Automatinė uždanga su „Arduino“: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Projekto laikas!: Automatinis užuolaidų atidarytuvas/uždarymas.

Mačiau keletą kitų užuolaidų uždarymo ir atidarymo projektų, be abejo, dabar norėjau sukurti vieną.

Dauguma kitų dizainų, kuriuos mačiau, buvo pastatyti naudojant meškerę. Nenorėjau naudoti meškerės, nes meškerės visada tam tikru momentu nutrūks?

Šiai automatinei uždangai aš naudoju dantytą paskirstymo diržą (su metaliniu tvirtinimu, toks labai stiprus) ir paspaudimo ratą (20 dantų), kurie taip pat naudojami kai kuriems 3D spausdintuvams.

Tikslas buvo tas, kad užuolaidos atsidarys ir užsidarys automatiškai, kai bus šviesu ar tamsu, ir, žinoma, rankinis nepaisymas. Aš taip pat laikiau laikmatį su RTC, tačiau kol kas tai veikia gerai, be RTC.

(nuotraukų ir filmų kolekcijai sukūriau bendrą albumą:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Taip pat žiūrėkite trumpą vadovą ir šį vaizdo įrašą apie galutinį rezultatą:

uždaryti-atidaryti užuolaidas-2

1 žingsnis: reikalingos medžiagos ir įrankiai

1 žingsnis:

Surinkite visus reikalingus daiktus. Kitose situacijose tai gali skirtis.

Medžiagos, kurias naudojau:

Komponentai

„Mechaninis“:

Paskirstymo diržas 3D spausdintuvams: 3 arba 6 metrai, priklausomai nuo jūsų lango/užuolaidos dydžio.

(pavyzdys: jei jūsų uždanga turi uždengti 1,5 metro, jums reikia 3 metrų diržo)

(užsakyta „AliExpress“: GT2 diržo plotis 6 mm RepRap 3D spausdintuvas 10 mtr.)

20 dantų skriemulio ratas

(užsakyta „AliExpress“: GT2 paskirstymo skriemulys 20 dantų „Alumium Bore“5 mm tinka GT2 diržui Plotis 6 mm RepRap 3D spausdintuvas „Prusa i3“)

Lygus (be dantų) ašies ratas (arba antras laisvai besisukantis skriemulio ratas)

Medis 20x10x1,8 cm

Medis 2x2x6 cm

Aliuminio juostelės su slankiojančia skylute (kartais jos naudojamos paveikslų rėmams išlyginti ant sienos, kai kur juos gulėjau)

Kai kurie 5 mm veržlės ir varžtai

Kai kurie 3 mm veržlės ir varžtai

Kai kurie varžtai ir kištukai tvirtinimui prie sienos

Aliuminio plokštė 0,2x2x30cm, iš 2x1,5 cm iškirpkite 4 juosteles

Elektros dalykai:

„Arduino Uno R3“

Maitinimo šaltinis 12V 2A (priklausomai nuo naudojamo variklio)

Variklis su pavara (nuo 60 iki 120 aps./min.)

Variklio vairuotojas L298n

Maža plokštė 3x2,5 cm

3 šviesos diodai

3 rezistoriai 220 arba 330 omų (srovės ribojimo rezistoriai šviesos diodams)

LDR

1 rezistorius 330 omų (analoginis daliklis su LDR)

4 rezistoriai 10K (pakeliami rezistoriai jungikliams)

Kai kurios mažos plokštės antraštės

Laidai (Dupont/Arduino laidai), patinas-patinas-patinas-moteris

Dėklas (115 x 90 x 55)

Įjunkite/išjunkite/įjunkite tris pozicijas

2x (mažos) nendrinės relės su magnetais

Termiškai susitraukiantis vamzdis/viela

Naudojami įrankiai:

Lituoklis Geležis / lydmetalis

Grąžtas

Pjūklas

Atsuktuvai

Karštas klijai

Replės

Vielos nuėmiklis

Žirklės

Kantrybės

2 žingsnis: modulių kūrimo žingsniai

2 žingsnis:

Pirma, aš planavau padaryti kuo moduliškesnius dalykus: variklio įrenginį, antrosios ašies įrenginį, „Arduino“, variklio valdiklį, jungties sąsają, dėklą.

Pradėjau kurti variklio įrenginį ir jungtį (variklio, nendrinių jungiklių ir LDR prijungimui prie valdiklio per RJ45 jungtį) ant pagaminto medžio gabalo.

Viskas šiek tiek priklauso nuo to, kokį variklį turite/naudojate, tačiau svarbiausia yra tai, kad skriemulio rato varomas diržas yra labai arti užuolaidos bėgelių (apie 1–1,5 cm. Šalia jo).

Aplinkui gulėjau pora variklių su krumpliaračiais, kuriuos seniai sutaupiau iš profesionalios kavos virimo aparato. Jie buvo 24 voltai su pavara, kuri sumažina variklio apsisukimų dažnį iki maždaug 120 aps./min. Aš čia naudoju 12 voltų variklį, todėl apsisukimų dažnis yra apie 60. Aš naudojau 12 V, nes „Arduino“maitinamas taip pat su maitinimo šaltiniu, kurį turėjau šiam projektui, ir sumažinti maks. jungties galia (daugiau apie tai žr. žemiau).

Pritvirtinkite traukiamąjį ratą prie variklio/pavaros ašies. Pavaros ašis buvo 6 mm, traukiamasis ratas - 5 mm. todėl man reikėjo išgręžti ištraukiamojo rato skylę didesnę iki 6 mm.

Tada sukūrė šiam varikliui skirtą laikiklį, išpjaudamas medieną, kad variklis ir krumpliaračiai gerai tilptų ir galėtų šalia jo sumontuoti „Reed“jungiklius ir pritvirtinti prie sienos dviem kištukais ir varžtais.

Tada aš naudoju RJ45 jungtį (patelė), kad prijungčiau visus variklio laidus ir du nendrinius jungiklius bei LDR. Aštuonių laidų (4 poros) tinklo kabelyje pakanka darbui atlikti.

Variklis naudoja tik 0,1–0,3 amperus (su 12 voltų, 1,2–4 vatais) (priklausomai nuo apkrovos, kurią jis gauna iš užuolaidos). Vienas laidas tinklo kabelyje (bent jau mano turimame) gali lengvai išlaikyti 10 vatų. Tiesą sakant, PoE standartas yra 15 vatų vienai porai, tačiau tada jums taip pat reikia gero sertifikuoto PoE kabelio.

Ir naudojamas kabelio ilgis yra tik apie 2 metrus. Tačiau tai buvo pagrindinis mano rūpestis: ar variklio laidai gali atnešti variklio reikalingą galią. Kol kas jokių problemų, jokių jungčių ar laidų nešildymo, ir aš sukūriau programinės įrangos saugą: variklis gali ir veiks tik maksimalų nustatytą laiką (30–50 sekundžių, taip pat vėl, priklausomai nuo to, kiek laiko) užtruks uždaryti ar atidaryti uždangą). Turite tai pritaikyti pagal savo situaciją.

Jei šis veikimo laikas viršijamas, variklis sustos ir variklio valdiklis jo nebeveiks. Prieš iš naujo nustatant „Arduino“/valdiklį, reikia ištirti ir išspręsti viršyto veikimo laiko priežastį (tiesiog atjunkite/prijunkite maitinimo kabelį, kad iš naujo nustatytumėte).

Idealus būtų tiesioginis vieno tinklo kabelis, tačiau daugumos eterneto kabelių (jei ne visų) jungtis bus susukta, todėl spalvotieji laidai, kuriuos naudojate viename gale, nebus vienodi kitame gale, jei žinok ką turiu omenyje. Turite tiksliai sekti, kaip viską sujungiate.

Dvi poros, kurias galėjau naudoti tokias, kokios buvo, oranžinės ir rudos poros buvo vienodos abiejuose galuose, tačiau mėlyna ir žalia pora viename gale tapo abiejų galų mišiniu. Jokių problemų, jei žinote, koks spalvų derinys yra prijungtas prie to, kas yra kitame gale.

3 žingsnis: antrosios ašies kūrimas

Tai paprastas žingsnis: žiūrėkite paveikslėlius. Sukurkite nedidelį antrosios ašies įrenginį, kad diržas veiktų, aš naudojau aliuminio juostelę su slankiojančia anga, kuri leidžia lengvai uždėti tinkamą diržo įtempimą. Pritvirtinkite jį prie bėgio kitame užuolaidos/lango gale. Žiūrėkite nuotrauką.

Taigi, naudodami mažą medinį bloką, aliuminio juostelę su slankiojančia juostele, 5 mm varžtą ir 2 veržles, kurios sujungtos nuotraukoje, ir išgręžkite skyles, kad pritvirtintumėte prie sienos su kai kuriais kištukais ir varžtais šalia bėgelio dešiniajame užuolaidos gale..

4 žingsnis: diržas

Diržas:

Tai tikrai reikia padaryti tiksliai. Kadangi naudojau reguliuojamas ašis ir nendrinius jungiklius, sukūriau keletą paraštių, tačiau diržo ilgis turi būti gana tikslus, o magnetų ir spaustukų vieta - dar didesnė.

Aš nusipirkau šį diržą iš „AliExpress“, 10 mtr sustiprinto dantyto paskirstymo diržo (20 dantų skriemulio ratui (taip pat iš/per „AliExpress“)), kainavo tik 7,60 euro.

Galiausiai sunaudojau visus 10 metrų, vieną 3 m pločio užuolaidai (taigi man reikėjo maždaug 6 metrų šio diržo), o kitą - mažesniam langui, 1,7 m pločio užuolaidą, taigi dar 3,4 mtr.

Norėdami gauti tikslų diržo ilgį, turite sumontuoti variklio įrenginį ir antrosios ašies įrenginį prie norimų vietų ant sienos. Apvyniokite diržą pakankamai įtempę aplink ratus ir nukirpkite diržą.

4 aliuminio juostelėse po 0,2x1,5x2 cm gręžkite 3 mm skyles. Užspauskite dvi juosteles viena ant kitos ir išgręžkite tris skyles (kad skylės būtų gražiai išdėstytos, kad vėliau galėtumėte užsukti varžtus). Dvi skylės kraštuose/galuose ir viena kažkur viduryje, tačiau įsitikinkite, kad diržas gali judėti tarp dviejų skylių. Tai yra vienas juostelių rinkinys prie diržo vienam užuolaidos galui pritvirtinti, o kitos dvi aliuminio juostelės naudojamos dviem diržo galams pritvirtinti/užfiksuoti kartu, naudojant nedidelį 1,5 cm ilgio diržo gabalėlį (žiūrėti nuotraukas).

Ši jungtis tarnauja dviem tikslais, sujungia diržo galus, kad padarytų kilpą, ir veikia kaip vienas iš dviejų užuolaidų tvirtinimo elementų. Tvirtai priveržkite šio spaustuko veržles, kad diržas būtų pakankamai stiprus, kad patrauktų ir stumtų uždangą. Jėga nėra tokia didelė, daugiausia 2–3 kg (nebent kažkas negerai?!).

Kitas spaustukas dar neturėtų būti priveržtas, nes vėliau reikia pakoreguoti šių segtukų padėtį kitai uždangai.

Kai diržas baigtas, apvyniokite jį aplink traukiamąjį ratą ir ašies ratą ir tvirtai įtempkite diržą su reguliuojama ašimi/aliuminio juostele viename gale.

Dar nepritvirtinkite užuolaidų prie spaustukų, prieš pritvirtindami užuolaidas turite viską teisingai išbandyti ir sureguliuoti.

Klipas, kuris nėra „kilpinis“ryšys, vis tiek turėtų būti „stumdomas“.

5 žingsnis: „Arduino“, variklio valdiklis ir sąsajos plokštė

„Arduino“, variklio valdiklis ir sąsajos plokštė.

Moduliškumo dėlei naudoju nedidelę sąsajos plokštę (PCB), kad sukurtų reikiamas antraštes ir rezistorius, skirtus pakelti ir LDR skirstytuvui, o po to su moteriškomis jungtimis prijungiau visus RJ45 jungties laidus ir rankinio perjungimo jungiklį.

Galų gale sąsajos plokštė gali būti silpnoji vieta visumoje, o gal ir nereikalinga, ir tiesioginiai ryšiai, kur galbūt geriau ir lengviau.

Smeigtukų paskirstymas „Arduino“yra toks;

// kaiščių paskirstymas:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - serijinis spausdinimas

// 2 - žalia žalia spalva

// 3 - raudonas

// 4, 5 - variklio vairuotojas L298n

// 6, 7 - NEMOKAMAI

// 8 - Viršutinis nendrių jungiklis - uždaryti (d)

// 9 - apatinis nendrių jungiklis - atidarytas (ed)

// 10 - rankinis jungiklis atidarytas

// 11 - Rankinis jungiklio uždarymas

// 12 - NEMOKAMAI

// 13 - mirksi gyvas ledas (išorinis geltonas)

Prijunkite visus laidus prie sąsajos plokštės per „Arduino“laidus (vyriškos ir moteriškos lyties) pagal aukščiau esančius kaiščių išdėstymus.

Lituokite 3 šviesos diodus su anodu (ilga koja) + rezistoriumi prie „Arduino“2, 3 ir 13 kaiščių, o katodus - prie žemės.

Aš naudojau:

2 kaištis yra žalias, nurodantis užuolaidų atidarymą. (kairė uždanga į kairę žiūrint iš priekio)

Smeigtukas 3 į raudoną, rodantis užuolaidų uždarymą. (kairė uždanga į dešinę žiūrint iš priekio)

13 kaištis iki geltonos spalvos, kad mirksėtų gyvas (Vis dėlto aš to daugiau nenaudojau, nes mirksintis šviesos diodas tamsoje gali erzinti, bet ar jį reikia naudoti?, naudojant DARK arba LIGHT indikaciją mirksėti tik dienos metu, taip pat nesunku).

Tiesą sakant, visa tai programuojant vyko kuriant šį valdiklį. Raudonos ir žalios lemputės idėja kilo vėliau, o geltonos spalvos naudojimas tapo mažiau svarbus.

6 žingsnis: sudėkite viską kartu

Pastatė korpusą. Korpusas, kurio išorinė pusė yra CASE115x90x55MM, viduje buvo šiek tiek mažesnis (107x85x52, Išgręžkite 5 mm skylutes LED lemputėms, 6 mm skylę jungikliui, 6 mm skylę jungties vielai/tinklo kabeliui ir skyles „Arduino“maitinimo jungčiai ir USB jungčiai (tai lengva programuoti/atnaujinti „Arduino“)

Taip pat lituokite du laidus iš „Arduino“maitinimo jungties į variklio valdiklį. „Arduino“maitinamas per šią išorinę maitinimo jungtį, taip pat ir variklio valdiklis.

Įdėkite „Arduino“, variklio valdiklį ir PCB į dėklą ir prijunkite visus laidus (šviesos diodus su 220 omų rezistoriais, perjunkite su ištraukiamaisiais rezistoriais, taip pat eterneto kabelį per skylę prijunkite prie PCB ir prijunkite prie antraščių.

Pritvirtinkite variklio įrenginį prie sienos kairėje lango pusėje, antrosios ašies ratą - dešinėje lango pusėje, uždėkite diržą aplink skriemulio ratus, prijunkite eterneto kabelį prie variklio įrenginio RJ45 jungties, įjunkite „Arduino“iš pradžių tik su USB.

Įkelkite programą/programinę-aparatinę įrangą „uždanga-2.ino“ir išbandykite šviesos diodų reikšmes ir nendrių jungiklius bei rankinį perjungimą per „Arduino IDE“serijinio monitoriaus išvestį. Ypatingas dėmesys pirmiesiems bandymams, atsižvelgiant į tai, kaip prijungėte variklį prie variklio valdiklio, variklis turėtų suktis prieš laikrodžio rodyklę, kad uždarytų uždangą, ir pagal laikrodžio rodyklę, kad atidarytų. Jei tai neteisinga, galite kirsti laidus variklio valdiklyje arba PCB arba perprogramuoti funkcijas „motor_open ()“ir „motor_close ()“, kad padarytumėte priešingai. (Signalo valdiklis sukasi pagal laikrodžio rodyklę arba prieš pagal laikrodžio rodyklę).

Nendrių jungiklių magnetai turi būti dedami į tinkamas strategines vietas. Kai dešinėje esančios užuolaidos spaustukas yra tinkamoje vietoje (taigi, taip pat toli dešinėje, kai uždanga yra atidaryta), tada kairės užuolaidos spaustukas yra toli kairėje (uždanga atidaryta) ir magnetas apatinis nendrinis jungiklis turi būti labai arti kairės užuolaidos spaustuko kairėje (taip pat žiūrėkite vaizdo įrašą ir nuotraukas).

Tada viršutinio nendrinio jungiklio magnetas turėtų būti ant diržo viršaus lango viduryje (vėlgi, kai uždanga yra atidaryta). Nuotraukos ir vaizdo įrašas paaiškins.

Viršutinis magnetas, uždarydamas užuolaidą, pasisuks į kairę (variklio įrenginio link) ir turėtų įjungti nendrės jungiklį, kai užuolaidos susitiks viduryje (uždaryta padėtis) Jei nendrinis jungiklis bus įjungtas per vėlai, turi (didelę) problemą. Variklis bandys užtraukti užuolaidas, bet jos jau yra, todėl diržas užstrigs arba slys, arba variklis sustoja, traukdamas didelę srovę. Taigi tai sureguliuoti yra labai svarbu, ir tai, žinoma, taikoma ir uždarymo pozicijai. Bet šiaip tai sureguliuoti tikrai nereikėjo tiek daug laiko ir pastangų, tikrai.. Magnetų klijavimas/klijavimas ant diržo viršaus ir apačios turi būti tikslus, naudojant variklio įrenginio nendrių perjungimo parinktį. paraštės, kad ją sureguliuotumėte: peržiūrėkite šį filmą, kad galutinai išbandytumėte

Pirmasis šio bendro albumo filmas yra diržo ir skaitymo jungiklių testas:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Norėdami tai patikrinti, galite naudoti rankinį perjungimą.

Uždengus/atskleidžiant LDR galite imituoti tamsą ir šviesą.

Kai diržo spaustukai sustoja tinkamose vietose, galite pritvirtinti užuolaidas prie spaustukų ir mėgautis automatiniu užuolaidų uždarymu ir atidarymu:-)