Arduino -beheerde telefoondock met lampe: 14 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Die idee was eenvoudig genoeg; skep 'n laai -oplaaipunt wat slegs 'n lamp kan aanskakel as die telefoon laai. Soos dikwels die geval is, kan dinge wat aanvanklik eenvoudig lyk, egter 'n bietjie ingewikkelder word in die uitvoering daarvan. Dit is die verhaal van hoe ek 'n laaipunt vir twee telefone geskep het wat my eenvoudige taak verrig.

Stap 1: Wat ek gebruik het

Dit is geensins 'n volledige lys van alles wat ek gebruik het nie, maar ek wou 'n algemene idee gee van die belangrikste komponente wat ek gebruik het. Ek het Amazon -skakels vir die meeste van hierdie komponente ingesluit. (Let daarop dat ek 'n klein kommissie van Amazon kry as u hierdie skakels gebruik. Dankie!)

Arduino Uno: https://amzn.to/2c2onfeAdafruit 5V DC huidige sensor (x2): https://amzn.to/2citA0S2-Channel Solid State Relay: https://amzn.to/2cmKfkA 4-poort USB-boks: https://amzn.to/2cmKfkA 1 'paneelmonteer USB -kabel (x2): https://amzn.to/2cmKfkA 6 AB USB -kabel:

Ek het ook die volgende voorrade gebruik wat ek by die ysterwarewinkel gaan haal het: 4 x 4 duim plastiekbussies (x2) Edison gloeilampe van 40 W (x2) SocketTrack -liggies vir gloeilampe Geassorteerde swart ysterpyp (3/8 duim) Geassorteerde koperpypstukke3 'Uitbreiding CordWire -moere

Stap 2: Eksperimentering, ontwerp en bedrading

Om vas te stel wanneer die telefoon laai, moet die stroom na die telefoon voortdurend gemonitor word. Alhoewel ek seker is dat daar stroombaanontwerpe is wat stroom kan meet en 'n relais kan beheer op grond van die huidige vlak, is ek geensins 'n elektriese deskundige nie en wou ek nie 'n aangepaste stroombaan bou nie. Uit ervaring het ek geweet dat 'n klein mikrobeheerder (Arduino) gebruik kan word om stroom te meet en dan 'n relais te beheer om ligte aan en uit te skakel. Nadat ek 'n klein gelykstroom -sensor deur Adafruit gevind het, het ek begin eksperimenteer om dit aan 'n USB -kabel te koppel om die stroom wat daardeur vloei te meet terwyl dit 'n telefoon laai. 'N Tipiese USB 2.0 -kabel bevat vier drade: wit, swart, groen en rooi. Aangesien die swart en rooi drade krag deur die kabel dra, kan een van hierdie twee gebruik word om die stroom te meet - ek het die rooi drade gebruik. 'N Tipiese stroomsensor moet in lyn met die huidige vloei geplaas word (die stroom moet deur die sensor vloei), en die Adafruit -sensor is geen uitsondering op hierdie reël nie. Die rooi draad is afgesny met die twee snypunte aan die twee skroefaansluitings op die huidige sensor. Die Adafruit -sensor was gekoppel aan 'n Arduino en ek het 'n eenvoudige kode geskryf om die huidige vloei deur die sensor aan te meld. Hierdie eenvoudige eksperiment het my gewys dat 'n laai -telefoon tussen 100 en 400 mA trek. Nadat die telefoon heeltemal opgelaai is, val die stroom onder 100 mA, maar bereik dit nie 0 nie.

Met my eksperiment wat suksesvol bewys het dat ek die huidige vloei met 'n Arduino kon meet, het ek die stroombaan hierbo ontwerp. Twee USB-verlengkabels met 'n paneel-aansluiting op 'n paneel word aan 'n laaibak met 4 poort gekoppel. Die telefoonlaaikabels sal aan hierdie verlengkabels gekoppel word, wat die stelsel in staat stel om enige soort USB -laadkabel te akkommodeer - en dit hopelik 'toekomstige telefoonbestand' maak. Die rooi drade van die verlengkabels word geknip en aan die huidige sensors gekoppel. Die huidige sensors verskaf inligting aan die Arduino, wat op sy beurt 'n tweekanaalige vaste toestand-relais beheer. Die relais word gebruik om die 110V krag na die gloeilampe oor te skakel. Die krag van die USB -boks en gloeilampe kan aan mekaar vasgemaak word sodat die stelsel 'n enkele aansluiting kan gebruik. Ek hou veral van die krag van die Arduino deur een van die ekstra USB -poorte in die laaibak.

Stap 3: Die telefoondok

Die telefoonhokkie is gebou uit 'n swart pyp van 3/8 ". Ek het twee elmboë van 'n man gebruik, 'n T, 'n kort gedeelte wat volledig met skroefdraad was en 'n ronde flens. Vir die koperonderdele bo-aan die beskuldigdebank het ek gesny 'n 1 1/2 "lang koperpyp in die helfte en gebruik die helfte vir elke deel. 'N Klein gaatjie is in die T geboor, wat groot genoeg was om aan die ente van die beligtingskabels te voldoen. Die kabels is deur die elmboë gewerk en is in die koperpype vasgesweis. Dit was uiteindelik baie moeiliker as wat dit lyk, aangesien die elmboë nie groot genoeg was om aan die einde van die beligtingskabel te pas nie. Ek het uiteindelik die elmboë se binnekant afgeroom totdat dit pas.

As ek hierdie dok weer moet maak, sou ek die telefoon meer ondersteun het. Soos u kan verwag, kan die bliksemkabelpunte baie maklik gebuig word as die telefoon enigsins gestoot word as dit op die beskuldigdebank is. Ek vind dit vreemd dat Apple eintlik 'n dok met 'n soortgelyke nie-ondersteunde konfigurasie verkoop.

Stap 4: Die lampe

Ek wou hê dat die lampe 'n industriële voorkoms moes hê as dié van die beskuldigdebank. Vir die eerste lamp het ek 'n algemene gloeilamphouer bo -op 'n 3/8 pypflens gebruik. 'N Paar klein koperpype verbind die voet met die voetstuk en vul die koper -aksent op die beskuldigdebank aan.' N Edison -gloeilamp van 40 W is regtig die ster Ek wou Edison gloeilampe gebruik, aangesien dit perfek pas by die ontwerp van hierdie beskuldigdebank en dit u toelaat om 'n pragtige gloeilamp te skep.

Terwyl ek by Lowe's 'n spoorligterbeugel gevind het wat ek interessant vind. Ek het die houer onderstebo gedraai en 'n pypflens bygevoeg om die basis te maak. Die voetstuk in die spoorliggies is nie daaraan geheg nie, aangesien dit ontwerp is om deur 'n plat gloeilamp vasgehou te word. Aangesien ek 'n Edison -gloeilamp gebruik het, het ek 'n klein aluminiumbeugel gemaak om die houer in die sirkelvormige behuising van die baanliggies te hou. Klein messingknoppies is bygevoeg om die res van die stelsel aan te vul.

Nadat die dok en die ligte voltooi is, is dit mat swart geverf - behalwe die koperstukke.

Stap 5: Die Arduino -omhulsel

Ek het twee PVC -omhulsels van 4 "x 4" gebruik vir die Arduino -behuising. Ek sny ventilasiegleuwe aan die een kant en die omslag van elke omhulsel. Aan die kant van die een omhulsel sny ek twee reghoekige gate vir die USB -kabels op die paneel. Daar is gate op 'n afstand van 1 1/8 "in die middel aan beide kante van hierdie reghoekige gate geboor en is gebruik om die kabels aan die omhulsel vas te maak. Die een kant van albei omhulsels is weggesny sodat die twee bokse 'n enkele boks sou vorm wanneer hulle 'n 3/4 "dik houtblok is gebruik om die bokse langs mekaar te hou en vorm ook 'n gerieflike basis om op te sit.

Stap 6: Heg USB -boks aan

Die eerste komponent wat by die omhulsel gevoeg word, is die 4-poort USB-laaibak. Ek het dit eenvoudig met dubbelzijdige band vasgemaak.

Stap 7: Monteer Arduino in die omhulsel

Ek hou daarvan om afstandhouers met 'n elektriese boks te gebruik om elektroniese komponente te monteer, aangesien dit van plastiek gemaak is en aangepas kan word om te werk as onderbrekings. Ek sny dit eenvoudig met my mes en druk dan skroewe daardeur. Die Arduino is met 'n klein platkopskroef in die een omhulselkas gemonteer, met die afstandhouers op die voorplaat tussen die Arduino en die boks.

Nadat die Arduino gemonteer is, is 'n kort (6 ) AB -tipe USB -kabel tussen die USB -poort van die Arduino en die naaste poort van die laaibak gekoppel. Dit pas baie goed by die koord en ek moes eintlik terugsny die buigende plastiekstukke wat die draad aan die einde van die kabel omring, sodat dit pas.

Stap 8: Bedrading en montering van die aflos

Die toue aan die lampe is deur gate in die omhulsel gevoer. Een draad van elke koord is gekoppel aan die uitsette (die 120V -kant aan die kant) van beide kanale van die vaste toestand -relais. Kort (4 ) draadgedeeltes is verbind met die oorblywende skroefaansluitings langs die plek waar hierdie lampdrade verbind is. Hierdie drade sal gebruik word om krag aan die 120V -kant van die aflos te verskaf.

Aan die DC -kant van die aflos is 4 drade vasgemaak volgens die getoonde konfigurasie. Twee van die drade voorsien die + en - DC spanning wat nodig is vir die werking van die relais, terwyl die oorblywende twee drade die digitale seine dra, wat die kanale vertel om aan of uit te skakel.

Hierdie 4 drade is dan soos volg aan die Arduino geheg: Die rooi draad (DC+) is aan die 5V-pen gekoppel. Die swart draad (DC-) is aan die GND-pen gekoppel. Die bruin draad (CH1) is aan die uitvoerpen 7 Die oranje draad (CH2) is gekoppel aan die digitale uitsetpen 8

Nadat al die drade aan die relais gekoppel is, is dit met klein platkopskroewe in die omhulsel aangebring.

Stap 9: Bedrading en montering van die huidige sensors

Kommunikasie- en kragdrade is vir die twee huidige sensors geskep deur die twee stelle drade wat van die sensors na die Arduino lei, te splits. Soos voorheen word die rooi en swart drade gebruik om die sensors aan te dryf. Hierdie drade is verbind met die Vin (rooi draad) en GND (swart draad) penne van die Arduino. Verrassend genoeg kan selfs die kommunikasie drade (die SDA en SDL drade) saamgevoeg word. Dit is omdat die Adafruit -huidige sensors elk 'n unieke adres kan kry, afhangende van hoe hul adrespenne aanmekaar gesoldeer word. As die bord nie een van die adrespennetjies aanmekaar gesoldeer het nie, word die bord aangespreek as bord 0x40 en sal dit as sodanig in die Arduino -kode verwys word. Deur die A0 -adrespenne aanmekaar te soldeer, soos gesien in die diagram, word die bord se adres 0x41. As slegs die A1 -adrespenne gekoppel is, sou die bord 0x44 wees, en as beide die A0- en A1 -penne gekoppel was, sou die adres 0x45 wees. Aangesien ons slegs twee huidige sensors gebruik, moes ek slegs die adrespenne aan boord 1 soldeer soos aangedui.

Nadat die borde korrek aangespreek is, is dit met klein koperskroewe aan die omhulsel vasgemaak.

Die SDA (blou) en SCL (geel) drade van die sensors is gekoppel aan die SDA- en SCL -penne op die Arduino. Hierdie penne was nie op my Arduino gemerk nie, maar dit is die laaste twee penne na die AREF -pen aan die digitale kant van die bord.

Stap 10: Koppel die USB -verlengkabels

Soos voorheen genoem, moet die USB -verlengkabels stroom deur die huidige sensors lei. Dit is vergemaklik deur drade in die rooi drade van die kabels te splits. Sodra die USB -kabels in die omhulsel gemonteer is, word hierdie drade van die verbindings met die huidige sensors verbind. Vir elke USB -kabel vloei die stroom wat daardeur vloei, deur die drade, deur die sensor, en keer dan terug om deur die kabel na die laaifoon te gaan. Die manlike ente van die USB -kabels is in twee van die oop poorte van die USB -laaibak gekoppel.

Stap 11: Koppel die krag aan

Die laaste stap in die elektroniese boks is om die netsnoer aan te sluit op die USB -boks en lampe (ook bekend as die 120V -kant van die relais). Die swart drade wat direk na die lampe lei, word saam met die bruin draad van die laaibak aan die een draad van die netsnoer gekoppel. Die kragkabel na die laaibak is eenvoudig afgesny met die twee drade binne (dit is die blou en bruin drade) wat teruggetrek is. Uiteindelik word die twee wit drade van die aflos saam met die blou draad van die USB -laaibak aan die ander draad van die netsnoer vasgemaak.

Stap 12: Die voltooide stelsel

Sodra die boks heeltemal gemonteer is, kan die omhulseldeksels vervang word. Noudat die hardeware vir hierdie stelsel voltooi is, is dit tyd om na die sagteware te gaan.

Stap 13: Die Arduino -kode

Die ontwikkeling van die Arduino -kode was redelik eenvoudig, hoewel dit 'n paar toetse geneem het om dit reg te kry. In sy eenvoudigste vorm stuur die kode 'n sein om die toepaslike relaiskanaal aan te dryf wanneer dit 'n stroomvloei van meer as of gelyk aan 90mA lees. Alhoewel hierdie eenvoudige kode 'n goeie beginpunt was, laai die selfone nie 100% nie en sit dit dan baie min stroom. Ek het eerder gevind dat sodra die telefoon opgelaai is, dit elke paar minute 'n paar honderd mA sou trek. Dit is asof die telefoon 'n lekkende emmer is wat elke paar minute afgevul moet word.

Om hierdie probleem op te los, het ek 'n strategie ontwikkel waarin elke kanaal in een van drie state kan wees. Staat 0 word gedefinieer as wanneer die telefoon uit die laaipunt verwyder is. In die praktyk het ek gevind dat daar feitlik geen stroom vloei toe die telefoon verwyder word nie, maar ek het die boonste stroomlimiet van hierdie toestand op 10mA gestel. Staat 1 is die staat waar die telefoon volledig gelaai is, maar steeds op die beskuldigdebank. As die huidige vloei onder 90mA daal en bo 10mA is, is die stelsel in toestand 1. Staat 2 is die laaitoestand, waar die telefoon 90mA of meer trek.

As die telefoon op die beskuldigdebank geplaas word, begin staat 2 en gaan dit voort tydens laai. Nadat die laai voltooi is en die stroom onder 90mA val, is die stelsel in toestand 1. 'n Voorwaardelike verklaring is op hierdie stadium gemaak sodat die stelsel nie direk van toestand 1 na toestand 2 kan voortgaan nie. Dit hou die stelsel in toestand 1 totdat die telefoon verwyder, op watter punt dit in toestand 0. Aangesien die stelsel van toestand 0 na toestand 2 kan oorgaan, as die telefoon weer op die laaier geplaas word en die huidige vloei bo 90mA styg, word toestand 2 weer begin. Die sein word eers na die relais gestuur om die lig aan te skakel as die stelsel in toestand 2 is.

'N Ander probleem wat ek teëgekom het, is dat die stroom soms kort onder 90mA sou val voordat die telefoon volledig opgelaai is. Dit sou die stelsel in toestand 1 bring voordat dit sou moes. Om dit reg te stel, gemiddelde ek die huidige data oor 10 sekondes, en slegs as die gemiddelde huidige waarde onder 90mA daal, sal die stelsel toestand 1 binnegaan.

As u belangstel in hierdie kode, het ek 'n Arduino.ino -lêer aangeheg met nog 'n paar beskrywings daarin. Oor die algemeen werk dit redelik goed, maar ek het opgemerk dat dit soms lyk asof die stelsel 0 word as die telefoon nog steeds aangeheg en vol is. Dit beteken dat die af en toe die lig vir 'n paar sekondes sal brand (wanneer dit in toestand 2 gaan) en dan gaan uit. Iets om aan te werk vir die toekoms, dink ek.

Stap 14: Die voltooide stelsel

Ek het die laaiplek op ons boekrak geïnstalleer, met die Arduino -boks agter 'n paar boeke. As u net daarna kyk, sou u nooit besef wat die werk is nie - en selfs om dit in werking te stel, doen dit nie reg nie. Dit maak my weer bly om te sien hoe die ligte aan en uit gaan, en ek het selfs daarop staatgemaak om te sien of die telefoon laai.