Автоматический настольный вентилятор: 5 ступеней

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

Сделано Тан Ён Зиабом.

Этот проект направлен на создание простого автоматического вентилятора, который подходит для использования в офисе или учебе, чтобы уменьшить нашу зависимость от кондиционирования воздуха. Это поможет уменьшить углеродный след человека, обеспечив целенаправленное охлаждение, которое может автоматически включаться и выключаться, вместо того, чтобы полагаться на чрезвычайно энергоемкий кондиционер. Кроме того, он достаточно энергоэффективен, чтобы работать от аккумулятора, а это означает, что он более портативный, чем аналогичные настольные вентиляторы, и при этом умнее портативных вентиляторов.

Запасы

Вам понадобится:

1x Arduino UNO

1x полосная доска

Заголовки для штабелирования от мужчины к женщине

Заголовки штыревых контактов

Заголовки женских штифтов

Одножильные провода (в достаточном количестве и разных цветов для удобства использования)

1x переключатель SPDT

1x ультразвуковой датчик HC-SR04

1x 3386 потенциометр 2 кОм

1x силовой транзистор TIP110

1x лопасть вентилятора (устанавливается на выбранный двигатель)

1x 3 В двигатель

Оборудование для тестирования, сборки и программирования:

1x резак для картона

1x цифровой мультиметр (DMM)

1x макет

1x инструмент для зачистки проводов

1x кусачки

1x плоскогубцы

1x паяльник

1x подставка для паяльника

1x очиститель жала паяльника

Припой (достаточно)

1x демонтажный насос (при желании - фитиль)

1x любая машина, способная запускать Arduino IDE

Arduino IDE, установленная на выбранном вами компьютере

Шаг 1. Тестирование оборудования

Во-первых, протестируйте оборудование. Макетная плата очень полезна для этого, хотя перемычки также могут использоваться, когда макетная плата недоступна. На изображениях показан процесс тестирования вместе со снимком экрана Tinkercad, показывающим, как схема подключена. Больше нечего сказать, кроме как убедиться, что ваши компоненты работают сами по себе и работают вместе в простой схеме тестирования. Цифровой мультиметр на этом этапе также полезен для проверки исправности ваших компонентов.

Шаг 2: построение схемы

Далее припаиваем схему. Для этого шага у вас должны быть заголовки Arduino, stripboard и stacking.

Совместите полосу и заголовки с заголовками на Arduino. Как только вы убедитесь, что ваш интервал правильный, припаивайте коллекторы для штабелирования. Не забудьте вырезать следы там, где вам не нужны шорты. Вы можете использовать цифровой мультиметр для проверки целостности цепи между экраном и самой Arduino. Когда вы закончите проверку целостности, приступайте к пайке деталей.

Вы можете обратиться к диаграмме Tinkercad ранее или схематическому изображению EAGLE и изображениям на полоске, показанным здесь, чтобы подключить схему.

Компоновка компонентов такова, что пайку можно свести к минимуму. Может, он и не самый компактный, но проще было бы разместить компоненты в более крупном щите.

Там, где гнездовые разъемы ультразвукового датчика находятся на полосе, я уже могу использовать контакты GND, D13 и D12 для обеспечения GND, Echo и Trigger для ультразвукового датчика. Мне нужно было только отрезать дорожку между гнездовым разъемом, в котором находится ультразвуковой датчик, и контактом D11, чтобы подать + 5В на датчик.

Точно так же потенциометр находится там, где уже есть контакты + 5V и GND, так что мне нужно только вырезать дорожку между дворником потенциометра (это средний контакт) и вторым контактом GND, к которому он примыкает, чтобы обеспечить Моя аналоговая установка скорости на контакт A3 без отправки сигнала на GND, что приведет к поражению точки аналогового входа.

Заглушка двигателя расположена так, что я могу воспользоваться тем, где находится эмиттерный штырь TIP110, и нужно только припаять заземление двигателя к тому, что находится рядом с ультразвуковым датчиком. В качестве коммутационного кабеля я использовал 4-контактный разъем Molex, хотя все, что подходит, тоже подойдет. Полагаю, выбери свой яд.

Единственным исключением является переключатель SPDT, который расположен дальше от края стрип-картона, чтобы быть доступным для пользователя после того, как ультразвуковой датчик вставлен в гнездовые разъемы.

Линия + 5V используется совместно ультразвуковым датчиком, коллекторным контактом TIP110 и потенциометром.

Базовый вывод TIP110 подключен к выводу 9 Arduino через экран. Не стесняйтесь использовать другие контакты, которые доступны для управления ШИМ.

Опять же, ваш цифровой мультиметр полезен здесь, чтобы убедиться, что есть соединения там, где они должны быть, и ничего там, где их нет. Не забудьте проверить, правильно ли компоненты экрана подключены к самой Arduino, выполнив проверку целостности между паяными соединениями Arduino и компонентами, которые вы собираетесь тестировать.

Шаг 3: Программирование (и тестирование программирования) схемы

Этот шаг либо самый неинтересный, либо самый разочаровывающий из шагов. Целью программы является выполнение следующего:

1. Проверьте расстояние

2. Если расстояние <заданного порога, начните посылать сигнал ШИМ на двигатель на основе аналогового входа потенциометра.

3. В противном случае остановите двигатель, установив сигнал ШИМ на 0.

Оба шага 2 и 3 имеют функцию debug (), которая распечатывает ультразвуковое расстояние и обнаруженный аналоговый вход. При желании его можно удалить.

Каждая из переменных «refresh» и «max_dist» в программе управляет частотой опроса и максимальным расстоянием обнаружения соответственно. Настройте это по своему вкусу.

Файл прикреплен сюда.

Шаг 4: Соберите все вместе

Если ваша схема работает должным образом и вы дошли до этого шага, поздравляем! Теперь этот проект может работать самостоятельно. На картинке вы можете видеть, что вся схема питается от аккумуляторной батареи через встроенный разъем Micro USB и больше не привязана к вашему ноутбуку.

На этом этапе вы можете изменить схему или, если вы чувствуете себя более предприимчивым, создать свой собственный взгляд на это.

В свое время я надеюсь, что смогу или попытаюсь вырезать печатную плату для этого проекта с помощью фрезерного станка с ЧПУ. Вы можете увидеть сгенерированный макет печатной платы на изображении выше.

Шаг 5: планы на будущее и некоторые примечания

После завершения этого проекта я надеюсь, что смогу достичь с его помощью в свободное время, среди прочего:

- Актуальная подставка для вентилятора

- Уменьшите это до еще более компактного и автономного размера; Для этого мне, вероятно, понадобится Arduino Nano.

- Более подходящее решение по питанию, то есть блок питания, который вы видите на предыдущем шаге, слишком велик для автономной конструкции, на которую я только что ссылался.

Некоторые примечания (для себя в будущем и для любой души, которая отправляется в путь через Интернет):

Вы можете заметить, что хотя в списке деталей указана плата Uno, плата, которую вы видите в этом руководстве, не является Uno. На самом деле это вариант Uno под названием SPEEEduino, который был разработан в Сингапурском политехническом институте группой студентов и их руководящим преподавателем. Функционально он очень похож, за исключением дополнений, таких как вход Micro USB только для питания, который вы видите в качестве привода проекта на предыдущем шаге, и даже имеет заголовки для подключения модуля Wi-Fi ESP01. Вы можете узнать о SPEEEduino здесь.