Automatska zavjesa s Arduinom: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Vreme projekta!: Automatski otvarač/zatvarač zavjesa.

Vidio sam neke druge projekte za zatvaranje i otvaranje (automatski) zavjesa, zasigurno sam sada želio i sam napraviti jednu.

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

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

Cilj je bio da se zavjese automatski otvaraju i zatvaraju, kad padne svjetlo ili mrak, i naravno ručno poništavanje. Razmišljao sam i o tajmeru 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 video zapis krajnjeg rezultata:

zatvori-otvori-zavjese-2

Korak 1: Materijali i alati koji su vam potrebni

Korak 1:

Prikupite sve potrebne stvari. To može varirati u drugim situacijama.

Materijali koje sam koristio:

Komponente

"Mehanički":

Zupčasti kaiš za 3D štampače: 3 ili 6 metara, u zavisnosti od veličine vašeg prozora/zavese.

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

(naručeno na AliExpress -u: GT2 širina pojasa 6 mm RepRap 3D štampač 10 mtr.)

Točak sa remenicom sa 20 zuba

(naručeno na AliExpress -u: GT2 remenica za mjerenje vremena 20 zuba Aluminijumska rupa 5 mm odgovara za GT2 remen Širina 6 mm RepRap 3D štampač Prusa i3)

Glatki (bez zubaca) osovinski točak (ili drugi točak sa slobodnim kotrljanjem)

Drvo 20x10x1,8 cm

Drvo 2x2x6 cm

Aluminijske trake s kliznim otvorom (ponekad se koriste za poravnavanje okvira za slike na zidu, nekad sam ih ležao)

Nekih 5 mm matica i vijaka

Neke matice i vijci od 3 mm

Neki vijci i utikači za pričvršćivanje na zid

Aluminijumska ploča 0,2x2x30cm, izrezana 4 trake od 2x1,5 cm

Električne stvari:

Arduino Uno R3

Napajanje 12V 2A (ovisno o tome koji motor koristite)

Motor sa zupčanikom (60 do 120 o / min)

Vozač motora L298n

Mala ploča 3x2,5 cm

3 Leda

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

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 sa tri položaja

2x (mali) releji od trske sa magnetima

Termoskupljajuća cijev/žica

Upotrebljeni alati:

Lemljeno gvožđe / lemljenje

Drill

Saw

Odvijači

Hot Glue

Kliješta

Skidač žice

Škare

Strpljenje

Korak 2: Koraci Kreiranje modula

Korak 2:

Prvo sam planirao učiniti stvari što modularnijim: Oprema za motor, Osovina za drugu osovinu, Arduino, kontroler motora, sučelje konektora, kućište.

Počeo sam sa stvaranjem opreme i konektora motora (za povezivanje motora, trstičnih prekidača i LDR -a sa kontrolerom preko RJ45 konektora) na izrađenom komadu drveta.

Sve ovisi o tome kakav motor imate/koristite, ali ključno je da je remen koji pokreće kotač remenica vrlo blizu šina zavjese (oko 1 do 1,5 cm pored njega).

Oko mene je ležalo nekoliko motora sa zupčanicima, koje sam davno spasio od profesionalnog aparata za pripremu kafe. Imali su 24 volta sa zupčanikom koji smanjuje broj okretaja motora na oko 120 okretaja pri 24 volta. Ovdje koristim motor na 12 Volti, pa je okretaj 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 za konektor (više o tome u nastavku).

Pričvrstite zupčasti kotačić na osovinu motora/zupčanika. Osovina zupčanika bila je 6 mm, kotač 5 mm. pa sam morao izbušiti rupu kotača povećanu na 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 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 nosi od zavjese). Jedna žica u mrežnom kabelu (barem u onima koje imam) može lako održati 10 vati. Zapravo, PoE standard je 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 priključaka ili žica, a ugradio sam i softversku sigurnost: Motor može i radi samo maksimalno zadano/definirano vrijeme (30 do 50 sekundi, također opet ovisno o tome koliko dugo potrebno je zatvoriti ili otvoriti zavjesu). Ovo morate prilagoditi za svoju situaciju.

Ako se ovo vrijeme rada premaši, motor će se zaustaviti i neće ga više upravljati upravljač motora. Razlog za prekoračenje vremena rada potrebno je istražiti i riješiti prije nego što resetirate Arduino/kontroler (samo isključite/uključite 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 šta mislim. Morate precizno 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 malu opremu za drugu osovinu za pokretanje pojasa. Koristio sam aluminijsku traku s kliznom rupom koja omogućuje lako postavljanje ispravne napetosti pojasa. Pričvrstite ga blizu šine na drugom kraju zavjese/prozora. Pogledajte fotografiju.

Tako su s malim drvenim blokom aluminijske trake s kliznom trakom, vijkom od 5 mm i 2 matice spojile tu stvar na fotografiji te izbušile rupe za pričvršćivanje na zid pomoću nekih čepova i vijaka u blizini šine na desnom kraju zastora.

Korak 4: Pojas

Pojas:

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

Kupio sam ovaj remen od AliExpressa, zupčasti zupčasti kaiš od 10 mtr (za 20 -zubni kotač (također sa/preko AliExpress -a)), koštao je samo 7,60 eura.

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

Da biste dobili točnu duljinu pojasa, morate montirati motornu opremu i drugu osovinsku opremu na željena mjesta na zidu. Omotajte pojas s dovoljnom napetošću oko kotača i izrežite ga.

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 kretati između dvije rupe. Ovo služi za pričvršćivanje jednog seta traka na remen za jedan kraj zavjese, a druge dvije aluminijske trake se koriste za pričvršćivanje/stezanje dva kraja pojasa zajedno uz pomoć malog komada pojasa dužine 1,5 cm (pogledajte fotografije).

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

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

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

Nemojte još pričvršćivati zavjese na kopče, morate provjeriti i ispravno podesiti sve kako biste mogli 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 konektora RJ45 i prekidač za ručno premošćivanje.

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

Raspored pinova na Arduinu je sljedeći;

// dodjela pinova:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Serijsko štampanje

// 2 - LED zeleno

// 3 - LED 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 živo LED (vanjsko žuto)

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 do zelene, za označavanje otvaranja zastora. (lijeva zavjesa lijevo gledano sprijeda)

Pin 3 do crvene, za označavanje zatvaranja zavese. (lijeva zavjesa desno gledano sprijeda)

Pin 13 do žuto za živo treptanje (Ipak, ovo više nisam koristio, jer trepćuće svjetlo u mraku može biti dosadno, ali postoji za korištenje?, S druge strane, programirao sam LED da se ne koristi zaista, lako je 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: Sastavite sve zajedno

Napravio kućište. Kućište koje je 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 konektor za napajanje i USB konektor (što je jednostavno za programiranje/ažuriranje Arduina)

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

Otpremite program/firmver "curtain-2.ino" i testirajte LED vrijednosti i trske prekidače 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 zavjese, a u smjeru kazaljke na satu za otvaranje. Ako to nije točno, možete ukrstiti žice na kontroleru motora ili na tiskanoj ploči, 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 odgovarajuća strateška mjesta. Kada je kopča za zavjesu s desne strane na pravom 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 u sredini prozora (opet, kada je zavjesa otvorena). Fotografije i video će biti jasni.

Gornji magnet će se pomaknuti ulijevo (prema motornoj platformi), pri zatvaranju zastora, i trebao bi aktivirati trskasti prekidač, kada se zavjese susretnu jedna u drugu (zatvoreni položaj) Ako se trska sklopka aktivira prekasno, imati (veliki) problem. Motor će pokušati povući zavjese, ali one već jesu, pa će se remen zaustaviti ili skliznuti, ili će motor stati, povlačeći veliku struju. Tako da je podešavanje ovo vrlo važno, a ovo vrijedi i za zaključnu poziciju, naravno. No, u svakom slučaju, za podešavanje 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…

Da biste to provjerili, možete koristiti ručno poništavanje prekidača.

Pokrivajući/otkrivajući LDR možete simulirati tamno i svijetlo.

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