Automaattinen työpöydän tuuletin: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Teksti Tan Yong Ziab.

Tämän projektin tarkoituksena on rakentaa yksinkertainen automaattinen tuuletin, joka soveltuu toimisto- tai opiskelukäyttöön, jotta voimme vähentää riippuvuuttamme ilmastoinnista. Tämä auttaisi pienentämään hiilijalanjälkeä tarjoamalla kohdennetun jäähdytyksen, joka pystyy automaattisesti kytkeytymään päälle ja pois päältä sen sijaan, että luottaisi voimakkaasti nälkäiseen ilmastointiin. Lisäksi se on riittävän energiatehokas ajettavaksi pois virtapankista, mikä tarkoittaa, että se on kannettavampi kuin vastaavat pöytätuulettimet ja samalla älykkäämpiä kuin kannettavat tuulettimet.

Tarvikkeet

Tarvitset:

1x Arduino UNO

1x nauhat

Uros-naaras-pinoamisotsikot

Uros -nastaiset otsikot

Naarasliittimet

Yksijohtimet

1x SPDT -kytkin

1x HC-SR04 ultraäänianturi

1x 3386 2 kilon ohmin potentiometri

1x TIP110 -tehotransistori

1x tuulettimen siipi (asennettavissa valittavan moottorin päälle)

1x 3V moottori

Laitteet testaukseen, kokoonpanoon ja ohjelmointiin:

1x nauhaleikkuri

1x digitaalinen yleismittari (DMM)

1x leipälauta

1x langanpoistaja

1x langanleikkuri

1x pihdit

1x juotosrauta

1x juotosraudan jalusta

1x juotosraudan puhdistusaine

Juotos (riittävä)

1x juottopumppu (Wick, jos halutaan)

1x mikä tahansa kone, joka pystyy käyttämään Arduino IDE: tä

Arduino IDE, asennettu valitsemallesi koneelle

Vaihe 1: Laitteiston testaus

Testaa ensin laitteisto. Leipälauta on erittäin hyödyllinen tähän, vaikka hyppyjohtoja voidaan käyttää myös silloin, kun leipälautaa ei ole saatavilla. Kuvat näyttävät testausprosessin sekä Tinkercad -kuvakaappauksen piirin kytkennästä. Ei ole paljon muuta sanottavaa kuin varmistaa, että komponentit toimivat itsenäisesti ja toimivat yhdessä yksinkertaisessa testauspiirissä. DMM tässä vaiheessa on myös hyödyllistä tarkistaa, ovatko komponentit viallisia.

Vaihe 2: Piirin rakentaminen

Seuraavaksi juota piiri. Sinulla pitäisi olla Arduino, stripboard ja pinoamisotsikot tähän vaiheeseen.

Kohdista stripboard ja otsikot Arduinon otsikoiden kanssa. Kun olet varmistanut, että väli on oikea, juota pinoamisotsikot päälle. Muista leikata jälkiä, jos et halua shortseja. Voit tarkistaa DMM: n avulla jatkuvuuden kilven ja Arduinon välillä. Kun olet suorittanut jatkuvuustarkastuksesi, aloita osien juottaminen.

Voit viitata piirin johdotukseen aiemmin Tinkercad -kaavioon tai tässä esitettyihin EAGLE -kaavioihin ja stripboard -kuviin.

Komponenttien asettelu on sellainen, että juottaminen voidaan minimoida. Se ei ehkä ole kaikkein kompakti, mutta komponenttien sijoittaminen suurempaan kilpeen olisi helpompaa.

Siellä, missä naaraspuolinen ultraääni -anturi sijaitsee nauhalla, voin jo käyttää nastoja GND, D13 ja D12 GND: n, kaiun ja liipaisimen tuottamiseksi ultraäänianturille. Minun piti vain leikata jälki naaraspuolisen otsikon, johon ultraääni -anturi istuu, ja nastan D11 välillä, jotta anturi saa +5V.

Samoin potentiometri sijaitsee kohdassa, jossa on jo +5 V- ja GND -nastat, joten minun tarvitsee vain leikata jälki potentiometrin pyyhkijän (se on keskimmäinen tappi) ja sen vieressä olevan toisen GND -tapin välillä, jotta analoginen nopeusasetukseni nastaan A3 lähettämättä signaalia GND: lle, mikä muuttaisi analogisen tulon pisteen.

Moottorin katkaisupää on sijoitettu siten, että voin hyödyntää TIP110: n emitterin tapin sijaintia ja tarvitsee vain juottaa moottorin maa ultraäänianturin lähellä olevaan. Käytin 4 -nastaista Molex -liitintä katkaisukaapelina, vaikka kaikki mikä sopii, on myös hyvä. Valitse varmaan myrkkysi.

Ainoa poikkeus on SPDT -kytkin.

+5 V: n linja on jaettu ultraäänianturin, TIP110: n keräimen tapin ja potentiometrin välillä.

TIP110: n pohjatappi on liitetty Arduinon nastaan 9 kilven läpi. Voit vapaasti käyttää muita PWM -ohjaukseen käytettävissä olevia tappeja.

DMM -laitteestasi on jälleen hyötyä sen varmistamiseksi, että yhteyksiä on siellä, missä niiden pitäisi olla, eikä mitään siellä, missä niitä ei ole. Muista tarkistaa, onko kilven komponentit kytketty oikein Arduinoon, suorittamalla jatkuvuustestit Arduinon juotosliitosten ja testattavien komponenttien välillä.

Vaihe 3: Piirin ohjelmointi (ja testaus)

Tämä vaihe on joko epämiellyttävin tai turhauttavin vaiheista. Ohjelman tavoitteena on toteuttaa seuraavat asiat:

1. Tarkista etäisyys

2. Jos etäisyys <ennalta määrätty kynnys, aloita PWM -signaalin lähettäminen moottorille potentiometrin analogitulon perusteella.

3. Muussa tapauksessa pysäytä moottori asettamalla PWM -signaali arvoon 0

Molemmissa vaiheissa 2 ja 3 on virheenkorjaus (), joka tulostaa havaitun ultraäänietäisyyden ja analogisen tulon. Voit halutessasi poistaa sen.

Muuttujat "refresh" ja "max_dist" ohjelmassa säätelevät kukin kyselytaajuutta ja enimmäisilmaisinetäisyyttä. Viritä tämä mielesi mukaan.

Tiedosto on liitetty tähän.

Vaihe 4: Kokoa kaikki

Jos piiri toimii oikein ja pääset tähän vaiheeseen, onnittelut! Tämä projekti voi nyt toimia itsenäisesti. Kuvasta näet, että koko piiri saa virtansa akusta sisäisen Micro USB -liitännän kautta eikä se ole enää sidottu kannettavaan tietokoneeseen.

Tässä vaiheessa voit muokata piiriä, tai jos tunnet olosi seikkailunhaluisemmaksi, rakenna oma näkemyksesi tästä.

Toivon hyvissä ajoin, että pystyn tai yritän jyrsiä piirilevyn tähän projektiin CNC -reitittimen avulla. Näet luodun piirilevyasettelun yllä olevasta kuvasta

Vaihe 5: Tulevat suunnitelmat ja joitakin huomautuksia

Kun tämä projekti on valmis, joitakin välittömiä asioita, joita toivon saavani tällä projektilla vapaa -ajalla, ovat muun muassa seuraavat:

- Varsinainen teline tuulettimelle

- Pienennä tämä vielä pienempään ja itsenäiseen kokoon; Tarvitsen todennäköisesti Arduino Nanon tähän

- Sopivampi tehoratkaisu, eli edellisessä vaiheessa näkyvä virtapankki on hieman liian suuri itsenäiselle rakenteelle, johon juuri viittasin

Jotkut muistiinpanot (tulevalle itselleni ja kaikille Internetin kautta haaveileville sieluille):

Saatat huomata, että vaikka osaluettelo vaatii Uno -levyn, tämän oppaan läpi näkyvä levy on kaikkea muuta kuin Uno. Tämä on itse asiassa muunnelma Unosta nimeltä SPEEEduino, jonka kehitti Singaporen ammattikorkeakoulussa ryhmä opiskelijoita ja heitä ohjaava opettaja. Se on toiminnallisesti hyvin samankaltainen, lukuun ottamatta lisäyksiä, kuten pelkkä Micro USB -virtatulo, jonka näet projektin ajavan edellisessä vaiheessa ja jossa on jopa otsikot ESP01 Wi-Fi -moduulin liittämiseksi. Voit oppia SPEEEduinosta täältä.