Arduino Uno автоматташтырылган күн панели системасы: 9 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул продукт унаалар үчүн автоматтык күндөн коргоочу система болуп саналат, ал толугу менен автономдуу жана температура жана жарык сенсорлору тарабынан башкарылат. Бул система көлөкө машинанын терезесин жабууга мүмкүндүк берет, эгерде машина белгилүү бир температурага жеткенде жана машинадан белгилүү өлчөмдө жарык өткөндө. Чек аралар унаа күйүп турганда көлөкө иштебей тургандай кылып коюлган. Параметрлердин бири да аткарылбаса да, көлөкөнү көтөргүңүз келсе, системага которгуч кошулду. Мисалы, эгер бул түн салкын болуп, машинаңыздын купуялыгы үчүн жабылганын кааласаңыз, көлөкөнү көтөрүү үчүн жөн эле которгучту басып койсоңуз болот. Ошондой эле тутумду толугу менен өчүрүү үчүн өчүргүчтү өчүрсөңүз болот.

Көйгөйдү билдирүү - Транспорт каражаттары ысыкта калып калганда, унаанын ичиндеги температура, айрыкча, унаага кайра киргенде же жүргүнчүлөр үчүн өтө ыңгайсыз болуп калышы мүмкүн. Сокур системага ээ болуу, кимдир бирөө сиздин унааңыздын ичине кирбеши үчүн коопсуздук түзмөгү катары кызмат кыла алат. Жөнөкөй жана оңой салынуучу машиналар үчүн күн тосмолору бар болсо да, кээде машакат болуп, аны коюуну унутуп калышыңыз мүмкүн. Автоматтык күндөн коргоочу система менен, сиз көлөкөлөрдү кол менен коюңуз же коюуну унутпаңыз, анткени ал керек болгондо автоматтык түрдө көтөрүлөт.

Сүрөт булагы:

1 -кадам: Дизайн концепциясынын процесси

Мен акыры унаага кошула турган дизайнды колдонууну жана колдонууну кааладым. Бул унаа үчүн буга чейин орнотулган өзгөчөлүк болмок дегенди билдирет. Бирок, учурда курулгандыктан, ал терезе көлөкө системалары үчүн да колдонулушу мүмкүн. Дизайнды түзүү процессинде бир нече эскиздер жана идеялар жасалды, бирок чечим матрицасын колдонгондон кийин, азыр жасалган продукт конструкциялоо үчүн чечим болгон.

2 -кадам: Колдонулган материалдар

Сүрөттөр долбоордо колдонулган чыныгы компоненттерден турат. Долбоордун маалымат барактары тиркелген документте. Бардык маалымат баракчалары берилиши мүмкүн эмес. Бүт продуктту куруу үчүн мага болжол менен 146 доллар сарпталды.

Көпчүлүк бөлүктөр жана компоненттер Amazon же Lowe's деп аталган үйдү жакшыртуу дүкөнүнөн келген.

Башка колдонулган түзмөктөр:

Сым тазалагычтар

Pense

Филлипс бурагыч

Жалпак бурагыч

Мультиметр

Ноутбук

Arduino жүктөлгөн программа

3 -кадам: Логика: Бул кантип иштейт

Райондук:

Компьютер же ноутбук аркылуу Arduino программистинин коду Arduino Unoго жөнөтүлөт, андан кийин кодду окуп, буйруктарды аткарат. Код Arduino Unoго жүктөлгөндөн кийин, Arduino Uno иштөө үчүн башка энергия булагын алганча, программаны улантуу үчүн компьютерге туташып калуунун кажети жок болот. Райондогу H - көпүрөсү 5 вольттун чыгышын камсыз кылат, бул Arduino Uno башкаруу үчүн жетиштүү. Тутумду Arduino Uno үчүн энергия булагы катары компьютерсиз иштөөгө уруксат берүү, бул системаны портативдүү кылып, эгер унаада колдонууну кааласа.

Arduino Uno менен эки чектик өчүргүч, температура сенсору, жарык сенсору, RBG LED жана H - Bridge туташтырылган.

THE RBG LED - триггердин таягы кайда экенин көрсөтүү. Триггер ылдыйкы чекитти иштеткенде, төмөнкү чекти которгондо, LED кызыл түстү көрсөтөт. Триггер эки чектик которгучтун ортосунда болгондо, LED көк түстү көрсөтөт. Триггер үстү жагында болгондо, жогорку чекти которгучта, LED кызгылт-кызылды көрсөтөт.

Чектүү өчүргүчтөр системага мотордун кыймылын токтотууну айтуу үчүн схеманын өчүргүчтөрү.

H - Bridge мотордун айлануусун башкаруу үчүн реле катары иштейт. ал экиден күйгүзүү менен иштейт. мотор аркылуу токтун агымын алмаштырат, ал чыңалуунун полярдуулугун башкарат, ал багытты өзгөртүүгө мүмкүндүк берет.

12 Вольт, 1.5 Ампердик батарея мотордун кубаттуулугун камсыздайт. Батарея H - көпүрөсүнө туташкан, ошондуктан мотордун айлануу багытын башкарууга болот.

Батарея менен H - көпүрөнүн ортосунда кол менен которуштуруу машинасы күйүп же өчүп турганда окшоштуруу үчүн On/ Off компоненти катары иштейт. Транспорт каражаты күйүп тургандыгын билдирген күйгүзүү күйгүзүлгөндө, эч кандай аракет болбойт. Унааңызды башкарып турганда көлөкө иштебей калат. Качан өчүрүү өчүрүлгөндө, унаа ушундай эле өчүк болсо, система иштейт жана туура иштейт.

Температура сенсору чынжырдын негизги компоненти болуп саналат, эгерде белгиленген чегинин температурасы аткарылбаса, анда жарык байкалса да эч кандай аракет жасалбайт. Эгерде температура чеги аткарылса, анда код жарык сенсорлорун текшерет.

Эгерде жарык жана температура сенсорунун параметрлери аткарылса, анда система моторду кыймылга келтирет.

Физикалык компенент:

Бир тиш 12V 200rpm тиштүү DC моторуна тиркелет. Тиш чынжырга бекитилген алюминий таяктын өйдө же ылдый кыймылын көзөмөлдөгөн чынжыр жана тиштүү системаны айланткан айдоочу таягын айдайт. Металл таяк көлөкөгө туташтырылган, аны учурдагы коддун параметрлери көлөкөнүн суранышына жараша көтөрүүгө же түшүрүүгө мүмкүндүк берет.

4 -кадам: Долбоорду иштеп чыгуу

Түзүү процесси:

1 -кадам) Frame түзүү

2 -кадам) Компоненттерди кадрга тиркөө; тиштүү жана чынжыр системасын камтыйт, ошондой эле кулпулоо пини алынып салынган ролик көлөкөсү

Мен бекиткичти алып салуу үчүн роликтин көлөкөсүнөн учтуу капкакты алуу үчүн кычкачтарды колдондум. Эгерде этият болбосоңуз, ролик көлөкөсүндөгү жазгы чыңалуу бошонуп кетет, эгер андай болсо, кайра шамал кылуу оңой. Жөн гана роликтин көлөкөсүн кармап, ички механизмди бекем болгонго чейин бурап коюңуз.

3 -кадам) Нан тактасында схема жасаңыз - Arduino санариптик же аналогдук пинге тийиштүү панель пинин туташтыруу үчүн секирүүчү зымдарды колдонуңуз.

4 -кадам) Arduinoдо код түзүү

5 -кадам) Тесттин коду; Эгерде көйгөйлөр кодго түзөтүүлөрдү киргизсе, сериялык монитордогу басып чыгарууну караңыз.

6 -кадам) Долбоорду бүтүрүү; Код түзүлгөн схема жана продукт структурасы менен иштейт.

Долбоорумду түзүүгө жардам берүү үчүн көптөгөн форумдар жана окуу видеолору колдонулду.

Адабияттардын тизмеси:

• 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…

Сыноо жана ката, изилдөө жана кесиптештеримдин кошумча жардамы жана колледждин профессорлору менен мен акыркы долбоорумду түзө алдым.

5 -кадам: түзүү процесси: алкак

Продукт аны алуу үчүн оңой бөлүктөр менен жасалышы үчүн курулушу керек болчу.

Физикалык алкак кедр жыгачынан жана бурамалардан жасалган.

Frame узундугу 24 дюйм жана бийиктиги 18 дюйм. бул болжол менен 1: 3 масштабдуу орточо унаанын алдыңкы айнеги.

Физикалык продукттун эки пластикалык тиштүү жана чынжырлуу комплекттери, эки металл таякчасы жана ролик көлөкөсү бар.

Редуктор DC моторуна туташкан, ал чынжырдын кыймылын көзөмөлдөгөн айдоочу валдын милдетин аткаруучу металл таягын айлантат. Көлөкө тегиз жылышы үчүн айдоочу таяк кошулду.

Редуктор жана чынжыр башка металл таякчанын көлөкөнү көтөрүүгө жана түшүрүүгө мүмкүндүк берет жана эки чектик өчүргүч үчүн триггер катары иштейт..

Ролик көлөкөсүндө алгач сатып алууда кулпулоо механизми бар болчу, мен аны алып чыктым. Бул роликтин көлөкөсүнө көтөрүү кыймылы токтогондон кийин бир абалга бекитилбестен өйдө тартылып түшүрүү мүмкүнчүлүгүн берди.

6-кадам: Зымдарды орнотуу

Зымдарды тыкан уюштуруу жана зымдардын ортосунда эч кандай тоскоолдук болбош үчүн зымдарды ажыратуу керек болчу. Бул долбоор учурунда эч кандай ширетүү иштери жүргүзүлгөн эмес.

Ywrobot LDR Жарык сенсору жарык детектору катары колдонулат, бул Arduino UNOдогу аналогдук A3 пин туташтырылган фото-резистор

DS18B20 Температура Сенсору долбоор үчүн белгиленген температура параметри катары колдонулат, ал Цельсийде окулат, мен аны Фаренгейтке окууга айландырдым. DS18B20 1-зымдуу автобус аркылуу байланышат. Китепкана DS18B20 колдонулушу үчүн Arudino кодунун эскизине жүктөлүп, интеграцияланышы керек. Температура сенсору Arduino UNOдогу санарип пин 2ге туташкан

RBG LED көлөкө позициясы турган жердин көрсөткүчү катары колдонулат. Кызыл - көлөкө толугу менен өйдө же толугу менен ылдый болгондо, ал эми жылып турган абалда көк болот. LEDдеги кызыл пин Ардуино БУУнун санарип пинине 4 туташкан. LEDдеги көк пин Ардуино БУУнун санарип пинине 3 туташкан

Микро лимит өчүргүчтөр көлөкө абалын токтотуучу пункт катары колдонулган жана мотор кыймылын токтоткон. Төмөндөгү Limit Switch Arduino UNOдогу санарип пинге 12 туташкан. Жогорудагы Limit Switch Arduino UNOдогу санарип пинге 11 туташкан. Экөө тең иштетилбегенде/ басылбаганда нөлдүн баштапкы абалына коюлган

An L298n Dual H-Bridge мотордун айланышын көзөмөлдөө үчүн колдонулган. Батарейканын амперин иштетүү үчүн керектүү болгон. 12В батарейкадан келген кубат жана жер HV Bridge менен туташтырылган, ал 12V 200rpm редукторлуу моторду камсыз кылат. H-Bridge Arduino UNO менен туташкан

12Volt 1.5A кайра заряддалуучу батарея мотордун кубаттуулугун камсыздайт

Бул проект үчүн 12 Вольт 0,6 А 200 р / мин щеткаланган реверсивдүү тиштүү DC мотору колдонулган. Pulse Width Modulation (PWM) менен башкарылганда, толук кызмат циклинде иштөө өтө тез болчу

7 -кадам: Долбоордун маалыматтары

Долбоорду иштеп чыгуу үчүн көп эксперименталдык маалыматтар, эсептөөлөр, графиктер же ийри сызыктар керек болгон эмес. Жарык сенсорун жарыктын чоң диапазону үчүн колдонсо болот жана температура сенсору -55 ° C дан 155 ° C га чейинки диапазонго ээ, бул биздин температура диапазонубузга караганда көбүрөөк. Көлөкө өзү винил кездемеден жасалган жана алюминий таякка тиркелген жана кубаттуулукта маселе жаралгым келбегендиктен 12В батарейка тандалган. Батареядан келген чыңалууну жана токту иштетүү үчүн 12В мотор тандалып алынган жана ал колдонула турган күчтөрдүн астында иштей турган күчтүү болушу керектигин мурунку билимге негизделген. Мотордун 0,24 дюймдук валына колдонула турган моментти чындап башкара аларын тастыктоо үчүн эсептөөлөр жүргүзүлгөн. Алюминий таяктын так түрү жеке жабдууларды колдонуудан улам белгисиз болгондуктан, алюминий 2024 эсептөөлөр үчүн колдонулган. Таяктын диаметри болжол менен 0,25 дюйм жана узундугу 18 дюйм. Онлайн металл дүкөнүнүн салмагы калькуляторун колдонуу менен таяктын салмагы 0,0822 фунт. Колдонулган винил кездеме 1,5 фунт чоңураак кесимден кесилген оригиналдуу чыгарма. Ушул себептен улам, биздин кездеменин салмагы болжол менен 0.75 фунт болот. Чыбык менен кездеменин жалпы бириккен салмагы 0.8322 фунт. Бул бириккен жүктөрдүн моменти таяктын массасынын борборунда иштейт жана аны көбөйтүү жолу менен эсептелет. жалпы салмагы 0,24 дюймдук валдын. Жалпы момент 0,2 фунт-дюймдагы таяктын борборунда иштейт. Чыбык бирдей диаметри бар бир материалдан жасалган жана бир учунда чынжыр таянычы, экинчи учунда мотордун огу бар. Чынжырдын колдоосу менен мотордун огу таяктын ортосунан бирдей аралыкта болгондуктан, оордуктун моменти ар бир учу менен бирдей бөлүштүрүлөт. Кыймылдаткычтын огу салмагы же.1 фунттан улам моменттин жарымын иштетиши керек болчу. Биздин DC моторубуз 200 айн / мин 0,87 фунт максималдуу моментке ээ, бул күндүн көлөкөсүнө жана таякка караганда көбүрөөк болот, андыктан мотор тестирлөөнү баштоо үчүн ишке ашырылган. Эсептөөлөр мага мотор максималдуу шарттарда иштебеши керек экенин түшүндүм, андыктан кызмат цикли 100 пайыздан кыскарышы керек болчу. Кызмат цикли күндүн көлөкөсүн жогорулатуу жана түшүрүү үчүн идеалдуу ылдамдыкты аныктоо үчүн сыноо жана ката менен калибрленген.

8 -кадам: Arduino Sketch

Кодду программалоо үчүн мен Arduino IDE колдондум. Программистти https://www.arduino.cc/ веб -сайты аркылуу жүктөп алыңыз

Мурда колдоно элек болсоңуз, колдонуу оңой. YouTube же Интернетте Arduino программасында программаны коддоону үйрөнүү үчүн көптөгөн үйрөтүүчү видеолор бар.

Мен Arduino UNO микроконтроллерин долбоорумдун жабдуулары катары колдондум. Мага керектүү санарип пин кирүүлөрү жетиштүү болчу.

Тиркелген файл-бул долбоордун коду жана сериялык мониторду басып чыгаруу. Басып чыгарууну көрсөткөн документте көрүнүп тургандай, көлөкө толугу менен өйдө же толугу менен ылдый болгондо жана өйдө же ылдый жылганда айтылат.

DS18B20 температура сенсорун колдонуу үчүн OneWire деп аталган китепкана колдонулган. Бул китепкана Arduino программасы ачык болгондо Sketch өтмөгүндө жайгашкан.

Код иштеши үчүн, кодду жүктөөдө туура порт жана такта колдонулуп жаткандыгын текшериңиз, эгер болбосо, Arduino ката берет жана туура иштебейт.

9 -кадам: Акыркы продукт

Мен бардык зымдарды кутунун ичине салып койгом, аларды бузулуудан же схеманын иштебей калышына алып келүүдөн коргоо үчүн.

Видеодо автоматташтырылган күндүн көлөкөсүнүн бардык мүмкүн болгон орнотуулары көрсөтүлгөн. Көлөкө көтөрүлөт, анан көлөкөнү кайра түшүрүү үчүн жарык жабылат. Бул температура босогосу аткарылгандыктан гана иштейт, эгер температура жетиштүү жылуу болбосо, көлөкө таптакыр жылбайт жана түбүндө эс алуу абалында калат. Системанын иштеши үчүн керектүү болгон температураны каалагандай өзгөртүүгө жана жөнгө салууга болот. Видеодогу которгуч - унаа күйгүзүлгөндө же моторго электр энергиясын берүүнү токтотууну каалаганда.

Продукт толугу менен көчмө жана автономдуу. Бул автоматтык көлөкө тутуму катары унаага орнотулган нерсе үчүн иштелип чыккан, бирок учурдагы конструкцияны сырткы көлөкө тутумдары үчүн же үйдүн ичинде терезелер үчүн колдоно алат.

Үй ичинде колдонуу үчүн, продукт акыры үйдүн термостатына физикалык түрдө же схемага жана кодго Bluetooth ылайыкташуусу менен туташтырылышы мүмкүн, бул мобилдик тиркеме менен продуктту башкарууга мүмкүндүк берет. Бул баштапкы ниет же продукт кандайча курулган эмес, дизайнды потенциалдуу колдонуу.