🌡️ Проект: термостат на LM75 с управлением реле для вентилятора или нагревателя

LM75 — один из самых старых и простых цифровых датчиков температуры с интерфейсом I2C, а модуль реле в этом проекте превращает показания датчика в реальное управление вентилятором или нагревателем с гистерезисом, чтобы реле не "дребезжало" включениями-выключениями около порога.

Как это работает

LM75 хранит результат последнего измерения температуры в собственном 16-битном регистре, который Arduino читает по I2C без какой-либо формулы пересчёта под конкретный экземпляр датчика (в отличие от аналоговых терморезисторов). Значащими являются 9 старших бит этого регистра, а младшие 7 бит — служебные, поэтому прочитанное 16-битное число сдвигают вправо на 5 бит и умножают на 0.125°C — это и есть шаг одного деления датчика. Адрес датчика на шине I2C по умолчанию 0x48 (при условии, что все адресные выводы A0-A2 модуля посажены на GND, как обычно сделано на готовых платах).

Гистерезис — это разница между температурой включения и температурой выключения нагрузки. Без него, если держать всего одно пороговое значение, реле начало бы щёлкать десятки раз в минуту, когда температура колеблется в районе порога на доли градуса — обычная механическая усталость контактов реле от такой частоты переключений. Поэтому в коде ниже заведены два значения: порог включения и порог выключения, отличающиеся на пару градусов.

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.

LM75: SDA → A4, SCL → A5, VCC → 5V, GND → GND.
Модуль реле: сигнальный вход (S/IN) → D2, VCC → 5V, GND → GND.
Силовую нагрузку (вентилятор, нагреватель и т.п.) подключайте к контактам COM и NO ("нормально разомкнут") модуля реле строго по инструкции конкретного модуля — эта часть схемы может работать с реальным сетевым напряжением и должна быть собрана аккуратно и изолированно.

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 <Wire.h>

const int LM75_ADDR = 0x48; // стандартный адрес при A0-A2 на GND
const int RELAY_PIN = 2;

const float TEMP_ON = 28.0;   // включаем нагрузку (например, вентилятор) при превышении этой температуры
const float TEMP_OFF = 26.0;  // выключаем только после остывания ниже этой — гистерезис 2 градуса

bool relayOn = false;

float readLM75() {
  Wire.beginTransmission(LM75_ADDR);
  Wire.write(0x00); // регистр температуры
  Wire.endTransmission();

  Wire.requestFrom(LM75_ADDR, 2);
  int16_t raw = (Wire.read() << 8) | Wire.read();
  raw = raw >> 5;             // значащие 9 бит
  return raw * 0.125;          // шаг датчика 0.125°C
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
}

void loop() {
  float temp = readLM75();
  Serial.print("Температура: ");
  Serial.println(temp);

  if (!relayOn && temp >= TEMP_ON) {
    relayOn = true;
    digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
    Serial.println("Реле включено");
  } else if (relayOn && temp <= TEMP_OFF) {
    relayOn = false;
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
    Serial.println("Реле выключено");
  }

  delay(1000);
}

Никаких дополнительных библиотек не требуется — только стандартный `Wire.h`. Если датчик не отвечает — проверьте его реальный адрес отдельным скетчем-сканером шины I2C, он не всегда 0x48, если на плате разведены и подняты адресные перемычки A0-A2.

Частые проблемы

Датчик не отвечает / Arduino "зависает" на Wire.requestFrom — почти всегда неверный адрес I2C или обрыв SDA/SCL; проверьте адрес сканером шины.
Температура читается, но выглядит как случайный большой скачок — проверьте правильность сдвига `>> 5` в коде; если его забыть, число будет в 32 раза больше реального.
Реле щёлкает слишком часто около порога — увеличьте разницу между `TEMP_ON` и `TEMP_OFF`, то есть расширьте гистерезис.
Нагрузка не включается, хотя реле явно щёлкает — проверьте, что силовая часть подключена именно к контактам COM/NO (а не NC) и что внешнее питание нагрузки подано.

Как улучшить проект

У LM75 есть отдельный аппаратный выход OS (Overtemperature Shutdown), который срабатывает сам, независимо от Arduino — можно завести его на отдельную аварийную цепь как резервную защиту от перегрева, даже если код зависнет.
Добавить дисплей LCD1602 или TM1637 для отображения текущей температуры и состояния реле без монитора порта.
Логировать температуру и моменты включения/выключения реле во внешнюю EEPROM для последующего анализа.