Automatický stolný ventilátor: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Vyhotovil Tan Yong Ziab.

Tento projekt si kladie za cieľ vybudovať jednoduchý automatický ventilátor, ktorý je vhodný na použitie v kancelárii alebo štúdiu, aby sa znížila naša závislosť na klimatizácii. To by pomohlo znížiť vlastnú uhlíkovú stopu poskytnutím spôsobu cieleného chladenia, ktoré sa dokáže automaticky zapínať a vypínať, namiesto spoliehania sa na hrubo energeticky náročnú klimatizáciu. Navyše je dostatočne energeticky účinný na to, aby sa dal napájať z napájacej banky, čo znamená, že je prenosnejší než podobné riešenia stolových ventilátorov a je múdrejší ako ručné ventilátory.

Zásoby

Potrebovali by ste:

1x Arduino UNO

1x pásová doska

Hlavičky stohovania muž-žena

Samčie kolíkové hlavičky

Ženské kolíkové hlavičky

Jednožilové vodiče (dostatočné a rôznych farieb na uľahčenie orientácie)

1x prepínač SPDT

1x ultrazvukový senzor HC-SR04

1x 3386 2 kiloohmový potenciometer

1x výkonový tranzistor TIP110

1x lopatka ventilátora (montáž na vybraný motor)

1x 3V motor

Zariadenie na testovanie, montáž a programovanie:

1x rezačka pásovej dosky

1x digitálny multimeter (DMM)

1x chlebník

1x odizolovač drôtu

1x rezačka drôtu

1x kliešte

1x spájkovačka

1x stojan na spájkovačku

1x čistič hrotov spájkovačky

Spájka (dostatočná)

1 x odpájkovacie čerpadlo (podľa potreby knôt)

1x akýkoľvek stroj schopný spustiť Arduino IDE

Arduino IDE, nainštalované na vašom počítači podľa výberu

Krok 1: Testovanie hardvéru

Najprv vyskúšajte hardvér. Na tento účel je veľmi užitočná doska, aj keď prepojovacie káble nie sú k dispozícii, môžu sa použiť aj prepojovacie káble. Obrázky ukazujú proces testovania spolu so snímkou obrazovky Tinkercad, ako je obvod zapojený. Nie je veľa čo povedať, aby ste zaistili, že vaše komponenty budú fungovať samy a budú spolupracovať v jednoduchom testovacom obvode. DMM v tejto fáze je tiež užitočné pri kontrole, či vaše komponenty nie sú chybné.

Krok 2: Budovanie obvodu

Ďalej spájkujte obvod. Na tento krok by ste mali mať svoje hlavičky Arduino, stripboard a stohovanie.

Zarovnajte lištu dosky a hlavičky so hlavičkami na Arduine. Akonáhle potvrdíte, že sú vaše medzery správne, spájkujte záhlavia stohovania. Nezabudnite vystrihnúť stopy tam, kde nechcete šortky. Pomocou DMM môžete skontrolovať kontinuitu medzi štítom a samotným Arduinom. Po dokončení kontrol kontinuity začnite spájkovať diely.

Na zapojenie obvodu sa môžete obrátiť na diagram Tinkercad alebo na schematické a strihové obrázky EAGLE tu uvedené.

Rozloženie komponentov je také, aby bolo možné minimalizovať spájkovanie. Možno to nie je najkompaktnejšie, ale bolo by jednoduchšie rozložiť komponenty do väčšieho štítu.

V mieste, kde samičie záhlavie sedí ultrazvukový senzor na tabuli, už môžem využiť kolíky GND, D13 a D12 na zabezpečenie GND, ozveny a spúšťača ultrazvukového senzora. Potreboval som iba prerušiť stopu medzi ženskou hlavičkou, v ktorej je umiestnený ultrazvukový snímač, a kolíkom D11, aby bolo do senzora napájané +5V.

Rovnako tak potenciometer sedí tam, kde už sú +5V a GND piny, takže potrebujem iba prerušiť stopu medzi stieračom potenciometra (je to stredný kolík) a druhým kolíkom GND, s ktorým susedí, aby sa zabezpečilo moje nastavenie analógovej rýchlosti na pin A3 bez odoslania signálu na GND, čo by porazilo bod analógového vstupu.

Odpojovacia hlavica motora je umiestnená tak, aby som mohol využiť výhodu tam, kde je kolík emitora TIP110 a bolo by potrebné iba spájkovať zem motora s tou v blízkosti ultrazvukového senzora. Ako prerušovací kábel som použil 4 -pinový konektor Molex, aj keď všetko, čo sa hodí, je tiež v poriadku. Vyberte si jed, predpokladám.

Jedinou výnimkou je prepínač SPDT, ktorý je umiestnený ďalej k okraju tabule, aby bol pre používateľa prístupný po vložení ultrazvukového senzora do zásuviek.

Linka +5 V je zdieľaná medzi ultrazvukovým senzorom, kolíkom kolektora TIP110 a potenciometrom.

Základný kolík TIP110 je spojený s pinom 9 Arduino cez štít. Neváhajte použiť ďalšie piny, ktoré sú k dispozícii na ovládanie PWM.

Váš DMM je tu opäť užitočný na zabezpečenie toho, aby existovali pripojenia tam, kde by mali byť, a nič tam, kde nie sú. Nezabudnite skontrolovať, či sú komponenty štítu správne pripojené k samotnému Arduinu, a to vykonaním testovania spojitosti medzi spájkovacími článkami Arduina a komponentom (komponentmi), ktoré chcete testovať.

Krok 3: Programovanie (a testovanie programovania) obvodu

Tento krok je buď najzaujímavejší, alebo najfrustrujúcejší z týchto krokov. Cieľom programu je vykonať nasledovné:

1. Skontrolujte vzdialenosť

2. Ak je vzdialenosť <vopred stanovená prahová hodnota, začnite odosielať signál PWM do motora na základe analógového vstupu potenciometra.

3. V opačnom prípade zastavte motor nastavením signálu PWM na 0

Oba kroky 2 a 3 majú v sebe ladiaci program (), ktorý vytlačí detegovanú ultrazvukovú vzdialenosť a analógový vstup. V prípade potreby ho môžete odstrániť.

Premenné „obnovenie“a „max_dist“v programe riadia rýchlosť pollingu a maximálnu detekčnú vzdialenosť. Vylaďte si to podľa svojich predstáv.

Tu je súbor priložený.

Krok 4: Dajte dohromady všetko

Ak máte obvod, ktorý sa správa tak, ako by mal, a dostali ste sa k tomuto kroku, gratulujeme! Tento projekt teraz môže fungovať sám. Na obrázku vidíte, že celý obvod je napájaný batériou cez integrovaný konektor Micro USB a už nie je viazaný na váš prenosný počítač.

V tejto fáze môžete okruh upraviť, alebo ak sa cítite dobrodružnejšie, postavte si na to svoj vlastný pohľad.

Dúfam, že včas budem môcť alebo sa pokúsim vyfrézovať PCB pre tento projekt pomocou CNC routera. Vygenerované rozloženie DPS môžete vidieť na obrázku vyššie

Krok 5: Plány do budúcnosti a niekoľko poznámok

Po dokončení tohto projektu niektoré z bezprostrednejších vecí, ktoré dúfam, že môžem dosiahnuť vo svojom voľnom čase, zahŕňajú, ale nie sú obmedzené na:

- Skutočný stojan pre ventilátora

- Zmenšite to na ešte kompaktnejšiu a samostatnejšiu veľkosť; Na to by som asi potreboval Arduino Nano

- Vhodnejšie riešenie napájania, tj. Powerbanka, ktorú vidíte v predchádzajúcom kroku, je príliš veľká na samostatný dizajn, na ktorý som práve poukázal.

Niekoľko poznámok (pre moje budúce ja a každú dušu odvážnu cez internet):

Môžete si všimnúť, že hoci zoznam dielov požaduje dosku Uno, doska, ktorú vidíte v tejto príručke, nie je nič iné ako Uno. Toto je vlastne variant Uno s názvom SPEEEduino, ktorý bol vyvinutý v singapurskej polytechnike skupinou študentov a ich supervidujúcim lektorom. Je funkčne veľmi podobný, okrem doplnkov, ako je napríklad napájací vstup Micro USB, ktorý vidíte, ako poháňa projekt v predchádzajúcom kroku, a dokonca má záhlavia na pripojenie Wi-Fi modulu ESP01. Tu sa môžete dozvedieť o SPEEEduino.