo remoto
• ✅ Override manuale della velocità ventola (durata 30 secondi)
• ✅ Output dati in tempo reale via seriale in formato JSON
• ✅ Controllo PWM preciso con Timer1 (~25kHz)

Requisiti Hardware

Componenti Necessari

• Arduino Uno/Nano/Pro Mini
• Sensore DHT11 (temperatura e umidità)
• Ventola PWM con uscita tachimetrica (es. ventole PC a 4 pin)
• Resistore pull-up per il segnale tachimetrico (10kΩ raccomandato)
• Alimentatore esterno (se necessario, vedi sezione alimentazione)

⚠️ Limiti di Corrente Arduino

Pin/Alimentazione	Corrente Massima	Note
Pin digitale singolo	40 mA	Limite assoluto per pin
Tutti i pin I/O combinati	200 mA	Limite totale
Pin 5V	500 mA	Con alimentazione USB
Pin 5V	1000 mA	Con alimentazione esterna 7-12V
Pin 3.3V	50 mA	Limite del regolatore interno

Schema di Collegamento

Componente	Pin Arduino	Note
DHT11 Data	Pin 4	Digitale
DHT11 VCC	5V	Alimentazione
DHT11 GND	GND	Ground
Ventola PWM	Pin 9	PWM Output (Timer1)
Ventola Tach	Pin 2	Interrupt (con pull-up)
Ventola VCC	12V/5V	Secondo specifiche ventola
Ventola GND	GND	Ground comune

Configurazione Resistore Pull-up

Il segnale tachimetrico richiede un resistore pull-up da 10kΩ collegato tra il pin tachimetrico della ventola e VCC.

⚡ Considerazioni sull'Alimentazione

IMPORTANTE: La maggior parte delle ventole PC richiede corrente superiore ai limiti di Arduino:

Tipo Ventola	Assorbimento Tipico	Alimentazione Richiesta
Ventola 40mm 5V	50-200 mA	✅ Alimentabile da Arduino
Ventola 80mm 5V	100-400 mA	⚠️ Possibile con alimentazione esterna
Ventola 120mm 5V	200-600 mA	❌ Richiede alimentazione esterna
Ventole 12V	Qualsiasi	❌ SEMPRE alimentazione esterna

Soluzioni Raccomandate:

1. Ventole piccole 5V (<200mA): Collegamento diretto ai 5V Arduino
2. Ventole medie/grandi o 12V: Utilizzare MOSFET o relay per commutare alimentazione esterna
3. Controllo PWM: Il segnale PWM (pin 9) rimane sempre collegato ad Arduino (consuma <1mA)

Configurazione Software

Parametri Temperatura

#define MIN_TEMP 25    // Temperatura minima (°C) - ventola spenta sotto questo valore
#define MAX_TEMP 40    // Temperatura massima (°C) - ventola al massimo sopra questo valore

Logica di Controllo

• T < 25°C: Ventola spenta (0%)
• 25°C ≤ T ≤ 40°C: Controllo lineare (0% - 95%)
• T > 40°C: Ventola al massimo (95%)

Protocollo di Comunicazione

Output JSON (ogni 500ms)

{
  "humidity": 45.2,
  "temperature": 28.5,
  "heat index": 29.1,
  "fan set": 0.35,
  "rpm": 1240,
  "override": false
}

Comandi Input JSON

Per impostare manualmente la velocità della ventola:

{"fan set": 0.75}

Nota: L'override ha durata di 30 secondi

Installazione e Uso

1. Preparazione IDE Arduino

// Librerie richieste:
#include "DHT.h"          // per sensore DHT11
#include <ArduinoJson.h>  // per comunicazione JSON

2. Upload del Codice

1. Collega l'Arduino al PC
2. Apri main.ino nell'IDE Arduino
3. Seleziona il tipo di board Arduino corretto
4. Upload del codice

3. Monitoraggio

• Apri il Serial Monitor (9600 baud)
• Osserva l'output JSON in tempo reale
• Invia comandi JSON per controllo manuale

Specifiche Tecniche

Parametro	Valore
Frequenza PWM	~25kHz
Risoluzione PWM	320 steps
Frequenza campionamento	2 Hz (500ms)
Debounce tachimetro	1ms
Soglia ventola bloccata	500ms
Durata override	30 secondi
Baud rate seriale	9600

Monitoraggio e Debug

Indicatori di Stato

• rpm: 0 = Ventola ferma o bloccata
• override: true = Modalità controllo manuale attiva
• override: false = Controllo automatico attivo

Risoluzione Problemi

1. Ventola non gira: Verificare collegamenti PWM e alimentazione
2. RPM sempre 0: Controllare resistore pull-up e collegamento tachimetrico
3. Lettura sensore fallita: Verificare collegamenti DHT11
4. Controllo non risponde: Verificare formato JSON dei comandi
5. Arduino si riavvia: Probabile sovraccarico di corrente - usare alimentazione esterna per ventola
6. Ventola gira lentamente: Controllare che l'alimentazione sia sufficiente (tensione e corrente)

Struttura del Progetto

vent_controller/
├── README.md
└── scr/
    └── main/
        └── main.ino

Licenza e Crediti

• Autore: Fabio
• Data: Settembre 2025
• Versione: 1.0

Sviluppi Futuri

• Interfaccia web per controllo remoto

Riferimenti e Documentazione

Documentazione Tecnica

• Arduino Fan Control Guide - Guida completa per il controllo ventole PWM con Arduino
• Noctua PWM Specifications White Paper - Specifiche tecniche dettagliate per ventole PWM

Risorse Aggiuntive

• Standard PWM per ventole PC (4-pin connector)
• Protocolli di comunicazione tachimetrici
• Best practices per controllo temperatura

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Nota: Questo progetto è basato su tecniche di controllo ventole PWM per Arduino. Assicurarsi sempre di utilizzare ventole compatibili e resistenze pull-up appropriate per il corretto funzionamento del sistema tachimetrico.