E-Switch: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Это руководство было создано во исполнение требований проекта Makecourse в Университете Южной Флориды (www.makecourse.com).

E-Switch - это устройство, которое использует Arduino Uno, ИК-приемник и датчик приближения HCSR04 для управления серводвигателем, который прикреплен к переключателю света. Этот продукт был создан для экономии энергии и упрощения доступа с помощью возможностей удаленного управления. Изделие отличается от существующих тем, что оно готово к установке, его нужно только прикрутить к существующему выключателю света, без дополнительной сборки или проводки. Необходимые материалы перечислены ниже:

• Ардуино Уно
• Датчик приближения HCSR04
• ИК-приемник + пульт
• Серводвигатель SG90
• 3D-принтер + нить PLA
• Провода
• Малая макетная плата
• Липучка
• Электроизоляционная лента

Шаг 1. Подключение

В этой схеме есть 3 внешних компонента: сервопривод, датчик приближения и ИК-приемник. Все компоненты должны быть подключены параллельно с использованием одного заземления и источника питания VCC.

ИК-приемник: ИК-приемник имеет 3 контакта, левый - это сигнальный контакт, который подключен к цифровому контакту 2. Средний контакт - это контакт заземления, а последний контакт - контакт напряжения, для которого требуется + 5 В

HCSR04 Датчик приближения: датчик приближения имеет 4 контакта, слева направо: VCC (+ 5 В), Trig (контакт 4), Echo (контакт 3) и заземление

Серводвигатель SG90: сервомотор имеет 3 соединения: красный - VCC (+ 5 В), коричневый - земля, а желтый - сигнал (контакт 5)

Шаг 2: Код

* Код был загружен как файл.rar, необходимо разархивировать *

Код Arduino использует HCSR04 и ИК-приемник в качестве входов, тогда как серводвигатель является единственным выходом. Переменная, названная «состоянием», используется для записи текущего положения серводвигателей. 0 соответствует сервоприводу в выключенном положении, 1 указывает на положение включения.

В цикле первый шаг - обновить последнее записанное расстояние датчика приближения (lastValue), следующий - записать текущее расстояние (расстояние), затем эти значения сравниваются. Если lastValue больше текущего расстояния, то приближается рука, и сервопривод повернется на 90 градусов вниз, выключая свет, учитывая, что текущее состояние равно 1. В противном случае, если lastValue меньше расстояния, рука втягиваясь, сервопривод повернется на 90 градусов вверх, включив свет, при условии, что текущее состояние равно 0. Если ни одно из этих условий не выполнено, ИК-приемник проверяет сигналы и декодирует их, выдавая «результаты». В зависимости от результата ИК-приемник будет поворачиваться вверх или вниз. Код 0xFFE01F соответствует кнопке «плюс» ИК-пульта, и, если он получен, будет вращать сервопривод вверх, чтобы включить свет, учитывая, что текущее состояние равно 0. Код 0xFFA857 соответствует кнопке «минус» ИК-пульта, и, если он получен, будет вращать сервопривод вниз, чтобы выключить свет, учитывая, что текущее состояние - 1. Если ни один сигнал не получен, код зацикливается и продолжает поиск (irrecv.resume).

Шаг 3: компоненты, напечатанные на 3D-принтере

Для этого проекта необходимо было спроектировать и напечатать два компонента: кронштейн переключателя света для сервопривода и корпус для всех компонентов, которые можно было легко установить поверх существующих переключателей.

• Кронштейн переключателя света: эта деталь была разработана, чтобы удерживать переключатель света между зубцами, он также был разработан для крепления к серводвигателю и имеет отверстие для этого.
• Корпус имеет 4 отсека: одно для датчика приближения, которое находится в передней части корпуса, с прямоугольным отверстием. Прямо над ним находится отсек для Arduino и ИК-приемника, в нем есть отверстия, которые ведут к другим отсекам (для проводки), а также отверстия для винтов. Задняя часть корпуса полая. Большая область, содержащая два зубца, - это серводвигатель и макетный отсек, зубцы разнесены и рассчитаны на установку серводвигателя. Меньший отсек является последним, и он предназначен для батареи 9 В.

Шаг 4: Сборка

1. Подсоедините провода к контактам на HCSR04, затем поместите датчик в его отсек, как показано на рисунке. Пропустите провода через отверстия в отсек серводвигателя.
2. Подключите провода к контактам ИК-приемника, затем прикрепите приемник к внутренней передней панели отсека Arduino с помощью изоленты, убедившись, что головка приемника выступает сбоку, чтобы предотвратить проблемы со связью. Поместите как можно ближе к верхней части корпуса. Пропустите провода к отсеку серводвигателя.
3. Пропустите соединительный кабель аккумулятора через самое длинное отверстие в корпусе рядом с основным отверстием. Убедитесь, что обе части разъема находятся на соответствующей стороне (разъем Arduino к отсеку Arduino, разъем аккумулятора к отсеку для аккумулятора).
4. С помощью сервовинта соедините напечатанный на 3D-принтере кронштейн переключателя света с серводвигателем, как показано на рисунке. Затем установите серводвигатель, используя штыри, проводами вверх.
5. Используйте липучку для установки макета.
6. Перед тем, как поместить Arduino в корпус, подключите все компоненты к макетной плате, а затем к соответствующим контактам Arduino. Все компоненты должны получать питание параллельно. Когда закончите, поместите Arduino в отсек так, чтобы порт для батареи 9 В был направлен наружу.
7. Поместите батарею 9 В в ее корпус и подключите к Arduino.

Шаг 5: использование

Чтобы использовать устройство, можно поднести руку к устройству, чтобы выключить свет, или от устройства, чтобы включить свет. Нажатие кнопки плюса на ИК-пульте включает свет, а нажатие минуса выключит свет.