ستارة اوتوماتيكية بالاردوينو: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

وقت المشروع!: فتاحة ستارة أوتوماتيكية / أقرب.

لقد رأيت بعض المشاريع الأخرى لإغلاق وفتح الستائر (تلقائيًا) ، وأردت بالتأكيد بناء واحدة بنفسي الآن.

تم بناء معظم التصميمات الأخرى التي رأيتها باستخدام خط الصيد. لم أرغب في استخدام خط الصيد ، لأن خطوط الصيد تنكسر دائمًا في مرحلة ما؟

بالنسبة لهذه الستارة الأوتوماتيكية ، استخدمت حزام توقيت مسنن (مع فرض معدني ، قوي جدًا) وعجلة توقيت (20 سنًا) ، والتي تستخدم أيضًا لبعض الطابعات ثلاثية الأبعاد.

كان الهدف هو أن الستائر ستفتح وتغلق تلقائيًا ، عندما تصبح فاتحة أو مظلمة ، وتجاوز يدوي بالطبع. لقد فكرت في جهاز ضبط الوقت أيضًا باستخدام RTC ، ولكن هذا يعمل بشكل جيد حتى الآن ، بدون RTC.

(لمجموعة الصور والأفلام ، أنشأت ألبومًا مشتركًا:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

انظر أيضًا إلى الدليل القصير وفيديو النتيجة النهائية هذا:

-الستائر المغلقة المفتوحة -2

الخطوة 1: المواد والأدوات التي تحتاجها

الخطوة 1:

جمع كل الأشياء التي تحتاجها. قد يختلف هذا في حالات أخرى.

المواد التي استخدمتها:

المكونات

"ميكانيكي":

حزام توقيت للطابعات ثلاثية الأبعاد: 3 أو 6 أمتار ، حسب حجم نافذتك / ستارتك.

(مثال: إذا كان لابد أن تغطي ستارتك 1.5 متر ، فأنت بحاجة إلى حزام بطول 3 أمتار)

(تم طلب ذلك في AliExpress: طابعة GT2 بعرض 6 مم RepRap 3D 10 متر.)

20 عجلة بكرة الأسنان

(تم طلب هذا في AliExpress: GT2 Timing Pulley 20 أسنان Alumium Bore 5mm مناسب لطابعة GT2 بعرض 6 مم RepRap 3D Prusa i3)

عجلة محور ملساء (بدون أسنان) (أو بكرة بكرة دوارة ثانية)

خشب 20x10x1.8 سم

خشب 2x2x6 سم

شرائط من الألومنيوم بفتحة منزلقة (تُستخدم أحيانًا لمحاذاة إطارات الصور على الحائط ، وقد جعلتها مستلقية في مكان ما)

بعض الصواميل والمسامير 5 مم

حوالي 3 مم من الصواميل والمسامير

بعض البراغي والمقابس للتثبيت على الحائط

لوح ألومنيوم 0.2 × 2 × 30 سم ، مقطوع 4 شرائح من 2 × 1.5 سم

الاشياء الكهربائية:

اردوينو اونو R3

مصدر طاقة 12 فولت 2 أمبير (حسب المحرك الذي تستخدمه)

محرك مع ترس (60 إلى 120 دورة في الدقيقة)

سائق موتور L298n

لوحة دوائر صغيرة 3x2.5 سم

3 المصابيح

3 مقاومات 220 أو 330 أوم (مقاومات الحد الحالية لمصابيح LED)

LDR

1 المقاوم 330 أوم (مقسم تناظري مع LDR)

4 مقاومات 10 كيلو (سحب مقاومات للمفاتيح)

بعض رؤوس لوحات الدوائر الصغيرة

الأسلاك (أسلاك دوبونت / أردوينو) ، ذكر - ذكر - ذكر - أنثى

حقيبة (115 × 90 × 55)

التبديل مع ثلاثة أوضاع تشغيل / إيقاف / تشغيل

2x (صغير) Reed Relays مع مغناطيس

أنبوب / سلك يتقلص بالحرارة

الأدوات المستخدمة:

لحام الحديد / جندى

تدريبات

رأى

المفكات

الغراء الساخن

كماشة

متجرد الأسلاك

مقص

الصبر

الخطوة الثانية: خطوات إنشاء الوحدات

الخطوة 2:

أولاً ، خططت لجعل الأشياء معيارية قدر الإمكان: منصة المحرك ، منصة المحور الثاني ، Arduino ، وحدة التحكم في المحرك ، واجهة الموصل ، الحالة.

لقد بدأت في إنشاء منصة المحرك والموصل (لتوصيل المحرك ومفاتيح القصب و LDR بوحدة التحكم عبر موصل RJ45) على قطعة مصنوعة من الخشب.

يعتمد الكل قليلاً على نوع المحرك الذي تستخدمه / تستخدمه ، ولكن المفتاح هو أن الحزام الذي تحركه عجلة البكرة قريب جدًا من قضبان الستارة (حوالي 1 إلى 1.5 سم بجوارها).

كان لدي محركان مع تروس ملقاة حولهما ، والتي وفرتها منذ وقت طويل من صانع القهوة المحترف. كانت 24 فولت مع ترس يقلل من عدد الدورات في الدقيقة للمحرك إلى حوالي 120 دورة في الدقيقة عند 24 فولت. أستخدم المحرك بجهد 12 فولت هنا ، لذا فإن عدد دورات المحرك في الدقيقة يبلغ حوالي 60. لقد استخدمت 12 فولت لأن Arduino يعمل أيضًا بمصدر الطاقة الذي أملكه لهذا المشروع ، ولتقليل الحد الأقصى. القوة الكهربائية للموصل (انظر المزيد عن ذلك أدناه).

قم بتوصيل العجلة المسننة بمحور المحرك / الترس. كان محور الترس 6 مم ، والعجلة الدوارة 5 مم. لذلك كنت بحاجة إلى حفر ثقب عجلة الفتحة أكبر من 6 مم.

ثم أنشأ حاملًا لهذا المحرك المعين ، وقطع الخشب بحيث يتلاءم المحرك والعتاد بشكل جيد ولتتمكن من تركيب مفاتيح Reed بجواره ، وربطه بالحائط بمقبسين ومسامير.

بعد ذلك ، استخدمت موصل RJ45 (أنثى) ، لتوصيل جميع الأسلاك من المحرك ومفتاحين من القصب و LDR. الأسلاك الثمانية (4 أزواج) في كبل الشبكة تكفي فقط للقيام بالمهمة.

يسحب المحرك فقط ما بين 0.1 و 0.3 أمبير (مع 12 فولت ، 1.2 إلى 4 واط) (حسب الحمل الذي يحصل عليه من الستارة). يمكن أن يحافظ سلك واحد في كبل الشبكة (على الأقل في الكبلات التي لدي) بسهولة على 10 واط. في الواقع ، معيار PoE هو 15 واط لكل زوج ، لكنك تحتاج أيضًا إلى كابل PoE معتمد جيدًا.

ويبلغ طول الكابل المستخدم حوالي 2 متر فقط. كان هذا هو شاغلي الرئيسي على الرغم من: هل ستكون أسلاك المحرك قادرة على تحمل القوة الكهربائية التي يحتاجها المحرك. حتى الآن ، لا توجد مشاكل ، لا تسخين التوصيلات أو الأسلاك ، وقد بنيت في أمان البرنامج: يمكن للمحرك أن يعمل فقط لأقصى قدر من الوقت المحدد / المحدد (30 إلى 50 ثانية ، ويعتمد ذلك مرة أخرى أيضًا على المدة) سيستغرق الأمر إغلاق أو فتح الستارة). تحتاج إلى تعديل هذا الوضع الخاص بك.

إذا تم تجاوز وقت التشغيل هذا ، فسيتوقف المحرك ولن يتم تشغيله مرة أخرى بواسطة وحدة التحكم في المحرك. يجب بعد ذلك التحقيق في سبب تجاوز وقت التشغيل وحلها قبل إعادة تعيين Arduino / وحدة التحكم (فقط افصل / قم بتوصيل كابل الطاقة لإعادة التعيين).

سيكون كبل الشبكة المستقيم من واحد إلى واحد مثاليًا ، ولكن معظم كبلات Ethernet (إن لم يكن كلها) سيكون لها التفاف في الموصل ، وبالتالي فإن الأسلاك الملونة التي تستخدمها في أحد الطرفين ، لن تكون هي نفسها في الطرف الآخر ، إذا كنت تعرف ما أعنيه. عليك أن تتابع بدقة كيفية توصيل الأشياء.

زوجان يمكنني استخدامهما كما كانا ، الأزواج البرتقالية والبنية كانت متماثلة في كلا الطرفين ، لكن الزوجين الأزرق والأخضر في أحد الطرفين ، أصبح مزيجًا من الاثنين على الطرف الآخر. لا توجد مشكلة ، طالما أنك تعرف مجموعة الألوان المرتبطة بما يوجد على الطرف الآخر.

الخطوة الثالثة: إنشاء المحور الثاني

هذه خطوة بسيطة: شاهد الصور. قم بإنشاء منصة محور ثانية صغيرة لتشغيل الحزام ، واستخدمت شريطًا من الألومنيوم مع فتحة انزلاق مما يجعل من الممكن بسهولة وضع الشد الصحيح على الحزام بسهولة. قم بتثبيته بالقرب من السكة الموجودة على الطرف الآخر من الستارة / النافذة. انظر الصورة.

وبالتالي ، مع كتلة خشبية صغيرة ، يتم وضع شريط من الألومنيوم مع شريط منزلق ومسمار 5 مم و 2 صامولة معًا في الصورة ، وحفر ثقوب لتثبيتها على الحائط مع بعض المقابس والبراغي بالقرب من السكة في الطرف الأيمن من الستارة.

الخطوة 4: الحزام

الحزام:

هذا حقا يحتاج إلى القيام به بدقة. نظرًا لأنني استخدمت محاورًا قابلة للتعديل ومفاتيح القصب ، فقد قمت بإنشاء بعض الهوامش ، لكن يجب أن يكون طول الحزام دقيقًا تمامًا ، كما أن موقع المغناطيسات والمشابك أكثر.

لقد اشتريت هذا الحزام من AliExpress ، حزام توقيت مسنن مقوى 10 أمتار (لعجلة بكرة أسنان 20 (أيضًا من / عبر AliExpress)) ، بتكلفة 7.60 يورو فقط.

في النهاية ، استخدمت كل 10 أمتار ، واحدة لستارة بعرض 3 أمتار (لذلك كنت بحاجة إلى حوالي 6 أمتار من هذا الحزام) ، وأخرى لنافذة أصغر ، وستارة بعرض 1.7 متر ، لذلك تم استخدام 3.4 متر أخرى

للحصول على الطول الدقيق للحزام ، تحتاج إلى تركيب منصة المحرك والمحور الثاني إلى الأماكن المرغوبة على الحائط. لف الحزام بشد كافٍ حول العجلات واقطع الحزام.

في 4 شرائط من الألومنيوم بحجم 0.2x1.5x2 سم ، قم بحفر فتحات 3 مم. قم بربط شريطين فوق بعضهما البعض ، وحفر ثلاثة ثقوب (بحيث يتم محاذاة الثقوب بشكل جيد ، لوضع البراغي في وقت لاحق). فتحتان على الحواف / الأطراف وواحدة في مكان ما في المنتصف ، ولكن تأكد من أن الحزام يمكن أن يتحرك بين فتحتين. هذا لربط مجموعة واحدة من الشرائط بالحزام لطرف واحد من الستارة ، ويتم استخدام شريطين آخرين من الألومنيوم لربط / تثبيت طرفي الحزام معًا بمساعدة قطعة صغيرة من الحزام بطول 1.5 سم (انظر الصور).

وبالتالي ، يخدم هذا الاتصال غرضين ، قم بتوصيل أطراف الحزام لعمل حلقة ، والعمل كواحد من مرفقي الستارة. شد الصواميل الموجودة على هذا المشبك بإحكام ، بحيث يكون الحزام قويًا بما يكفي لسحب ودفع الستارة. القوة ليست بهذا القدر ، من 2 إلى 3 كجم على الأكثر (ما لم يكن هناك خطأ ما؟!).

لا يجب شد المشبك الآخر بعد ، حيث يجب تعديل موضع هذه المقاطع للستارة الأخرى لاحقًا.

بمجرد الانتهاء من الحزام ، قم بلفه حول عجلة pully وعجلة المحور وشد الحزام بإحكام باستخدام المحور القابل للتعديل / شريط الألمنيوم في أحد طرفيه.

لا تعلق الستائر بعد بالمشابك ، فأنت بحاجة إلى اختبار وضبط كل شيء بشكل صحيح قبل أن تتمكن من تركيب الستائر.

وبالتالي يجب أن يظل المقطع الذي لا يمثل اتصال "حلقة" "قابلاً للانزلاق".

الخطوة 5: Arduino ، وحدة التحكم في المحرك ولوحة الواجهة

Arduino ، وحدة تحكم المحرك ولوحة الواجهة.

بالنسبة للنمطية ، استخدمت لوحة واجهة صغيرة (PCB) لإنشاء الرؤوس والمقاومات اللازمة للسحب لأعلى وللمقسم LDR ، ثم قم بتوصيل الرؤوس الأنثوية بجميع أسلاك موصل RJ45 ومفتاح التجاوز اليدوي.

في النهاية ، ربما تكون لوحة الواجهة نقطة ضعف في الكل ، وربما كانت غير ضرورية ، واتصالات مباشرة حيث ربما تكون أفضل وأسهل.

تخصيص المسامير على Arduino كما يلي ؛

// تخصيص الدبابيس:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - طباعة تسلسلية

// 2 - ليد أخضر

// 3 - الصمام الأحمر

// 4 ، 5 - سائق المحرك L298n

// 6 ، 7 - مجاني

// 8 - مفتاح القصب العلوي - إغلاق (د)

// 9 - مفتاح القصب السفلي - مفتوح (محرر)

// 10 - التبديل اليدوي مفتوح

// 11 - إغلاق التبديل اليدوي

// 12 - مجاني

// 13 - وميض LED على قيد الحياة (أصفر خارجي)

قم بتوصيل جميع الأسلاك بلوحة الواجهة عبر أسلاك Arduino (ذكر - أنثى) وفقًا لتخصيصات الدبوس أعلاه.

قم بتلحيم المصابيح الثلاثة باستخدام الأنود (الساق الطويلة) + المقاوم إلى المسامير 2 و 3 و 13 من Arduino ، والكاثودات على الأرض.

انا إستعملت:

دبوس 2 باللون الأخضر للإشارة إلى فتح الستارة. (ستارة يسار على اليسار مرئية من الأمام)

دبوس 3 باللون الأحمر للإشارة إلى إغلاق الستارة. (ستارة من اليسار إلى اليمين من الأمام)

Pin 13 إلى Yellow من أجل الوميض الحي (ومع ذلك ، لم أستخدم هذا بعد الآن ، لأن المصباح الوامض في الظلام يمكن أن يكون مزعجًا ، ولكنه موجود للاستخدام؟ ، لقد قمت ببرمجة المصباح بحيث لا يتم استخدامه حقًا ، من ناحية أخرى ، باستخدام مؤشر DARK أو LIGHT للوميض أثناء النهار فقط ، يمكن بسهولة أيضًا).

في واقع الأمر ، فإن برمجة كل هذا سارت في بناء وحدة التحكم هذه. جاءت فكرة المصباح الأحمر والأخضر لاحقًا ، وأصبح استخدام / a أصفر أقل / غير مهم.

الخطوة 6: وضع كل ذلك معًا

بنيت القضية. العلبة التي هي CASE115x90x55MM من الخارج ، من الداخل كانت أصغر قليلاً (107 × 85 × 52 ،

حفر ثقوب 5 مم لمصابيح LED ، وفتحة 6 مم للمفتاح ، وفتحة 6 مم لسلك الموصل / كابل الشبكة ، وفتحات لموصل طاقة Arduino وموصل USB (وهو سهل لبرمجة / تحديث Arduino)

أيضًا ، قم بتوصيل سلكين من موصل الطاقة Arduino إلى وحدة التحكم في المحرك. يتم تشغيل اردوينو عبر موصل الطاقة الخارجي هذا ، وكذلك وحدة التحكم في المحرك.

ضع Arduino ووحدة التحكم في المحرك و PCB في العلبة وقم بتوصيل جميع الأسلاك (LED بمقاومات 220 أوم ، وقم بالتبديل بمقاومات سحب ، وقم أيضًا بتوجيه كابل إيثرنت من خلال الفتحة إلى PCB والاتصال بالرؤوس.

قم بتوصيل جهاز المحرك بالجدار على الجانب الأيسر من النافذة ، وعجلة المحور الثاني على الجانب الأيمن من النافذة ، ضع الحزام حول عجلات البكرة ، وقم بتوصيل كابل إيثرنت بموصل RJ45 الموجود على منصة المحرك ، وشغل الطاقة اردوينو مع USB فقط في البداية.

قم بتحميل البرنامج / البرنامج الثابت "curtain-2.ino" ، واختبر قيم LED ومفاتيح القصب ، وقم بتحويل يدوي عبر إخراج الشاشة Arduino IDE Serial. عناية خاصة للاختبارات الأولى ، اعتمادًا على كيفية توصيل المحرك بوحدة التحكم في المحرك ، يجب أن يدور المحرك عكس اتجاه عقارب الساعة لإغلاق الستارة ، وفي اتجاه عقارب الساعة للفتح. إذا لم يكن ذلك صحيحًا ، فيمكنك إما عبور الأسلاك على وحدة التحكم في المحرك أو PCB ، أو إعادة برمجة وظيفة "motor_open ()" و "motor_close ()" للقيام بالعكس. (تحكم الإشارة في اتجاه عقارب الساعة أو عكس- في اتجاه عقارب الساعة).

يجب وضع مغناطيسات مفاتيح القصب في الأماكن الإستراتيجية الصحيحة. عندما يكون مشبك الستارة على اليمين في المكان الصحيح (وبالتالي ، أيضًا بعيدًا عن اليمين ، عندما تكون الستارة مفتوحة) ، يكون مشبك الستارة اليسرى بعيدًا على اليسار (الستارة مفتوحة) ، والمغناطيس بالنسبة لمفتاح القصب السفلي ، يجب أن يكون قريبًا جدًا على يسار المقطع للستارة اليسرى (انظر أيضًا الفيديو والصور).

يجب أن يكون المغناطيس الخاص بمفتاح القصب العلوي أعلى الحزام في منتصف النافذة (مرة أخرى ، عندما تكون الستارة مفتوحة). ستوضح الصور والفيديو ذلك.

سوف يتحرك المغناطيس العلوي إلى اليسار (باتجاه منصة المحرك) ، عند إغلاق الستارة ، ويجب تنشيط مفتاح القصب ، عندما تلتقي الستائر ببعضها البعض في المنتصف (الوضع المغلق) إذا تم تنشيط مفتاح القصب بعد فوات الأوان ، لديك مشكلة (كبيرة). سيحاول المحرك سحب الستائر معًا ، لكنها موجودة بالفعل ، وبالتالي سيتوقف الحزام أو ينزلق ، أو يوقف المحرك ، ويسحب التيار العالي. لذا فإن ضبط هذا مهم جدًا ، وهذا ينطبق أيضًا على موضع الإغلاق بالطبع. ولكن على أي حال ، فإن ضبط هذا لم يستغرق الكثير من الوقت والجهد ، حقًا.. يجب أن يكون الالتصاق / لصق المغناطيس في أعلى وأسفل الحزام دقيقًا ، مع خيار الانزلاق لمفاتيح القصب على منصة المحرك ، لديك الهوامش لضبطها بشكل صحيح: شاهد هذا الفيلم للاختبار النهائي

الفيلم الأول في هذا الألبوم المشترك هو اختبار للحزام وقراءة المفاتيح:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

يمكنك استخدام تجاوز الضرب اليدوي لاختبار ذلك.

تغطية / كشف LDR يمكنك محاكاة الظلام والضوء.

عندما تتوقف المشابك الموجودة على الحزام في الأماكن الصحيحة ، يمكنك تثبيت الستائر بالمشابك والاستمتاع بغلق وفتح الستائر تلقائيًا:-)