Automaattinen verho Arduinolla: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Projektin aika!: Automaattinen verhojen avaaja/sulkija.

Näin muutamia muita projekteja verhojen sulkemiseksi ja avaamiseksi (automaattisesti), halusin varmasti rakentaa sellaisen itse.

Useimmat muut näkemäni mallit rakennettiin siimalla. En halunnut käyttää siimaa, koska siimat aina katkeavat jossain vaiheessa?

Tätä automaattista verhoa varten käytin hammashammashihnaa (jossa metallinen valvonta, niin erittäin vahva) ja ajoituspyörää (20 hammasta), joita käytetään myös joissakin 3D -tulostimissa.

Tavoitteena oli, että verhot avautuvat ja sulkeutuvat automaattisesti, kun tulee vaaleaa tai pimeää, ja tietysti manuaalinen ohitus. Pidin myös ajastinta RTC: llä, mutta toistaiseksi tämä toimii hyvin nyt ilman RTC: tä.

(valokuvia ja elokuvia varten luin jaetun albumin:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Katso myös lyhyt opas ja tämä video lopputuloksesta:

suljettavat verhot-2

Vaihe 1: Tarvittavat materiaalit ja työkalut

Vaihe 1:

Kerää kaikki tarvitsemasi tavarat. Tämä voi vaihdella muissa tilanteissa.

Materiaalit joita käytin:

Komponentit

"Mekaaninen":

Jakohihna 3D -tulostimille: 3 tai 6 metriä, riippuen ikkunasi/verhon koosta.

(esimerkki: jos verhon on peitettävä 1,5 metriä, tarvitset 3 metrin vyön)

(tilasi tämän AliExpressistä: GT2 -hihnan leveys 6 mm RepRap 3D -tulostin 10 mtr.)

20 hampaan hihnapyörä

(tilasi tämän AliExpressistä: GT2 Jakopyörä 20 hammasta Alumium Bore 5mm sopii GT2 -hihnalle Leveys 6 mm RepRap 3D -tulostin Prusa i3)

Sileä (ei hampaita) akselipyörä (tai toinen vapaasti pyörivä hihnapyörä)

Puu 20x10x1,8 cm

Puu 2x2x6 cm

Alumiiniliuskat, joissa on liukureikä (joskus näitä käytetään kuvakehysten kohdistamiseen seinälle, minulla oli niitä jonnekin)

Jotkut 5 mm: n mutterit ja pultit

Noin 3 mm mutterit ja pultit

Jotkut ruuvit ja tulpat seinään kiinnittämistä varten

Alumiinilevy 0,2x2x30cm, leikkaa 4 nauhaa 2x1,5 cm: stä

Sähköasiat:

Arduino Uno R3

Virtalähde 12V 2A (riippuen käyttämästäsi moottorista)

Moottori vaihteella (60-120 rpm)

Moottorin kuljettaja L298n

Pieni piirilevy 3x2,5 cm

3 lediä

3 vastusta 220 tai 330 ohmia (LED -valoja rajoittavat vastukset)

LDR

1 vastus 330 ohmia (analoginen jakaja LDR: llä)

4 vastusta 10K (vetävät vastukset kytkimille)

Jotkut otsikot pienelle piirilevylle

Johdot (Dupont/Arduino johdot), uros-uros-uros-naaras

Kotelo (115x90x55)

Kytkin kolmella asennolla päälle/pois/päälle

2x (pieni) Reed -magneetti

Kutista putki/lanka

Käytetyt työkalut:

Juotosrauta / juote

Porata

Näin

Ruuvimeisselit

Kuuma liima

Pihdit

Johtosuojus

Sakset

Kärsivällisyyttä

Vaihe 2: Vaiheet moduulien luominen

Vaihe 2:

Ensinnäkin aioin tehdä asiat mahdollisimman modulaarisiksi: moottorilautan, toisen akselin laitoksen, Arduino, moottorin ohjaimen, liittimen liitännän, kotelon.

Aloitin luomalla moottorilaitteen ja liittimen (moottorin, ruoko -kytkinten ja LDR: n liittämiseksi ohjaimeen RJ45 -liittimen kautta) muotoillulle puukappaleelle.

Kaikki riippuu hieman siitä, millaista moottoria sinulla on/käytät, mutta tärkeintä on, että hihnapyörän vetämä hihna on hyvin lähellä verhon kiskoja (noin 1-1,5 cm. Sen vieressä).

Minulla oli pari moottoria vaihteilla, jotka tallensin kauan sitten ammattimaisesta kahvinkeittimestä. Ne olivat 24 volttia vaihteella, joka alentaa moottorin kierrosluvun noin 120 r / min 24 voltilla. Käytän moottoria tässä 12 voltin jännitteessä, joten vaihdettu kierrosluku on noin 60. Käytin 12 V: ta, koska Arduino saa virtansa myös tämän projektin virtalähteellä ja pienentää maksimi. liittimen teho (katso lisätietoja alla).

Kiinnitä hammashammaspyörä moottorin/vaihteen akselille. Vaihteen akseli oli 6 mm, vetopyörä 5 mm. joten minun piti porata vetopyörän reikä suuremmalle 6 mm: iin.

Sitten luotiin kiinnike tälle moottorille, leikkaamalla puu niin, että moottori ja vaihde sopivat hyvin sisään ja pystyivät asentamaan Reed -kytkimet sen viereen ja kiinnittämään sen seinään kahdella tulpalla ja ruuvilla.

Seuraavaksi käytin RJ45 -liitintä (naaras), liittääkseni kaikki moottorin johdot ja kaksi reed -kytkintä ja LDR: n. Verkkokaapelin kahdeksan johtoa (4 paria) riittää työn suorittamiseen.

Moottori kuluttaa vain 0,1 - 0,3 ampeeria (12 voltilla, 1,2 - 4 wattia) (verhosta tulevan kuormituksen mukaan). Yksittäinen johto verkkokaapelissa (ainakin niissä, joita minulla on) voi helposti ylläpitää 10 wattia. Itse asiassa PoE -standardi on 15 wattia per pari, mutta silloin tarvitset myös hyvän sertifioidun PoE -kaapelin.

Ja kaapelin käytetty pituus on vain noin 2 metriä. Tämä oli kuitenkin tärkein huolenaiheeni: Voivatko moottorin johdot kantaa moottorin tarvitseman tehon. Toistaiseksi ei ongelmia, liitäntöjen tai johtojen lämmittämistä, ja olen rakentanut ohjelmistoturvallisuuden: Moottori voi ja toimii vain tietyn/määritetyn ajan (30-50 sekuntia, myös uudelleen sen mukaan, kuinka kauan) verhon sulkeminen tai avaaminen). Sinun on muokattava tätä omaan tilanteeseesi.

Jos tämä käyttöaika ylittyy, moottori pysähtyy eikä moottorinohjain enää aja sitä. Syy ylittyneeseen käyttöaikaan on sitten tutkittava ja ratkaistava ennen Arduino/ohjaimen nollaamista (nollaa vain irrottamalla/kytkemällä virtajohto).

Suora yhdestä verkkoon -kaapeli olisi ihanteellinen, mutta useimmissa Ethernet -kaapeleissa (jos ei kaikissa) on kierre liittimessä, joten toisessa päässä käytetyt värilliset johdot eivät ole samat toisessa päässä, jos tiedä mitä tarkoitan. Sinun on seurattava tarkasti, miten johdat asioita.

Kaksi paria, joita voisin käyttää sellaisinaan, oranssit ja ruskeat parit olivat samat molemmissa päissä, mutta sininen ja vihreä pari toisessa päässä, sekoittuivat toisessa päässä. Ei hätää, kunhan tiedät, mikä väriyhdistelmä on kytketty toiseen päähän.

Vaihe 3: Toisen akselin luominen

Tämä on yksinkertainen vaihe: katso kuvat. Luo pieni toisen akselin lautanen hihnaa varten, käytin alumiininauhaa, jossa oli liukureikä, joka helpottaa oikean vyön kiristämistä helposti. Kiinnitä se verhon/ikkunan toisessa päässä olevan kiskon lähelle. Katso kuva.

Pienellä puupalikalla alumiiniliuska liukukaistaleineen, 5 mm: n pultti ja 2 mutteria, jotka on koottu yhteen valokuvassa, ja poraa reiät seinään kiinnittämistä varten joillakin tulpilla ja ruuveilla verhon oikeassa päässä olevan kiskon lähellä.

Vaihe 4: Vyö

Vyö:

Tämä on todella tehtävä tarkasti. Koska käytin säädettäviä akseleita ja reed -kytkimiä, loin joitain marginaaleja, mutta hihnan pituuden on oltava melko tarkka ja magneettien ja pidikkeiden sijainti vielä enemmän.

Ostin tämän hihnan AliExpressiltä, 10 mtr vahvistettu hammashammashihna (20 hampaan hihnapyörälle (myös AliExpressin kautta/kautta)), hinta vain 7,60 euroa.

Lopulta käytin kaikki 10 metriä, yksi 3 m leveälle verholle (joten tarvitsin noin 6 metriä tätä vyötä) ja toinen pienemmälle ikkunalle, 1,7 m leveä verho, joten toinen 3,4 m

Hihnan tarkan pituuden saamiseksi sinun on asennettava moottorilaite ja toisen akselin lautta haluttuihin paikkoihin seinälle. Kiedo hihna riittävän kireällä pyörien ympärille ja leikkaa hihna.

Neljään 0,2x1,5x2 cm: n alumiininauhaan poraa 3 mm reikiä. Kiinnitä kaksi liuskaa päällekkäin ja poraa kolme reikää (jotta reiät ovat hyvin kohdakkain, jotta ruuvit voidaan kiinnittää myöhemmin). Kaksi reikää reunoissa/päissä ja yksi jossain keskellä, mutta varmista, että hihna voi liikkua kahden reiän välillä. Tämän tarkoituksena on kiinnittää yksi nauhasarja vyöhön verhon toista päätä varten, ja kahta muuta alumiininauhaa käytetään kiinnittämään/puristamaan vyön molemmat päät yhdessä pienen, 1,5 cm: n pituisen vyökappaleen avulla (katso kuvia).

Tämä liitäntä palvelee siten kahta tarkoitusta, yhdistä vyön päät silmukan muodostamiseksi ja toimii yhtenä kahdesta verhon kiinnikkeestä. Kiristä tämän pidikkeen mutterit tiukasti, jotta hihna on tarpeeksi vahva vetämään ja työntämään verhoa. Voima ei ole niin paljon, korkeintaan 2-3 kg (ellei jotain mene pieleen?!).

Toista pidikettä ei saa vielä kiristää, koska tämän pidikkeen asentoa on säädettävä toisen verhon mukaan myöhemmin.

Kun hihna on valmis, kiedo se vetopyörän ja akselipyörän ympärille ja kiristä hihna tiukasti säädettävällä akselilla/alumiininauhalla toisessa päässä.

Älä kiinnitä verhoja vielä pidikkeisiin, sinun on testattava ja säädettävä kaikki oikein ennen kuin voit kiinnittää verhot.

Leikkeen, joka ei ole "silmukka" -liitäntä, pitäisi silti olla "liukuva".

Vaihe 5: Arduino, moottorin ohjain ja liitäntäkortti

Arduino, moottorin ohjain ja liitäntäkortti.

Modulaarisuuden vuoksi käytin pientä liitäntäkorttia (PCB) luodakseni tarvittavat otsikot ja vastukset vetämistä ja LDR -jakajaa varten ja liittämään sitten naarasliittimiin kaikki RJ45 -liittimen ja manuaalisen ohituskytkimen johdot.

Lopulta liitäntäkortti on ehkä heikko kohta kokonaisuudessaan ja ehkä tarpeeton, ja suorat yhteydet, joissa ehkä parempi ja helpompi.

Arduinon nastat on jaettu seuraavasti;

// nastojen jakaminen:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Sarjatulostus

// 2 - vihreä vihreä

// 3 - led punainen

// 4, 5 - moottoriajuri L298n

// 6, 7 - ILMAINEN

// 8 - Yläreunan kytkin - kiinni (d)

// 9 - alareunan kytkin - auki (ed)

// 10 - Manuaalinen kytkin auki

// 11 - Manuaalinen kytkimen sulkeminen

// 12 - ILMAINEN

// 13 - vilkkuu elävä led (ulkoinen keltainen)

Kytke kaikki johdot liitäntäkorttiin Arduino-johtimien (uros-naaras) kautta yllä olevien nastajärjestysten mukaisesti.

Juotos 3 lediä anodilla (pitkä jalka) + vastus Arduinon nastoihin 2, 3 ja 13 ja katodit maahan.

Käytin:

Nasta 2 vihreäksi, joka osoittaa verhon avautumisen. (vasen verho vasemmalta edestä katsottuna)

Nasta 3 punaiseksi, joka osoittaa verhon sulkemisen. (vasen verho oikealta edestä katsottuna)

Nasta 13 keltaiseksi vilkkuvaksi vilkkaasti, DARK- tai LIGHT -merkkivalon käyttäminen vilkuttamiseen vain päivällä, on myös mahdollista).

Itse asiassa tämän ohjelmointi kulki tämän ohjaimen rakentamisen myötä. Ajatus punaisesta ja vihreästä ledistä tuli myöhemmin, ja/keltaisen käytöstä tuli vähemmän/ei merkitystä.

Vaihe 6: Yhdistä kaikki

Rakensi kotelon. Kotelo, joka on CASE115x90x55MM ulkopuolelta, sisältä se oli hieman pienempi (107x85x52, Poraa 5 mm: n reiät ledeille, 6 mm reikä kytkimelle, 6 mm reikä liitäntäjohdolle/verkkokaapelille ja reiät Arduino -virtaliittimelle ja USB -liittimelle (mikä on helppoa Arduinon ohjelmointiin/päivitykseen)

Juotos myös kaksi johtoa Arduinon virtaliittimestä moottorin ohjaimeen. Arduino saa virtansa tämän ulkoisen virtaliittimen kautta, samoin kuin moottorin ohjain.

Laita Arduino, moottorinohjain ja piirilevy koteloon ja kytke kaikki johdot (LED -valot 220 ohmin vastuksilla, kytkin vetovastusvastuksilla ja johda myös ethernet -kaapeli reiän läpi piirilevyyn ja yhdistä liittimiin.

Kiinnitä moottorilaite seinään ikkunan vasemmalla puolella, toinen akselipyörä ikkunan oikealla puolella, aseta hihna hihnapyörien ympärille, kytke ethernet -kaapeli moottorilaitteen RJ45 -liittimeen, kytke virta Arduino vain USB: llä.

Lataa ohjelma/laiteohjelmisto "curtain-2.ino" ja testaa LED-arvot ja reed-kytkimet sekä manuaalinen vaihto Arduino IDE -sarjamonitorilähdön kautta. Erityistä varovaisuutta ensimmäisissä testeissä, riippuen siitä, miten olet kytkenyt moottorin moottorin ohjaimeen, moottorin tulee kääntyä vastapäivään verhon sulkemiseksi ja myötäpäivään avaamisen yhteydessä. Jos tämä ei pidä paikkaansa, voit joko ylittää moottorin ohjaimen tai piirilevyn johdot tai ohjelmoida "motor_open ()"-ja "motor_close ()" -toiminnot toimimaan päinvastoin. (Signaaliohjain kääntyy myötäpäivään tai myötäpäivään).

Ruoko -kytkimien magneetit tulee sijoittaa oikeisiin strategisiin paikkoihin. Kun oikeanpuoleisen verhon pidike on oikeassa paikassa (siis myös kaukana oikealla, kun verho on auki), vasemman verhon pidike on kaukana vasemmalla (verho auki) ja magneetti alemman ruoko -kytkimen tulee olla hyvin lähellä vasemman verhon pidikkeen vasemmalla puolella (katso myös video ja valokuvat).

Ylemmän ruoko -kytkimen magneetin tulisi sitten olla hihnan päällä ikkunan keskellä (jälleen, kun verho on auki). Valokuvat ja video tekevät siitä selvän.

Ylämagneetti siirtyy vasemmalle (kohti moottorilaitetta), kun verho suljetaan, ja sen pitäisi aktivoida ruoko -kytkin, kun verhot kohtaavat keskellä (suljettu asento) Jos ruoko -kytkin aktivoidaan liian myöhään, on (iso) ongelma. Moottori yrittää vetää verhot yhteen, mutta ne ovat jo, joten hihna jumittuu tai luistaa tai moottori pysähtyy vetämällä suurta virtaa. Joten tämän virittäminen on erittäin tärkeää, ja tämä koskee tietysti myös sulkemisasentoa. Mutta joka tapauksessa, tämän virittäminen ei todellakaan vaatinut niin paljon aikaa ja vaivaa… Magneettien kiinnittäminen/liimaaminen hihnan ylä- ja alareunan on oltava tarkkoja, kun moottorilaitteessa olevat ruoko -kytkimet liukuvat. marginaalit virittääksesi sen oikein: katso tämä elokuva viimeiseen testiin

Tämän jaetun albumin ensimmäinen elokuva on vyön ja lukukytkinten testi:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Voit testata tämän käyttämällä manuaalista ohituksen ohitusta.

LDR: n peittäminen/paljastaminen voit simuloida pimeää ja vaaleaa.

Kun vyön pidikkeet pysähtyvät oikeisiin paikkoihin, voit kiinnittää verhot kiinnikkeisiin ja nauttia verhojen automaattisesta sulkemisesta ja avaamisesta:-)