E-stikalo: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Ta pouk je bil ustvarjen v skladu z zahtevami projekta Makecourse na Univerzi v Južni Floridi (www.makecourse.com).

E-stikalo je naprava, ki uporablja Arduino Uno, IR sprejemnik in senzor bližine HCSR04 za krmiljenje servo motorja, ki je pritrjen na stikalo za luč. Ta izdelek je bil ustvarjen za varčevanje z energijo in lažji dostop prek zmožnosti daljinskega upravljanja. Izdelek se od obstoječih razlikuje po tem, da je pripravljen za namestitev, le priviti ga je treba na obstoječe stikalo za luči, brez dodatnih montaž in ožičenja. Spodaj so navedeni potrebni materiali:

• Arduino Uno
• Senzor bližine HCSR04
• IR sprejemnik + daljinski upravljalnik
• Servo motor SG90
• 3D tiskalnik + PLA filament
• Žice
• Majhna deska
• ježevi trakovi
• Električni trak

1. korak: Ožičenje

Za to vezje so 3 zunanje komponente, servo, senzor bližine in IR sprejemnik. Vse komponente je treba vzporedno povezati z isto ozemljitvijo in VCC napajanjem.

IR sprejemnik: IR sprejemnik ima 3 zatiče, levo je signalni zatič, ki je povezan z digitalnim zatičem 2. Srednji zatič je ozemljitveni zatič, zadnji pa zatič napetosti, ki potrebuje +5V

HCSR04 Senzor bližine: Senzor bližine ima 4 zatiče, od leve proti desni so VCC (+5V), sprožilec (pin 4), Echo (pin 3) in ozemljitev

Servo motor SG90: Servo ima 3 priključke, rdeča je VCC (+5V), rjava je ozemljena, rumena pa signal (pin 5)

2. korak: Koda

*Koda je naložena kot datoteka.rar, mora biti razpakirana*

Koda Arduino uporablja vhode HCSR04 in IR sprejemnik, medtem ko je servo motor edini izhod. Spremenljivka, imenovana "stanje", se uporablja za beleženje trenutnega položaja servo motorjev. 0 ustreza, da je servo v izključenem položaju, 1 kaže na vklopljen položaj.

V zanki je prvi korak posodobitev zadnje zabeležene razdalje senzorja bližine (lastValue), naslednji je zapis trenutne razdalje (razdalje), nato se te vrednosti primerjajo. Če je lastValue večja od trenutne razdalje, se bliža roka in servo se bo obrnil za 90 stopinj navzdol in ugasnil luči, glede na to, da je trenutno stanje 1. V nasprotnem primeru je roka, če je lastValue manjša od razdalje se umakne, servo pa se bo zasukal za 90 stopinj navzgor in prižgal luči, glede na to, da je trenutno stanje 0. Če noben od teh pogojev ni izpolnjen, IR sprejemnik preveri signale in jih dekodira ter ustvari "rezultate". Odvisno od rezultata se bo IR sprejemnik obrnil navzgor ali navzdol. Koda 0xFFE01F ustreza gumbu plus na daljinskih upravljalnikih IR in če je sprejet, bo servo zavrtil navzgor, da bo prižgal luč, glede na to, da je trenutno stanje 0. Koda 0xFFA857 ustreza gumbu minus na daljinskem upravljalniku, in če bo sprejet, bo zasukal gumb servo navzdol za izklop luči, glede na to, da je trenutno stanje 1. Če noben signal ni sprejet, se koda ponovi in nadaljuje iskanje (unrecv.resume).

3. korak: 3D natisnjene komponente

Za ta projekt sta morali biti oblikovani in natisnjeni dve komponenti, nosilec stikala za luč za servo in ohišje za vse komponente, ki se lahko zlahka prilegajo obstoječim stikalom.

• Nosilec stikala za luč: Ta kos je bil zasnovan tako, da drži stikalo za svetlobo med njegovimi roglji, prav tako je bil zasnovan za pritrditev na servo motor in ima za to luknjo.
• Ohišje ima 4 predelke: enega za senzor bližine, ki je na sprednji strani ohišja, s pravokotno odprtino. Neposredno nad tem je predel za sprejemnik Arduino in IR, v njem so vgrajene luknje, ki vodijo do drugih predelkov (za ožičenje), pa tudi luknje za vijake. Hrbtna stran ohišja je votla. Veliko območje, ki vsebuje dva vijaka, je prostor za servo motor in ohišje, roglji so razporejeni in velikosti za namestitev servo motorja. Manjši predal je zadnji in je namenjen za baterijo 9V.

4. korak: Montaža

1. Priključite žice na nožice na HCSR04, nato senzor postavite v njegov predel, kot je prikazano. Žice speljite skozi odprtine in do prostora za servo motor.
2. Priključite žice na nožice IR sprejemnika, nato pa s pomočjo električnega traku pritrdite sprejemnik na notranjo sprednjo stran predelka Arduino in tako zagotovite, da bo glava sprejemnika štrlela s strani, da preprečite težave pri komunikaciji. Postavite ga čim bližje vrhu ohišja. Potegnite žice navzdol do prostora za servo motor.
3. Kabel priključka akumulatorja speljite skozi najdaljšo luknjo v ohišju blizu glavne odprtine. Prepričajte se, da sta oba dela priključka na ustrezni strani (priključek Arduino v predal Arduino, priključek baterije v predal za baterije).
4. S pomočjo servo vijaka priključite nosilec stikala za 3D natisnjeno luč na servo motor, kot je prikazano. Nato namestite servo motor s pomočjo vijakov, tako da so žice obrnjene navzgor.
5. Za namestitev mize uporabite čičak.
6. Preden Arduino postavite v ohišje, vse komponente priključite na mizo, nato na ustrezne zatiče Arduino. Napajanje vseh komponent mora biti vzporedno. Ko končate, vstavite Arduino v predal, tako da so vrata za 9V baterijo obrnjena navzven.
7. 9V baterijo vstavite v ohišje in jo povežite z Arduinom.

5. korak: Uporaba

Za uporabo naprave lahko prinesete roko proti napravi, da ugasnete luči, ali stran od naprave, da vklopite luči. S pritiskom gumba plus na daljinskih upravljalnikih IR se luči prižgejo, s pritiskom na minus pa izklopijo luči.