וילון אוטומטי עם ארדואינו: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

זמן הפרויקט!: פותחן וילונות אוטומטי/קרוב יותר.

ראיתי כמה פרויקטים אחרים לסגירה ולפתיחה (אוטומטית) של הווילונות, בהחלט רציתי לבנות אחד בעצמי עכשיו.

רוב העיצובים האחרים שראיתי נבנו באמצעות חוט דייג. לא רציתי להשתמש בחוט דיג, כי חוטי דייג תמיד ישברו מתישהו?

עבור וילון אוטומטי זה השתמשתי בחגורת תזמון שיניים (עם אכיפה מתכתית, כל כך חזקה) וגלגל טיימינג (20 שיניים), המשמשים גם כמה מדפסות תלת מימד.

המטרה הייתה שהווילונות ייפתחו ונסגרים אוטומטית, כאשר יתבהר או יחשוך, ודריכה ידנית כמובן. שקלתי גם טיימר עם RTC, אבל עד כה זה עובד מצוין עכשיו, ללא RTC.

(לאוסף תמונות וסרטים יצרתי אלבום משותף:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

כמו כן, עיין במדריך הקצר ובסרטון זה של התוצאה הסופית:

לסגור-לפתוח וילונות-2

שלב 1: חומרים וכלים שאתה צריך

שלב 1:

אוסף את כל הדברים שאתה צריך. זה יכול להשתנות במצבים אחרים.

החומרים בהם השתמשתי:

הרכיבים

"מכני":

חגורת תזמון למדפסות תלת מימד: 3 או 6 מטרים, תלוי בגודל החלון/וילון שלך.

(דוגמה: אם הוילון שלך צריך לכסות 1.5 מטר, אתה צריך חגורה של 3 מטרים)

(הזמין זאת ב- AliExpress: רוחב חגורה GT2 6 מ מ מדפסת 3D RepRap 10 מטר.)

גלגלת גלגלת 20 שיניים

(הזמין זאת ב- AliExpress: גלגלת תזמון GT2 20 שיניים משעמם אלומיניום 5 מ"מ מתאים לחגורת GT2 רוחב 6 מ"מ RepRap מדפסת 3D Prusa i3)

גלגל ציר חלק (ללא שיניים) (או גלגלת גלגלת גלגול נוספת בחינם)

עץ 20x10x1.8 ס מ

עץ 2x2x6 ס מ

פסי אלומיניום עם חור שקופיות (לפעמים אלה משמשים ליישור מסגרות תמונה על קיר, היו לי אותם מונחים במקום כלשהו)

כמה אגוזים וברגים 5 מ מ

כמה אגוזים וברגים של 3 מ מ

כמה ברגים ותקעים לחיבור לקיר

צלחת אלומיניום 0.2x2x30 ס"מ, חתוכה 4 רצועות מ- 2x1.5 ס"מ

דברים חשמליים:

Arduino Uno R3

ספק כוח 12V 2A (תלוי באיזה מנוע אתה משתמש)

מנוע עם הילוך (60 עד 120 סל ד)

נהג מנוע L298n

מעגל קטן 3x2.5 ס מ

3 נוריות

3 נגדים 220 או 330 אוהם (נגדי הגבלת זרם עבור נוריות LED)

LDR

נגד אחד 330 אוהם (מחלק אנלוגי עם LDR)

4 נגדים 10K (נגדים כלפי מעלה למתגים)

כמה כותרות ללוח מעגלים קטנים

חוטים (חוטי דופונט/ארדואינו), זכר-זכר-זכר-נקבה

מארז (115x90x55)

מתג עם שלוש עמדות הפעלה/כיבוי/הפעלה

ממסרי קנים 2x (קטנים) עם מגנטים

צינור/חוט כיווץ חום

כלים בשימוש:

ברזל הלחמה / הלחמה

תרגיל

ראה

מברגים

דבק חם

צְבָת

חשפן חוטים

מספריים

סבלנות

שלב 2: שלבי יצירת המודולים

שלב 2:

ראשית, תכננתי להפוך את הדברים למודולריים ככל האפשר: אסדת מנוע, אסדת ציר שני, ארדואינו, בקר מנוע, ממשק מחברים, מארז.

התחלתי ביצירת אסדת המנוע והמחבר (לחיבור המנוע, מתגי קנים ו- LDR לבקר באמצעות מחבר RJ45) על פיסת עץ מעוצבת.

הכל תלוי קצת בסוג המנוע שיש לך/אתה משתמש בו, אך המפתח הוא שהחגורה המונעת על ידי גלגלת הגלגלת נמצאת קרוב מאוד למסילות הוילון (כ -1 עד 1.5 ס מ. לידה).

היו לי כמה מנועים עם הילוכים מונחים, אותם שמרתי מזמן מבירה קפה מקצועית. הם היו 24 וולט עם הילוך המפחית את סל"ד המנוע לכ -120 סל"ד כאשר הוא מופעל על 24 וולט. אני משתמש במנוע על 12 וולט כאן, כך שהסל"ד המונע הוא בערך 60. השתמשתי ב -12 וולט כי הארדואינו מופעל גם עם אספקת החשמל שהייתה לי לפרויקט הזה, וכדי להפחית את המקסימום. וואט למחבר (ראה עוד על כך בהמשך).

חבר את גלגל הפולי שיניים לציר המנוע/ההילוך. ציר ההילוך היה 6 מ"מ, גלגל הפולי 5 מ"מ. אז הייתי צריך לקדוח את החור של גלגל הפולי גדול יותר עד 6 מ"מ.

לאחר מכן יצר הר עבור המנוע הנתון הזה, וחתך את העץ כך שהמנוע והציוד יתאימו יפה ויוכלו להרכיב את מתגי הקנה לידו, ולחבר אותו לקיר בעזרת שני תקעים וברגים.

לאחר מכן השתמשתי במחבר RJ45 (נקבה), לחיבור כל החוטים מהמנוע ושני מתגי קנים ו- LDR. שמונה החוטים (4 זוגות) בכבל רשת מספיקים בדיוק לביצוע העבודה.

המנוע שואב רק בין 0.1 ל -0.3 אמפר (עם 12 וולט, 1.2 עד 4 וואט) (תלוי בעומס שהוא מקבל מהווילון). חוט יחיד בכבל רשת (לפחות באלה שיש לי) יכול לשמור בקלות על 10 וואט. למעשה, תקן PoE הוא 15 וואט לזוג, אבל אז אתה צריך גם כבל PoE מוסמך טוב.

והאורך המשומש של הכבל הוא כ -2 מטרים בלבד. עם זאת, זה היה הדאגה העיקרית שלי: האם החיווט של המנוע יוכל לשאת את ההספק שהמנוע צריך. עד כה, אין בעיות, אין חימום של חיבורים או חוטים, ובניתי בטיחות תוכנה: המנוע יכול ופועל רק במשך זמן נתון/מוגדר מרבי (30 עד 50 שניות, גם שוב תלוי כמה זמן יידרש לסגור או לפתוח את הוילון). אתה צריך לשנות את זה בשביל המצב שלך.

אם חרג זמן הפעולה הזה, המנוע יפסיק ולא יונע שוב על ידי בקר המנוע. לאחר מכן יש לחקור ולפתור את הסיבה לזמן הפעולה החורג, לפני שתאפס את Arduino/בקר (פשוט נתק/חבר את כבל החשמל לאיפוס).

כבל רשת אחד לאחד יהיה אידיאלי, אך לרוב כבלי ה- Ethernet (אם לא כולם) יהיה טוויסט במחבר, כך שהחוטים הצבעוניים שבהם אתה משתמש בקצה אחד, לא יהיו זהים בקצה השני, אם אתה יודע למה אני מתכוון. אתה חייב לעקוב במדויק אחר האופן שבו אתה מביא דברים.

שני זוגות שיכולתי להשתמש בהם כפי שהם, הזוגות הכתומים והחומים היו זהים משני הקצוות, אך הצמד הכחול והירוק בקצה אחד, הפך לשילוב של השניים בקצה השני. אין בעיה, כל עוד אתה יודע איזה שילוב של צבעים מחובר למה שבצד השני.

שלב 3: יצירת הציר השני

זהו שלב פשוט: ראו את התמונות. צור אסדה קטנה לציר השני כדי שהחגורה תוכל לרוץ עליה, השתמשתי ברצועת אלומיניום עם חור שקופיות המאפשרת בקלות לשים את המתח הנכון על החגורה בקלות. חבר אותו ליד המעקה בקצה השני של הווילון/החלון. ראה תמונה.

כך, עם בלוק עץ קטן, רצועת אלומיניום עם פס מגלשה, בורג 5 מ מ ושני אגוזים מרכיבים את הדבר החשוב בתמונה, ונקדחו חורים לחיבור לקיר עם כמה תקעים וברגים ליד המעקה בקצה הימני של הוילון..

שלב 4: החגורה

החגורה:

זה באמת צריך להיעשות במדויק. מכיוון שהשתמשתי בצירים מתכווננים ובמתגי קנים, יצרתי כמה שוליים, אבל אורך החגורה צריך להיות מדויק למדי, ומיקום המגנטים והקליפים אפילו יותר.

קניתי את החגורה הזו מאליאקספרס, חגורת תזמון מחוזקת בשיניים 10 מטר (לגלגלת גלגלת 20 שיניים (גם מ/דרך אליאקספרס)), עלתה רק 7.60 יורו.

בסופו של דבר השתמשתי בכל 10 המטרים, אחד לווילון ברוחב 3 מטר (אז הייתי צריך כ- 6 מטר מהחגורה הזו), ואחד נוסף לחלון קטן יותר, וילון ברוחב 1.7 מטר, אז השתמשו בעוד 3.4 מטר

כדי לקבל את אורך החגורה המדויק, עליך להרכיב את אסדת המנוע ואת אסדת הציר השני למקומות הרצויים על הקיר. עטפו את החגורה במתח מספיק סביב הגלגלים וחתכו את החגורה.

ב -4 רצועות האלומיניום של 0.2x1.5x2 ס"מ קדחו חורים של 3 מ"מ. מהדקים שתי רצועות זו על גבי זו, וקודחים שלושה חורים (כך שהחורים מיושרים היטב, כדי להעביר את הברגים בהמשך). שני חורים בקצוות/בקצוות ואחד אי שם באמצע, אך וודא שהחגורה יכולה לנוע בין שני חורים. זה כדי לחבר סט רצועות אחד לחגורה לקצה אחד של הווילון, ושתי רצועות האלומיניום האחרות משמשות לחיבור/מהדק של שני קצות החגורה יחד עם חתיכה קטנה באורך 1.5 ס"מ (ראה תמונות).

חיבור זה משרת אפוא שתי מטרות, חבר את קצות החגורה ליצירת לולאה, ופועל כאחד משני התוספות הווילון. הדק את האומים בקליפ הזה היטב, כך שהחגורה תהיה חזקה מספיק כדי למשוך ולדחוף את הוילון. העוצמה לא כל כך גדולה, 2 עד 3 ק ג לכל היותר (אלא אם כן משהו משתבש?!).

עדיין לא צריך להדק את הקליפ השני, מכיוון שצריך להתאים את המיקום של קליפים אלה לווילון השני מאוחר יותר.

לאחר סיום החגורה, עוטפים אותה סביב גלגל הדופק וגלגל הציר ומתח את החגורה היטב עם הציר המתכוונן/רצועת האלומיניום בקצה אחד.

אל תחבר את הווילונות עדיין לקליפים, עליך לבדוק ולהתאים הכל נכון לפני שתוכל לחבר את הווילונות.

הקליפ שאינו חיבור ה"לולאה "אמור להיות עדיין" ניתן להחלקה ".

שלב 5: ה- Arduino, בקר המנוע ולוח הממשקים

ה- Arduino, בקר המנוע ולוח הממשק.

לצורך מודולריות, השתמשתי בלוח ממשק קטן (PCB) ליצירת הכותרות והנגדים הדרושים למשיכה למעלה ולמחלק LDR, ולאחר מכן חבר עם כותרות נקבה את כל החוטים של מחבר RJ45 ומתג דריסה ידני.

בסופו של דבר, לוח הממשק הוא אולי נקודת תורפה בסך הכל, ואולי היה לא נחוץ, וקשרים ישירים שבהם אולי טוב יותר וקל יותר.

הקצאת הסיכות בארדואינו היא כדלקמן;

// הקצאת סיכות:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - הדפסה סדרתית

// 2 - ירוק לד

// 3 - אדום הוביל

// 4, 5 - נהג מנוע L298n

// 6, 7 - בחינם

// 8 - מתג קנה עליון - סגור (ד)

// 9 - מתג קנה תחתון - פתוח (עורך)

// 10 - מתג ידני פתוח

// 11 - מתג ידני סגור

// 12 - בחינם

// 13 - מצמץ חי LED (חיצוני צהוב)

חבר את כל החוטים ללוח הממשק באמצעות חוטי הארדואינו (זכר-נקבה) בהתאם למיקומי הסיכה למעלה.

הלחם את 3 הנורות עם האנודה (רגל ארוכה) + הנגד לפינים 2, 3 ו -13 של הארדואינו, והקטודות לקרקע.

השתמשתי ב:

סיכה 2 לירוק, לציון פתיחת וילון. (וילון שמאל לשמאל נראה מלפנים)

סיכה 3 לאדום, לציון סגירת וילון. (וילון שמאלי מימין רואים מלפנים)

סיכה 13 לצהוב להבהוב חי (אך עם זאת, לא השתמשתי בזה יותר, מכיוון שהד מהבהב בחושך עלול לעצבן, אך הוא שם לשימוש?, תיכננתי את הלד לא לשמש באמת, מצד שני, באמצעות חיווי DARK או LIGHT להבהוב רק במהלך היום, אפשר גם בקלות).

למעשה, תכנות כל זה הלך בבניית הבקר הזה. הרעיון של האדום והירוק הוביל הגיע מאוחר יותר, והשימוש ב/צהוב הפך פחות/לא חשוב.

שלב 6: לשים את הכל ביחד

בנה את המארז. המארז שהוא CASE115x90x55MM מבחוץ, מבפנים הוא היה קצת יותר קטן (107x85x52, מקדחים חורי 5 מ"מ עבור הלדים, חור של 6 מ"מ למתג, חור של 6 מ"מ לחוט/כבל הרשת, וחורים למחבר החשמל של Arduino ולמחבר USB (שקל לתכנת/לעדכן את הארדואינו)

כמו כן, הלחם שני חוטים ממחבר החשמל של Arduino לבקר המנוע. הארדואינו מופעל באמצעות מחבר חשמל חיצוני זה, וכך גם בקר המנוע.

הכנס את הארדואינו, בקר המנוע וה- PCB למארז וחבר את כל החוטים (LED עם נגדים של 220 אוהם, החלף עם נגדי משיכה, וגם הוביל את כבל ה- Ethernet דרך החור אל הלוח והתחבר לכותרות.

חבר את אסדת המנוע לקיר בצד שמאל של החלון, גלגל הציר השני לצד ימין של החלון, הנח את החגורה מסביב לגלגלי הגלגלת, חבר את כבל ה- Ethernet למחבר RJ45 במתקן המנוע, העבר כוח את הארדואינו עם רק ה- USB בהתחלה.

העלה את התוכנית/הקושחה "curtain-2.ino", ובדוק את ערכי ה- LED ומתגי הקנים, ואת השיטה הידנית באמצעות פלט הצג הטורי Arduino IDE. טיפול מיוחד בבדיקות ראשונות, בהתאם לאופן שבו חיברת את המנוע לבקר המנוע, המנוע צריך להסתובב נגד כיוון השעון לסגירת הווילון ולכיוון פתיחתו בכיוון השעון. אם זה לא נכון, תוכל לחצות את החוטים בבקר המנוע או במעגל הלוח, או לתכנת מחדש את הפונקציה "motor_open ()" ו- "motor_close ()" כדי לעשות את ההפך. (בקר האות להסתובב עם כיוון השעון או נגד עם כיוון השעון).

המגנטים למתגי הקנים צריכים להיות ממוקמים במקומות האסטרטגיים הנכונים. כאשר הקליפ לווילון מימין נמצא במקום הנכון (ולכן, גם רחוק מימין, כאשר הווילון פתוח), אזי הקליפ לווילון השמאלי רחוק משמאל (וילון פתוח) והמגנט עבור מתג הקנה התחתון צריך להיות קרוב מאוד לשמאל הקליפ לווילון השמאלי (ראו גם וידאו ותמונות).

המגנט למתג הקנה העליון צריך להיות אז בחלק העליון של החגורה באמצע החלון (שוב, כאשר הווילון פתוח). התמונות והסרטון יבהירו את זה.

המגנט העליון ינוע שמאלה (לכיוון אסדת המנוע), בעת סגירת הוילון, ואמור להפעיל את מתג הקנים, כאשר הווילונות יפגשו זה את זה באמצע (סגור) אם מתג הקנה מופעל מאוחר מדי, אתה יש בעיה (גדולה). המנוע ינסה למשוך את הווילונות יחד, אך הם כבר קיימים, ולכן החגורה תתקע או תחליק, או שהדוכנים המנועיים ימשכו זרם גבוה. אז כוונון זה חשוב מאוד, וזה תקף כמובן גם לעמדת הסגירה. אבל בכל מקרה, כוונון זה לא באמת לקח הרבה זמן ומאמץ, באמת.. הדבקה/הדבקה של המגנטים בחלק העליון והתחתון של החגורה צריכה להיות מדויקת, עם אפשרות ההחלקה של מתגי הקנים במתקן המנוע, יש לך השוליים כדי לכוון אותו בדיוק: ראו את הסרט הזה למבחן אחרון

הסרט הראשון באלבום המשותף הזה הוא מבחן לחגורה ובוררי קריאה:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

אתה יכול להשתמש בהחלפה ידנית של swith כדי לבדוק זאת.

מכסה/חושף את ה- LDR אתה יכול לדמות כהה ואור.

כאשר הקליפים על החגורה נעצרים במקומות הנכונים, אתה יכול לחבר את הווילונות לקליפים וליהנות מהסגירה והפתיחה האוטומטית של הווילונות שלך:-)