Arduino Uno outomatiese sonskermstelsel: 9 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Die produk wat gemaak is, is 'n outomatiese sonskermstelsel vir voertuie, dit is volledig outonoom en word beheer deur temperatuur- en ligsensors. Met hierdie stelsel kan 'n skaduwee die venster van die motor eenvoudig bedek wanneer die motor 'n sekere temperatuur bereik en 'n sekere hoeveelheid lig deur die motor beweeg. Grense is gestel sodat die skaduwee nie werk as 'n voertuig aan is nie. 'N Skakelaar is by die stelsel gevoeg as u die skaduwee wil verhoog, alhoewel daar nie aan een van die parameters voldoen is nie. As dit byvoorbeeld 'n koel nag was en u motor gedek is vir privaatheid, kan u eenvoudig die skakelaar druk om die skaduwee te verhoog. U kan ook die skakelaar afskakel om die stelsel heeltemal uit te skakel.

Probleemstelling - “As voertuie in die hitte weggelaat word, kan die binnetemperatuur van die voertuig baie ongemaklik raak, veral vir u self as u die voertuig binnegaan of vir passasiers wat in die voertuig agterbly. Om 'n blinde stelsel te hê, kan ook dien as 'n beveiligingsapparaat om te voorkom dat iemand in u voertuig kyk. Alhoewel daar maklike sonskerms vir motors is, kan dit soms moeilik wees, en u kan vergeet om dit op te sit. Met 'n outomatiese sonskermstelsel hoef u nie die sonskerms met die hand op te sit of te onthou nie, omdat dit outomaties sou styg wanneer dit nodig is.

Beeldbron:

Stap 1: Ontwerpkonsepproses

Ek wou 'n eenvoudige ontwerp hê wat uiteindelik in 'n voertuig geïntegreer kan word. Dit beteken dat dit 'n reeds geïnstalleerde funksie vir die voertuig sou wees. Soos dit tans gebou is, kan dit egter ook vir vensterskermstelsels gebruik word. Vir die ontwerpproses is verskeie sketse en idees gemaak, maar na die gebruik van 'n besluitmatriks was die nou gemaakte produk die besliste konsep.

Stap 2: Materiaal wat gebruik word

Die foto's is van werklike komponente wat in die projek gebruik is. Die projekbladsye is in die aangehegte dokument. Nie alle gegewensblaaie kon verskaf word nie. Dit het my ongeveer $ 146 gekos om die hele produk te bou.

Die meeste onderdele en komponente kom van Amazon of 'n huisverbeteringswinkel genaamd Lowe's.

Ander toestelle wat gebruik word:

Draadstroppers

Tang

Phillips skroewedraaier

Platskroewedraaier

Multi-meter

Skootrekenaar

Arduino afgelaaide program

Stap 3: Logika: hoe dit werk

Kringbane:

Deur 'n rekenaar of skootrekenaar word die kode van die Arduino -programmeerder na die Arduino Uno gestuur, wat dan die kode lees en die opdragte afdwing. Sodra die kode na die Arduino Uno opgelaai is, hoef u nie aan die rekenaar gekoppel te bly om die program voort te sit nie, solank die Arduino Uno 'n ander kragtoevoer kry. Die H - brug in die stroombaan bied 'n uitset van 5 volt, wat voldoende is om die Arduino Uno te beheer. Om die stelsel sonder die rekenaar te laat werk as die kragtoevoer vir die Arduino Uno, maak die stelsel draagbaar, wat nodig is as dit in 'n voertuig gebruik wil word.

Twee eindskakelaars, 'n temperatuursensor, 'n ligsensor, 'n RBG -LED en 'n H - brug is aan die Arduino Uno gekoppel.

DIE RBG -LED moet aandui waar die snellerstang geleë is. As die sneller in die onderste posisie is, wat die onderste grensskakelaar aktiveer, sal die LED rooi wys. As die sneller tussen beide grensskakelaars is, vertoon die LED blou. As die sneller bo-aan die boonste grensskakelaar slaan, vertoon die LED 'n pienk-rooi kleur.

Die eindskakelaars is afskakelaars vir die stroombaan om die stelsel te vertel om die motorbeweging te stop.

Die H - brug dien as 'n aflos vir motorrotasiebeheer. dit werk deur in pare aan te skakel. dit wissel die stroomvloei deur die motor, wat die spanningspolariteit beheer sodat rigtingverandering kan plaasvind.

'N 12 Volt, 1,5 Amp battery verskaf krag aan die motor. Die battery word aan die H - brug gekoppel sodat die rotasie van die motor beheer kan word.

'N Handmatige skakelaar is tussen die battery en die H -brug om as 'n aan/ af -komponent te dien om te simuleer wanneer die motor aan of af is. As die skakelaar aan is, wat aandui dat die voertuig aangeskakel is, sal daar geen aksie wees nie. Op hierdie manier werk die skaduwee nie as u met u motor ry nie. As die skakelaar uit is, en asof die voertuig op dieselfde manier af is, sal die stelsel werk en behoorlik funksioneer.

Die temperatuursensor is die sleutelsteenkomponent vir die stroombaan, as 'n temperatuur van 'n vasgestelde drempel nie bereik word nie, word geen aksie uitgevoer nie, selfs al word lig opgemerk. As die temperatuurdrempel bereik word, kontroleer die kode die ligsensors.

As aan die parameters van die lig- en temperatuursensor voldoen word, sê die stelsel dat die motor moet beweeg.

Fisiese komponent:

'N Rat is gekoppel aan 'n 12V 200rpm -gelykstroommotor. Die rat dryf 'n dryfstang wat 'n ketting- en tandwielstelsel draai wat die op- of afwaartse beweging van 'n aluminiumstaaf wat aan die ketting geheg is, beheer. Die metaalstaaf is aan die skaduwee gekoppel, sodat dit verhoog of verlaag kan word, afhangende van wat die huidige kodeparameters vereis dat die skaduwee moet wees.

Stap 4: Projekontwikkeling

Skeppingsproses:

Stap 1) Bou raam

Stap 2) Heg komponente aan die raam; bevat rat- en kettingstelsels, ook rolskerm met sluitpen verwyder

Ek het 'n tang gebruik om die einddop van die rolskerm af te haal om die sluitpen te verwyder. As dit nie versigtig is nie, sal die veerspanning in die rolskerm loskom; as dit gebeur, is dit maklik om weer op te draai. Hou net die rolskerm vas en draai die interne meganisme tot dit styf is.

Stap 3) Maak 'n stroombaan op die broodbord - gebruik jumperdrade om die regte broodbordpen aan die Arduino digitale of analoog pen te koppel.

Stap 4) Skep kode in Arduino

Stap 5) Toets kode; Kyk na die uitdruk op die seriële monitor as die kode reggestel word.

Stap 6) Voltooi die projek; Die kode werk met die geskepte stroombaan en produkstruktuur.

Baie forums en tutoriaalvideo's is gebruik om my te help om my projek te skep.

Lys van verwysings:

• 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…

Met proef en fout, navorsing en bykomende hulp van kollegas plus universiteitsprofessore kon ek my finale projek opstel.

Stap 5: Skeppingsproses: raamwerk

Die produk moes so vervaardig word dat dit vervaardig kon word met onderdele wat redelik maklik verkrygbaar was.

Die fisiese raamwerk is gemaak van net sederhout en skroewe.

Die raam is 24 cm lank by 18 cm lank. dit is ongeveer 'n 1: 3 -skaal van 'n gemiddelde grootte voorruit van die voertuig.

Die fisiese produk het twee plastiekrat- en kettingstelle, twee metaalstawe en 'n rolskerm.

'N Rat is gekoppel aan die GS -motor; dit draai 'n metaalstaaf wat dien as 'n dryfas wat die kettingbeweging beheer. Die stuurstang is bygevoeg om die skaduwee eweredig te laat beweeg.

Die rat en ketting laat 'n ander metaalstaaf toe om die skaduwee op te lig en te laat sak, en dien as 'n sneller vir die twee eindskakelaars..

Die rolskerm het oorspronklik 'n sluitmeganisme daarin gehad toe ek dit gekoop het, en ek het dit uitgehaal. Dit het die rolskerm moontlik gemaak om op te trek en omlaag te laat sak sonder om in 'n posisie te sluit wanneer die hefbeweging gestop is.

Stap 6: Opstel van bedrading

Die bedrading moes netjies georganiseer word en drade moes geskei word sodat daar geen interferensie tussen die drade was nie. Geen soldeerwerk is tydens hierdie projek gedoen nie.

'N Ywrobot LDR-ligsensor word gebruik as 'n ligsensor; dit is 'n foto-weerstand wat gekoppel is aan die analoog pen A3 op die Arduino UNO

'N DS18B20 Temperatuursensor word gebruik as 'n vasgestelde temperatuurparameter vir die projek, dit word in Celsius voorgelees en ek het dit omgeskakel in Fahrenheit. Die DS18B20 kommunikeer oor 'n 1-draads bus. 'N Biblioteek moet afgelaai en geïntegreer word in die Arudino -kode skets sodat die DS18B20 gebruik kan word. Die temperatuursensor is gekoppel aan die digitale pen 2 op Arduino UNO

'N RBG -LED word gebruik as 'n aanduiding van waar die skaduwee is. Rooi is wanneer die skaduwee heeltemal op of heeltemal af is, en blou as dit in bewegende toestand is. Rooi pen op LED gekoppel aan digitale pen 4 op Arduino UNO. Blou pen op LED gekoppel aan digitale pen 3 op Arduino UNO

Mikro -eindskakelaars is gebruik as stoppunte vir die posisie van die skaduwee en het die motorbeweging gestaak. Grensskakelaar onderaan gekoppel aan digitale pen 12 op Arduino UNO. Grensskakelaar aan die bokant gekoppel aan digitale pen 11 op Arduino UNO. Albei was op die aanvanklike toestand van nul gestel wanneer dit nie geaktiveer/ ingedruk is nie

'N L298n-dubbele H-brug is gebruik om motorrotasie te beheer, wat nodig was om die batterysterkte wat verskaf is, te hanteer. Die krag en die grond van die 12V-battery is gekoppel aan die H-Bridge, wat krag verskaf vir die 12V 200rpm-motor. Die H-brug is gekoppel aan die Arduino UNO

Die 12Volt 1.5A herlaaibare battery bied krag aan die motor

'N 12Volt 0.6 A 200 rpm geborselde omkeerbare DC -motor is vir hierdie projek gebruik. Was te vinnig om tydens die volle dienssiklus te werk terwyl dit beheer was met Pulse Width Modulation (PWM)

Stap 7: Projekontwerpdata

Nie veel eksperimentele data, berekeninge, grafieke of kurwes was nodig om die projek te ontwikkel nie. Die ligsensor kan gebruik word vir 'n groot helderheid, en die temperatuursensor het 'n bereik van -55 ° C tot 155 ° C, wat meer as ons temperatuurreeks pas. Die skaduwee self is gemaak van vinielstof en is aan 'n aluminiumstaaf geheg en 'n 12V -battery is gekies omdat ek nie 'n probleem met krag wou hê nie. 'N 12V -motor is gekies om die spanning en stroom wat deur die battery verskaf word, te hanteer en op grond van vorige kennis dat dit kragtig genoeg moet wees om te werk onder die kragte wat toegepas word. Berekeninge is gedoen om te bevestig dat dit inderdaad die wringkrag kan hanteer wat op die motor se 0,24 duim -as toegepas sou word. Aangesien die presiese tipe aluminiumstaaf onbekend was weens die gebruik van persoonlike voorraad, is Aluminium 2024 vir berekeninge gebruik. Die deursnee van die staaf is ongeveer 0,25 duim en die lengte is 18 duim. Die gewig van die staaf is met behulp van die aanlyn sakrekenaar vir metaalwinkels 0,0822 lb. Die gebruikte vinylstof is gesny uit 'n groter stuk wat 1,5 l weeg. die oorspronklike stuk. Om hierdie rede is die gewig van ons stuk stof ongeveer 0,75 lb. Die totale gesamentlike gewig van die staaf en die stof is 0,8322 lb. totale gewig volgens die radius van 0,24 duim van die as. Die algehele wringkrag werk in die middel van die staaf met 'n waarde van 0,2 lb-in. Die staaf is gemaak van een materiaal met eenvormige deursnee en het 'n kettingsteun aan die een kant en die motor se as aan die ander kant. Aangesien die kettingsteun en die as van die motor op dieselfde afstand van die middel van die staaf is, word die wringkrag as gevolg van die gewig gelyk aan elke kant gedeel. Die motor se as moes dus die helfte van die wringkrag hanteer as gevolg van gewig of 0,1 lb-in. Ons DC-motor het 'n maksimum wringkrag van 0,87 lb-in by 200 rpm, wat meer as die sonskerm en staaf sal akkommodeer, sodat die motor geïmplementeer is sodat die toets kan begin. Die berekeninge het my laat besef dat die motor nie by maksimum toestande moet werk nie, dus moet die werksiklus van 100 persent verminder word. Die werksiklus is deur toets en fout gekalibreer om die ideale snelheid te bepaal om die sonskerm te verhoog en te laat sak.

Stap 8: Arduino -skets

Ek het Arduino IDE gebruik om kode te programmeer. Laai die programmeerder af via die webwerf

Dit is eenvoudig om te gebruik as u dit nog nooit gebruik het nie. Daar is baie tutoriaalvideo's op YouTube of op die internet om te leer hoe om 'n program in Arduino -sagteware te kodeer.

Ek het 'n Arduino UNO -mikrobeheerder as hardeware vir my projek gebruik. Dit het net genoeg digitale pen -insette wat ek nodig gehad het.

Die aangehegte lêer is my kode vir die projek en die afdruk van die seriële monitor. Soos opvallend in die dokument wat die afdruk vertoon, word daar aangedui wanneer die skaduwee heeltemal op of af is, en wanneer dit op of af beweeg.

'N Biblioteek genaamd OneWire is gebruik om die DS18B20 temperatuur sensor bruikbaar te hê. Hierdie biblioteek word gevind onder die Skets -oortjie as die Arduino -program oop is.

As die kode werk, moet u seker maak dat die regte poort en bord by die oplaai van die kode gebruik word; indien nie, sal Arduino 'n FOUT gee en nie reg funksioneer nie.

Stap 9: Finale produk

Ek sit al die bedrading in die boks om te voorkom dat dit beskadig of verwyder word, wat veroorsaak dat die stroombaan nie werk nie.

Die video vertoon alle moontlike instellings vir die outomatiese sonskerm. Die skaduwee gaan op, dan word lig bedek om die skaduwee terug te bring. Dit werk slegs omdat die temperatuurdrempel bereik is; as die temperatuur nie warm genoeg was nie, sou die skaduwee glad nie beweeg nie en onder in 'n rustende posisie bly. Die temperatuur wat benodig word om die stelsel te laat werk, kan verander en aangepas word. Die skakelaar in die video is om aan te toon wanneer die voertuig aangeskakel is of wanneer die motor wil stop.

Die produk is heeltemal draagbaar en outonoom. Dit is ontwerp om 'n item te wees wat in 'n voertuig ingebou is as 'n outomatiese skadustelsel, maar kan die huidige konstruksie gebruik vir buitekapstelsels of in 'n huis vir vensters.

Vir binnenshuise gebruik kan die produk uiteindelik fisies aan 'n huistermostaat gekoppel word of met 'n Bluetooth -aanpassing aan die kring en kode, wat dit moontlik maak om die produk met 'n mobiele app te beheer. Dit is nie die oorspronklike bedoeling of hoe die produk vervaardig is nie, slegs 'n moontlike gebruik van ontwerp.