Automātiskais aizkars ar Arduino: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Projekta laiks!: Automātiska aizkaru atvērēja/aizvērēja.

Es redzēju dažus citus projektus aizkaru aizvēršanai un atvēršanai (automātiski), es noteikti gribēju to izveidot tagad.

Lielākā daļa citu dizainu, ko redzēju, tika būvēti, izmantojot makšķerēšanas līniju. Es negribēju izmantot makšķerauklu, jo makšķeres vienmēr kādā brīdī pārtrūks?

Šim automātiskajam aizkaram es izmantoju zobsiksnu ar zobiem (ar metālisku stiprinājumu, tik ļoti stipru) un zobratu rullīti (20 zobi), kas tiek izmantoti arī dažiem 3D printeriem.

Mērķis bija, lai aizkari tiktu automātiski atvērti un aizvērti, kad kļūst gaišs vai tumšs, un, protams, manuāla ignorēšana. Es arī uzskatīju taimeri ar RTC, taču līdz šim tas darbojas labi, bez RTC.

(fotogrāfiju un filmu kolekcijai es izveidoju kopīgu albumu:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Skatiet arī īsu rokasgrāmatu un šo videoklipu par gala rezultātu:

aizverami aizkari-2

1. darbība. Nepieciešamie materiāli un instrumenti

1. darbība:

Visu nepieciešamo lietu apkopošana. Citās situācijās tas var atšķirties.

Materiāli, kurus izmantoju:

Sastāvdaļas

"Mehānisks":

Zobsiksna 3D printeriem: 3 vai 6 metri, atkarībā no loga/aizkara izmēra.

(piemērs: ja jūsu aizkaram ir jāpārklāj 1,5 metri, jums ir nepieciešama 3 metru josta)

(pasūtīts AliExpress: GT2 jostas platums 6 mm RepRap 3D printeris 10 mtr.)

20 zobu skriemeļa ritenis

(pasūtīts AliExpress: GT2 zobsiksnas skriemelis 20 zobi Alumium Bore 5 mm piemērots GT2 jostai Platums 6 mm RepRap 3D printeris Prusa i3)

Gluds (bez zobiem) ass ritenis (vai otrs brīvi ritošais skriemeļa ritenis)

Koks 20x10x1,8 cm

Koks 2x2x6 cm

Alumīnija sloksnes ar bīdāmo atveri (dažreiz tās tiek izmantotas, lai izlīdzinātu attēlu rāmjus pie sienas, man tās bija kaut kur guļam)

Daži 5 mm uzgriežņi un skrūves

Daži 3 mm uzgriežņi un skrūves

Dažas skrūves un aizbāžņi stiprināšanai pie sienas

Alumīnija plāksne 0,2x2x30cm, sagriež 4 sloksnes no 2x1,5 cm

Elektriskās lietas:

Arduino Uno R3

Barošanas avots 12V 2A (atkarībā no izmantotā motora)

Motors ar pārnesumu (60 līdz 120 apgr./min.)

Motora vadītājs L298n

Maza shēmas plate 3x2,5 cm

3 gaismas diodes

3 rezistori 220 vai 330 omi (strāvas ierobežošanas rezistori gaismas diodēm)

LDR

1 rezistors 330 omi (analogs dalītājs ar LDR)

4 rezistori 10K (slēdžu pacelšanas rezistori)

Dažas galvenes mazai shēmas plates

Vadi (Dupont/Arduino vadi), vīrietis-vīrietis-vīrietis-sieviete

Korpuss (115x90x55)

Slēdzis ar trim pozīcijām ieslēgts/izslēgts/ieslēgts

2x (mazi) niedru releji ar magnētiem

Termiski saraušanās caurule/stieple

Izmantotie rīki:

Lodēšanas dzelzs / lodēt

Urbis

Ieraudzīja

Skrūvgrieži

Karstā līme

Knaibles

Stiepļu noņēmējs

Šķēres

Pacietību

2. solis: Moduļu izveides soļi

2. darbība:

Pirmkārt, es plānoju padarīt lietas pēc iespējas modulārākas: motora iekārta, otrās ass iekārta, Arduino, motora kontrolieris, savienotāja saskarne, korpuss.

Es sāku ar motora iekārtas un savienotāja izveidi (motora, niedru slēdžu un LDR savienošanai ar kontrolieri, izmantojot RJ45 savienotāju) uz izgatavota koka gabala.

Viss ir nedaudz atkarīgs no tā, kādu motoru izmantojat/lietojat, bet galvenais ir tas, ka skriemeļa riteņa piedziņas josta atrodas ļoti tuvu aizkaru sliedēm (apmēram 1 līdz 1,5 cm. Blakus).

Man apkārt gulēja pāris motori ar pārnesumiem, kurus jau sen izglābu no profesionāla kafijas ražotāja. Tie bija 24 volti ar pārnesumu, kas samazina motora apgriezienus līdz aptuveni 120 apgriezieniem minūtē, kad tas bija 24 volti. Es šeit izmantoju 12 voltu motoru, tāpēc apgriezienu skaits ir aptuveni 60. Es izmantoju 12 V, jo Arduino tiek darbināts arī ar barošanas avotu, kas man bija šim projektam, un lai samazinātu maks. savienotāja jauda (vairāk par to skatiet zemāk).

Piestipriniet zobu rullīti pie motora/pārnesuma ass. Pārnesuma ass bija 6 mm, velkošais ritenis 5 mm. tāpēc man vajadzēja urbt riteņa atveri lielāku par 6 mm.

Tad šim konkrētajam motoram izveidoja stiprinājumu, izgriežot koksni, lai motors un pārnesums labi iederētos un varētu blakus uzstādīt Reed slēdžus un piestiprināt pie sienas ar diviem aizbāžņiem un skrūvēm.

Tālāk es izmantoju RJ45 savienotāju (sieviete), lai savienotu visus motora vadus un divus niedru slēdžus un LDR. Astoņi vadi (4 pāri) tīkla kabelī ir pietiekami, lai veiktu darbu.

Motors patērē tikai no 0,1 līdz 0,3 ampēriem (ar 12 voltiem, 1,2 līdz 4 vati) (atkarībā no slodzes, ko tas saņem no aizkara). Viens vads tīkla kabelī (vismaz manā) var viegli uzturēt 10 vatus. Faktiski PoE standarts ir 15 vati pārī, taču arī tad jums ir nepieciešams labs sertificēts PoE kabelis.

Un izmantotais kabeļa garums ir tikai aptuveni 2 metri. Tomēr šīs bija manas galvenās rūpes: vai motora vadi spēs pārvadīt motoram nepieciešamo jaudu. Līdz šim nav problēmu, savienojumu vai vadu uzsildīšanas, un es iebūvēju programmatūras drošību: motors var darboties un darbosies tikai maksimāli noteiktu laiku (30 līdz 50 sekundes, arī atkal atkarībā no tā, cik ilgi) būs nepieciešams aizvērt vai atvērt aizkaru). Jums tas ir jāpielāgo jūsu situācijai.

Ja šis darbības laiks tiek pārsniegts, motors apstāsies un motora kontrolieris to vairs nevadīs. Pirms Arduino/kontrollera atiestatīšanas ir jāizpēta un jāatrisina pārsniegtā darbības laika iemesls (vienkārši atvienojiet/pievienojiet strāvas kabeli, lai atiestatītu).

Ideāls būtu taisns tīkla kabelis, taču lielākajai daļai Ethernet kabeļu (ja ne visi) savienotājā būs savīti, tāpēc krāsainie vadi, ko izmantojat vienā galā, otrā galā nebūs vienādi, ja zini, ko es domāju. Jums precīzi jāseko līdzi tam, kā jūs vadāt lietas.

Divi pāri, kurus es varētu izmantot tādus, kādi tie bija, oranžie un brūnie pāri bija vienādi abos galos, bet zilā un zaļā pāri vienā galā kļuva par abu sajaukumu otrā galā. Nav problēmu, ja vien jūs zināt, kāda krāsu kombinācija ir saistīta ar to, kas atrodas otrā galā.

3. darbība: otrās ass izveide

Tas ir vienkāršs solis: skatiet attēlus. Izveidojiet nelielu otas ass iekārtu, lai josta darbotos, es izmantoju alumīnija sloksni ar bīdāmo atveri, kas ļauj viegli uzlikt pareizo jostas spriegojumu. Piestipriniet to pie sliedes aizkara/loga otrā galā. Skatīt fotoattēlu.

Tādējādi, izmantojot nelielu koka bloku, alumīnija sloksni ar bīdāmo sloksni, 5 mm skrūvi un 2 uzgriežņus, kas salikti kopā fotoattēlā, un urbt caurumus, lai piestiprinātu pie sienas ar dažiem aizbāžņiem un skrūvēm aiz sliedes aizkara labajā galā..

4. solis: josta

Josta:

Tas tiešām ir jādara precīzi. Tā kā es izmantoju regulējamas asis un niedru slēdžus, es izveidoju dažas malas, bet jostas garumam jābūt diezgan precīzam, un magnētu un klipu atrašanās vietai vēl vairāk.

Es nopirku šo jostu no AliExpress, 10 mtr pastiprinātas zobu zobsiksnas (20 zobu skriemeļa ritenim (arī no/caur AliExpress)), maksāja tikai 7,60 eiro.

Beigās es izlietoju visus 10 metrus, vienu 3 m platam aizkaram (tātad man vajadzēja apmēram 6 metrus šīs jostas), bet otru mazākam logam, 1,7 m platu aizkaru, tāpēc izmantoja vēl 3,4 mtr

Lai iegūtu precīzu jostas garumu, jums jāuzstāda motora iekārta un otrās ass iekārta vēlamajās vietās uz sienas. Aptiniet jostu ar pietiekami lielu spriedzi ap riteņiem un nogrieziet jostu.

4 alumīnija sloksnēs 0,2x1,5x2 cm urbt 3 mm caurumus. Piestipriniet divas sloksnes viena virs otras un izurbiet trīs caurumus (lai caurumi būtu labi izkārtoti, lai vēlāk izbīdītu skrūves). Divi caurumi malās/galos un viens kaut kur vidū, bet pārliecinieties, vai josta var pārvietoties starp diviem caurumiem. Tas ir viens sloksnes komplekts, kas piestiprināts pie jostas vienam aizkara galam, bet pārējās divas alumīnija sloksnes tiek izmantotas, lai kopā ar nelielu jostas gabalu, kas būtu 1,5 cm garš, piestiprināt/saspiest abus jostas galus (skatīt fotoattēlus).

Tādējādi šis savienojums kalpo diviem mērķiem, savieno jostas galus, lai izveidotu cilpu, un darbojas kā viens no diviem aizkaru stiprinājumiem. Cieši pievelciet uzgriežņus uz šī klipa, lai josta būtu pietiekami stipra, lai vilktu un stumtu aizkaru. Spēks nav tik liels, ne vairāk kā 2 līdz 3 kg (ja vien kaut kas nav kārtībā?!).

Otru skavu vēl nevajadzētu pievilkt, jo vēlāk šo skavu novietojums jāpielāgo otram aizkaram.

Kad josta ir pabeigta, aptiniet to ap pievilkšanas riteni un ass riteni un stingri pievelciet jostu ar regulējamo asi/alumīnija sloksni vienā galā.

Vēl nepiestipriniet aizkarus pie skavām, pirms aizkaru piestiprināšanas viss ir jāpārbauda un jāpielāgo pareizi.

Tādējādi klipam, kas nav "cilpas" savienojums, joprojām jābūt "bīdāmam".

5. solis: Arduino, motora kontrolieris un saskarnes dēlis

Arduino, motora kontrolieris un saskarnes plate.

Modularitātes labad es izmantoju nelielu saskarnes plati (PCB), lai izveidotu nepieciešamās galvenes un rezistorus, lai paceltu uz augšu un LDR dalītājam, un pēc tam savienoju ar sieviešu savienotājiem visus RJ45 savienotāja vadus un manuālo ignorēšanas slēdzi.

Galu galā saskarnes dēlis, iespējams, ir vājais punkts kopumā un varbūt nevajadzīgs, un tiešie savienojumi, kur, iespējams, ir labāk un vieglāk.

Piespraužu piešķiršana Arduino ir šāda;

// tapas piešķiršana:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - sērijveida druka

// 2 - led zaļš

// 3 - vadīts sarkans

// 4, 5 - motora vadītājs L298n

// 6, 7 - BEZMAKSAS

// 8 - augšējais niedru slēdzis - aizvērt (d)

// 9 - apakšējais niedru slēdzis - atvērts (ed)

// 10 - Manuālais slēdzis atvērts

// 11 - Manuāla slēdža aizvēršana

// 12 - BEZMAKSAS

// 13 - mirgo dzīvs LED (ārējs dzeltens)

Savienojiet visus vadus ar saskarnes paneli, izmantojot Arduino vadus (vīriešu un sieviešu kārtas), saskaņā ar iepriekš minētajiem tapu izvietojumiem.

Lodējiet 3 gaismas diodes ar anodu (garu kāju) + rezistoru pie Arduino tapām 2, 3 un 13, un katodus pie zemes.

ES izmantoju:

2. tapa uz zaļu, lai norādītu aizkaru atvēršanu. (kreisais aizkars pa kreisi no priekšpuses)

3. tapa uz sarkanu, lai norādītu aizkaru aizvēršanos. (kreisais aizkars pa labi no priekšpuses)

Piespraude 13 līdz dzeltenai mirgošanai (tomēr es to vairs neizmantoju, jo mirgojoša gaismas diode tumsā var kļūt kaitinoša, bet vai tā ir izmantojama?, viegli izmantot arī DARK vai LIGHT indikāciju mirgošanai tikai dienas laikā).

Patiesībā šī programmēšana notika, veidojot šo kontrolieri. Sarkanās un zaļās gaismas doma radās vēlāk, un/a dzeltenās krāsas izmantošana kļuva mazāk svarīga.

6. solis: salieciet to visu kopā

Uzbūvēja lietu. Korpuss, kura ārpuse ir CASE115x90x55MM, iekšpusē tas bija nedaudz mazāks (107x85x52, Izurbiet 5 mm caurumus LED, 6 mm caurumu slēdzim, 6 mm caurumu savienotāja vadam/tīkla kabelim un caurumus Arduino strāvas savienotājam un USB savienotājam (kas ir viegli programmēt/atjaunināt Arduino)

Lodējiet arī divus vadus no Arduino strāvas savienotāja uz motora kontrolieri. Arduino tiek darbināts, izmantojot šo ārējo barošanas savienotāju, tāpat kā motora kontrolieris.

Ievietojiet Arduino, motora kontrolieri un PCB korpusā un pievienojiet visus vadus (gaismas diodes ar 220 omu rezistoriem, slēdzi ar pacelšanas rezistoriem, kā arī caur Ethernet cauruli novietojiet pie PCB un pievienojiet galvenēm.

Pievienojiet motora iekārtu pie sienas loga kreisajā pusē, otrās ass riteni loga labajā pusē, novietojiet jostu ap skriemeļu riteņiem, pievienojiet Ethernet kabeli motora iekārtas RJ45 savienotājam, ieslēdziet Arduino sākumā tikai ar USB.

Augšupielādējiet programmu/programmaparatūru "curtain-2.ino" un pārbaudiet LED vērtības un niedru slēdžus, kā arī manuālo pārslēgšanu, izmantojot Arduino IDE sērijas monitora izeju. Īpaša piesardzība pirmajos testos, atkarībā no tā, kā jūs pieslēdzāt motoru motora regulatoram, motoram jāgriežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam, lai aizvērtu aizkaru, un pulksteņrādītāja virzienā, lai atvērtu. Ja tas nav pareizi, varat šķērsot vadus motora kontrollerī vai PCB vai pārprogrammēt funkcijas "motor_open ()" un "motor_close ()", lai rīkotos pretēji. (Signāla kontrolieris griežas pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienā).

Niedru slēdžu magnēti jānovieto pareizajās stratēģiskajās vietās. Kad aizkars labajā pusē ir saspiests pareizajā vietā (tātad arī tālu pa labi, kad aizkars ir atvērts), tad kreisā aizkara klipsis atrodas tālu pa kreisi (aizkars atvērts) un magnēts apakšējā niedru slēdzim jābūt ļoti tuvu kreisā aizkara skavas kreisajā pusē (skatiet arī video un fotoattēlus).

Augšējā niedru slēdža magnētam tad jābūt jostas augšpusē loga vidū (atkal, kad aizkars ir atvērts). Fotoattēli un video padarīs to skaidrāku.

Augšējais magnēts, aizverot aizkaru, virzīsies pa kreisi (virzienā uz motora iekārtu), un tam vajadzētu aktivizēt niedru slēdzi, kad aizkari saskaras viens ar otru vidū (aizvērts stāvoklis) Ja niedru slēdzis tiek aktivizēts pārāk vēlu, ir (liela) problēma. Motors mēģinās savilkt aizkarus kopā, bet tie jau ir, līdz ar to josta apstāsies vai izslīdēs, vai motors apstāsies, pavelkot lielu strāvu. Tāpēc tā noskaņošana ir ļoti svarīga, un tas, protams, attiecas arī uz noslēguma pozīciju. Bet jebkurā gadījumā tā noregulēšana tiešām neaizņēma tik daudz laika un pūļu, tiešām.. Magnētu pielīmēšanai/pielīmēšanai jostas augšpusē un apakšā jābūt precīzai, izmantojot niedru slēdžu slēdzi uz motora iekārtas, jums ir malas, lai to pareizi noregulētu: noskatieties šo filmu, lai pārbaudītu pēdējo

Pirmā filma šajā kopīgotajā albumā ir jostas un lasīšanas slēdžu pārbaude:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Lai to pārbaudītu, varat izmantot manuālo pārslēgšanas ignorēšanu.

Pārklājot/atklājot LDR, varat simulēt tumšo un gaišo.

Kad jostas skavas apstājas pareizajās vietās, varat piestiprināt aizkarus skavām un baudīt aizkaru automātisku aizvēršanu un atvēršanu:-)