Automatisk gardin med Arduino: 6 trin (med billeder)

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

Projekt tid!: Automatisk gardinåbner/-lukker.

Jeg så nogle andre projekter til at lukke og åbne (automatisk) gardinerne, jeg ville helt sikkert bygge et selv nu.

De fleste andre designs, jeg så, blev bygget ved hjælp af en fiskesnøre. Jeg ville ikke bruge en fiskesnøre, fordi fiskelinjer altid vil gå i stykker på et tidspunkt?

Til dette automatiske gardin brugte jeg et tandrem (med metallisk håndhævelse, så meget stærkt) og et timing pullyhjul (20 tænder), som også bruges til nogle 3d -printere.

Målet var, at gardinerne åbnes og lukkes automatisk, når det bliver lyst eller mørkt, og en manuel tilsidesættelse selvfølgelig. Jeg overvejede også en timer med en RTC, men indtil videre fungerer dette fint nu uden RTC.

(for en samling fotos og film lavede jeg et delt album:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Se også den korte manual og denne video af slutresultatet:

luk-åbne-gardiner-2

Trin 1: Materialer og værktøjer, du har brug for

Trin 1:

Samler alle de ting, du har brug for. Dette kan variere i andre situationer.

Materialerne jeg brugte:

Komponenterne

"Mekanisk":

Tandrem til 3d -printere: 3eller 6 meter, afhængigt af størrelsen på dit vindue/gardin.

(eksempel: hvis dit gardin skal dække 1,5 meter, har du brug for et bælte på 3 meter)

(bestilte dette hos AliExpress: GT2 båndbredde 6 mm RepRap 3D printer 10 mtr.)

20 tænder remskive

(bestilte dette på AliExpress: GT2 Timing Remskive 20 tænder Aluminiumboring 5 mm passer til GT2 -bælte Bredde 6 mm RepRap 3D -printer Prusa i3)

Glat (ingen tænder) aksehjul (eller et andet frit rullende remskivehjul)

Træ 20x10x1,8 cm

Træ 2x2x6 cm

Aluminiumsstrimler med glidehul (nogle gange bruges disse til at justere billedrammer på en væg, jeg havde dem liggende et eller andet sted)

Nogle 5 mm møtrikker og bolte

Nogle 3 mm møtrikker og bolte

Nogle skruer og stik til fastgørelse til væggen

Aluminiumsplade 0,2x2x30cm, skåret 4 strimler af 2x1,5 cm

Elektriske ting:

Arduino Uno R3

Strømforsyning 12V 2A (afhængigt af hvilken motor du bruger)

Motor med gear (60 til 120 o / min)

Motor driver L298n

Lille printkort 3x2,5 cm

3 lysdioder

3 modstande 220 eller 330 ohm (strømbegrænsende modstande til lysdioder)

LDR

1 modstand 330 Ohm (analog divider med LDR)

4 modstande 10K (pull up -modstande til kontakter)

Nogle overskrifter til lille printkort

Ledninger (Dupont/Arduino-ledninger), han-han-han-hun

Etui (115x90x55)

Skift med tre positioner til/fra/til

2x (små) Reed Relæer med magneter

Krymp rør/ledning

Brugte værktøjer:

Loddejern / Lodde

Bore

Sav

Skruetrækkere

Varm lim

Tang

Wire Stripper

Saks

Tålmodighed

Trin 2: Trin Oprettelse af modulerne

Trin 2:

Først planlagde jeg at gøre tingene så modulære som muligt: Motorrig, anden akse rig, Arduino, motor controller, stik interface, etui.

Jeg startede med at oprette motorriggen og stikket (til tilslutning af motoren, rørkontakter og LDR til controlleren via et RJ45 -stik) på et udformet stykke træ.

Det hele afhænger lidt af, hvilken slags motor du har/bruger, men nøglen er, at selen drevet af remskivehjulet er meget tæt på gardinets skinner (ca. 1 til 1,5 cm. Ved siden af det).

Jeg havde et par motorer med gear liggende, som jeg for længe siden gemte fra en professionel kaffebrygger. De var 24 volt med et gear, der reducerer motorens omdrejningstal til ca. 120 omdr./min., Når den var på 24 volt. Jeg bruger motoren på 12 Volt her, så gearet omdrejningstal er omkring 60. Jeg brugte 12 V, fordi Arduino også drives med den strømforsyning, jeg havde til dette projekt, og for at reducere max. watt for stikket (se mere om det herunder).

Fastgør det tandede pulshjul til motorens/gearets akse. Gearets akse var 6 mm, pullyhjulet 5 mm. så jeg havde brug for at bore hullet på pulshjulet større til 6 mm.

Derefter oprettede en holder til denne givne motor ved at skære træet ud, så motoren og gearet ville passe godt ind og for at kunne montere Reed -switchene ved siden af det, og fastgøre det til væggen med to stik og skruer.

Dernæst brugte jeg et RJ45 -stik (hun) til at forbinde alle ledninger fra motoren og to sivkontakter og en LDR. De otte ledninger (4 par) i et netværkskabel er lige nok til at udføre jobbet.

Motoren trækker kun mellem 0,1 og 0,3 ampere (med 12 volt, 1,2 til 4 watt) (afhængigt af den belastning, den får fra gardinet). En enkelt ledning i et netværkskabel (i hvert fald i dem jeg har) kan let vedligeholde 10 watt. Faktisk er PoE -standarden 15 watt pr. Par, men du har også brug for et godt certificeret PoE -kabel.

Og den brugte længde af kablet er kun omkring 2 meter. Dette var dog min største bekymring: Vil ledningerne til motoren være i stand til at bære det watt, motoren har brug for. Indtil videre ingen problemer, ingen opvarmning af forbindelser eller ledninger, og jeg indbyggede en softwaresikkerhed: Motoren kan og vil kun køre i en maksimal mængde af givet/defineret tid (30 til 50 sekunder, også igen afhængigt af hvor længe det vil tage at lukke eller åbne gardinet). Du skal justere dette til din egen situation.

Hvis denne driftstid overskrides, stopper motoren og køres ikke igen af motorstyringen. Årsagen til den overskredne driftstid skal derefter undersøges og løses, før du nulstiller Arduino/controlleren (tag bare stikket ud/tilslut strømkablet for at nulstille).

Et lige et til et netværkskabel ville være ideelt, men de fleste ethernetkabler (hvis ikke alle) vil have et twist i stikket, så de farvede ledninger, du bruger i den ene ende, vil ikke være de samme i den anden ende, hvis du ved hvad jeg mener. Du er nødt til at holde styr på nøjagtigt, hvordan du leder tingene op.

To par kunne jeg bruge som de var, de orange og brune par var ens i begge ender, men det blå og grønne par i den ene ende blev en blanding af de to i den anden ende. Intet problem, så længe du ved hvilken kombination af farver der er tilsluttet hvad i den anden ende.

Trin 3: Oprettelse af den anden akse

Dette er et simpelt trin: se billederne. Opret en lille anden akse rig til bæltet at køre på, jeg brugte en aluminiumsliste med glidehul, som gør det let muligt at lægge den korrekte spænding på bæltet let. Fastgør den nær skinnen i den anden ende af gardinet/vinduet. Se foto.

Således, med en lille træblok, aluminiumsbånd med glidebånd, 5 mm bolt og 2 møtrikker sammensat det ting på billedet og bor huller til at fastgøre til væggen med nogle stik og skruer nær skinnen i forhængets højre ende.

Trin 4: Bæltet

Bæltet:

Dette skal virkelig gøres præcist. Fordi jeg brugte justerbare akser og sivkontakter, skabte jeg nogle margener, men længden af bæltet skal være ret præcis, og placeringen af magneterne og clipsene endnu mere.

Jeg købte dette bælte fra AliExpress, 10 mtr forstærket tandrem (til 20 tænder remskive (også fra/via AliExpress)), kostede kun 7,60 euro.

Til sidst brugte jeg op alle 10 meter, en til et 3 mtr bredt gardin (så jeg havde brug for ca. 6 meter af dette bælte), og en anden til et mindre vindue, et 1,7 mtr bredt gardin, så en anden 3,4 mtr brugte

For at få den nøjagtige længde af bæltet skal du montere motorriggen og anden akseriggen til de ønskede steder på væggen. Vikl bæltet med tilstrækkelig spænding omkring hjulene, og skær bæltet af.

I de 4 aluminiumslister på 0,2x1,5x2 cm bores 3 mm huller. Spænd to strimler oven på hinanden, og bor tre huller (så hullerne er pænt tilrettelagt for at sætte boltene igennem senere). To huller på kanterne/enderne og et et sted i midten, men sørg for at selen kan bevæge sig mellem to huller. Dette er for at fastgøre et sæt strimler til bæltet til den ene ende af gardinet, og de to andre aluminiumstrimler bruges til at fastgøre/klemme de to ender af bæltet sammen ved hjælp af et lille stykke bælte, der er 1,5 cm langt (se fotos).

Denne forbindelse tjener således to formål, forbinde bælteenderne for at lave en sløjfe og fungere som den ene af de to gardinbeslag. Spænd møtrikkerne på denne klip godt, så bæltet er stærkt nok til at trække og skubbe gardinet. Kraften er ikke så meget, højst 2 til 3 kg (medmindre der er noget, der går galt?!).

Det andet klip bør ikke strammes endnu, da placeringen af disse klip skal justeres til det andet gardin senere.

Når bæltet er færdigt, vikles det rundt om pulshjulet og aksehjulet og spændes bæltet fast med den justerbare akse/aluminiumstrimmel i den ene ende.

Fastgør ikke gardinerne endnu til clipsene, du skal teste og justere alt korrekt, før du kan fastgøre gardinerne.

Klippet, der ikke er "loop" -forbindelsen, bør derfor stadig være "glidbart".

Trin 5: Arduino, motorstyring og interfacekort

Arduino, motorstyring og interfacekort.

Til modularitet brugte jeg et lille interfacekort (PCB) til at oprette de nødvendige headere og modstande til pull up og til LDR -opdeleren, og derefter forbinde med hunhovederne alle ledninger i RJ45 -stikket og manuel overstyringsafbryder.

I sidste ende er interfacekortet måske et svagt punkt i det hele, og var måske unødvendigt, og direkte forbindelser var måske bedre og lettere.

Pinnetildelingen på Arduino er som følger;

// pins tildeling:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Seriel udskrivning

// 2 - led grøn

// 3 - led rød

// 4, 5 - motorfører L298n

// 6, 7 - GRATIS

// 8 - Top reed switch - luk (d)

// 9 - bundrørskontakt - åben (red)

// 10 - Manuel kontakt åben

// 11 - Manuel switch luk

// 12 - GRATIS

// 13 - blink levende LED (ekstern gul)

Tilslut alle ledninger til interfacekortet via Arduino-ledningerne (han-hun) i henhold til pin-placeringerne ovenfor.

Lod de 3 LED'er med anoden (langt ben) + modstand til ben 2, 3 og 13 på Arduino og katoderne til jord.

Jeg brugte:

Pin 2 til Grøn, til angivelse af gardinåbning. (venstre gardin til venstre set forfra)

Pin 3 til rød, til indikation af gardinlukning. (venstre gardin til højre set forfra)

Pin 13 til gul for levende blinkende (alligevel brugte jeg ikke dette længere, da en blinkende led i mørket kan blive irriterende, men er det der at bruge?, Jeg programmerede LED'en til ikke at blive brugt rigtig på den anden side, ved hjælp af DARK eller LIGHT indikationen til kun at blinke i løbet af dagen, er også let muligt).

Faktisk gik programmeringen af alt sammen med at bygge denne controller. Ideen om den røde og grønne led kom senere, og brugen af den/en gul blev mindre/ikke vigtig.

Trin 6: Sæt det hele sammen

Byggede sagen. Sagen, der er CASE115x90x55MM på ydersiden, på indersiden var den en smule mindre (107x85x52, Bor 5 mm huller til lysdioderne, et 6 mm hul til kontakten, et 6 mm hul til stikket/netværkskablet og huller til Arduino strømstik og USB stik (hvilket er let at programmere/opdatere Arduino)

Lod også to ledninger fra Arduino -strømstikket til motorstyringen. Arduinoen drives af dette eksterne strømstik, og det er motorstyringen også.

Sæt Arduino, motorstyring og printkort i kabinettet, og tilslut alle ledninger (LED'er med 220 ohm modstande, switch med pull up -modstande, og led også ethernet -kablet gennem hullet til printkortet og tilslut til headerne.

Fastgør motorriggen til væggen på venstre side af vinduet, det andet aksehjul til højre side af vinduet, sæt remmen rundt om remskivehjulene, tilslut ethernetkablet til RJ45 -stikket på motorriggen, tænd Arduino med kun USB i starten.

Upload programmet/firmwaren "curtain-2.ino", og test LED-værdierne og reed switches og manuel swith via Arduino IDE Serial monitor output. Særlig pleje ved første test, afhængigt af hvordan du koblet motoren til motorstyringen, skulle motoren dreje mod uret for at lukke gardinet og med uret for at åbne. Hvis det ikke er korrekt, kan du enten krydse ledningerne på motorstyringen eller printkortet eller omprogrammere funktionen "motor_open ()" og "motor_close ()" for at gøre det modsatte. (Signalstyring til at dreje med uret eller mod med uret).

Magneterne til rørskifterne skal placeres de korrekte strategiske steder. Når klemmen til gardinet til højre er på det rigtige sted (altså også langt til højre, når gardinet er åbent), så er klippet til venstre gardin langt til venstre (gardin åbent), og magneten for nederste sivkontakt skal være meget tæt på venstre for klippet til venstre gardin (se også video og fotos).

Magneten til den øverste sivkontakt skal derefter være på toppen af bæltet i midten af vinduet (igen, når gardinet er åbent). Billeder og video vil gøre det klart.

Den øverste magnet bevæger sig til venstre (mod motorriggen), når gardinet lukkes, og skal aktivere sivkontakten, når gardinerne møder hinanden i midten (lukket position) Hvis sivkontakten er aktiveret for sent, kan du har et (stort) problem. Motoren vil forsøge at trække gardinerne sammen, men det er de allerede, og derfor vil remmen gå i stå eller glide, eller motoren går i stå og trækker høj strøm. Så tuning af dette er meget vigtigt, og det gælder naturligvis også lukkepositionen. Men alligevel tog det ikke så meget tid og anstrengelse at indstille dette, virkelig.. Stikning/limning af magneterne øverst og nederst på bæltet skal være præcis, med glidemuligheden for sivkontakterne på motorriggen har du margenerne for at indstille det helt rigtigt: se denne film for en sidste test

Den første film i dette delte album er en test af bæltet og læsekontakter:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Du kan bruge den manuelle swith -tilsidesættelse til at teste dette.

Ved at dække/afdække LDR kan du simulere mørkt og lyst.

Når clipsene på bæltet stopper på de rigtige steder, kan du fastgøre gardinerne til clipsene og nyde den automatiske lukning og åbning af dine gardiner:-)