Automatska zavjesa s Arduinom: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Vrijeme projekta!: Automatski otvarač zavjesa/zatvarač.

Vidio sam neke druge projekte za zatvaranje i otvaranje (automatski) zavjesa, sigurno sam ih sada želio izgraditi.

Većina drugih dizajna koje sam vidio izgrađeni su pomoću ribarske vrpce. Nisam želio koristiti ribarsku liniju, jer će se ribarske niti u jednom trenutku uvijek slomiti?

Za ovu automatsku zavjesu koristio sam zupčasti zupčasti remen (s metalnom izvedbom, tako jako jak) i kotačić s razvodnim mehanizmom (20 zuba), koji se također koriste za neke 3D pisače.

Cilj je bio da se zavjese automatski otvaraju i zatvaraju, kad padne svjetlo ili mrak, i naravno ručno poništavanje. Razmišljao sam i o mjeraču vremena s RTC -om, ali zasad ovo radi dobro, bez RTC -a.

(za zbirku fotografija i filmova stvorio sam zajednički album:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Također pogledajte kratki priručnik i ovaj videozapis krajnjeg rezultata:

zatvoreno-otvorene-zavjese-2

Korak 1: Materijali i alati koji su vam potrebni

Korak 1:

Skupljanje svih potrebnih stvari. To bi se moglo razlikovati u drugim situacijama.

Materijali koje sam koristio:

Komponente

"Mehanički":

Razvodni remen za 3D pisače: 3 ili 6 metara, ovisno o veličini vašeg prozora/zavjese.

(primjer: ako vaša zavjesa mora pokriti 1,5 metara, potreban vam je pojas od 3 metra)

(naručeno na AliExpressu: GT2 širina remena 6 mm RepRap 3D pisač 10 mtr.)

Kotač remenice s 20 zuba

(naručeno na AliExpressu: GT2 remenica za mjerenje vremena 20 zubaca, aluminijski otvor 5 mm pogodan za GT2 remen širine 6 mm RepRap 3D pisač Prusa i3)

Glatki kotač (bez zubaca) osi (ili drugi kotač sa slobodnim kotrljanjem)

Drvo 20x10x1,8 cm

Drvo 2x2x6 cm

Aluminijske trake s kliznom rupom (ponekad se koriste za poravnavanje okvira za slike na zidu, neka sam ih ležao okolo)

Neke matice i vijci od 5 mm

Neke matice i vijci od 3 mm

Neki vijci i utikači za pričvršćivanje na zid

Aluminijska ploča 0,2x2x30cm, izrežite 4 trake od 2x1,5 cm

Električne stvari:

Arduino Uno R3

Napajanje 12V 2A (ovisno o motoru koji koristite)

Motor sa zupčanikom (60 do 120 o / min)

Vozač motora L298n

Mala ploča 3x2,5 cm

3 LED -a

3 otpornika 220 ili 330 ohma (otpornici za ograničavanje struje za LED)

LDR

1 otpornik 330 ohma (analogni razdjelnik s LDR -om)

4 otpornika 10K (povucite otpornike za prekidače)

Neki zaglavlja za malu ploču

Žice (žice Dupont/Arduino), muško-muško-muško-žensko

Kućište (115x90x55)

Uključivanje/isključivanje/uključivanje prekidača s tri položaja

2x (mali) releji od trske s magnetima

Termoskupljajuća cijev/žica

Korišteni alati:

Lemljeno željezo / lemljenje

Bušilica

Pila

Odvijači

Vruće ljepilo

Kliješta

Skidač žice

Škare

Strpljenje

Korak 2: Koraci stvaranja modula

Korak 2:

Prvo sam planirao stvari učiniti što modularnijima: oprema za motor, oprema za drugu osovinu, Arduino, kontroler motora, sučelje konektora, kućište.

Počeo sam s izradom opreme za motor i konektora (za povezivanje motora, trstičnih sklopki i LDR -a s kontrolerom preko RJ45 konektora) na izrađenom komadu drveta.

Cijela stvar pomalo ovisi o tome kakav motor imate/koristite, ali ključno je da je remen koji pokreće kotač remenica vrlo blizu tračnica zavjese (oko 1 do 1,5 cm. Pored njega).

Ležao sam nekoliko motora s zupčanicima, koje sam davno spasio od profesionalnog aparata za kavu. Bili su 24 volti s zupčanikom koji smanjuje broj okretaja motora na oko 120 okretaja pri 24 volta. Ovdje koristim motor na 12 Volti, pa je okretni broj okretaja oko 60. Koristio sam 12 V jer se Arduino napaja i napajanjem koje sam imao za ovaj projekt i kako bih smanjio max. snaga priključka (više o tome u nastavku).

Pričvrstite zupčasti kotačić na osovinu motora/zupčanika. Os zupčanika bila je 6 mm, kotač remenica 5 mm. pa sam morao izbušiti rupu kotača remenice veće do 6 mm.

Zatim je napravio nosač za ovaj motor, izrezujući drvo kako bi se motor i zupčanik lijepo uklopili i kako bi mogli montirati prekidače Reed pored njih i pričvrstiti ih na zid s dva utikača i vijka.

Zatim sam koristio konektor RJ45 (ženski) za spajanje svih žica s motora i dva trska i LDR -a. Osam žica (4 para) u mrežnom kabelu dovoljno je samo za obavljanje posla.

Motor troši samo između 0,1 i 0,3 ampera (s 12 V, 1,2 do 4 vata) (ovisno o opterećenju koje dobiva od zavjese). Jedna žica u mrežnom kabelu (barem u onima koje imam) može lako održavati 10 vati. Zapravo, PoE standard iznosi 15 vati po paru, ali i tada vam je potreban dobar certificirani PoE kabel.

Korištena duljina kabela je samo oko 2 metra. To je ipak bila moja glavna briga: Hoće li ožičenje motora moći podnijeti snagu koju motor treba. Do sada bez problema, bez zagrijavanja spojeva ili žica, a ugradio sam i softversku sigurnost: Motor može i radit će samo maksimalno zadano/definirano vrijeme (30 do 50 sekundi, također opet ovisno o tome koliko dugo bit će potrebno zatvoriti ili otvoriti zastor). Ovo morate prilagoditi za svoju situaciju.

Ako se ovo vrijeme rada premaši, motor će se zaustaviti i neće ga više upravljati upravljački sklop motora. Razlog za prekoračenje vremena rada potrebno je istražiti i riješiti prije nego resetirate Arduino/kontroler (samo odspojite/priključite kabel za napajanje da biste ga resetirali).

Ravan mrežni kabel jedan prema jedan bio bi idealan, ali većina ethernet kabela (ako ne i svi) imat će uvoj u konektoru, tako da obojene žice koje koristite s jednog kraja neće biti iste na drugom kraju, ako znaš na što mislim. Morate točno pratiti kako povezujete stvari.

Mogao sam koristiti dva para, narančasti i smeđi par bili su isti na oba kraja, ali plavi i zeleni par na jednom kraju, postali su mješavina dva na drugom kraju. Nema problema, sve dok znate koja je kombinacija boja spojena na ono s druge strane.

Korak 3: Stvaranje druge osi

Ovo je jednostavan korak: pogledajte slike. Napravite mali uređaj s drugom osi za pokretanje pojasa. Koristio sam aluminijsku traku s kliznom rupom koja omogućuje jednostavno postavljanje ispravne napetosti remena. Pričvrstite ga blizu tračnice na drugom kraju zastora/prozora. Pogledajte fotografiju.

Tako su s malim drvenim blokom aluminijska traka s kliznom trakom, vijkom od 5 mm i 2 matice sastavile tu stvarčicu na fotografiji te izbušile rupe za pričvršćivanje na zid pomoću nekih čepova i vijaka u blizini tračnice na desnom kraju zastora.

Korak 4: Pojas

Pojas:

To doista treba učiniti precizno. Budući da sam koristio podesive osi i trske, stvorio sam neke margine, ali duljina pojasa mora biti prilično točna, a položaj magneta i kopči još veći.

Kupio sam ovaj remen od AliExpressa, zupčasti zupčasti remen od 10 metara (pojačan od 10 metara) (za kotač remenice sa 20 zuba (također od/preko AliExpressa)), koštao je samo 7,60 eura.

Na kraju sam potrošio svih 10 metara, jedan za zavjesu širine 3 mtr (pa mi je trebalo otprilike 6 metara ovog pojasa), a drugu za manji prozor, zavjesu širine 1,7 m, pa sam upotrijebio još 3,4 mtr

Da biste dobili točnu duljinu pojasa, morate montirati motornu i drugu osovinsku opremu na željena mjesta na zidu. Omotajte pojas s dovoljno napetosti oko kotača i prerežite pojas.

U 4 aluminijske trake 0,2x1,5x2 cm izbušite rupe od 3 mm. Pričvrstite dvije trake jednu na drugu i izbušite tri rupe (tako da su rupe lijepo poravnate, da biste kasnije provukli vijke). Dvije rupe na rubovima/krajevima i jedna negdje u sredini, ali pazite da se remen može pomicati između dvije rupe. Ovo služi za pričvršćivanje jednog seta traka na remen za jedan kraj zavjese, a druge dvije aluminijske trake koriste se za pričvršćivanje/stezanje dva kraja pojasa zajedno uz pomoć malog komada pojasa duljine 1,5 cm (pogledajte fotografije).

Ova veza tako služi u dvije svrhe: spojite krajeve pojasa kako biste napravili petlju i djelujte kao jedan od dva nastavka zavjesa. Čvrsto zategnite matice na ovoj kopči tako da je remen dovoljno čvrst da povuče i gurne zavjesu. Sila nije tolika, najviše 2 do 3 kg (osim ako nešto nije u redu?!).

Drugu kopču još ne treba zatezati jer je poziciju ovih isječaka potrebno kasnije prilagoditi drugoj zavjesi.

Nakon što je pojas gotov, omotajte ga oko kotača i osovinskog kotača te čvrsto zategnite pojas s podesivom osovinom/aluminijskom trakom na jednom kraju.

Nemojte još pričvršćivati zavjese na kopče, morate sve ispravno ispitati i namjestiti prije nego što možete pričvrstiti zavjese.

Isječak koji nije "petlja" veza bi stoga trebao biti "klizljiv".

Korak 5: Arduino, kontroler motora i ploča sučelja

Arduino, kontroler motora i ploča sučelja.

Za modularnost, koristio sam malu ploču sučelja (PCB) za stvaranje potrebnih zaglavlja i otpornika za povlačenje i za LDR razdjelnik, a zatim spojio sa ženskim zaglavljima sve žice RJ45 konektora i prekidač za ručno premošćivanje.

Na kraju, ploča sučelja možda je slaba točka u cjelini, a možda je bila i nepotrebna, a izravne veze bile su možda bolje i lakše.

Raspored pinova na Arduinu je sljedeći;

// dodjela pinova:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Serijski ispis

// 2 - led zeleno

// 3 - vodio crveno

// 4, 5 - pokretač motora L298n

// 6, 7 - BESPLATNO

// 8 - Gornji trskasti prekidač - zatvori (d)

// 9 - donji trskasti prekidač - otvoren (ed)

// 10 - Ručni prekidač otvoren

// 11 - Ručno zatvaranje prekidača

// 12 - BESPLATNO

// 13 - trepće živa LED dioda (vanjska žuta)

Spojite sve žice na ploču za sučelje putem Arduino žica (muško-žensko) u skladu s gornjim rasporedom pinova.

Lemite 3 LED diode s anodom (dugačka noga) + otpornik na pinove 2, 3 i 13 Arduina, a katode na masu.

Koristio sam:

Pin 2 prema zelenoj boji za označavanje otvaranja zastora. (lijeva zavjesa lijevo gledano sprijeda)

Pin 3 do Crveno, za označavanje zatvaranja zastora. (lijeva zavjesa desno gledano sprijeda)

Pin 13 do žuto za živo treptanje (Ipak, ovo više nisam koristio, jer trepćuće svjetlo u mraku može biti neugodno, ali postoji za korištenje?, S druge strane, programirao sam LED da se ne koristi uistinu, lako je moguće koristiti i indikaciju TAMNO ili SVJETLO za treptanje samo danju).

Zapravo, programiranje je išlo uz izgradnju ovog kontrolera. Ideja o crvenom i zelenom LED -u došla je kasnije, a upotreba/a žute boje postala je manje/nevažna.

Korak 6: Sve spojite

Napravio kućište. Kućište izvana CASE115x90x55MM, iznutra je bilo nešto manje (107x85x52, Izbušite rupe od 5 mm za LED diode, otvor od 6 mm za prekidač, otvor od 6 mm za žicu konektora/mrežni kabel i rupe za Arduino priključak za napajanje i USB priključak (što je jednostavno za programiranje/ažuriranje Arduina)

Također lemite dvije žice od Arduino priključka za napajanje do kontrolera motora. Arduino se napaja putem ovog vanjskog priključka za napajanje, a isto tako i regulator motora.

Stavite Arduino, motorni kontroler i PCB u kućište i spojite sve žice (LED diode s otpornicima od 220 ohma, prebacite s otpornicima na izvlačenje, a također povežite ethernet kabel kroz rupu na PCB i spojite ga na zaglavlja.

Pričvrstite opremu motora na zid s lijeve strane prozora, kotač druge osi s desne strane prozora, stavite pojas oko kotača remenica, spojite ethernet kabel na konektor RJ45 na platformi motora, uključite napajanje Arduino na početku samo s USB -om.

Prenesite program/firmware "curtain-2.ino" i testirajte LED vrijednosti i trske sklopke te ručno prebacivanje preko Arduino IDE Serijskog monitora. Posebna pažnja pri prvim ispitivanjima, ovisno o tome kako ste povezali motor s upravljačem motora, motor bi se trebao okrenuti u smjeru suprotnom od kazaljke na satu za zatvaranje zastora, a u smjeru kazaljke na satu za otvaranje. Ako to nije točno, možete križati žice na upravljačkom modulu motora ili PCB-u ili ponovno programirati funkcije "motor_open ()" i "motor_close ()" kako biste učinili suprotno. (Regulator signala za okretanje u smjeru kazaljke na satu ili u smjeru kazaljke na satu).

Magnete za trstične prekidače treba postaviti na ispravna strateška mjesta. Kada je kopča za zavjesu s desne strane na ispravnom mjestu (dakle, i jako desno, kada je zavjesa otvorena), tada je kopča za lijevu zavjesu daleko s lijeve strane (zavjesa otvorena), a magnet jer bi donji trska trebao biti vrlo blizu lijevo od kopče za lijevu zavjesu (pogledajte i video i fotografije).

Magnet za gornji trstični prekidač tada bi trebao biti na vrhu pojasa na sredini prozora (opet, kad je zastor otvoren). Fotografije i video će biti jasni.

Gornji magnet pomaknut će se ulijevo (prema motornoj platformi), pri zatvaranju zastora, i trebao bi aktivirati trskasti prekidač, kada se zavjese susretnu u sredini (zatvoreni položaj) Ako se trska sklopka aktivira prekasno, imati (veliki) problem. Motor će pokušati skupiti zavjese, ali one već jesu, pa će se remen zaustaviti ili skliznuti, ili će motor stati, povlačeći veliku struju. Dakle, ugađanje je ovo vrlo važno, a to vrijedi i za zaključnu poziciju, naravno. No, u svakom slučaju, za ugađanje nije bilo potrebno toliko vremena i truda, zaista.. Lijepljenje/lijepljenje magneta na vrhu i na dnu pojasa mora biti precizno, s mogućnošću klizanja trstičnih prekidača na platformi motora, imate margine za podešavanje na pravi način: pogledajte ovaj film za posljednji test

Prvi film u ovom zajedničkom albumu je test pojasa i prekidači za čitanje:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Za provjeru toga možete koristiti ručno poništavanje prekidača.

Pokrivajući/otkrivajući LDR možete simulirati tamno i svijetlo.

Kad se kopče na pojasu zaustave na ispravnim mjestima, možete pričvrstiti zavjese na kopče i uživati u automatskom zatvaranju i otvaranju zavjesa:-)