Kinokontrol ng Arduino na Dock ng Telepono na May Mga Lampara: 14 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Ang ideya ay sapat na simple; lumikha ng isang dock ng singilin sa telepono na magbubukas lamang ng lampara kapag nagcha-charge ang telepono. Gayunpaman, tulad ng madalas na nangyayari, ang mga bagay na tila simpleng simple ay maaaring magtapos sa pagkuha ng medyo mas kumplikado sa kanilang pagpapatupad. Ito ang kwento ng kung paano ako lumikha ng isang dock na dock ng singil ng telepono na nagagawa ang aking simpleng gawain.

Hakbang 1: Ano ang Ginamit Ko

Hindi ito nangangahulugang isang lubusang listahan ng lahat ng ginamit ko, ngunit nais kong magbigay ng isang pangkalahatang ideya ng mga pangunahing sangkap na ginamit ko. Isinama ko ang mga link ng Amazon para sa karamihan ng mga sangkap na ito. (Tandaan na nakakakuha ako ng isang maliit na komisyon mula sa Amazon kung gagamitin mo ang mga link na ito. Salamat!)

Arduino Uno: https://amzn.to/2c2onfeAdafruit 5V DC Kasalukuyang Sensor (x2): https://amzn.to/2citA0S2-Channel Solid State Relay: https://amzn.to/2cmKfkA 4-Port USB Box: https://amzn.to/2cmKfkA 1 'Panel Mount USB Cable (x2): https://amzn.to/2cmKfkA 6 AB USB Cable:

Ginamit ko rin ang mga sumusunod na suplay na kinuha ko sa tindahan ng hardware: 4 "x4" Mga Plastong Plato ng Pluit (x2) 40W Edison Light Bulbs (x2) Light Bulb SocketTrack Light Bracket 'Extension CordWire Nuts

Hakbang 2: Eksperimento, Disenyo at Mga Kable

Upang matukoy kung kailan nagcha-charge ang telepono, ang kasalukuyang daloy sa telepono ay kailangang patuloy na subaybayan. Kahit na sigurado akong may mga disenyo ng circuit na maaaring masukat ang kasalukuyan at makontrol ang isang relay batay sa kasalukuyang antas, hindi ako nangangahulugang isang dalubhasa sa kuryente at hindi nais na harapin ang pagbuo ng isang pasadyang circuit. Mula sa ilang karanasan, alam ko na ang isang maliit na microcontroller (Arduino) ay maaaring magamit upang sukatin ang kasalukuyang at pagkatapos ay makontrol ang isang relay upang i-on at i-off ang mga ilaw. Matapos makahanap ng isang maliit na kasalukuyang sensor ng DC ng Adafruit, nagsimula akong mag-eksperimento sa pagkonekta nito sa isang USB cable upang masukat ang kasalukuyang dumadaloy dito habang nagcha-charge ito ng isang telepono. Ang isang tipikal na USB 2.0 cable ay naglalaman ng 4 na mga wire: puti, itim, berde, at pula. Dahil ang itim at pula na mga wire ay nagdadala ng lakas sa pamamagitan ng cable, alinman sa isa sa mga ito ay maaaring magamit upang masukat ang kasalukuyang daloy - Ginamit ko ang mga pulang wires. Ang isang pangkaraniwang kasalukuyang sensor ay kailangang mailagay nang nakahanay sa kasalukuyang daloy (ang kasalukuyang kailangang dumaloy sa pamamagitan ng sensor), at ang sensor ng Adafruit ay hindi isang pagbubukod sa panuntunang ito. Ang pulang kawad ay pinutol na may dalawang gupit na dulo na nakakabit sa dalawang terminal ng tornilyo sa kasalukuyang sensor. Ang sensor ng Adafruit ay nakakonekta sa isang Arduino at nagsulat ako ng ilang simpleng code upang maiulat ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng sensor. Ipinakita sa akin ng simpleng eksperimentong ito na ang isang nagcha-charge na telepono ay gumuhit sa pagitan ng 100 at 400 mA. Matapos ganap na masingil ang telepono, ang kasalukuyang daloy ay mahuhulog sa ibaba 100 mA, ngunit hindi maaabot sa 0.

Sa aking eksperimentong matagumpay na naipakita na masusukat ko ang kasalukuyang daloy ng isang Arduino, dinisenyo ko ang circuit na ipinakita sa itaas. Ang dalawang 1 'panel mount USB cable cable ay konektado sa isang 4-port na singilin na kahon. Ang mga cable na nagcha-charge ng telepono ay konektado sa mga cable na ito, na ginagawang tanggapin ng system ang anumang uri ng USB singilin na cable - at inaasahan kong gawin itong "katibayan sa telepono sa hinaharap." Ang mga pulang wire ng mga extension cable ay maaaring i-cut at konektado sa kasalukuyang mga sensor. Ang kasalukuyang mga sensor ay nagbibigay ng impormasyon sa Arduino, na kinokontrol naman ang isang dalawang-channel na solidong relay ng estado. Ginagamit ang relay upang mailipat ang lakas na 110V sa mga bombilya. Ang kapangyarihan sa kahon ng USB at mga bombilya ay maaaring maitali nang magkasama na nagpapahintulot sa system na gumamit ng isang solong outlet. Partikular kong gusto kung paano ang kapangyarihan sa Arduino ay maaaring ibigay ng isa sa mga labis na USB port sa kahon ng singilin.

Hakbang 3: Ang Dock ng Telepono

Ang pantalan ng telepono ay itinayo mula sa 3/8 "itim na tubo. Gumamit ako ng dalawang siko ng lalaki at babae, isang T, isang maikling seksyon na buong sinulid, at isang bilog na flange. Para sa mga bahagi ng tanso sa tuktok ng pantalan, pinutol ko ang isang 1 1/2 "mahabang tanso na tubo sa kalahati at ginamit ang isang kalahati para sa bawat bahagi. Ang isang maliit na butas ay drilled sa T, na kung saan ay sapat na malaki upang mapaunlakan ang mga dulo ng mga kable ng ilaw. Ang mga kable ay nagtrabaho sa pamamagitan ng mga siko at JB Welded sa mga tubo na tanso. Natapos ito na mas mahirap kaysa sa tila ang mga siko ay hindi sapat na malaki sa loob upang magkasya ang ilaw ng cable sa dulo. Natapos ko ang muling pagbabago ng loob ng mga siko hanggang sa magkasya.

Kung kailangan kong gawin ulit ang pantalan na ito, bibigyan ko ito ng higit pang suporta para sa telepono. Tulad ng maaari mong asahan, kung ang telepono ay itulak sa lahat kapag ito ay nasa pantalan, ang mga kable ng kidlat ay maaaring madaling baluktot. Nakakaiba ako na ang Apple ay talagang nagbebenta ng isang pantalan na may katulad na hindi sinusuportahang pagsasaayos.

Hakbang 4: Ang mga Lampara

Nais kong ang mga lampara ay magkaroon ng katulad na pang-industriya na pagtingin sa pantalan. Para sa unang lampara, gumamit ako ng isang generic na bombilya socket na itinakda sa tuktok ng isang 3/8 flange ng tubo. Ang ilang maliliit na tubo na tanso ay kumokonekta sa base sa socket at umakma sa mga accent na tanso sa pantalan. Ang isang 40W Edison bombilya talaga ang bituin ng ilawan na ito. Nais kong gamitin ang mga bombilya ng Edison habang umaangkop sila nang perpekto sa disenyo ng pantalan na ito at pinapayagan kang lumikha ng isang magandang ilawan na bombilya.

Habang nasa Lowe's nakakita ako ng track light bracket sa clearance na sa palagay ko ay nakakainteres. Binaliktad ko ang bracket at nagdagdag ng isang flange ng tubo upang gawin ang base. Ang socket sa track light mount ay hindi naka-attach dito dahil dinisenyo ito upang i-hold sa lugar ng isang bombilya na may mukha nang patag. Dahil gumagamit ako ng isang bombang Edison, gumawa ako ng isang maliit na bracket ng aluminyo upang hawakan ang socket sa loob ng pabilog na pabahay ng track light bracket. Ang mga maliit na knobs na tanso ay idinagdag upang umakma sa natitirang bahagi ng system.

Kapag nakumpleto ang pantalan at ilaw, pininturahan sila ng matte na itim - maliban sa mga tanso na piraso.

Hakbang 5: Ang Arduino Enclosure

Gumamit ako ng dalawang 4 "x 4" na mga enclosure ng PVC para sa pabahay ng Arduino. Pinutol ko ang mga puwang ng bentilasyon sa isang gilid at ang takip ng bawat enclosure. Sa gilid ng isang enclosure, pinutol ko ang dalawang mga hugis-parihaba na butas para sa panel na naka-mount ang mga USB cable. Ang mga butas na may puwang na 1 1/8 "sa gitna ay na-drill sa magkabilang panig ng mga hugis-parihaba na butas na ito at ginamit upang ilakip ang mga kable sa enclosure. Ang isang gilid ng parehong mga enclosure ay pinutol upang ang dalawang kahon ay mabubuo ng isang solong kahon kapag sila ay magkatabi. Isang 3/4 "makapal na bloke ng kahoy ang ginamit upang hawakan ang mga kahon sa tabi-tabi na pagsasaayos at bumubuo rin ng isang maginhawang base para makaupo sila.

Hakbang 6: Maglakip ng USB Box

Ang unang sangkap na idinagdag sa enclosure ay ang 4-Port USB singil na kahon. Pasimple kong naayos ito sa lugar gamit ang dobleng panig na tape.

Hakbang 7: Mount Arduino sa Enclosure

Gusto kong gumamit ng electric box faceplate spacers upang mai-mount ang mga elektronikong sangkap dahil ang mga ito ay gawa sa plastik at maaaring iakma upang gumana bilang pagpindot o pag-standoff. Pinutol ko lang sila gamit ang aking kutsilyo at pagkatapos ay itulak ang mga tornilyo sa kanila. Ang Arduino ay naka-mount sa isang kahon ng enclosure na may maliit na flat screws ng ulo na may mga faceplate spacer na naka-mount sa pagitan ng Arduino at ng kahon.

Sa sandaling naka-mount ang Arduino, isang maikling (6 ) uri ng USB na USB na koneksyon ay nakakonekta sa pagitan ng USB port ng Arduino at ang pinakamalapit na port ng singilin na kahon. Ito ay isang talagang masikip na akma para sa kurdon at talagang kailangan kong bumalik ang mga baluktot na plastik na piraso na pumapalibot sa kawad sa dulo ng cable upang magkasya ito.

Hakbang 8: Mga Kable at Pag-mount ng Relay

Ang mga lubid sa mga ilawan ay pinakain sa mga butas sa enclosure. Ang isang kawad mula sa bawat kurdon ay konektado sa mga output (ang lumipat na 120V na bahagi) ng parehong mga channel ng solidong relay ng estado. Maikli (4 ) na mga seksyon ng kawad ay konektado sa natitirang mga terminal ng tornilyo na katabi ng kung saan nakakonekta ang mga wire na lampara. Ang mga wires na ito ay gagamitin upang mag-supply ng lakas sa 120V na bahagi ng relay.

Sa gilid ng DC ng relay, 4 na mga wire ang nakalakip ayon sa ipinakitang pagsasaayos. Dalawa sa mga wire ang nagbibigay ng boltahe ng + at - DC na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng relay, habang ang natitirang dalawang wires ay nagdadala ng mga digital signal, na nagsasabi sa mga channel na i-on o i-off.

Ang 4 na mga wire na ito ay nakalakip sa Arduino tulad ng sumusunod: Ang pulang kawad (DC +) ay konektado sa 5V pin. Ang itim na kawad (DC-) ay konektado sa pin ng GND. Ang brown wire (CH1) ay konektado sa digital output pin 7 Ang orange wire (CH2) ay konektado sa digital output pin 8

Kapag ang lahat ng mga wire ay konektado sa relay, naka-mount ito sa enclosure gamit ang maliliit na flat head screw.

Hakbang 9: Mga kable at Pag-mount ng Mga Kasalukuyang Sensor

Ang mga komunikasyon at wires na kuryente ay nilikha para sa dalawang kasalukuyang sensor sa pamamagitan ng paghahati sa dalawang hanay ng mga wire na humahantong mula sa mga sensor patungo sa Arduino. Tulad ng dati, ang pula at itim na mga wire ay ginagamit upang paandarin ang mga sensor. Ang mga wires na ito ay konektado sa mga Vin (red wire) at GND (black wire) na mga pin ng Arduino. Nakakagulat, kahit na ang mga wire sa komunikasyon (ang mga wire ng SDA at SDL) ay maaaring magkasama-sama ng splice. Ito ay dahil ang mga kasalukuyang sensor ng Adafruit ay maaaring mabigyan ng bawat isang natatanging address depende sa kung paano magkakasama ang kanilang mga pin ng address. Kung ang board ay walang alinman sa mga pin ng address na na-solder, ang board ay tinutukoy bilang board 0x40 at isangguni ito sa code ng Arduino. Sa pamamagitan ng paghihinang na magkasama ang mga A0 address pin, tulad ng nakikita sa diagram, ang address ng board ay nagiging 0x41. Kung ang mga A1 address pin ay nakakonekta ang board ay magiging 0x44, at kung ang parehong A0 at A1 pin ay konektado ang address ay 0x45. Dahil gumagamit lamang kami ng dalawang kasalukuyang sensor, kinailangan ko lang panghinang ang mga address pin sa board 1 tulad ng ipinakita.

Kapag natugunan nang tama ang mga board, nakalakip ang mga ito sa enclosure gamit ang maliliit na turnilyo ng tanso.

Ang mga SDA (asul) at SCL (dilaw) na mga wire mula sa mga sensor ay konektado sa mga SDA at SCL na pin sa Arduino. Ang mga pin na ito ay hindi naka-label sa aking Arduino, ngunit ang mga ito ang huling dalawang pin pagkatapos ng mga pin ng AREF sa digital na bahagi ng board.

Hakbang 10: Ikonekta ang mga USB Extension Cables

Tulad ng naunang nabanggit, ang mga cable ng extension ng USB ay kailangang pumasa sa kasalukuyan sa pamamagitan ng kasalukuyang mga sensor. Pinadali ito ng paghahati ng mga wire sa mga pulang kawad ng mga kable. Kapag ang mga USB cable ay naka-mount sa enclosure, ang mga wire na ito mula sa mga splice ay konektado sa kasalukuyang mga sensor. Para sa bawat USB cable, ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan nito ay dadaloy sa mga wires na ito, sa pamamagitan ng sensor, at pagkatapos ay bumalik upang magpatuloy sa pamamagitan ng cable sa nagcha-charge na telepono. Ang mga lalaki na dulo ng mga USB cable ay naka-plug sa dalawa sa mga bukas na port ng USB charge box.

Hakbang 11: Ikonekta ang Lakas

Ang pangwakas na hakbang sa kahon ng electronics ay upang ikonekta ang kurdon ng kuryente sa kahon ng USB at mga lampara (aka. Ang 120V na bahagi ng relay). Ang mga itim na wires na humahantong nang direkta sa mga lampara ay nakakonekta sa isang kawad ng kurdon ng kuryente kasama ang brown na kawad mula sa singilin na kahon. Ang power cable sa singilin na kahon ay simpleng pinutol na may dalawang wires sa loob (sila ang mga asul at kayumanggi na mga wire) na hinubad. Sa wakas, ang dalawang puting mga wire mula sa relay ay wire na naka-nut sa iba pang kawad ng kurdon ng kuryente kasama ang asul na kawad mula sa kahon ng singilin sa USB.

Hakbang 12: Ang Kumpletong Sistema

Kapag ang kahon ay ganap na tipunin, ang mga takip ng enclosure ay maaaring mapalitan. Ngayon na kumpleto na ang hardware para sa sistemang ito, oras na upang lumipat sa software.

Hakbang 13: Ang Arduino Code

Ang pag-unlad ng Arduino code ay medyo prangka, kahit na tumagal ng ilang mga pagsubok upang makuha ito ng tama. Sa pinakasimpleng form nito, ang code ay nagpapadala ng isang senyas upang mapagana ang naaangkop na relay channel tuwing makakabasa ito ng isang kasalukuyang daloy na mas malaki sa o katumbas ng 90mA. Habang ang simpleng code na ito ay isang mahusay na panimulang punto, ang mga cell phone ay hindi naniningil sa 100% at pagkatapos ay umupo doon napakaliit ng kasalukuyang. Sa halip, nalaman ko na sa sandaling ang singil ng telepono ay gumuhit ito ng maraming daang mA para sa isang maikling panahon bawat ilang minuto. Ito ay tulad ng kung ang telepono ay isang leaky bucket na kailangang ma-topped off bawat ilang minuto.

Upang malutas ang isyung ito, gumawa ako ng isang diskarte kung saan ang bawat channel ay maaaring nasa isa sa tatlong mga estado. Ang estado 0 ay tinukoy bilang kapag ang telepono ay tinanggal mula sa pag-charge dock. Sa pagsasagawa nalaman ko na halos walang kasalukuyang dumadaloy kapag tinanggal ang telepono, ngunit itinakda ko ang pinakamataas na kasalukuyang limitasyon ng estado na ito sa 10mA. Ang Estado 1 ay ang estado kung saan ang telepono ay puno ng singil, ngunit nasa pantalan pa rin. Kung ang kasalukuyang daloy ay bumaba sa ibaba 90mA at higit sa 10mA, ang sistema ay nasa estado na 1. Ang estado 2 ay ang estado ng pagsingil, kung saan ang telepono ay gumuhit ng 90mA o higit pa.

Kapag ang telepono ay nakalagay sa pantalan, ang estado 2 ay pinasimulan at nagpapatuloy habang nagcha-charge. Kapag natapos ang pagsingil at ang kasalukuyang bumaba sa ibaba 90mA, ang sistema ay nasa estado na 1. Ang isang kondisyong pahayag ay ginawa sa puntong ito upang ang sistema ay hindi maaaring magpatuloy nang direkta mula sa estado 1 hanggang sa estado 2. Pinapanatili nito ang system sa estado 1 hanggang sa ang telepono ay tinanggal, sa oras na ito pumapasok ito sa estado 0. Dahil ang system ay maaaring magpatuloy mula sa estado 0 hanggang sa estado 2, kapag ang telepono ay inilagay pabalik sa charger at ang kasalukuyang daloy ay tumataas sa itaas ng 90mA, ang estado 2 ay muling sinimulan. Lamang kapag ang sistema ay nasa estado 2, ang signal ay ipinadala sa relay upang i-on ang ilaw.

Ang isa pang isyu na naranasan ko ay ang kasalukuyang kung minsan ay madaling mahuhulog sa ibaba 90mA bago ganap na singilin ang telepono. Ilalagay nito ang system sa estado 1 bago ito magkaroon. Upang ayusin ito, average ko ang kasalukuyang data sa loob ng 10 segundo at kung ang average na kasalukuyang halaga ay bumaba sa ibaba 90mA ay papasok ang system sa estado 1.

Kung interesado ka sa code na ito, nag-attach ako ng isang Arduino.ino file na may ilang mga paglalarawan dito. Sa pangkalahatan, gumagana ito nang maayos, ngunit napansin ko na minsan ang system ay tila magpapatuloy sa estado ng 0 kapag ang telepono ay naka-attach pa rin at ganap na nasingil. Nangangahulugan ito na bawat ngayon at pagkatapos ay ang ilaw ay makikita sa loob ng ilang segundo (kapag ito ay umuusbong sa estado 2) at pagkatapos ay patayin. Isang bagay upang gumana para sa hinaharap hulaan ko.

Hakbang 14: Ang Tapos na Sistema

In-install ko ang pag-charge dock sa aming bookshelf, na may kahon na Arduino na matatagpuan sa likod ng ilang mga libro. Kung titingnan mo lang ito ay hindi mo mapagtanto ang gawaing napunta dito - at kahit na makita ito sa pagpapatakbo ay hindi ito ginagawa ng hustisya. Pagkatapos ay muli, natutuwa ako na makita ang mga ilaw na bumukas at patayin, at umasa pa rin ako sa kanila upang makita kung ang telepono ay nagcha-charge.