🐠 Проект: термостат для аквариума/террариума на DS18B20

DS18B20 держит температуру воды или воздуха в узком диапазоне, включая нагреватель через реле — точнее и гибче встроенного механического термостата аквариумного нагревателя.

Как это работает

Встроенные механические термостаты дешёвых аквариумных нагревателей часто имеют большую погрешность (разброс в 1-2°C) и со временем "плывут" из-за износа биметаллической пластины. DS18B20 — цифровой датчик с точностью около ±0.5°C, который можно откалибровать и настроить программно под конкретный вид рыб или рептилий, которым нужна определённая температура.

В коде используется гистерезис (зона нечувствительности вокруг целевой температуры `targetTemp`): нагреватель включается, когда температура опускается ниже `targetTemp - hysteresis`, и выключается только когда поднимется выше `targetTemp + hysteresis`. Без этой зоны нагреватель включался и выключался бы постоянно на границе одного значения, что быстро изнашивает реле и сам нагревательный элемент.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Подключите DS18B20: сигнал → D2, VCC → 5V, GND → GND.
Между сигнальным проводом и VCC впаяйте подтягивающий резистор номиналом 4.7 кОм.
Подключите модуль реле KY-019 (нагреватель): сигнал → D7, VCC → 5V, GND → GND.
Установите библиотеки OneWire и DallasTemperature через Менеджер библиотек в Arduino IDE перед прошивкой.
Важно для аквариума: обычный DS18B20 (не в герметичной капсуле) нужно самостоятельно изолировать перед погружением в воду — термоусадочная трубка и/или силиконовый герметик на месте пайки выводов, иначе короткое замыкание в воде почти гарантировано. Проще и надёжнее сразу купить версию датчика в водонепроницаемом металлическом корпусе на проводе, рассчитанную именно для погружения.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2      // пин данных DS18B20
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

const int relayPin = 7;       // реле нагревателя
const float targetTemp = 26.0; // целевая температура, °C
const float hysteresis = 0.5;  // зона нечувствительности, °C

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  sensors.begin();
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  sensors.requestTemperatures();
  float t = sensors.getTempCByIndex(0);

  if (t < targetTemp - hysteresis) {
    digitalWrite(relayPin, HIGH); // холодно — включаем нагреватель
  } else if (t > targetTemp + hysteresis) {
    digitalWrite(relayPin, LOW);  // достаточно тепло — выключаем
  }
  // внутри зоны гистерезиса состояние реле не меняем

  Serial.print("Температура: ");
  Serial.print(t);
  Serial.println(" C");

  delay(5000);
}

Для аквариума DS18B20 нужно герметично изолировать перед погружением в воду (термоусадка или силикон на месте пайки) — сам чип не влагозащищён.

Частые проблемы

Датчик выдаёт -127°C или 85°C — отсутствует или неправильный номинал подтягивающего резистора; проверьте, что между сигналом и VCC стоит резистор 4.7 кОм.
Нагреватель включается слишком часто — увеличьте `hysteresis`, например до 1.0-1.5°C.
Температура колеблется сильнее, чем задано в `hysteresis` — это нормально для систем с тепловой инерцией (вода остывает/нагревается не мгновенно); точная стабилизация требует более сложного регулятора (ПИД), простая пороговая логика даёт колебания.
Боитесь замыкания в воде — используйте только промышленно водонепроницаемую версию DS18B20 в металлической капсуле, не полагайтесь на самодельную изоляцию для долгосрочной эксплуатации.
Реле щёлкает, а нагреватель не греет — проверьте, что нагреватель подключён к силовым контактам реле через собственную розетку/источник питания, а не к выходу Arduino.

Как улучшить проект

Добавить аварийное отключение при слишком высокой температуре (защита от залипания реле во включённом состоянии) — отдельный порог, выше которого нагреватель принудительно выключается независимо от основной логики.
Вывести текущую температуру на LCD1602-дисплей рядом с аквариумом.
Логировать температуру на SD-карту, чтобы отслеживать стабильность условий за длительный период.