Perdă automată cu Arduino: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Timpul proiectului!: Deschizător / închizător automat de perdele.

Am văzut și alte proiecte pentru închiderea și deschiderea (automată) a perdelelor, cu siguranță am vrut să le construiesc chiar eu acum.

Majoritatea celorlalte modele pe care le-am văzut au fost construite folosind o linie de pescuit. Nu am vrut să folosesc o linie de pescuit, deoarece liniile de pescuit se vor rupe întotdeauna la un moment dat?

Pentru această perdea automată am folosit o curea de distribuție dințată (cu aplicare metalică, deci foarte puternică) și o roată de distribuție (20 de dinți), care sunt folosite și pentru unele imprimante 3d.

Scopul era ca perdelele să se deschidă și să se închidă automat, când devine lumină sau întuneric, și o suprascriere manuală, desigur. Am considerat și un cronometru cu un RTC, dar până acum acest lucru funcționează bine acum, fără un RTC.

(pentru o colecție de fotografii și filme, am creat un album comun:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

De asemenea, consultați manualul scurt și acest videoclip cu rezultatul final:

închide-deschide-perdelele-2

Pasul 1: Materiale și instrumente de care aveți nevoie

Pasul 1:

Adunând toate lucrurile de care aveți nevoie. Acest lucru poate varia în alte situații.

Materialele pe care le-am folosit:

Componentele

„Mecanică”:

Curea de distribuție pentru imprimante 3D: 3 sau 6 metri, în funcție de dimensiunea ferestrei / perdelei.

(exemplu: dacă perdeaua trebuie să acopere 1,5 metri, aveți nevoie de o centură de 3 metri)

(comandat la AliExpress: lățimea benzii GT2 6 mm Imprimantă 3D RepRap 10 mtr.)

Roata de scripete de 20 de dinți

(ați comandat acest lucru la AliExpress: GT2 Rola de distribuție 20 dinți Alumium Bore 5mm potrivită pentru curea GT2 Lățime 6mm RepRap Imprimantă 3D Prusa i3)

Roată netedă (fără dinți) (sau o a doua roată cu roți libere)

Lemn 20x10x1,8 cm

Lemn 2x2x6 cm

Benzi de aluminiu cu orificiu de alunecare (uneori acestea sunt folosite pentru alinierea ramelor de imagini pe un perete, le aveam așezate în jurul unor locuri)

Unele piulițe și șuruburi de 5 mm

Unele piulițe și șuruburi de 3 mm

Câteva șuruburi și dopuri pentru fixarea pe perete

Placă de aluminiu 0,2x2x30cm, tăiate 4 benzi de la 2x1,5 cm

Lucruri electrice:

Arduino Uno R3

Alimentare 12V 2A (în funcție de motorul pe care îl utilizați)

Motor cu angrenaj (60-120 rpm)

Șofer de motor L298n

Circuit mic 3x2,5 cm

3 leduri

3 rezistențe de 220 sau 330 ohmi (rezistențe cu limitare de curent pentru LED-uri)

LDR

1 rezistor 330 Ohm (divizor analogic cu LDR)

4 rezistențe 10K (rezistențe pentru comutatoare)

Unele anteturi pentru placa de circuite mici

Sârme (fire Dupont / Arduino), bărbat-bărbat - bărbat-femeie

Carcasă (115x90x55)

Comutați cu trei poziții on / off / on

2x (mici) relee Reed cu magneți

Tub / fir de termocontractare

Instrumente utilizate:

Solder Iron / Solder

Burghiu

A văzut

Șurubelnițe

Lipici fierbinte

Cleşte

Stripper de sârmă

Foarfeca

Răbdare

Pasul 2: Pași Crearea modulelor

Pasul 2:

În primul rând, am planificat să fac lucrurile cât mai modulare posibil: platformă motor, platformă a doua axă, Arduino, controler motor, interfață conector, carcasă.

Am început cu crearea platformei motorului și a conectorului (pentru conectarea motorului, comutatoarelor reed și LDR la controler printr-un conector RJ45) pe o bucată de lemn realizată manual.

Întregul depinde puțin de ce tip de motor aveți / utilizați, dar cheia este că centura antrenată de roata fuliei este foarte aproape de șinele cortinei (aproximativ 1 până la 1,5 cm. Lângă ea).

Aveam câteva motoare cu roți dințate, pe care le-am salvat cu mult timp în urmă de la un producător de cafea profesionist. Aveau 24 de volți cu un angrenaj care reduce rotația motorului la aproximativ 120 rpm când este pornit la 24 de volți. Folosesc motorul pe 12 Volți aici, deci RPM-ul este de aproximativ 60. Am folosit 12 V deoarece Arduino este alimentat și cu sursa de alimentare pe care am avut-o pentru acest proiect și pentru a reduce max. de putere pentru conector (vezi mai multe despre acest lucru mai jos).

Atașați roata dințată pe axa motorului / angrenajului. Axa angrenajului era de 6 mm, roata de 5 mm. așa că a trebuit să forez gaura roții mai mari la 6 mm.

Apoi a creat o montură pentru acest motor dat, tăind lemnul astfel încât motorul și uneltele să se potrivească frumos și să poată monta comutatoarele Reed lângă acesta și să-l atașeze la perete cu două ștecheri și șuruburi.

Apoi am folosit un conector RJ45 (feminin), pentru a conecta toate firele de la motor și două comutatoare reed și un LDR. Cele opt fire (4 perechi) dintr-un cablu de rețea sunt suficiente pentru a face treaba.

Motorul atrage doar între 0,1 și 0,3 amperi (cu 12 volți, 1,2 până la 4 wați) (în funcție de sarcina pe care o primește de la perdea). Un singur fir într-un cablu de rețea (cel puțin în cele pe care le am) poate menține cu ușurință 10 wați. De fapt, standardul PoE este de 15 wați per pereche, dar atunci aveți nevoie și de un cablu PoE certificat.

Iar lungimea utilizată a cablului este de doar aproximativ 2 metri. Aceasta a fost însă principala mea preocupare: cablajul motorului va putea transporta puterea de care are nevoie motorul. Până în prezent, fără probleme, fără încălzirea conexiunilor sau a firelor și am încorporat un software de siguranță: Motorul poate și va funcționa doar pentru o cantitate maximă de timp dat / definit (30 până la 50 de secunde, de asemenea, în funcție de cât timp va fi nevoie să închideți sau să deschideți cortina). Trebuie să modificați acest lucru pentru propria situație.

Dacă acest timp de rulare este depășit, motorul se va opri și nu va fi acționat din nou de controlerul motorului. Motivul timpului de rulare depășit trebuie investigat și rezolvat înainte de a reseta Arduino / controlerul (deconectați / conectați cablul de alimentare pentru a reseta).

Un cablu de rețea unul la unu ar fi ideal, dar majoritatea cablurilor Ethernet (dacă nu toate) vor avea o răsucire în conector, astfel încât firele colorate pe care le utilizați la un capăt, nu vor fi aceleași la celălalt capăt, dacă înțelegi ce zic. Trebuie să urmăriți cu precizie modul în care vă conectați lucrurile.

Două perechi pe care le-am putut folosi așa cum erau, perechile portocalii și maronii erau aceleași la ambele capete, dar perechea albastră și verde la un capăt, au devenit un amestec al celor două la celălalt capăt. Nici o problemă, atâta timp cât știți ce combinație de culori este legată de ceea ce la celălalt capăt.

Pasul 3: Crearea celei de-a doua axe

Acesta este un pas simplu: vezi imaginile. Creați o platformă mică de a doua axă pentru ca cureaua să funcționeze, am folosit o bandă de aluminiu cu orificiu glisant care face cu ușurință posibilitatea de a pune cu ușurință tensiunea corectă pe centură. Atașați-l lângă șină pe celălalt capăt al perdelei / ferestrei. Vezi poza.

Astfel, cu un mic bloc de lemn, o bandă de aluminiu cu bandă glisantă, șurub de 5 mm și 2 piulițe, așeză acel lucru în fotografie și găuriți pentru a atașa la perete cu niște șuruburi și șuruburi lângă șină pe capătul drept al perdelei..

Pasul 4: Centura

Cureaua:

Acest lucru trebuie făcut într-adevăr cu precizie. Deoarece am folosit axe reglabile și comutatoare reed, am creat niște margini, dar lungimea centurii trebuie să fie destul de exactă, iar locația magneților și a clipurilor chiar mai mult.

Am cumpărat această curea de la AliExpress, curea de distribuție dințată armată cu 10 mtr (pentru roata cu scripete de 20 de dinți (de asemenea de la / prin AliExpress)), a costat doar 7,60 euro.

În cele din urmă, am consumat toți cei 10 metri, unul pentru o perdea de 3 metri lățime (așa că aveam nevoie de aproximativ 6 metri din această centură), și altul pentru o fereastră mai mică, o perdea de 1,7 metri lungime, deci un alt 3,4 metri folosit

Pentru a obține lungimea exactă a centurii, trebuie să montați platforma motorului și platforma a doua axă în locurile dorite pe perete. Înfășurați centura cu suficientă tensiune în jurul roților și tăiați centura.

În cele 4 benzi de aluminiu de 0,2x1,5x2 cm găuriți găuri de 3 mm. Strângeți două benzi una peste alta și găuriți trei găuri (astfel încât găurile să fie bine aliniate, pentru a pune șuruburile mai târziu). Două găuri pe margini / capete și una undeva la mijloc, dar asigurați-vă că centura se poate deplasa între două găuri. Aceasta este pentru a atașa un set de benzi la centură pentru un capăt al perdelei, iar celelalte două benzi de aluminiu sunt utilizate pentru a atașa / prinde cele două capete ale centurii împreună cu ajutorul unei bucăți mici de centură lungă de 1,5 cm (vezi fotografii).

Această conexiune servește astfel la două scopuri, conectează capetele centurii pentru a face o buclă și acționează ca una dintre cele două atașamente ale perdelei. Strângeți bine piulițele de pe această clemă, astfel încât centura să fie suficient de puternică pentru a trage și a împinge perdeaua. Forța nu este atât de mare, cel mult 2 până la 3 kg (cu excepția cazului în care ceva nu merge bine?!).

Cealaltă clemă nu trebuie încă strânsă, deoarece poziția acestor cleme trebuie ajustată ulterior pentru cealaltă perdea.

Odată ce cureaua este terminată, înfășurați-o în jurul roții rotative și a roții axului și întindeți ferm cureaua cu axul reglabil / banda de aluminiu pe un capăt.

Nu atașați perdelele încă la cleme, trebuie să testați și să reglați totul corect înainte de a putea atașa perdelele.

Clipul care nu este conexiunea „buclă” ar trebui să fie în continuare „glisabil”.

Pasul 5: Arduino, controlerul motorului și placa de interfață

Arduino, controlerul motorului și placa de interfață.

Pentru modularitate, am folosit o placă de interfață mică (PCB) pentru a crea anteturile și rezistențele necesare pentru tragere în sus și pentru divizorul LDR, și apoi am conectat cu antetele de sex feminin toate firele conectorului RJ45 și comutatorul manual de suprascriere.

În cele din urmă, placa de interfață este poate un punct slab în ansamblu și poate nu era necesară, iar conexiunile directe erau probabil mai bune și mai ușoare.

Alocarea pinilor pe Arduino este după cum urmează;

// alocarea pinilor:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Tipărire în serie

// 2 - led verde

// 3 - led roșu

// 4, 5 - șofer L298n

// 6, 7 - GRATUIT

// 8 - Întrerupător de reed superior - închidere (d)

// 9 - comutator stuf inferior - deschis (ed)

// 10 - Comutator manual deschis

// 11 - Comutator manual închis

// 12 - GRATUIT

// 13 - led luminează intermitent (galben extern)

Conectați toate firele la placa de interfață prin firele Arduino (bărbat-femeie) conform alocațiilor de pin de mai sus.

Lipiți cele 3 leduri cu anodul (piciorul lung) + rezistorul la pinii 2, 3 și 13 ai Arduino, iar catodii la sol.

Obisnuiam:

Pinul 2 la verde, pentru indicarea deschiderii perdelei. (perdea stângă spre stânga văzută din față)

Pinul 3 la roșu, pentru indicarea închiderii perdelei. (perdea stângă spre dreapta văzută din față)

Pinul 13 în Galben pentru clipirea vie (Cu toate acestea, nu am mai folosit acest lucru, deoarece un led intermitent în întuneric poate deveni deranjant, dar este acolo pentru a folosi? Am programat ledul să nu fie utilizat cu adevărat, pe de altă parte, folosind indicația DARK sau LIGHT pentru a clipi numai în timpul zilei, este posibilă și cu ușurință).

De fapt, programarea acestui lucru a mers de-a lungul construirii acestui controler. Ideea ledului roșu și verde a venit mai târziu, iar utilizarea galbenului / a a devenit mai puțin / neimportantă.

Pasul 6: Puneți totul împreună

A construit carcasa. Carcasa care este CASE115x90x55MM la exterior, la interior a fost puțin mai mică (107x85x52, Găuriți găuri de 5 mm pentru leduri, o gaură de 6 mm pentru comutator, o gaură de 6 mm pentru cablul conectorului / cablul de rețea și găuri pentru conectorul de alimentare Arduino și conectorul USB (care este ușor pentru programarea / actualizarea Arduino)

De asemenea, lipiți două fire de la conectorul de alimentare Arduino la controlerul motorului. Arduino este alimentat prin acest conector de alimentare extern, la fel și controlerul motorului.

Puneți Arduino, controlerul motorului și PCB-ul în carcasă și conectați toate firele (LED-urile cu rezistențe de 220 ohm, comutați cu rezistențe pull up și conduceți cablul ethernet, deși gaura la PCB și conectați-vă la anteturi.

Atașați platforma motorului la peretele din partea stângă a ferestrei, roata a doua axă la partea dreaptă a ferestrei, puneți centura în jurul roților scripetei, conectați cablul Ethernet la conectorul RJ45 de pe platforma motorului, porniți Arduino cu USB doar la început.

Încărcați programul / firmware-ul "curtain-2.ino" și testați valorile LED-ului și comutatoarele reed și swith manual prin ieșirea monitorului serial Arduino IDE. Atenție specială pentru primele teste, în funcție de modul în care ați conectat motorul la controlerul motorului, motorul ar trebui să se rotească în sens invers acelor de ceasornic pentru închiderea perdelei și în sensul acelor de ceasornic pentru deschidere. Dacă acest lucru nu este corect, puteți fie să traversați firele de pe controlerul motorului sau PCB, fie să reprogramați funcțiile „motor_open ()” și „motor_close ()” pentru a face contrariul. în sensul acelor de ceasornic).

Magneții pentru comutatoarele reed trebuie plasate în locurile strategice corecte. Când clema pentru cortina din dreapta este la locul corect (astfel, de asemenea, departe în dreapta, când cortina este deschisă), atunci clema pentru cortina din stânga este departe în stânga (cortina deschisă), iar magnetul pentru comutatorul de stuf inferior trebuie să fie foarte aproape în stânga clemei pentru cortina din stânga (vezi și videoclipuri și fotografii).

Magnetul pentru întrerupătorul de stuf superior ar trebui să fie apoi în partea superioară a centurii din mijlocul ferestrei (din nou, când perdeaua este deschisă). Fotografiile și videoclipul vor fi clare.

Magnetul superior se va deplasa spre stânga (spre platforma motorului), la închiderea perdelei, și ar trebui să activeze comutatorul stuf, atunci când perdelele se întâlnesc în mijloc (poziție închisă) Dacă comutatorul stuf este activat prea târziu, ai o (mare) problemă. Motorul va încerca să tragă perdelele împreună, dar deja există, astfel cureaua se va bloca sau aluneca sau motorul se blochează, trăgând curent mare. Deci, reglarea acestui lucru este foarte importantă și acest lucru este valabil și pentru poziția de închidere, desigur. Dar, oricum, reglarea acestui lucru nu a necesitat atât de mult timp și efort, într-adevăr.. Lipirea / lipirea magneților de sus și de jos a centurii trebuie să fie precisă, cu opțiunea de glisare a comutatoarelor reed de pe platforma motorului, aveți marginile pentru a-l regla corect: vezi acest film pentru un test final

Primul film din acest album partajat este un test al comutatorului de centură și citire:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Puteți utiliza suprascrierea swith manuală pentru a testa acest lucru.

Acoperind / descoperind LDR puteți simula întunericul și lumina.

Când clemele de pe centură se opresc în locurile corecte, puteți atașa perdelele la cleme și vă puteți bucura de închiderea și deschiderea automată a perdelelor:-)