Awtomatikong Kurtina Sa Arduino: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Oras ng proyekto!: Awtomatikong opener / kurtina ng kurtina.

Nakita ko ang ilang iba pang mga proyekto para sa pagsasara at pagbubukas (awtomatikong) mga kurtina, tiyak na nais kong bumuo ng isa sa aking sarili ngayon.

Karamihan sa iba pang mga disenyo na nakita ko ay binuo gamit ang isang linya ng pangingisda. Hindi ko nais na gumamit ng isang linya ng pangingisda, sapagkat ang mga linya ng pangingisda ay laging masisira sa ilang mga punto?

Para sa awtomatikong kurtina na ito gumamit ako ng isang may ngipin na sinturon ng tiyempo (na may pagpapatupad ng metal, napakalakas) at isang tiyempo na pully wheel (20 ngipin), na ginagamit din para sa ilang mga 3d printer.

Nilalayon nito na ang mga kurtina ay bubuksan at awtomatikong isasara, kapag ito ay nagiging magaan o madilim, at isang manu-manong pag-override syempre. Isinasaalang-alang ko rin ang isang timer na may isang RTC, ngunit sa ngayon ito ay gumagana ng maayos ngayon, nang walang isang RTC.

(para sa isang collecion ng mga litrato at pelikula, lumikha ako ng isang nakabahaging album:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Gayundin, tingnan ang maikling manwal at ang video na ito ng resulta ng pagtatapos:

malapit-bukas-kurtina-2

Hakbang 1: Mga Kagamitan at Kasangkapan na Kailangan Mo

Hakbang 1:

Pagtitipon ng lahat ng mga bagay na kailangan mo. Maaari itong mag-iba sa iba pang mga sitwasyon.

Ang mga ginamit kong materyales:

Ang mga sangkap

"Mekanikal":

Timing belt para sa mga 3d printer: 3or 6 metro, depende sa laki ng iyong window / kurtina.

(halimbawa: kung ang iyong kurtina ay kailangang masakop ang 1.5 metro, kailangan mo ng isang sinturon na 3 metro)

(iniutos sa AliExpress: GT2 belt lapad 6 mm RepRap 3D printer 10 mtr.)

20 ngipin pulley wheel

(iniutos sa AliExpress: GT2 Timing Pulley 20 ngipin Alumium Bore 5mm akma para sa GT2 belt Lapad 6mm RepRap 3D Printer Prusa i3)

Makinis (walang ngipin) axis wheel (o pangalawang libreng rolling pulley wheel)

Kahoy 20x10x1.8 cm

Kahoy 2x2x6 cm

Ang mga piraso ng aluminyo na may butas ng slide (kung minsan ginagamit ito para sa pag-align ng mga frame ng larawan sa isang dingding, pinahiga ko sila sa tabi-tabi)

Ang ilang mga 5mm na mani at bolts

Ang ilang mga 3 mm na mani at bolts

Ang ilang mga turnilyo at plugs para sa paglakip sa dingding

Aluminium plate 0.2x2x30cm, gupitin ang 4 na piraso mula sa 2x1.5 cm

Mga bagay na elektrikal:

Arduino Uno R3

Power suplly 12V 2A (depende sa kung anong motor ang ginagamit mo)

Motor na may gear (60 hanggang 120 rpm)

Motor driver L298n

Maliit na circuit board 3x2.5 cm

3 Leds

3 resistors 220 o 330 ohm (kasalukuyang nililimitahan ang mga resistors para sa LEDs)

LDR

1 risistor 330 Ohm (analog divider na may LDR)

4 resistors 10K (hilahin ang resistors para sa switch)

Ang ilang mga header para sa maliit na circuit board

Mga Wires (Mga wire ng Dupont / Arduino), lalaki-lalaki - lalaki-babae

Kaso (115x90x55)

Lumipat na may tatlong posisyon na naka-on / naka-on / naka-on

2x (maliit) Reed Relay na may magnet

Heat Shrink tube / wire

Mga gamit na ginamit:

Solder Iron / Solder

Drill

Saw

Screwdrivers

Mainit na Pandikit

Mga Plier

Wire Stripper

Gunting

Pasensya

Hakbang 2: Mga Hakbang sa Paglikha ng Mga Modyul

Hakbang 2:

Una, binalak kong gawing modular ang mga bagay hangga't maaari: Motor rig, pangalawang rig ng axis, Arduino, motor controller, interface ng konektor, kaso.

Nagsimula ako sa paglikha ng motor rig at konektor (para sa pagkonekta sa motor, switch ng tambo at LDR sa controller sa pamamagitan ng isang RJ45 na konektor) sa isang gawaing piraso ng kahoy.

Ang kabuuan ay nakasalalay nang kaunti sa kung anong uri ng motor ang mayroon ka / ginagamit, ngunit ang susi ay ang sinturon na hinihimok ng pulley wheel ay malapit sa riles ng kurtina (mga 1 hanggang 1.5 cm. Sa tabi nito).

Mayroon akong isang pares ng mga motor na may mga gear na nakahiga, na nai-save ko noong una mula sa isang propesyonal na brewer ng kape. Ang mga ito ay 24 volts na may isang gear na kung saan binabawasan ang RPM ng motor sa halos 120 RPM kapag nasa 24 volt. Ginagamit ko ang motor sa 12 Volt dito, kaya ang nakatuon na RPM ay halos 60. Gumamit ako ng 12 V dahil ang Arduino ay pinalakas din sa supply ng kuryente na mayroon ako para sa proyektong ito, at upang mabawasan ang max. wattage para sa konektor (tingnan ang higit pa sa ibaba).

Ikabit ang may ngipin na pully wheel sa axis ng motor / gear. Ang axis ng gear ay 6 mm, ang pully wheel 5 mm. kaya kailangan kong mag-drill ng butas ng pully wheel na mas malaki sa 6 mm.

Pagkatapos ay lumikha ng isang bundok para sa ibinigay na motor na ito, pinuputol ang kahoy upang ang motor at gear ay magkasya nang maayos at upang mai-mount ang Reed switch sa tabi nito, at ilakip ito sa dingding na may dalawang mga plug at turnilyo.

Susunod na ginamit ko ang isang konektor ng RJ45 (babae), upang ikonekta ang lahat ng mga wire mula sa motor at dalawang switch ng tambo at isang LDR. Ang walong wires (4 na pares) sa isang network cable ay sapat lamang upang gawin ang trabaho.

Gumagawa lamang ang motor sa pagitan ng 0.1 at 0.3 amps (na may 12 Volts, 1.2 hanggang 4 watts) (depende sa pagkarga na nakukuha mula sa kurtina). Ang isang solong kawad sa isang Network cable (hindi bababa sa mga mayroon ako) ay madaling mapanatili ang 10 watts. Bilang isang katotohanan, ang pamantayan ng PoE ay 15 watts bawat pares, ngunit kailangan mo rin ng isang mahusay na sertipikadong PoE cable din noon.

At ang ginamit na haba ng cable ay halos 2 metro lamang. Gayunpaman, ito ang aking pangunahing alalahanin: Magagawa ba ng mga kable para sa motor ang wattage na kailangan ng motor. Sa ngayon, walang mga problema, walang pag-init ng mga koneksyon o mga wire, at nagtayo ako sa isang kaligtasan ng software: Ang motor ay maaari at tatakbo lamang para sa isang maximum na halaga ng ibinigay / tinukoy na oras (30 hanggang 50 segundo, muli ring nakasalalay sa kung gaano katagal aabutin upang isara o buksan ang kurtina). Kailangan mong sabunutan ito para sa iyo ng sariling sitwasyon.

Kung lumagpas ang runtime na ito, hihinto ang motor at hindi muli hinihimok ng motorcontroller. Ang dahilan para sa labis na runtime pagkatapos ay kailangang maimbestigahan at malutas bago mo i-reset ang Arduino / controller (i-unplug lamang / plug ang power cable upang i-reset).

Ang isang tuwid na isa sa isang network cable ay magiging perpekto, ngunit ang karamihan sa mga ethernet cable (kung hindi lahat) ay magkakaroon ng isang pag-ikot sa konektor, kaya ang mga kulay na mga wire na ginagamit mo sa isang dulo, ay hindi magiging pareho sa kabilang dulo, kung ikaw malaman kung ano ang ibig kong sabihin Kailangan mong subaybayan nang wasto kung paano mo naisasambay ang mga bagay.

Dalawang pares ang maaari kong gamitin tulad ng dati, ang mga pares na kulay kahel at kayumanggi ay pareho sa magkabilang dulo, ngunit ang asul at berdeng pares sa isang dulo, ay naging halo ng dalawa sa kabilang dulo. Walang Suliranin, basta alam mo kung anong kombinasyon ng mga kulay ang naka-hook hanggang sa ano sa kabilang dulo.

Hakbang 3: Paglikha ng Pangalawang Axis

Ito ay isang simpleng hakbang: tingnan ang mga larawan. Lumikha ng isang maliit na rig ng pangalawang axis para sa belt upang tumakbo sa, Gumamit ako ng isang aluminyo strip na may slide hole na ginagawang madali upang mailagay ang tamang pag-igting sa sinturon. Ikabit ito malapit sa riles sa kabilang dulo ng kurtina / bintana. Tingnan ang larawan

Samakatuwid, na may isang maliit na kahoy na bloke, ang strip ng aluminyo na may slide strip, 5mm bolt at 2 nutts na pinagsama ang bagay na nasa larawan, at drill hole upang ilakip sa dingding na may ilang mga plugs at turnilyo na malapit sa riles sa kanang dulo ng kurtina.

Hakbang 4: Ang sinturon

Ang sinturon:

Talagang kailangan itong gawin nang tumpak. Dahil gumamit ako ng mga naaayos na mga axise at switch ng tambo, gumawa ako ng ilang mga margin, ngunit ang haba ng sinturon ay kailangang eksaktong eksakto, at higit pa ang lokasyon ng mga magnet at clip.

Binili ko ang sinturon na ito mula sa AliExpress, 10 mtr reinforced teethed timing belt (para sa 20 ngipin pulley wheel (din mula sa / via AliExpress)), nagkakahalaga lamang ng 7.60 Euros.

Sa huli, ginugol ko ang lahat ng 10 metro, isa para sa isang 3 mtr na lapad na kurtina (kaya kailangan ko ng humigit-kumulang na 6 na metro ng sinturon na ito), at isa pa para sa isang mas maliit na bintana, isang 1.7 mtr ang lapad na kurtina, kaya't isa pang 3.4 mtr ang ginamit

Upang makuha ang eksaktong haba ng sinturon, kailangan mong i-mount ang motor rig at pangalawang rig ng axis sa mga nais na lugar sa dingding. Balutin ang sinturon na may sapat na pag-igting sa paligid ng mga gulong at gupitin ang sinturon.

Sa 4 na piraso ng aluminyo na 0.2x1.5x2 cm drill ng 3 mm na butas. I-clamp ang dalawang piraso sa tuktok ng bawat isa, at mag-drill ng tatlong butas (upang ang mga butas ay maayos na nakahanay, upang ilagay ang mga bolts sa paglaon). Dalawang butas sa mga gilid / dulo at isa sa isang lugar sa gitna, ngunit tiyakin na ang sinturon ay maaaring ilipat sa pagitan ng dalawang mga butas. Ito ay upang ilakip ang isang hanay ng mga piraso sa sinturon para sa isang dulo ng kurtina, at ang dalawa pang mga piraso ng aluminyo ay ginagamit upang ikabit / i-clamp ang dalawang dulo ng sinturon kasama ang tulong ng isang maliit na piraso ng sinturon na 1.5 cm ang haba (tingnan ang mga larawan).

Ang koneksyon na ito ay nagsisilbi sa pamamagitan ng dalawang layunin, ikonekta ang mga dulo ng sinturon upang makagawa ng isang loop, at kumilos bilang isa sa dalawang mga kalakip na kurtina. Higpitan ang mga mani sa clip na ito, kaya't ang sinturon ay sapat na malakas upang hilahin at itulak ang kurtina. Ang lakas ay hindi gaanong, 2 hanggang 3 kg ng hindi bababa (maliban kung may mali?!).

Ang iba pang clip ay hindi dapat pahigpitin, dahil ang posisyon ng mga clip na ito ay kailangang ayusin para sa iba pang kurtina sa paglaon.

Kapag natapos na ang sinturon, ibalot ito sa pully wheel at axis wheel at igting ang sinturon ng mahigpit gamit ang naaayos na axis / aluminyo strip sa isang dulo.

Huwag pa ikabit ang mga kurtina sa mga clip, kailangan mong subukan at ayusin ang lahat ng tama bago mo ikabit ang mga kurtina.

Ang clip na hindi ang koneksyon na "loop" ay dapat na "slidable" pa rin.

Hakbang 5: Ang Arduino, Motor Controller at Interface Board

Ang Arduino, motor controller at interface board.

Para sa modularity, gumamit ako ng isang maliit na interface board (PCB) upang lumikha ng kinakailangang mga header at resistors para sa pull up at para sa LDR divider, at pagkatapos ay kumonekta sa mga babaeng header lahat ng mga wire ng RJ45 connector at manu-manong override switch.

Sa huli, ang interface board ay marahil isang mahinang punto sa kabuuan, at marahil ay hindi nagawa, at direktang mga koneksyon kung saan marahil ay mas mahusay at madali.

Ang paglalaan ng mga pin sa Arduino ay ang mga sumusunod;

// alokasyon ng mga pin:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Serial na pag-print

// 2 - led green

// 3 - humantong pula

// 4, 5 - driver ng motor L298n

// 6, 7 - LIBRE

// 8 - Top top reed switch - isara (d)

// 9 - ilalim ng reed switch - buksan (ed)

// 10 - Buksan ang manu-manong switch

// 11 - Malapit na manu-manong switch

// 12 - LIBRE

// 13 - blink buhay na humantong (panlabas na Dilaw)

Ikonekta ang lahat ng mga wire sa interface board sa pamamagitan ng mga Arduino wires (lalaki-babae) ayon sa mga alocation ng pin sa itaas.

Paghinang ang 3 leds gamit ang anode (mahabang binti) + risistor sa mga pin 2, 3 at 13 ng Arduino, at ang mga cathode sa lupa.

Ginamit ko:

I-pin ang 2 hanggang Green, para sa nagpapahiwatig ng pagbubukas ng kurtina. (kaliwang kurtina sa kaliwa na nakikita mula sa harapan)

I-pin ang 3 sa Pula, para sa pagpapahiwatig ng pagsasara ng kurtina. (kaliwang kurtina hanggang sa kanang nakikita mula sa harapan)

I-pin ang 13 sa Dilaw para sa buhay na kumikislap (Gayunpaman, hindi ko na ito ginamit, dahil ang isang kisap na humantong sa dilim ay maaaring nakakainis, ngunit may magagamit ito?, Pinrograma ko ang pinangunahan na hindi talaga magamit, sa kabilang banda, gamit ang DARK o LIGHT indication para sa pagpikit lamang sa araw, madali ring posible).

Bilang isang bagay ng katotohanan, ang programa sa lahat ng ito ay sumama sa pagbuo ng controller na ito. Ang ideya ng pula at berde na humantong ay dumating kalaunan, at ang paggamit ng / isang dilaw ay naging mas mababa / hindi mahalaga.

Hakbang 6: Pagsasama-sama sa Lahat ng Ito

Itinayo ang kaso. Ang kaso na CASE115x90x55MM sa labas, sa loob nito ay medyo maliit (107x85x52, Mag-drill ng 5 mm na butas para sa Leds, isang 6 mm na butas para sa switch, isang 6 mm na butas para sa konektor wire / network cable, at mga butas para sa Arduino power konektor at USB konektor (na madali para sa pag-program / pag-update ng Arduino)

Gayundin, maghinang ng dalawang wires mula sa Arduino power konektor sa motor controller. Ang arduino ay pinalakas sa pamamagitan ng panlabas na konektor ng kuryente, at gayundin ang motor controller.

Ilagay ang Arduino, motor controller at PCB sa kaso at ikonekta ang lahat ng mga wire (LED'S na may 220 ohm resistors, lumipat gamit ang pull up resistors, at humantong din sa ethernet cable bagaman ang butas sa PCB at kumonekta sa mga header.

Ikabit ang motor rig sa dingding sa kaliwang bahagi ng bintana, ang pangalawang gulong ng axis sa kanang bahagi ng bintana, ilagay ang sinturon sa paligid ng mga gulong pulley, ikonekta ang ethernet cable sa konektor RJ45 sa motor rig, i-power up ang Arduino na may lamang ang USB sa una.

I-upload ang programa / firmware na "kurtina-2.ino", at subukan ang mga halaga ng LED at mga switch ng tambo, at manu-manong swith sa pamamagitan ng output ng Serial monitor ng Arduino IDE. Espesyal na pag-aalaga para sa mga unang pagsubok, depende sa kung paano mo na-wire ang motor sa motor controller, dapat lumiko ang motor laban sa pakaliwa para sa pagsara ng kurtina, at pakanan para sa pagbubukas. Kung hindi ito tama, maaari mong i-cross ang mga wire sa motor controller o PCB, o i-program muli ang function na "motor_open ()" at "motor_close ()" upang gawin ang kabaligtaran. (Signal controller upang lumiko sa pakaliwa o kontra pakaliwa).

Ang mga magnet para sa mga switch ng tambo ay dapat ilagay sa tamang mga madiskarteng lugar. Kapag ang clip para sa kurtina sa kanan ay nasa tamang lugar (sa gayon, malayo din sa kanan, kapag bukas ang kurtina), pagkatapos ang clip para sa kaliwang kurtina ay malayo sa kaliwa (bukas ang kurtina), at ang pang-akit para sa ilalim ng tambo switch ay dapat na malapit sa kaliwa ng clip para sa kaliwang kurtina (tingnan din ang video at mga larawan).

Ang pang-akit para sa tuktok na switch ng tambo ay dapat na nasa tuktok ng sinturon sa gitna ng bintana (muli, kapag ang kurtina ay bukas). Lilinawin ng mga larawan at video.

Ang tuktok na pang-akit ay lilipat sa kaliwa (patungo sa motor rig), kapag isinasara ang kurtina, at dapat buhayin ang switch ng tambo, kapag ang mga kurtina ay magkakasalubong sa gitna (saradong posisyon) Kung ang reed switch ay naaktibo sa huli, ikaw ay may (malaking) problema. Susubukan ng motor na hilahin ang mga kurtina nang magkakasama, ngunit mayroon na sila, sa gayon ang sinturon ay masisira o madulas, o ang mga kuwadra sa motor, na kumukuha ng mataas na agos. Kaya't ang pag-tune ay napakahalaga, at pupunta rin ito para sa pagsasara ng posisyon syempre. Ngunit gayon pa man, ang pag-tune na ito ay hindi talaga tumagal ng maraming oras at pagsisikap, talaga.. Ang pagdikit / pagdikit ng mga magnet sa tuktok at ilalim ng sinturon ay kailangang tumpak, kasama ang pagpipilian ng slide ng mga switch ng tambo sa rig ng motor, mayroon kang ang mga margin upang maiayos ito nang tama: tingnan ang pelikulang ito para sa isang pangwakas na pagsubok

Ang unang pelikula sa nakabahaging album na ito ay isang pagsubok ng sinturon at basahin ang mga switch:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Maaari mong gamitin ang manu-manong pag-override ng swith upang subukan ito.

Sinasaklaw / natuklasan ang LDR maaari mong gayahin ang madilim at ilaw.

Kapag ang mga clip sa sinturon ay huminto sa mga tamang lugar, maaari mong ikabit ang mga kurtina sa mga clip at tangkilikin ang awtomatikong pagsara at pagbubukas ng iyong mga kurtina:-)