Samodejna zavesa z Arduinom: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Čas projekta!: Samodejno odpiranje/zapiranje zaves.

Videl sem še nekaj drugih projektov za zapiranje in odpiranje (samodejno) zaves, zagotovo sem si jih zdaj želel zgraditi.

Večina drugih modelov, ki sem jih videl, je bila zgrajena z ribiško vrvjo. Nisem hotel uporabiti ribiške vrvice, ker se bodo ribiške vrvi vedno kdaj zlomile?

Za to avtomatsko zaveso sem uporabil zobati zobati jermen (s kovinsko izvedbo, tako zelo močan) in zobato kolesce (20 zob), ki se uporabljata tudi za nekatere 3D tiskalnike.

Cilj je bil, da se zavese samodejno odpirajo in zapirajo, ko postane svetlo ali temno, in seveda ročni preglas. Razmišljal sem tudi o časovniku z RTC, vendar zaenkrat to deluje dobro, brez RTC.

(za zbirko fotografij in filmov sem ustvaril skupni album:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Oglejte si tudi kratek priročnik in ta videoposnetek končnega rezultata:

zaprto odprte zavese-2

Korak: Materiali in orodja, ki jih potrebujete

Korak 1:

Zberite vse, kar potrebujete. To se lahko razlikuje v drugih situacijah.

Materiali, ki sem jih uporabil:

Sestavine

"Mehanski":

Zobati jermen za 3D tiskalnike: 3 ali 6 metrov, odvisno od velikosti vašega okna/zavese.

(na primer: če mora vaša zavesa pokrivati 1,5 metra, potrebujete pas dolžine 3 metre)

(naročeno na AliExpressu: širina pasu GT2 6 mm RepRap 3D tiskalnik 10 mtr.)

Kolo z škripcem z 20 zobmi

(naročeno na AliExpress: krmilni jermen GT2 20 zob aluminijev izvrtina 5 mm primeren za trak GT2 širina 6 mm RepRap 3D tiskalnik Prusa i3)

Gladko osno kolo (brez zob) (ali drugo kolesce prostega valja)

Les 20x10x1,8 cm

Les 2x2x6 cm

Aluminijasti trakovi z drsno luknjo (včasih se uporabljajo za poravnavo okvirjev za slike na steni, ležal sem jih nekje)

Nekaj 5 mm vijakov in matic

Nekaj 3 mm matic in vijakov

Nekaj vijakov in čepov za pritrditev na steno

Aluminijasta plošča 0,2x2x30cm, izrežite 4 trakove iz 2x1,5 cm

Električne stvari:

Arduino Uno R3

Napajanje 12V 2A (odvisno od tega, kateri motor uporabljate)

Motor z prestavo (60 do 120 vrt / min)

Gonilnik motorja L298n

Majhno vezje 3x2,5 cm

3 LED

3 upori 220 ali 330 ohmov (upori za omejevanje toka za LED)

LDR

1 upor 330 Ohm (analogni delilnik z LDR)

4 upori 10K (izvlecite upore za stikala)

Nekaj glav za majhno vezje

Žice (žice Dupont/Arduino), moški-moški-moški-ženske

Ohišje (115x90x55)

Vklop/izklop/vklop stikala s tremi položaji

2x (majhni) releji z magneti

Termoskrčljiva cev/žica

Uporabljena orodja:

Spajkalno železo / spajkanje

Vrtalnik

Videl

Izvijači

Vroče lepilo

Klešče

Odstranjevalec žice

Škarje

Potrpežljivost

2. korak: Koraki Ustvarjanje modulov

2. korak:

Najprej sem nameraval narediti stvari čim bolj modularne: motorna ploščad, drugoosna ploščad, Arduino, krmilnik motorja, vmesniški vmesnik, ohišje.

Začel sem z ustvarjanjem motorne ploščadi in priključka (za priključitev motorja, trstičnih stikal in LDR na krmilnik preko priključka RJ45) na izdelanem kosu lesa.

Vse skupaj je nekoliko odvisno od tega, kakšen motor imate/uporabljate, ključno pa je, da je jermen, ki ga poganja kolo jermenice, zelo blizu tirnic zavese (približno 1 do 1,5 cm. Zraven).

Ležalo je nekaj motorjev z zobniki, ki sem jih že pred časom prihranil pri profesionalnem pivovarju kave. Bili so 24 voltov z prestavo, ki pri 24 voltih zmanjša število vrtljajev motorja na približno 120 vrt / min. Tukaj uporabljam motor na 12 Voltov, zato je število vrtljajev na minuto približno 60. Uporabil sem 12 V, ker se Arduino napaja tudi z napajanjem, ki sem ga imel za ta projekt, in za zmanjšanje maks. moč priključka (o tem glejte spodaj).

Pritrdite zobato kolesce na os motorja/gonila. Os zobnika je bila 6 mm, kolesce 5 mm. zato sem moral izvrtati luknjo kolesca, večjega do 6 mm.

Nato je za ta motor izdelal nosilec, ki je izrezal les, da bi se motor in orodje lepo prilegalo ter da bi lahko poleg njega namestili Reed stikala in ga pritrdili na steno z dvema vtičema in vijakoma.

Nato sem uporabil priključek RJ45 (ženski) za povezavo vseh žic z motorja in dveh trstičnih stikal ter LDR. Osem žic (4 pari) v omrežnem kablu je dovolj za delo.

Motor porabi le med 0,1 in 0,3 ampera (z 12 volti, 1,2 do 4 vata) (odvisno od obremenitve, ki jo dobi od zavese). Ena žica v omrežnem kablu (vsaj v tistih, ki jih imam) lahko zlahka vzdrži 10 vatov. Pravzaprav je standard PoE 15 vatov na par, vendar potrebujete tudi dober certificiran kabel PoE.

Uporabljena dolžina kabla je le približno 2 metra. To pa je bila moja glavna skrb: Ali bo ožičenje motorja preneslo moč, ki jo motor potrebuje. Zaenkrat brez težav, brez segrevanja povezav ali žic in vgradila sem varnost programske opreme: Motor lahko in bo deloval le največ časa (30 do 50 sekund, odvisno tudi od tega, kako dolgo) potrebno bo zapreti ali odpreti zaveso). To morate prilagoditi za svojo situacijo.

Če ta čas delovanja preseže, se bo motor ustavil in ga krmilnik motorja ne bo več poganjal. Razlog za prekoračen čas delovanja je treba nato raziskati in odpraviti, preden ponastavite Arduino/krmilnik (samo ponastavite/priklopite napajalni kabel za ponastavitev).

Idealen bi bil naravnost omrežni kabel ena na ena, vendar bo večina ethernetnih kablov (če ne vseh) v konektorju zvita, zato barvne žice, ki jih uporabljate na enem koncu, ne bodo enake na drugem, če veš kaj mislim. Morate natančno spremljati, kako stvari povezujete.

Dva para, ki sem jih lahko uporabil, sta bila oranžna in rjava na obeh koncih enaka, vendar sta modri in zeleni par na enem koncu postala mešanica obeh na drugem koncu. Ni problema, če le veste, katera kombinacija barv je priključena na kaj na drugi strani.

3. korak: Ustvarjanje druge osi

To je preprost korak: poglejte slike. Ustvarite majhno drugo osno ploščad, na kateri bo tekel pas, uporabil sem aluminijast trak z drsno luknjo, ki olajša enostavno namestitev ustrezne napetosti jermena. Pritrdite ga v bližini tirnice na drugem koncu zavese/okna. Oglejte si fotografijo.

Tako so z majhnim lesenim blokom aluminijasti trak z drsnim trakom, 5 mm vijakom in 2 maticami skupaj sestavili to stvar na fotografiji in izvrtali luknje za pritrditev na steno z nekaj čepi in vijaki v bližini tirnice na desnem koncu zavese.

4. korak: Pas

Pas:

To je res treba narediti natančno. Ker sem uporabil nastavljive osi in trstična stikala, sem ustvaril nekaj robov, vendar mora biti dolžina pasu precej natančna, lokacija magnetov in sponk pa še več.

Ta pas sem kupil pri AliExpressu, 10 mtr okrepljen zobati jermen (za 20 zobnih koles (tudi od ali prek AliExpressa)), stane le 7,60 evra.

Na koncu sem porabil vseh 10 metrov, enega za 3 m široko zaveso (torej sem potreboval približno 6 metrov tega pasu), in drugega za manjše okno, 1,7 m široko zaveso, zato sem uporabil še 3,4 mtr

Če želite natančno določiti dolžino pasu, morate motorno ploščad in drugo osno montažo pritrditi na želena mesta na steni. Pas z dovolj napetosti ovijte okoli koles in ga prerežite.

V 4 aluminijastih trakovih 0,2x1,5x2 cm izvrtajte 3 mm luknje. Pritrdite dva traka drug na drugega in izvrtajte tri luknje (tako da so luknje lepo poravnane, da pozneje vstavite vijake). Dve luknji na robovih/koncih in ena nekje na sredini, vendar pazite, da se pas lahko premika med dvema luknjama. S tem pritrdimo en komplet trakov na pas za en konec zavese, druga dva aluminijasta traka pa uporabimo za pritrditev/vpenjanje obeh koncev pasu skupaj s pomočjo majhnega kosa pasu dolžine 1,5 cm (glej fotografije).

Ta povezava ima torej dva namena, poveže konce pasov, da naredi zanko, in deluje kot ena od dveh nastavkov za zavese. Trdno privijte matice na tej sponki, da bo pas dovolj močan, da potegne in potisne zaveso. Sila ni tako velika, največ 2 do 3 kg (razen če gre kaj narobe?!).

Druge sponke še ne smete zategniti, saj je pozicijo pozneje treba prilagoditi za drugo zaveso.

Ko je pas končan, ga ovijte okoli kolesca in osnega kolesa ter ga močno privijte z nastavljivo osjo/aluminijastim trakom na enem koncu.

Zavese še ne pritrjujte na sponke, preden lahko pritrdite zavese, morate vse pravilno preizkusiti in prilagoditi.

Posnetek, ki ni "zankasta" povezava, mora biti zato še vedno "drsljiv".

5. korak: Arduino, krmilnik motorja in vmesniška plošča

Arduino, krmilnik motorja in vmesniška plošča.

Za modularnost sem z majhno vmesniško ploščo (PCB) ustvaril potrebne glave in upore za izvlečenje in za razdelilnik LDR, nato pa z ženskimi glavami povezal vse žice priključka RJ45 in stikalo za ročni preglas.

Na koncu je vmesniška plošča morda šibka točka v celoti in je bila morda nepotrebna ter neposredne povezave, kjer so morda boljše in lažje.

Dodelitev nožic na Arduinu je naslednja;

// dodelitev zatičev:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Serijsko tiskanje

// 2 - zelena led

// 3 - led rdeča

// 4, 5 - gonilnik motorja L298n

// 6, 7 - BREZPLAČNO

// 8 - Zgornje trstično stikalo - zaprite (d)

// 9 - spodnje trstično stikalo - odprto (ed)

// 10 - Ročno stikalo odprto

// 11 - Ročno zapiranje stikala

// 12 - BREZPLAČNO

// 13 - utripa živ LED (zunanji rumeni)

Priključite vse žice na vmesniško ploščo prek žic Arduino (moški-ženski) v skladu z zgornjimi razporeditvami zatičev.

Spajamo 3 LED diode z anodo (dolga noga) + upor na nožice 2, 3 in 13 Arduina in katode na ozemljitev.

Uporabil sem:

Pin 2 do zelene, za označevanje odpiranja zavese. (leva zavesa levo gledano od spredaj)

Pin 3 do rdeče, za označevanje zapiranja zavese. (leva zavesa na desni, gledano od spredaj)

Pin 13 v rumeno za živo utripanje (Vendar tega nisem več uporabljal, saj lahko utripajoča LED v temi postane moteča, vendar je tam za uporabo?, Po drugi strani pa sem programiral, da se LED ne uporablja v resnici, tudi z uporabo indikatorja TAMNO ali SVETLO za utripanje samo podnevi je tudi enostavno).

Pravzaprav je vse to potekalo skupaj s programiranjem tega krmilnika. Ideja o rdečem in zelenem vodilu se je pojavila pozneje, uporaba/a rumene pa je postala manj/nepomembna.

Korak 6: Združite vse skupaj

Zgradil ohišje. Ohišje, ki je zunaj CASE115x90x55MM, znotraj je bilo nekoliko manjše (107x85x52, Izvrtajte 5 mm luknje za svetilke, 6 mm luknjo za stikalo, 6 mm luknjo za priključni kabel/omrežni kabel in luknje za priključek za napajanje Arduino in priključek USB (kar je enostavno za programiranje/posodabljanje Arduina)

Prav tako spajkajte dve žici od priključka za napajanje Arduino do krmilnika motorja. Arduino se napaja prek tega zunanjega priključka za napajanje, krmilnik motorja pa tudi.

Arduino, krmilnik motorja in tiskano vezje vstavite v ohišje in povežite vse žice (LED -ji z upori 220 ohmov, stikalo z izvlečnimi upori in povežite ethernetni kabel skozi luknjo do tiskanega vezja in povežite z vodili.

Motorno ploščad pritrdite na steno na levi strani okna, drugo osno kolo na desno stran okna, pripnite pas okoli koles jermenice, priključite ethernetni kabel v priključek RJ45 na ploščadi motorja, vklopite Arduino sprva samo z USB -jem.

Naložite program/vdelano programsko opremo "curtain-2.ino" in preizkusite vrednosti LED in trstična stikala ter ročno preklapljajte prek izhoda za monitor Arduino IDE Serial. Posebna skrb pri prvih preskusih, odvisno od načina priključitve motorja na krmilnik motorja, se mora motor obrniti v nasprotni smeri urinega kazalca za zapiranje zavese in v smeri urinega kazalca za odpiranje. Če to ni pravilno, lahko prečkate žice na krmilniku motorja ali tiskanem vezju ali znova programirate funkcijo "motor_open ()" in "motor_close ()", da naredite nasprotno. (Krmilnik signala se obrne v smeri urinega kazalca ali v nasprotni smeri v smeri urinega kazalca).

Magnete za trstična stikala je treba postaviti na pravilna strateška mesta. Ko je sponka za zaveso na desni na pravem mestu (torej tudi daleč na desni, ko je zavesa odprta), je sponka za levo zaveso daleč na levi (zavesa odprta) in magnet kajti spodnje trstično stikalo mora biti zelo blizu na levi strani sponke za levo zaveso (glej tudi video in fotografije).

Magnet za zgornje trstično stikalo naj bo nato na vrhu pasu na sredini okna (spet, ko je zavesa odprta). Fotografije in video posnetki bodo jasni.

Zgornji magnet se bo pri zapiranju zavese pomaknil v levo (proti motorni ploščadi) in aktiviral trstično stikalo, ko se zavese srečata v sredini (zaprt položaj) Če se trstično stikalo aktivira prepozno, morate imajo (velik) problem. Motor bo poskušal potegniti zavese skupaj, vendar so že, zato se bo pas ustavil ali zdrsnil ali pa se bo motor ustavil in potegnil velik tok. Uglaševanje je torej zelo pomembno in to seveda velja tudi za zaključni položaj. Kakor koli že, za nastavitev tega v resnici ni bilo potrebno veliko časa in napora. Res je, da mora biti lepljenje/lepljenje magnetov na vrhu in na dnu pasu natančno, z možnostjo drsenja trstičnih stikal na ploščadi motorja robove, da ga pravilno nastavite: za zadnji test si oglejte ta film

Prvi film v tem skupnem albumu je preizkus pasu in stikala za branje:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

To lahko preizkusite z ročnim preklopom.

Pokrivanje/odkrivanje LDR lahko simulirate temno in svetlo.

Ko se sponke na pasu ustavijo na pravilnih mestih, lahko zavese pritrdite na sponke in uživate v samodejnem zapiranju in odpiranju zaves:-)