Автоматична завеса с Arduino: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Време за проект!: Автоматично отваряне/затваряне на завеси.

Виждал съм някои други проекти за затваряне и отваряне (автоматично) на завесите, със сигурност исках да си направя такъв сега.

Повечето други дизайни, които видях, са построени с помощта на въдица. Не исках да използвам въдица, защото въдиците винаги ще се счупят в един момент?

За тази автоматична завеса използвах зъбен зъбен ремък (с метално усилване, толкова много здрав) и зъбно колело (20 зъба), които също се използват за някои 3D принтери.

Целта беше завесите да се отварят и затварят автоматично, когато стане светло или тъмно, и ръчно отменяне, разбира се. Обмислих и таймер с RTC, но засега това работи добре, без RTC.

(за колекция от снимки и филми създадох споделен албум:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Вижте също краткото ръководство и този видеоклип за крайния резултат:

близко отворени завеси-2

Стъпка 1: Необходими материали и инструменти

Етап 1:

Събиране на всички необходими неща. Това може да варира в други ситуации.

Материалите, които използвах:

Компонентите

„Механични“:

Зъбен колан за 3D принтери: 3 или 6 метра, в зависимост от размера на вашия прозорец/завеса.

(пример: ако завесата ви трябва да покрива 1,5 метра, имате нужда от колан от 3 метра)

(поръчано от AliExpress: GT2 ширина на колана 6 mm RepRap 3D принтер 10 mtr.)

Колело на ролка с 20 зъба

(поръчано това на AliExpress: Ролка за синхронизация GT2 20 зъба Алуминиев отвор 5 мм подходящ за колан GT2 Ширина 6 мм RepRap 3D принтер Prusa i3)

Гладко (без зъби) ос колело (или второ свободно търкалящо се колело)

Дърво 20х10х1,8 см

Дърво 2x2x6 cm

Алуминиеви ленти с плъзгащ отвор (понякога те се използват за подравняване на рамки за картини на стена, имах ги да лежат около)

Някои 5 мм гайки и болтове

Някои 3 мм гайки и болтове

Някои винтове и тапи за закрепване към стената

Алуминиева плоча 0,2х2х30см, изрежете 4 ленти от 2х1,5 см

Електрически неща:

Arduino Uno R3

Захранване 12V 2A (в зависимост от това какъв двигател използвате)

Мотор с предавка (60 до 120 об / мин)

Шофьор на мотор L298n

Малка платка 3х2,5 см

3 светодиода

3 резистора 220 или 330 ома (ограничаващи тока резистори за светодиоди)

LDR

1 резистор 330 ома (аналогов делител с LDR)

4 резистора 10K (издърпайте резистори за превключватели)

Някои заглавки за малка платка

Проводници (проводници Dupont/Arduino), мъжки-мъжки-мъжки-женски

Калъф (115x90x55)

Включване/изключване/включване с три позиции

2x (малки) тръстикови релета с магнити

Термосвиваема тръба/тел

Използвани инструменти:

Поялник / Припой

Пробивна машина

Трион

Отвертки

Горещо лепило

Клещи

Стрипер за тел

Ножица

Търпение

Стъпка 2: Стъпки Създаване на модули

Стъпка 2:

Първо, планирах да направя нещата възможно най -модулни: моторна платформа, втора осна платформа, Arduino, контролер на двигателя, интерфейс на конектора, кутия.

Започнах със създаването на моторната платформа и конектор (за свързване на двигателя, тръстикови превключватели и LDR към контролера чрез конектор RJ45) върху изработено парче дърво.

Всичко зависи малко от това какъв двигател имате/използвате, но ключът е, че коланът, задвижван от колелото на ролката, е много близо до релсите на завесата (около 1 до 1,5 см. До него).

Имах няколко мотора със зъбни колела, които спестих отдавна от професионална кафеварка. Те бяха 24 волта с предавка, която намалява оборотите на двигателя до около 120 оборота при 24 волта. Използвам мотора на 12 волта тук, така че скоростта на въртене е около 60. Използвах 12 V, защото Arduino се захранва и с захранването, което имах за този проект, и за намаляване на макс. мощност за конектора (вижте повече за това по -долу).

Прикрепете зъбното колело към оста на двигателя/предавката. Оста на зъбното колело е 6 мм, ролковото колело 5 мм. така че трябваше да пробия отвора на колелото на макарата, по -голямо до 6 мм.

След това създаде монтаж за този даден двигател, изрязвайки дървото, така че моторът и зъбното колело да се вписват добре и да могат да монтират превключвателите на Reed до него и да го прикрепят към стената с две тапи и винтове.

След това използвах конектор RJ45 (женски), за да свържа всички проводници от двигателя и два тръстикови превключвателя и LDR. Осемте проводника (4 двойки) в мрежов кабел са достатъчно, за да свършат работата.

Двигателят използва само между 0,1 и 0,3 ампера (с 12 волта, 1,2 до 4 вата) (в зависимост от натоварването, което получава от завесата). Един проводник в мрежов кабел (поне в тези, които имам) може лесно да поддържа 10 вата. Всъщност PoE стандартът е 15 вата на чифт, но тогава се нуждаете и от добър сертифициран PoE кабел.

А използваната дължина на кабела е само около 2 метра. Това обаче беше основната ми грижа: ще може ли окабеляването на двигателя да издържи необходимата мощност на двигателя. Засега няма проблеми, няма загряване на връзки или проводници и вградих софтуерна безопасност: Моторът може и ще работи само за максимално количество от зададено/определено време (30 до 50 секунди, също отново в зависимост от това колко време ще е необходимо да затворите или отворите завесата). Трябва да промените това за собствената си ситуация.

Ако това време на работа е надвишено, двигателят ще спре и няма да бъде задвижван отново от контролера на двигателя. Причината за превишеното време за изпълнение трябва да бъде проучена и решена, преди да нулирате Arduino/контролера (просто изключете/включете захранващия кабел, за да нулирате).

Прав мрежов кабел един към един би бил идеален, но повечето Ethernet кабели (ако не всички) ще имат усукване в конектора, така че цветните проводници, които използвате от единия край, няма да бъдат еднакви от другия край, ако знаеш какво имам предвид. Трябва да следите точно как свързвате нещата.

Две двойки, които бих могъл да използвам, оранжевите и кафявите двойки бяха еднакви в двата края, но синята и зелената двойка в единия край станаха смесица от двете в другия край. Няма проблем, стига да знаете каква комбинация от цветове е свързана с какво от другата страна.

Стъпка 3: Създаване на втората ос

Това е проста стъпка: вижте снимките. Създайте малка платформа за втора ос, на която да се движи колана, използвах алуминиева лента с плъзгащ отвор, което позволява лесно да се постави правилното напрежение на колана лесно. Прикрепете го близо до шината в другия край на завесата/прозореца. Вижте снимката.

По този начин, с малък дървен блок, алуминиева лента с плъзгаща се лента, 5 мм болт и 2 гайки сглобяват това нещо на снимката и пробиват отвори за закрепване към стената с някои тапи и винтове близо до релсата в десния край на завесата.

Стъпка 4: Коланът

Коланът:

Това наистина трябва да се направи прецизно. Тъй като използвах регулируеми оси и тръстикови превключватели, създадох някои полета, но дължината на колана трябва да бъде доста точна, а местоположението на магнитите и скобите още повече.

Купих този колан от AliExpress, 10 -милиметров подсилен зъбен ремък за зъби (за 20 -зъбно колело (също от/чрез AliExpress)), струваше само 7,60 евро.

В крайна сметка използвах всичките 10 метра, един за завеса с ширина 3 mtr (така че имах нужда от приблизително 6 метра от този колан), и друг за по -малък прозорец, завеса с ширина 1,7 m, така че използвах още 3,4 mtr

За да получите точната дължина на колана, трябва да монтирате моторната платформа и втората ос до желаните места на стената. Увийте колана с достатъчно напрежение около колелата и отрежете колана.

В 4 -те алуминиеви ленти с размери 0,2x1,5x2 cm пробийте 3 мм отвори. Затегнете две ленти една върху друга и пробийте три отвора (така че дупките са добре подравнени, за да се поставят болтовете по -късно). Две дупки по краищата/краищата и една някъде по средата, но се уверете, че коланът може да се движи между два отвора. Това е, за да прикрепите един комплект ленти към колана за единия край на завесата, а другите две алуминиеви ленти се използват за закрепване/захващане на двата края на колана заедно с помощта на малко парче колан с дължина 1,5 cm (вижте снимки).

По този начин тази връзка служи за две цели, свържете краищата на колана, за да направите контур, и действа като едно от двете приспособления за завеси. Затегнете здраво гайките на тази скоба, така че коланът да е достатъчно здрав, за да дръпне и избута завесата. Силата не е толкова голяма, най -много 2 до 3 кг (освен ако нещо не се обърка?!).

Другата щипка все още не трябва да се затяга, тъй като по -късно позицията на тези щипки трябва да се регулира за другата завеса.

След като коланът приключи, увийте го около колелото и колелото на оста и опънете ремъка здраво с регулируемата ос/алуминиева лента в единия край.

Все още не прикрепяйте завесите към щипките, трябва да тествате и регулирате всичко правилно, преди да можете да закачите завесите.

Следователно клипът, който не е "контурната" връзка, все още трябва да бъде "плъзгащ се".

Стъпка 5: Arduino, контролер на двигателя и интерфейсна платка

Arduino, контролер на двигателя и интерфейсна платка.

За модулност използвах малка интерфейсна платка (PCB), за да създам необходимите заглавки и резистори за издърпване и за LDR разделителя, а след това да свържа с женски заглавия всички проводници на конектора RJ45 и превключвателя за ръчно задвижване.

В крайна сметка интерфейсната платка е може би слаба точка като цяло и може би е ненужна и директни връзки, където може би по -добри и по -лесни.

Разпределението на щифтовете на Arduino е както следва;

// разпределение на щифтове:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Сериен печат

// 2 - светодиодно зелено

// 3 - светодиодно червено

// 4, 5 - двигател L298n

// 6, 7 - БЕЗПЛАТНО

// 8 - Горен тръстиков превключвател - затворете (d)

// 9 - долен тръстиков превключвател - отворен (ed)

// 10 - Ръчен превключвател отворен

// 11 - Ръчно затваряне на превключвателя

// 12 - БЕЗПЛАТНО

// 13 - мига жив светодиод (външно жълто)

Свържете всички проводници към интерфейсната платка чрез проводниците Arduino (мъжки-женски) в съответствие с разпределението на щифтовете по-горе.

Запояйте 3 -те светодиода с анода (дълъг крак) + резистор към щифтовете 2, 3 и 13 на Arduino и катодите към земята.

Използвах:

Щифт 2 към Зелено, за индикация за отваряне на завесата. (лявата завеса вляво, гледана отпред)

Щифт 3 към червено, за индикация на затваряне на завесата. (лявата завеса вдясно се вижда отпред)

Пин 13 към жълто за живо мигане (И все пак, вече не използвах това, тъй като мигащият светодиод в тъмното може да досади, но е налице за използване?, От друга страна, програмирах светодиода да не се използва наистина, използването на индикацията DARK или LIGHT за мигане само през деня също е лесно възможно).

Всъщност програмирането на всичко това беше свързано с изграждането на този контролер. Идеята за червения и зеления светодиод дойде по -късно и използването на жълтото стана по -малко/не е важно.

Стъпка 6: Съберете всичко заедно

Изграден калъф. Калъфът, който е CASE115x90x55MM отвън, отвътре беше малко по -малък (107x85x52, Пробийте 5 мм отвори за светодиодите, 6 мм отвор за превключвателя, 6 мм отвор за съединителния проводник/мрежов кабел и отвори за захранващия конектор на Arduino и USB конектора (което е лесно за програмиране/актуализиране на Arduino)

Също така запоявайте два проводника от конектора за захранване на Arduino към контролера на двигателя. Arduino се захранва чрез този външен конектор за захранване, както и контролерът на двигателя.

Поставете Arduino, контролера на двигателя и печатната платка в кутията и свържете всички проводници (светодиоди с резистори 220 ома, превключете с резистори за изтегляне и също така прекарайте Ethernet кабела през отвора към печатната платка и свържете към заглавките.

Прикрепете моторната платформа към стената от лявата страна на прозореца, колелото на втората ос от дясната страна на прозореца, поставете колана около колелата на ролката, свържете Ethernet кабела към конектора RJ45 на моторната платформа, включете захранването в началото Arduino само с USB.

Качете програмата/фърмуера "curtain-2.ino" и тествайте стойностите на светодиодите и тръстиковите превключватели и ръчното превключване чрез изхода на Arduino IDE Serial Monitor. Специални грижи за първите тестове, в зависимост от това как сте свързали двигателя към контролера на двигателя, двигателят трябва да се завърти обратно на часовниковата стрелка за затваряне на завесата, и по посока на часовниковата стрелка за отваряне. Ако това не е правилно, можете или да пресечете проводниците на контролера на двигателя или на печатната платка, или да програмирате отново функциите „motor_open ()“и „motor_close ()“, за да направите обратното. (Контролерът на сигнала да се завърти по посока на часовниковата стрелка или по часовниковата стрелка).

Магнитите за тръстиковите превключватели трябва да бъдат поставени на правилните стратегически места. Когато щипката за пердето вдясно е на правилното място (по този начин също вдясно, когато завесата е отворена), тогава щипката за лявата завеса е далеч отляво (завесата е отворена), а магнитът защото долният тръстиков превключвател трябва да е много близо вляво от щипката за лявата завеса (вижте също видео и снимки).

След това магнитът за горния тръстиков превключвател трябва да бъде върху горната част на колана в средата на прозореца (отново, когато завесата е отворена). Снимките и видеото ще станат ясни.

Горният магнит ще се премести наляво (към моторната платформа), когато затваря завесата, и трябва да активира тръстиковия превключвател, когато завесите се срещнат помежду си в средата (затворено положение) Ако тръстиковият превключвател е активиран твърде късно, вие имат (голям) проблем. Двигателят ще се опита да дръпне завесите заедно, но те вече са, като по този начин коланът ще спре или ще се плъзне, или двигателят спира, издърпвайки силен ток. Така че настройването на това е много важно и това важи и за затварящата позиция, разбира се. Но така или иначе, настройването на това всъщност не отне толкова време и усилия, наистина.. Залепването/залепването на магнитите отгоре и отдолу на колана трябва да бъде прецизно, като опцията за плъзгане на тръстиковите превключватели на моторната платформа имате полетата, за да го настроите както трябва: вижте този филм за последен тест

Първият филм в този споделен албум е тест на колана и превключвателите за четене:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Можете да използвате ръчното превключване с swith, за да тествате това.

Покривайки/разкривайки LDR, можете да симулирате тъмно и светло.

Когато щипките на колана спират на правилните места, можете да прикрепите завесите към щипките и да се насладите на автоматичното затваряне и отваряне на вашите завеси:-)