Arduino Uno Automated Sunshade System: 9 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang produktong nilikha ay isang awtomatikong sistema ng sunshade para sa mga sasakyan, ganap itong nagsasarili at kinokontrol ng temperatura at mga light sensor. Papayagan ng system na ito ang isang shade na takpan lang ang bintana ng kotse nang umabot ang kotse sa isang tiyak na temperatura at kapag ang isang tiyak na halaga ng ilaw ay naipasa sa sasakyan. Ang mga hangganan ay itinakda upang ang lilim ay hindi gumana kapag ang isang sasakyan ay nakabukas. Ang isang switch ay idinagdag sa system kung sakaling nais mong itaas ang lilim kahit na ang alinman sa mga parameter ay hindi natutugunan. Halimbawa, kung ito ay isang cool na gabi at nais mong masakop ang iyong sasakyan para sa privacy, maaari mo lamang pindutin ang switch upang itaas ang lilim. Maaari mo ring patayin ang switch upang ganap na patayin ang system.

Pahayag ng problema - "Kapag ang mga sasakyan ay naiwan sa init ang temperatura ng panloob na sasakyan ay maaaring maging lubos na hindi komportable, lalo na para sa sarili kapag muling pumasok sa sasakyan o para sa mga pasahero na naiwan sa sasakyan. Ang pagkakaroon ng blind system ay maaari ring magsilbing isang security device upang maiwasan ang isang taong tumitingin sa loob ng iyong sasakyan. " Kahit na may mga sunshades para sa mga kotse na madali at simpleng i-set up, maaari itong minsan maging isang abala at maaari mong kalimutan na ilagay ito. Sa isang awtomatikong sistema ng sunshade, hindi mo manu-manong ilagay ang mga shade o tandaan na ilagay ang mga ito dahil awtomatiko itong babangon kung kinakailangan.

Pinagmulan ng Imahe:

Hakbang 1: Proseso ng Konsepto ng Disenyo

Nais kong isang simpleng gumawa at gumamit ng disenyo na sa kalaunan ay maisasama sa isang sasakyan. Nangangahulugan ito na ito ay isang naka-install na tampok para sa sasakyan. Gayunpaman, tulad ng kasalukuyang itinayo maaari itong magamit para sa isang mga window shade system din. Para sa proseso ng paglikha ng disenyo maraming mga sketch at ideya ang nagawa, ngunit pagkatapos gumamit ng isang desisyon matrix ang ginawang produkto ay ang napagpasyahang konsepto na bubuo.

Hakbang 2: Ginamit na Mga Materyales

Ang mga larawan ay aktwal na mga sangkap na ginamit sa proyekto. Ang Mga sheet ng Data ng Project ay nasa nakalakip na dokumento. Hindi maibibigay ang lahat ng mga sheet ng data. Halos nagkakahalaga ako ng $ 146 upang maitayo ang buong produkto.

Karamihan sa mga bahagi at sangkap ay nagmula sa Amazon o isang tindahan ng pagpapabuti ng bahay na tinatawag na Lowe's.

Iba pang mga aparato na ginamit:

Mga striper ng wire

Mga Plier

Phillips distornilyador

Flathead screwdriver

Multi-meter

Laptop

Na-download na programa ng Arduino

Hakbang 3: Lohika: Paano Ito Gumagana

Circuitry:

Sa pamamagitan ng isang computer o laptop, ang code mula sa Arduino programmer ay ipinapadala sa Arduino Uno na pagkatapos ay binabasa ang code at ipinatutupad ang mga utos. Kapag na-upload ang code sa Arduino Uno hindi na magkakaroon ng anumang pangangailangan upang manatiling konektado sa computer upang ipagpatuloy ang programa hangga't ang Arduino Uno ay makakakuha ng ibang supply ng kuryente upang tumakbo. Ang H - Bridge sa circuit ay nagbibigay ng isang output ng 5 volts na sapat upang makontrol ang Arduino Uno. Pinapayagan ang system na gumana nang walang computer bilang supply ng kuryente para sa Arduino Uno, na ginagawang portable ang system, na kinakailangan kung nais gamitin sa isang sasakyan.

Dalawang limitasyon na switch, isang sensor ng temperatura, isang light sensor, isang RBG LED, at isang H - Bridge ay konektado sa Arduino Uno.

Ang RBG LED ay upang ipahiwatig kung saan matatagpuan ang trigger rod. Kapag ang trigger ay nasa ilalim ng posisyon na nagpapalitaw ng mas mababang limitasyon ng switch ang LED ay nagpapakita ng pula. Kapag ang trigger ay nasa pagitan ng parehong mga switch ng limitasyon ay nagpapakita ng LED na asul. Kapag ang gatilyo ay nasa tuktok na pagpindot sa itaas na limitasyon ng switch ang LED ay nagpapakita ng isang pinkish-red.

Ang mga limitasyong switch ay mga cutoff switch para sa circuit upang sabihin sa system na ihinto ang paggalaw ng motor.

Ang H - Bridge ay gumaganap bilang isang relay para sa motor rotation control. gumagana ito sa pamamagitan ng pag-on sa mga pares. kahalili nito ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng motor, na kinokontrol ang boltahe ng polarity na pinapayagan ang direksyong pagbabago na maganap.

Ang isang 12 Volt, 1.5 Amp na baterya ay nagbibigay ng lakas para sa motor. Ang baterya ay konektado sa H - tulay upang ang direksyon ng paikot na motor ay maaaring makontrol.

Ang isang manu-manong switch ng toggle ay nasa pagitan ng baterya at H - tulay upang kumilos bilang isang On / Off na sangkap upang gayahin kapag naka-on o naka-off ang kotse. Kapag nakabukas ang switch, na nagpapahiwatig na ang sasakyan ay nakabukas, walang aksyon na magaganap. Sa ganoong paraan kapag nagmamaneho ng iyong sasakyan ng lilim ay hindi gagana. Kapag naka-off ang Switch, kumikilos na parang ang sasakyan ay magkatulad na patay sa gayon ang system ay gagana at gumana nang maayos.

Ang sensor ng temperatura ay ang sangkap na keystone para sa circuit, kung ang isang temperatura ng isang itinakdang threshold ay hindi natutugunan, kung gayon walang gagawin na pagkilos kahit na napansin ang ilaw. Kung natutugunan ang temperatura threshold, pagkatapos suriin ng code ang mga light sensor.

Kung natutugunan ang mga parameter ng ilaw at temperatura ng sensor pagkatapos sasabihin ng system ang motor na kumilos.

Physical Compenent:

Ang isang gear ay nakakabit sa isang 12V 200rpm na nakatuon na DC motor. Hinihimok ng gear ang isang rod ng drayber na umiikot ng isang chain at sprocket system na kumokontrol sa pataas o pababa na paggalaw ng isang rod ng aluminyo na nakakabit sa kadena. Ang metal rod ay konektado sa lilim, pinapayagan itong itaas o ibaba depende sa kung ano ang hinihiling ng kasalukuyang mga parameter ng code na maging ang shade.

Hakbang 4: Pag-unlad sa Proyekto

Proseso ng Paglikha:

Hakbang 1) Bumuo ng Frame

Hakbang 2) Maglakip ng mga bahagi sa frame; may kasamang mga gear at chain system, naka-shade din ang roller shade na may locking pin

Gumamit ako ng mga plier upang alisin ang end-cap mula sa roller shade upang alisin ang locking pin. Kung hindi maingat ang pag-igting ng tagsibol sa roller shade ay magpapahinga, kung nangyari iyon madali itong muling i-wind. Hawakan lamang ang roller shade at i-twist ang panloob na mekanismo hanggang sa masikip.

Hakbang 3) Gumawa ng circuit sa breadboard - gumamit ng mga wire ng jumper upang ikonekta ang tamang pin ng breadboard sa Arduino digital o Analog pin.

Hakbang 4) Lumikha ng code sa Arduino

Hakbang 5) Test code; Tingnan ang printout sa serial monitor, kung ang mga isyu ay gumagawa ng mga pagwawasto sa code.

Hakbang 6) Tapusin ang proyekto; Gumagana ang code sa nilikha na istraktura ng circuit at produkto.

Maraming mga Forum at tutorial na video ang ginamit upang matulungan akong lumikha ng aking proyekto.

Listahan ng mga sanggunian:

• https://www.bc-robotics.com/tutorials/controlling-…
• https://learn.adafruit.com/tmp36-temperature-senso…
• https://steps2make.com/2017/10/arduino-temperature…
• https://learn.adafruit.com/tmp36-temperature-senso…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.instructables.com/id/Control-DC-Motor-…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.arduino.cc/
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/a…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.energyefficientsolutions.com/Radiant-B…

Sa pagsubok at error, pagsasaliksik, at karagdagang tulong mula sa mga kasamahan kasama ang mga propesor sa kolehiyo nagawa ko ang aking pangwakas na proyekto.

Hakbang 5: Proseso ng Paglikha: Framework

Ang produkto ay itatayo upang maaari itong gawin sa mga bahagi na medyo madaling makuha.

Ang pisikal na frame ay gawa sa kahoy na cedar lamang at mga tornilyo.

Ang frame ay 24 pulgada ang haba ng 18 pulgada ang taas. ito ay halos isang sukat na 1: 3 ng isang buong sukat na average na salamin ng sasakyan.

Ang pisikal na produkto ay may dalawang plastic gear at chain kit, dalawang metal rods, at isang roller shade.

Ang isang gear ay konektado sa DC motor, umiikot ito ng metal rod na gumaganap bilang isang driver shaft na kumokontrol sa paggalaw ng kadena. Ang driver rod ay idinagdag upang ang lilim ay pantay na gumalaw.

Pinapayagan ng gear at chain ang ibang metal rod na iangat at ibababa ang lilim, at nagsisilbing isang gatilyo para sa dalawang switch ng limitasyon..

Ang roller shade ay orihinal na mayroong mekanismo ng pagla-lock dito nang binili at inilabas ko ito. Binigyan nito ang roller shade ng kakayahang mahila at ibababa nang hindi nakakulong sa isang posisyon sa sandaling tumigil ang paggalaw ng pag-angat.

Hakbang 6: Pag-set up ng Mga Kable

Ang mga kable ay kailangang maayos na maayos at ang mga wire ay kailangang ihiwalay upang walang pagkagambala na naganap sa pagitan ng mga wire. Walang nagawang paghihinang sa panahon ng proyektong ito.

Ang isang Ywrobot LDR Light Sensor ay ginagamit bilang isang light detector, ito ay isang photo-resistor na konektado sa analog pin A3 sa Arduino UNO

Ang isang DS18B20 Temperature Sensor ay ginagamit bilang isang itinakdang parameter ng temperatura para sa proyekto, binabasa ito sa Celsius at binago ko ito upang mabasa sa Fahrenheit. Ang DS18B20 ay nakikipag-usap sa isang 1-Wire bus. Ang isang Library ay dapat na mai-download at isama sa sketch ng Arudino code upang magamit ang DS18B20. Ang sensor ng temperatura ay konektado sa digital pin 2 sa Arduino UNO

Ang isang RBG LED ay ginagamit bilang isang tagapagpahiwatig kung nasaan ang posisyon ng lilim. Ang pula ay kapag ang lilim ay ganap na pataas o ganap na pababa, at asul kung nasa isang gumagalaw na estado. Ang pulang pin sa LED na konektado sa digital pin 4 sa Arduino UNO. Blue pin sa LED na konektado sa digital pin 3 sa Arduino UNO

Ginamit ang mga switch ng micro limit bilang mga hintuan para sa posisyon ng lilim at huminto sa paggalaw ng motor. Limitahan ang Lumipat sa ibabang konektado sa digital pin 12 sa Arduino UNO. Limitahan ang Lumipat sa tuktok na konektado sa digital pin 11 sa Arduino UNO. Parehong nakatakda sa paunang kundisyon ng zero kapag hindi na-trigger / pinindot

Ang isang L298n Dual H-Bridge ay ginamit para sa control ng rotation ng motor. Kinakailangan upang mahawakan ang amperage ng baterya na ibinibigay. Ang lakas at lupa mula sa 12V na baterya ay konektado sa H-Bridge, na nagbibigay ng lakas para sa 12V 200rpm na nakatuon na motor. Ang H-Bridge ay konektado sa Arduino UNO

Ang 12Volt 1.5A rechargeable na baterya ay nagbibigay ng lakas para sa motor

Ang isang 12Volt 0.6 Isang 200rpm brush na nababaligtad na geared DC Motor ang ginamit para sa proyektong ito. Napakabilis upang mapatakbo sa buong cycle ng tungkulin habang kinokontrol ng Pulse Width Modulation (PWM)

Hakbang 7: Data ng Disenyo ng Proyekto

Hindi gaanong pang-eksperimentong data, mga kalkulasyon, grap o kurba ang kinakailangan upang mapaunlad ang proyekto. Ang sensor ng ilaw ay maaaring magamit para sa isang malaking hanay ng ningning at ang sensor ng temperatura ay may saklaw mula -55 ° C hanggang 155 ° C na higit pa sa tinatanggap ang saklaw ng temperatura. Ang lilim mismo ay gawa sa tela ng vinyl at nakakabit sa isang pamalo ng aluminyo at isang 12V na baterya ang napili dahil ayaw kong magkaroon ng isang isyu sa lakas. Ang isang 12V motor ay pinili upang mahawakan ang boltahe at kasalukuyang ibinibigay mula sa baterya at batay sa dating kaalaman na dapat itong maging sapat na malakas upang gumana sa ilalim ng mga puwersang mailalapat. Ginawa ang mga kalkulasyon upang kumpirmahing talagang makakayanan nito ang metalikang kuwintas na ilalapat sa 0.24 pulgada na baras ng motor. Dahil ang eksaktong uri ng baras ng Aluminium ay hindi kilala dahil sa paggamit ng mga personal na supply, ginamit ang Aluminium 2024 para sa mga kalkulasyon. Ang diameter ng tungkod ay halos 0.25 pulgada at ang haba ay 18 pulgada. Gamit ang calculator ng timbang sa tindahan ng online na metal ang bigat ng tungkod ay 0.0822 lb. Ang ginamit na tela ng vinyl ay pinutol mula sa isang mas malaking piraso na may bigat na 1.5 lb. Ang parisukat na piraso ng tela na ginamit ang mga sukat na 12 sa haba ng 18 pulgada ang lapad at kalahati ng laki ng ang orihinal na piraso. Para sa kadahilanang ito ang bigat ng aming piraso ng tela ay humigit-kumulang na 0.75 lb. Ang kabuuang pinagsamang bigat para sa tungkod at tela ay 0.8322 lb. Ang metalikang kuwintas dahil sa mga pinagsamang load na ito ay kumikilos sa gitna ng bigat ng pamalo at kinakalkula sa pamamagitan ng pagpaparami ng kabuuang timbang ng 0.24 pulgada radius ng baras. Ang pangkalahatang metalikang kuwintas ay kumilos sa gitna ng pamalo na may halagang 0.2 lb-in. Ang tungkod ay gawa sa isang materyal na may pare-parehong diameter at may isang suporta sa chain sa isang dulo at ang poste ng motor sa kabilang dulo. Dahil ang chain support at shaft ng motor ay pantay na distansya mula sa gitna ng baras, ang metalikang kuwintas dahil sa bigat ay ibinabahagi ng bawat dulo ng pantay. Samakatuwid kailangan ng poste ng motor upang hawakan ang kalahati ng metalikang kuwintas dahil sa bigat o.1 lb-in. Ang aming DC motor ay may maximum na metalikang kuwintas na 0.87 lb-in sa 200 rpm na higit sa mapaunlakan ang sunshade at rod kaya ipinatupad ang motor upang magsimula ang pagsubok. Ang mga kalkulasyon ay nagpahalata sa akin na ang motor ay hindi dapat gumana sa maximum na mga kondisyon upang ang cycle ng tungkulin ay kailangang mabawasan mula sa 100 porsyento. Ang cycle ng tungkulin ay na-calibrate ng pagsubok at error upang matukoy ang perpektong bilis para sa parehong pagtaas at pagbaba ng sun shade.

Hakbang 8: Arduino Sketch

Upang code ng programa ginamit ko ang Arduino IDE. I-download ang programmer sa pamamagitan ng website

Ito ay simpleng gamitin kung hindi mo ito ginamit dati. Maraming mga tutorial video sa YouTube o sa internet upang malaman kung paano mag-code ng isang programa sa Arduino software.

Gumamit ako ng isang Arduino UNO microcontroller bilang hardware para sa aking proyekto. Mayroon lamang sapat na mga digital na input ng pin na kailangan ko.

Ang nakalakip na file ay ang aking code para sa proyekto at ang serial monitor print-out. Tulad ng kapansin-pansin sa dokumento na nagpapakita ng print-out na nakasaad dito kung ang lilim ay pataas pataas o ganap na pababa, at kapag gumagalaw pataas o pababa.

Upang magamit ang sensor ng temperatura ng DS18B20 isang Library na tinatawag na OneWire ang ginamit. Ang librarya na ito ay matatagpuan sa ilalim ng tab na Sketch kapag ang programa ng Arduino ay bukas.

Para gumana ang code siguraduhing ginagamit ang tamang Port at Board kapag ina-upload ang code, kung hindi ang Arduino ay magbibigay ng isang ERROR at hindi gumana nang tama.

Hakbang 9: Pangwakas na Produkto

Inilagay ko ang lahat ng mga kable sa loob ng kahon upang maprotektahan ang mga ito mula sa nasira o natanggal na sanhi ng posibleng hindi gumana ang circuit.

Ipinapakita ng video ang lahat ng posibleng setting para sa awtomatikong sunshade. Ang lilim ay umakyat, pagkatapos ang ilaw ay natatakpan upang ibalik ang lilim. Gumagana lamang ito dahil natutugunan ang temperatura threshold, kung ang temperatura ay hindi pa mainit-init ang lilim ay hindi gumagalaw at mananatili sa ilalim sa isang posisyon na nagpapahinga. Ang temperatura na kinakailangan para gumana ang system ay maaaring mabago at maiakma ayon sa ninanais. Ang switch ng toggle sa video ay upang ipakita kung kailan naka-on ang sasakyan o kung nais mong ihinto ang pagbibigay ng lakas sa motor.

Ang produkto ay ganap na portable at autonomous. Ito ay dinisenyo upang maging isang item na binuo sa isang sasakyan bilang isang awtomatikong sistema ng pagtatabing, ngunit maaaring gumamit ng kasalukuyang konstruksyon para sa mga panlabas na mga sistema ng pagtatabing o sa loob ng isang bahay para sa mga bintana.

Para sa panloob na paggamit, ang produkto ay maaaring konektado sa isang termostat ng bahay nang pisikal o may isang pagbagay sa Bluetooth sa circuit at code, na ginagawang posible upang makontrol ang produkto gamit ang isang mobile app. Hindi ito ang orihinal na hangarin o kung paano itinatayo ang produkto, isang potensyal na paggamit lamang ng disenyo.