Automatisk skrivebordsventilator: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Udfærdiget af Tan Yong Ziab.

Dette projekt sigter mod at bygge en simpel automatisk ventilator, der er velegnet til kontor- eller studiebrug for at reducere vores afhængighed af klimaanlæg. Dette ville bidrage til at reducere ens CO2 -fodaftryk ved at tilvejebringe en måde med målrettet afkøling, der er i stand til automatisk at tænde og slukke sig selv i stedet for at stole på kraftigt sulten aircondition. Derudover er den strømeffektiv nok til at blive kørt fra en powerbank, hvilket betyder, at den er mere bærbar end lignende skrivebordsventilatorløsninger, mens den er smartere end håndholdte fans.

Forbrugsvarer

Du skal bruge:

1x Arduino UNO

1x stripboard

Mand-til-kvinde stabelhoveder

Mandlige pinhoveder

Kvindelige nålhoveder

Ledninger med en enkelt kerne (tilstrækkelige og i forskellige farver til nem reference)

1x SPDT switch

1x ultralydssensor HC-SR04

1x 3386 2 kilo ohm potentiometer

1x TIP110 effekttransistor

1x blæserblad (kan monteres på den valgte motor)

1x 3V motor

Udstyr til test, samling og programmering:

1x stripboard cutter

1x digitalt multimeter (DMM)

1x brødbræt

1x wire stripper

1x trådklipper

1x tang

1x loddejern

1x loddejernstativ

1x loddejernspidsrenser

Lodde (tilstrækkeligt)

1x aflodningspumpe (væge hvis det foretrækkes)

1x enhver maskine, der er i stand til at køre Arduino IDE

Arduino IDE, installeret på din foretrukne maskine

Trin 1: Test af hardware

Test først hardwaren. Et brødbræt er uhyre nyttigt til dette, selvom jumperkabler også kan bruges, når der ikke er et brødbræt til rådighed. Billederne viser testprocessen sammen med et Tinkercad -skærmbillede af, hvordan kredsløbet er kablet. Der er ikke meget at sige ud over, at dine komponenter fungerer alene og arbejder sammen i et simpelt testkredsløb. En DMM på dette tidspunkt er også nyttig til at kontrollere, om dine komponenter ikke er defekte.

Trin 2: Opbygning af kredsløbet

Derefter loddes kredsløbet. Du bør have dine Arduino, stripboard og stablingshoveder til dette trin.

Juster tavlen og overskrifterne med overskrifterne på Arduino. Når du har bekræftet, at din afstand er korrekt, loddes stablingshovederne på. Husk at klippe spor ud, hvor du ikke vil have shorts. Du kan bruge din DMM til at kontrollere kontinuiteten mellem skjoldet og selve Arduino. Når du er færdig med dine kontinuitetskontroller, skal du begynde at lodde delene på.

Du kan henvise til Tinkercad -diagrammet tidligere eller de EAGLE -skematiske og stripboard -billeder, der er vist her, for at tilslutte kredsløbet.

Komponenternes layout er sådan, at lodning kan minimeres. Det er måske ikke det mest kompakte, men det ville være lettere at lægge komponenter i et større skjold.

På det sted, hvor kvinden har hovedet, sidder ultralydssensoren på stribetavlen, jeg kan allerede bruge ben GND, D13 og D12 til at levere GND, ekko og udløser til ultralydssensoren. Jeg behøvede kun at skære sporet mellem det kvindelige header, som ultralydssensoren sidder i og pin D11 for at levere +5V til sensoren.

På samme måde sidder potentiometeret der, hvor der allerede er +5V- og GND -ben, så jeg kun behøver at skære sporet mellem viskeren på potentiometeret (Det er den midterste pin) og den anden GND -pin, det støder op til for at give min analoge hastighedsindstilling til pin A3 uden at sende signalet til GND, hvilket ville besejre punktet for den analoge indgang.

Motorens breakout header er placeret sådan, at jeg kan drage fordel af, hvor TIP110s emitterstift er, og man ville kun behøve at lodde motorens jord til den nær ultralydssensoren. Jeg brugte et 4 -polet Molex -stik som mit breakout -kabel, selvom alt, der passer, også er fint. Vælg din gift, formoder jeg.

Den eneste undtagelse er SPDT -kontakten, der er placeret længere ud til kanten af stribetavlen for at være tilgængelig for brugeren, når ultralydssensoren er indsat i hunhovederne.

+5V -ledningen deles mellem ultralydssensoren, TIP110s samlerstift og potentiometeret.

TIP110s basestift er forbundet til pin 9 på Arduino gennem skærmen. Brug gerne andre stifter, der er tilgængelige til PWM -kontrol.

Igen er din DMM nyttig her for at sikre, at der er forbindelser, hvor der skal være, og intet, hvor der ikke er. Husk at kontrollere, om skjoldets komponenter er korrekt forbundet til selve Arduino'en ved at udføre kontinuitetstest mellem loddeledene på Arduino og de komponenter, du har til hensigt at teste.

Trin 3: Programmering (og test af programmering af) kredsløbet

Dette trin er enten det mest underholdende eller mest frustrerende af trinene. Formålet med programmet er at udføre følgende:

1. Kontroller for afstand

2. Hvis afstanden <forudbestemt tærskel, skal du begynde at sende PWM -signal til motoren baseret på potentiometerets analoge indgang.

3. Ellers standser du motoren ved at indstille PWM -signalet til 0

Begge trin 2 og 3 har en fejlfinding () i dem, der udskriver den ultralydsafstand og det registrerede analoge input. Du kan slette den, hvis det ønskes.

Variablerne "opdater" og "max_dist" i programmet styrer henholdsvis pollinghastigheden og den maksimale detektionsafstand. Indstil dette efter din smag.

Filen er vedhæftet her.

Trin 4: Sæt alt sammen

Hvis du har kredsløbet opført som det skal og kom til dette trin, tillykke! Dette projekt kan nu fungere alene. På billedet kan du se, at hele kredsløbet drives af et batteri via et indbygget Micro USB-stik og ikke længere er bundet til din bærbare computer.

På dette tidspunkt kan du ændre kredsløbet, eller hvis du føler dig mere eventyrlig, kan du bygge dit eget bud på dette.

I god tid håber jeg på at kunne eller forsøge at fræse printkortet til dette projekt ved hjælp af en CNC -router. Du kan se det genererede PCB -layout på billedet ovenfor

Trin 5: Fremtidsplaner og nogle noter

Med dette projekt udført inkluderer nogle af de mere umiddelbare ting, jeg håber, jeg kan opnå med dette projekt i min fritid, men er ikke begrænset til:

- Et egentligt stativ til blæseren

- Skrump dette ned til en endnu mere kompakt og selvstændig størrelse; Jeg ville sandsynligvis have brug for en Arduino Nano til dette

- En mere passende strømløsning, dvs. den powerbank, du ser i det foregående trin, er lidt for stor til et selvstændigt design, jeg lige refererede til

Nogle noter (for mit fremtidige jeg og enhver sjæl, der begiver mig gennem Internettet):

Du vil måske bemærke, at mens delelisten kræver et Uno -tavle, er tavlen, du ser gennem denne vejledning, alt andet end en Uno. Dette er faktisk en variant af Uno kaldet SPEEEduino, som blev udviklet i Singapore Polytechnic af en gruppe studerende og deres vejleder. Det er funktionelt meget ens, bortset fra tilføjelser som f.eks. Micro USB-strømindgang, som du ser driver projektet i det foregående trin, og endda har headere til at tilslutte ESP01 Wi-fi-modul. Du kan lære om SPEEEduino her.