Automatisk gardin med Arduino: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Prosjekt tid!: Automatisk gardinåpner/-lukker.

Jeg så noen andre prosjekter for å lukke og åpne (automatisk) gardinene, jeg ville absolutt bygge et selv nå.

De fleste andre designene jeg så ble bygget med en fiskesnøre. Jeg ønsket ikke å bruke en fiskesnøre, fordi fiskelinjer alltid vil gå i stykker på et tidspunkt?

Til dette automatiske gardinet brukte jeg et tannrem (med metallisk håndhevelse, så veldig sterkt) og et timing pullyhjul (20 tenner), som også brukes til noen 3d -skrivere.

Målet var at gardinene åpnes og lukkes automatisk, når det blir lyst eller mørkt, og en manuell overstyring selvfølgelig. Jeg vurderte en timer også med en RTC, men så langt fungerer dette fint nå, uten RTC.

(for en samling av bilder og filmer opprettet jeg et delt album:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Se også den korte manualen og denne videoen av sluttresultatet:

lukk-åpne-gardiner-2

Trinn 1: Materialer og verktøy du trenger

Trinn 1:

Samler alt du trenger. Dette kan variere i andre situasjoner.

Materialene jeg brukte:

Komponentene

"Mekanisk":

Registerreim for 3d -skrivere: 3eller 6 meter, avhengig av størrelsen på vinduet/gardinet.

(eksempel: hvis gardinet ditt må dekke 1,5 meter, trenger du et belte på 3 meter)

(bestilte dette på AliExpress: GT2 beltebredde 6 mm RepRap 3D -skriver 10 mtr.)

20 tenner remskive

(bestilte dette på AliExpress: GT2 Tannhjul 20 tenner Aluminiumboring 5 mm passform for GT2 -belte Bredde 6 mm RepRap 3D -skriver Prusa i3)

Glatt (uten tenner) aksehjul (eller et andre gratis rullende trinsehjul)

Tre 20x10x1,8 cm

Tre 2x2x6 cm

Aluminiumslister med glidebryter (noen ganger brukes disse til å justere bilderammer på en vegg, jeg hadde dem liggende et eller annet sted)

Noen 5 mm muttere og bolter

Noen 3 mm muttere og bolter

Noen skruer og plugger for å feste på veggen

Aluminiumsplate 0,2x2x30cm, kuttet 4 strimler fra 2x1,5 cm

Elektriske ting:

Arduino Uno R3

Strømforsyning 12V 2A (avhengig av hvilken motor du bruker)

Motor med gir (60 til 120 o / min)

Motordriver L298n

Lite kretskort 3x2,5 cm

3 lysdioder

3 motstander 220 eller 330 ohm (strømbegrensende motstander for lysdioder)

LDR

1 motstand 330 Ohm (analog divider med LDR)

4 motstander 10K (trekk opp motstander for brytere)

Noen overskrifter for små kretskort

Ledninger (Dupont/Arduino ledninger), hann-mann-hann-hunn

Veske (115x90x55)

Bryter med tre posisjoner på/av/på

2x (små) sivreléer med magneter

Krymp rør/ledning

Verktøy som brukes:

Loddejern / Lodde

Bore

Sag

Skrutrekkere

Hot Lim

Tang

Wire Stripper

Saks

Tålmodighet

Trinn 2: Trinn Opprett modulene

Steg 2:

Først planla jeg å gjøre tingene så modulære som mulig: Motorrigg, andre akserigg, Arduino, motorstyring, kontaktgrensesnitt, etui.

Jeg begynte med å lage motorriggen og kontakten (for å koble motoren, sivbrytere og LDR til kontrolleren via en RJ45 -kontakt) på et laget treverk.

Det hele avhenger litt av hva slags motor du har/bruker, men nøkkelen er at beltet som drives av remskiven er veldig nær gardinets skinner (ca 1 til 1,5 cm. Ved siden av det).

Jeg hadde et par motorer med tannhjul liggende, som jeg lagret for lenge siden fra en profesjonell kaffebrygger. De var 24 volt med et gir som reduserer turtallet til motoren til omtrent 120 o / min når den var på 24 volt. Jeg bruker motoren på 12 Volt her, så giret turtall er omtrent 60. Jeg brukte 12 V fordi Arduino også drives med strømforsyningen jeg hadde for dette prosjektet, og for å redusere maks. watt for kontakten (se mer om det nedenfor).

Fest tannhjulet til akselen til motoren/giret. Girets akse var 6 mm, pulshjulet 5 mm. så jeg trengte å bore hullet på pulshjulet større til 6 mm.

Deretter opprettet du et feste for denne gitte motoren, og kuttet ut treverket slik at motoren og giret passet fint inn og for å kunne montere Reed -bryterne ved siden av det, og feste det til veggen med to plugger og skruer.

Deretter brukte jeg en RJ45 -kontakt (hunn) for å koble alle ledningene fra motoren og to sivbrytere og en LDR. De åtte ledningene (4 par) i en nettverkskabel er akkurat nok til å gjøre jobben.

Motoren trekker bare mellom 0,1 og 0,3 ampere (med 12 volt, 1,2 til 4 watt) (avhengig av belastningen den får fra gardinet). En enkelt ledning i en nettverkskabel (i det minste i de jeg har) kan enkelt holde 10 watt. Faktisk er PoE -standarden 15 watt per par, men du trenger også en god sertifisert PoE -kabel.

Og den brukte lengden på kabelen er bare ca 2 meter. Dette var imidlertid min største bekymring: Vil ledningene til motoren klare å bære den effekten motoren trenger. Så langt, ingen problemer, ingen oppvarming av tilkoblinger eller ledninger, og jeg bygde inn en programvaresikkerhet: Motoren kan og vil bare kjøre i maksimal gitt/definert tid (30 til 50 sekunder, også igjen avhengig av hvor lenge det vil ta å lukke eller åpne gardinet). Du må justere dette for din egen situasjon.

Hvis denne kjøretiden overskrides, stopper motoren og blir ikke kjørt igjen av motorkontrolleren. Årsaken til overskredet kjøretid må deretter undersøkes og løses før du tilbakestiller Arduino/kontrolleren (bare koble fra/plugg strømkabelen for å tilbakestille).

En rett en til en nettverkskabel ville være ideell, men de fleste ethernet -kabler (hvis ikke alle) vil ha en vri i kontakten, så de fargede ledningene du bruker i den ene enden, vil ikke være de samme i den andre enden, hvis du vet hva jeg mener. Du må holde oversikt nøyaktig hvordan du gjør ting.

To par jeg kunne bruke som de var, de oransje og brune parene var like i begge ender, men det blå og grønne paret i den ene enden, ble en blanding av de to i den andre enden. Ikke noe problem, så lenge du vet hvilken kombinasjon av farger som er koblet til hva i den andre enden.

Trinn 3: Opprette den andre aksen

Dette er et enkelt trinn: se bildene. Lag en liten andre akse rigg for beltet å kjøre på, jeg brukte en aluminiumslist med glidehull som gjør det enkelt å sette riktig spenning på beltet enkelt. Fest den nær skinnen i den andre enden av gardinet/vinduet. Se bilde.

Således, med en liten treblokk, aluminiumslist med glidebånd, 5 mm bolt og 2 muttere satt sammen det som er på bildet, og bor hull for å feste til veggen med noen plugger og skruer nær skinnen på høyre ende av gardinet.

Trinn 4: Beltet

Beltet:

Dette må virkelig gjøres presist. Fordi jeg brukte justerbare akser og sivbrytere, skapte jeg noen marginer, men lengden på beltet må være ganske nøyaktig, og plasseringen av magneter og klips enda mer.

Jeg kjøpte dette beltet fra AliExpress, 10 mtr forsterket tannrem (for 20 tenner remskive (også fra/via AliExpress)), kostet bare 7,60 euro.

Til slutt brukte jeg opp alle 10 meter, en for et 3 mtr bredt gardin (så jeg trengte ca. 6 meter av dette beltet), og en til et mindre vindu, et 1,7 mtr bredt gardin, så en annen 3,4 mtr brukte

For å få den nøyaktige lengden på beltet, må du montere motorriggen og andre akseriggen til de ønskede stedene på veggen. Fest beltet med nok spenning rundt hjulene og klipp av beltet.

I de 4 aluminiumsstrimlene på 0,2x1,5x2 cm borer du 3 mm hull. Fest to strimler oppå hverandre, og bor tre hull (slik at hullene er pent innrettet for å sette boltene igjennom senere). To hull på kantene/endene og ett et sted i midten, men pass på at beltet kan bevege seg mellom to hull. Dette er for å feste ett sett med bånd til beltet for den ene enden av gardinet, og de to andre aluminiumslistene brukes til å feste/klemme de to endene av beltet sammen ved hjelp av et lite stykke belte på 1,5 cm langt (se bilder).

Denne forbindelsen tjener dermed to formål, koble beltene for å lage en sløyfe, og fungere som den ene av de to gardinfestene. Stram mutrene på denne klemmen godt, slik at beltet er sterkt nok til å trekke og skyve gardinet. Kraften er ikke så mye, 2 til 3 kg på det meste (med mindre det er noe som går galt?!).

Den andre klipsen bør ikke strammes enda, da posisjonen til disse klippene må justeres for det andre gardinet senere.

Når beltet er ferdig, vikler du det rundt pulshjulet og akselhjulet og strammer beltet godt med den justerbare aksen/aluminiumslisten i den ene enden.

Ikke fest gardinene ennå til klippene, du må teste og justere alt riktig før du kan feste gardinene.

Klippet som ikke er "loop" -forbindelsen, bør derfor fortsatt være "glidbart".

Trinn 5: Arduino, motorstyring og grensesnittkort

Arduino, motorstyring og grensesnittkort.

Av modularitet brukte jeg et lite grensesnittkort (PCB) for å lage de nødvendige hodene og motstandene for å trekke opp og for LDR -skillet, og deretter koble alle ledningene til RJ45 -kontakten og den manuelle overstyringsbryteren til kvinnelige overskrifter.

Til slutt er grensesnittkortet kanskje et svakt punkt i det hele, og var kanskje unødvendig, og direkte forbindelser var kanskje bedre og enklere.

Pinnetildelingen på Arduino er som følger;

// pins tildeling:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Seriell utskrift

// 2 - ledet grønt

// 3 - ledet rødt

// 4, 5 - motorfører L298n

// 6, 7 - GRATIS

// 8 - Topp sivbryter - lukk (d)

// 9 - nedre sivbryter - åpen (red)

// 10 - Manuell bryter åpen

// 11 - Manuell bryter lukk

// 12 - GRATIS

// 13 - blink levende led (ekstern gul)

Koble alle ledningene til grensesnittkortet via Arduino-ledningene (hann-hunn) i henhold til pinnelokasjonene ovenfor.

Lodd de 3 lysdiodene med anoden (langt ben) + motstand til pinnene 2, 3 og 13 på Arduino, og katodene til bakken.

Jeg brukte:

Pin 2 til Green, for å indikere gardinåpning. (venstre gardin til venstre sett forfra)

Pin 3 til Red, for å indikere gardinlukking. (venstre gardin til høyre sett forfra)

Pin 13 til Yellow for live blinking (Likevel brukte jeg ikke dette lenger, ettersom en blinkende led i mørket kan bli irriterende, men det er der å bruke?, Programmerte jeg LED -en til ikke å bli virkelig brukt, derimot, ved å bruke DARK eller LIGHT -indikasjonen for å blinke bare i løpet av dagen, er også lett mulig).

Faktisk gikk programmeringen av dette sammen med å bygge denne kontrolleren. Ideen om den røde og grønne ledningen kom senere, og bruken av/den gule ble mindre/ikke viktig.

Trinn 6: Sett alt sammen

Bygget saken. Etuiet som er CASE115x90x55MM på utsiden, på innsiden var det litt mindre (107x85x52, Bor 5 mm hull for lysdiodene, et 6 mm hull for bryteren, et 6 mm hull for kontaktledningen/nettverkskabelen, og hullene for Arduino -strømkontakten og USB -kontakten (som er enkelt for programmering/oppdatering av Arduino)

Lodd også to ledninger fra Arduino -strømkontakten til motorstyringen. Arduinoen drives av denne eksterne strømkontakten, og det samme er motorstyringen.

Sett Arduino, motorkontrolleren og kretskortet i etuiet og koble til alle ledninger (lysdioder med 220 ohm motstander, bryter med opptrekkbare motstander, og led også ethernetkabelen gjennom hullet til kretskortet og koble til overskriftene.

Fest motorriggen til veggen på venstre side av vinduet, det andre aksehjulet til høyre side av vinduet, sett beltet rundt remskivehjulene, koble ethernetkabelen til RJ45 -kontakten på motorriggen, slå på Arduino med bare USB først.

Last opp programmet/fastvaren "curtain-2.ino", og test LED-verdiene og sivbryterne, og manuell sving via Arduino IDE Serial monitor-utgangen. Spesiell omsorg for de første testene, avhengig av hvordan du koblet motoren til motorstyringen, bør motoren snu mot klokken for å lukke gardinet og med klokken for å åpne. Hvis det ikke er riktig, kan du enten krysse ledningene på motorstyringen eller kretskortet, eller omprogrammere funksjonen "motor_open ()" og "motor_close ()" for å gjøre det motsatte. (Signalregulator for å vri med klokken eller mot med urviseren).

Magnetene til sivbryterne bør plasseres på riktige strategiske steder. Når klipset for gardinet til høyre er på riktig sted (altså også langt til høyre, når gardinet er åpent), så er klippet til venstre gardin langt til venstre (gardin åpent), og magneten for den nederste sivbryteren skal være veldig nær til venstre for klippet for venstre gardin (se også video og bilder).

Magneten for den øverste sivbryteren skal deretter være på toppen av beltet i midten av vinduet (igjen, når gardinet er åpent). Bilder og video vil gjøre det klart.

Den øverste magneten beveger seg til venstre (mot motorriggen), når du lukker gardinet, og bør aktivere sivbryteren, når gardinene møter hverandre i midten (lukket posisjon) Hvis sivbryteren er aktivert for sent, må du har et (stort) problem. Motoren vil prøve å trekke gardinene sammen, men de er allerede det, og dermed vil beltet gå i stå eller skli, eller motoren går i stå og trekker høy strøm. Så tuning av dette er veldig viktig, og dette gjelder selvfølgelig også lukkeposisjonen. Men uansett, det tok egentlig ikke så mye tid og krefter å justere dette, virkelig.. Å stikke/lime magneter på toppen og bunnen av beltet må være presist, med glidealternativet til sivbryterne på motorriggen har du marginene for å stille den helt riktig: se denne filmen for en siste test

Den første filmen i dette delte albumet er en test av beltet og lesebrytere:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Du kan bruke den manuelle swith -overstyringen for å teste dette.

Når du dekker/avdekker LDR, kan du simulere mørkt og lyst.

Når klipsene på beltet stopper på de riktige stedene, kan du feste gardinene til klippene og nyte den automatiske lukking og åpning av gardinene:-)