Doke e telefonit të kontrolluar Arduino me llamba: 14 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ideja ishte mjaft e thjeshtë; krijoni një stacion të karikimit të telefonit që do të ndizte një llambë vetëm kur telefoni po karikohej. Sidoqoftë, siç ndodh shpesh, gjërat që duken fillimisht të thjeshta mund të përfundojnë duke u bërë pak më komplekse në ekzekutimin e tyre. Kjo është historia se si kam krijuar një bankë të dyfishtë të karikimit të telefonit që përmbush detyrën time të thjeshtë.

Hapi 1: Çfarë kam përdorur

Kjo nuk është aspak një listë shteruese e gjithçkaje që kam përdorur, por doja të jepja një ide të përgjithshme të përbërësve kryesorë që kam përdorur. Unë kam përfshirë lidhjet e Amazon për shumicën e këtyre përbërësve. (Vini re se unë marr një komision të vogël nga Amazon nëse përdorni këto lidhje. Faleminderit!)

Arduino Uno: https://amzn.to/2c2onfeAndafruit 5V DC Sensori aktual (x2): https://amzn.to/2citA0S2-Channel Solid State Relay: https://amzn.to/2cmKfkA 4-Port USB Box: https://amzn.to/2cmKfkA 1 'Panel i montuar në kabllo USB (x2): https://amzn.to/2cmKfkA 6 Kabllo USB USB:

Kam përdorur gjithashtu furnizimet e mëposhtme që i mora në dyqanin e pajisjeve: 4 "X4" Kuti Plastike të Përçimit (x2) Llamba të lehta 40W Edison (x2) Fole me llambë Track Track BracketNgjyra e Zinxhirit të Hekurt të Zi (3/8 ") Pajisje të ndryshme të tunxhit 3 'Arra shtesë CordWire

Hapi 2: Eksperimentimi, Dizajni dhe Instalimet

Për të përcaktuar se kur telefoni po karikohet, rrjedha aktuale në telefon do të duhet të monitorohet vazhdimisht. Edhe pse jam i sigurt se ka modele të qarkut që mund të matin rrymën dhe të kontrollojnë një stafetë bazuar në nivelin aktual, unë nuk jam aspak një ekspert elektrik dhe nuk doja të merresha me ndërtimin e një qarku të personalizuar. Nga një përvojë, e dija që një mikrokontrollues i vogël (Arduino) mund të përdoret për të matur rrymën dhe më pas të kontrollojë një stafetë për të ndezur dhe fikur dritat. Pasi gjeta një sensor të vogël të rrymës DC nga Adafruit, fillova të eksperimentoj me lidhjen e tij me një kabllo USB për të matur rrymën që rrjedh përmes tij ndërsa karikonte një telefon. Një kabllo tipike USB 2.0 përmban 4 tela: të bardhë, të zi, jeshil dhe të kuq. Meqenëse telat e zinj dhe të kuq bartin energji përmes kabllit, secila prej këtyre mund të përdoret për të matur rrjedhën aktuale - kam përdorur telat e kuq. Një sensor tipik i rrymës duhet të vendoset në linjë me rrjedhën aktuale (rryma duhet të rrjedhë përmes sensorit), dhe sensori Adafruit nuk është përjashtim nga ky rregull. Teli i kuq ishte prerë me dy skajet e prera duke u bashkangjitur në dy terminalet e vidave në sensorin aktual. Sensori Adafruit ishte i lidhur me një Arduino dhe unë shkrova një kod të thjeshtë për të raportuar rrjedhën aktuale përmes sensorit. Ky eksperiment i thjeshtë më tregoi se një telefon karikimi tërhiqte nga 100 në 400 mA. Pasi telefoni të jetë ngarkuar plotësisht, rrjedha aktuale do të bjerë nën 100 mA, por nuk do të arrijë 0.

Me eksperimentin tim që demonstroi me sukses se mund të matja rrjedhën aktuale me një Arduino, unë projektova qarkun e treguar më sipër. Dy kabllo shtesë USB të montuar në panel 1 'do të lidheshin me një kuti karikimi me 4 porte. Kabllot e karikimit të telefonit do të lidheshin me këto kabllo shtesë, duke e bërë sistemin të aftë për të akomoduar çdo lloj kabllo USB për karikim - dhe shpresojmë se do të jetë "dëshmi e ardhshme e telefonit". Telat e kuq të kabllove të zgjatjes do të priten dhe lidhen me sensorët aktual. Sensorët aktualë japin informacion për Arduino, i cili nga ana e tij kontrollon një stafetë me gjendje të ngurtë me dy kanale. Reletë përdoret për të kaluar fuqinë 110V në llamba. Fuqia në kutinë USB dhe llambat mund të lidhen së bashku duke lejuar që sistemi të përdorë një prizë të vetme. Më pëlqen veçanërisht sesi energjia në Arduino mund të furnizohet nga një prej porteve shtesë USB në kutinë e karikimit.

Hapi 3: Dokacioni i telefonit

Doki i telefonit është ndërtuar nga tubi i zi 3/8 ". Kam përdorur dy bërryla meshkuj-femra, një T, një seksion të shkurtër që ishte i filetuar plotësisht dhe një fllanxhë të rrumbullakët. Për pjesët prej bronzi në krye të bankës, unë kam prerë një tub prej bronzi 1 1/2 "të gjatë në gjysmë dhe përdorni një gjysmë për secilën pjesë. Një vrimë e vogël u shpua në T, e cila ishte mjaft e madhe për të akomoduar skajet e kabllove të ndriçimit. Kabllot u punuan përmes bërrylave dhe u ngjitën JB në tubat prej bronzi. Kjo përfundoi të ishte shumë më e vështirë se sa duket pasi bërrylat nuk ishin aq të mëdhenj brenda sa për të përshtatur fundin e kabllit të ndriçimit. Përfundova duke riparuar pjesën e brendshme të bërrylave derisa të përshtaten.

Nëse do të më duhej ta bëja përsëri këtë bankën e të akuzuarve, do t'i jepja më shumë mbështetje për telefonin. Siç mund ta prisni, nëse telefoni shtyhet fare kur është në bankën e të akuzuarve, skajet e kabllit të rrufesë mund të përkulen shumë lehtë. Më duket e çuditshme që Apple në të vërtetë shet një bankë bankare me një konfigurim të ngjashëm të pambështetur.

Hapi 4: Llambat

Doja që llambat të kishin një pamje të ngjashme industriale me atë të bankës së të akuzuarve. Për llambën e parë, kam përdorur një prizë të përgjithshme të llambës të vendosur në majë të një fllanxhë tubi 3/8 . Disa tuba të vegjël prej bronzi lidhin bazën me prizën dhe plotësojnë thekset prej bronzi në bankën e të akuzuarve. Një llambë Edison 40W me të vërtetë është ylli Dua të përdor llamba Edison pasi përshtaten në mënyrë të përkryer me modelin e këtij stacioni dhe ato ju lejojnë të krijoni një llambë të bukur me llamba të ekspozuara.

Ndërsa në Lowe's gjeta një kllapa të lehtë për pastrimin që mendova se ishte interesante. E ktheva kllapën me kokë poshtë dhe shtova një fllanxhë tubi për të bërë bazën. Foleja në montimin e dritës së pistës nuk ishte ngjitur në të pasi ishte projektuar të mbahej në vend nga një llambë me fytyrë të sheshtë. Meqenëse po përdorja një llambë Edison, bëra një kllapa të vogël alumini për të mbajtur prizën brenda strehimit rrethor të kllapës së dritës së pistës. Dorezat e vogla prej bronzi u shtuan për të plotësuar pjesën tjetër të sistemit.

Pasi të përfundonin bankën e të akuzuarve dhe dritat, ato u lyen me ngjyrë të zezë mat - përveç pjesëve prej bronzi.

Hapi 5: Shtojca Arduino

Kam përdorur dy rrethime PVC 4 "x 4" për strehimin Arduino. Kam prerë hapësirat e ventilimit në njërën anë dhe kapakun e secilës rrethim. Në anën e një rrethimi, unë kam prerë dy vrima drejtkëndëshe për kabllot USB të montuar në panel. Vrimat e vendosura 1 1/8 "në qendër u shpuan në të dy anët e këtyre vrimave drejtkëndëshe dhe u përdorën për të bashkuar kabllot në rrethim. Njëra anë e të dyja rrethimeve ishte prerë në mënyrë që të dy kutitë të formonin një kuti të vetme kur të ishin të vendosur krah për krah. Një bllok druri i trashë 3/4 "u përdor për të mbajtur kutitë në këtë konfigurim krah për krah dhe gjithashtu formon një bazë të përshtatshme për t'u ulur.

Hapi 6: Bashkëngjitni kutinë USB

Komponenti i parë që duhet shtuar në rrethim është kutia e karikimit USB me 4 Porta. Unë thjesht e rregullova atë në vend me shirit të dyanshëm.

Hapi 7: Mount Arduino në rrethim

Më pëlqen të përdor ndarëset e ballit të kutisë elektrike për të montuar komponentët elektronikë pasi ato janë bërë prej plastike dhe mund të përshtaten për të punuar si ulje ose ngërçe. Unë thjesht i prerë ato me thikë dhe pastaj shtyj vida nëpër to. Arduino ishte montuar në një kuti të mbyllur me vida të vogla të kokës së sheshtë me ndarëset e ballit të montuara midis Arduino dhe kutisë.

Pasi u montua Arduino, një kabllo USB e shkurtër (6 ) e tipit AB u lidh midis portës USB të Arduino dhe portës më të afërt të kutisë së karikimit. Kjo ishte një përshtatje vërtet e ngushtë për kordonin dhe në fakt më duhej të shkurtoja përsëri copat plastike të lakuara që rrethojnë telin në fund të kabllit në mënyrë që të përshtatet.

Hapi 8: Instalimi dhe montimi i stafetës

Litarët e llambave ushqeheshin përmes vrimave në rrethim. Një tel nga secili kordon ishte i lidhur me daljet (ana e ndërruar 120V) e të dy kanaleve të stafetës së gjendjes së ngurtë. Seksione të shkurtra (4 ) teli u lidhën me terminalet e vidhave të mbetura ngjitur me vendin ku ishin lidhur këto tela llambash. Këto tela do të përdoren për të furnizuar energjinë në anën 120V të stafetës.

Në anën DC të stafetës, 4 tela ishin bashkangjitur sipas konfigurimit të treguar. Dy nga telat furnizojnë tensionin + dhe - DC të nevojshëm për funksionimin e stafetës, ndërsa dy telat e mbetur mbajnë sinjale dixhitale, të cilat u thonë kanaleve të ndizen ose fiken.

Këto 4 tela u ngjitën më pas në Arduino si më poshtë: Teli i kuq (DC+) është i lidhur me kunjin 5V. Teli i zi (DC-) është i lidhur me kunjin GND. Teli ngjyrë kafe (CH1) është i lidhur me atë dixhital kunja e daljes 7 Teli portokalli (CH2) është i lidhur me pinin dalës dixhital 8

Pasi të gjitha telat u lidhën me stafetën, ajo u montua në rrethim duke përdorur vida të vogla me kokë të sheshtë.

Hapi 9: Instalimet dhe montimi i sensorëve aktual

Telat e komunikimit dhe të energjisë u krijuan për dy sensorët aktualë duke bashkuar dy grupet e telave që çojnë nga sensorët në Arduino. Si më parë, telat kuq e zi përdoren për të fuqizuar sensorët. Këto tela janë të lidhura me kunjat Vin (tela të kuq) dhe GND (tela të zinj) të Arduino. Çuditërisht, edhe telat e komunikimit (telat SDA dhe SDL) mund të lidhen së bashku. Kjo ndodh sepse sensorëve aktualë Adafruit secilit mund t'i jepet një adresë unike në varësi të mënyrës së bashkimit të kunjave të adresave të tyre. Nëse bordi nuk ka asnjë prej kunjave të adresave të ngjitur së bashku, bordi adresohet si tabela 0x40 dhe do të referohet si i tillë në kodin Arduino. Duke bashkuar kunjat e adresës A0 së bashku, siç shihet në diagram, adresa e tabelës bëhet 0x41. Nëse vetëm kunjat e adresës A1 janë të lidhura, bordi do të ishte 0x44, dhe nëse të dy kunjat A0 dhe A1 ishin të lidhur, adresa do të ishte 0x45. Meqenëse ne po përdorim vetëm dy sensorë aktualë, më duhej të bashkoja vetëm kunjat e adresave në bordin 1 siç tregohet.

Pasi tabelat u adresuan saktë, ato u ngjitën në rrethim duke përdorur vida të vogla prej bronzi.

Telat SDA (blu) dhe SCL (të verdhë) nga sensorët janë të lidhur me kunjat SDA dhe SCL në Arduino. Këto kunja nuk u etiketuan në Arduino -n tim, por ato janë dy kunjat e fundit pas kunjit AREF në anën dixhitale të tabelës.

Hapi 10: Lidhni kabllot shtesë USB

Siç u përmend më parë, kabllot e zgjatjes USB duhet të kalojnë rrymë përmes sensorëve aktual. Kjo u lehtësua duke bashkuar telat në telat e kuq të kabllove. Pasi kabllot USB të jenë montuar në rrethim, këto tela nga bashkimet lidhen me sensorët aktual. Për çdo kabllo USB, rryma që kalon përmes saj do të rrjedhë poshtë këtyre telave, përmes sensorit, dhe më pas do të kthehet për të vazhduar përmes kabllit në telefonin që karikohet. Skajet mashkullore të kabllove USB u lidhën në dy nga portat e hapura të kutisë së karikimit USB.

Hapi 11: Lidhni fuqinë

Hapi i fundit në kutinë elektronike është lidhja e kordonit të energjisë me kutinë USB dhe llambat (aka. Ana 120V e stafetës). Telat e zinj që çojnë drejtpërdrejt në llambat janë të lidhura me tela të vetëm të kordonit të energjisë së bashku me tela ngjyrë kafe nga kutia e karikimit. Kablloja e rrymës në kutinë e karikimit thjesht u pre me dy telat brenda (ato janë telat blu dhe kafe) duke u hequr prapa. Së fundi, dy telat e bardhë nga stafeta janë të lidhur me tela në tela tjetër të kordonit të energjisë së bashku me tela blu nga kutia e karikimit USB.

Hapi 12: Sistemi i kompletuar

Pasi kutia është montuar plotësisht, kapakët e mbylljes mund të zëvendësohen. Tani që hardueri për këtë sistem është i kompletuar, është koha për të kaluar në softuer.

Hapi 13: Kodi Arduino

Zhvillimi i kodit Arduino ishte mjaft i drejtpërdrejtë, megjithëse u deshën disa teste për ta bërë atë siç duhet. Në formën e tij më të thjeshtë, kodi dërgon një sinjal për të fuqizuar kanalin e përshtatshëm të stafetës sa herë që lexon një rrjedhë aktuale që është më e madhe ose e barabartë me 90mA. Ndërsa ky kod i thjeshtë ishte një pikënisje e mirë, telefonat celularë nuk ngarkohen në 100% dhe pastaj ulen atje duke tërhequr shumë pak rrymë. Përkundrazi, zbulova se sapo telefoni të karikohej do të tërhiqte disa qindra mA për një kohë të shkurtër çdo pak minuta. Isshtë sikur telefoni të jetë një kovë me rrjedhje që duhet të fiket çdo disa minuta.

Për të zgjidhur këtë çështje, unë zhvillova një strategji ku secili kanal mund të ishte në njërën nga tre shtetet. Gjendja 0 përcaktohet kur telefoni është hequr nga baza e karikimit. Në praktikë zbulova se praktikisht asnjë rrymë nuk rridhte kur telefoni u hoq, por vendosa kufirin e sipërm aktual të kësaj gjendjeje në 10mA. Gjendja 1 është gjendja ku telefoni është plotësisht i ngarkuar, por ende në bankën e të akuzuarve. Nëse rrjedha aktuale bie nën 90mA dhe është mbi 10mA, sistemi është në gjendjen 1. Gjendja 2 është gjendja e karikimit, ku telefoni tërheq 90mA ose më shumë.

Kur telefoni vendoset në bankën e të akuzuarve, gjendja 2 fillon dhe vazhdon gjatë karikimit. Sapo të përfundojë karikimi dhe rryma bie nën 90mA, sistemi është në gjendjen 1. Një deklaratë e kushtëzuar u bë në këtë pikë në mënyrë që sistemi të mos mund të vazhdojë drejtpërdrejt nga gjendja 1 në gjendjen 2. Kjo e mban sistemin në gjendjen 1 derisa telefoni të jetë hiqet, në të cilën pikë hyn në gjendjen 0. Meqenëse sistemi mund të kalojë nga gjendja 0 në gjendjen 2, kur telefoni të vendoset përsëri në ngarkues dhe rrjedha aktuale të ngrihet mbi 90mA, gjendja 2 fillon përsëri. Vetëm kur sistemi është në gjendjen 2, sinjali dërgohet në stafetë për të ndezur dritën.

Një çështje tjetër me të cilën hasa është se rryma ndonjëherë do të binte shkurtimisht nën 90mA para se telefoni të ishte plotësisht i ngarkuar. Kjo do ta vendoste sistemin në gjendjen 1 para se të duhej. Për ta rregulluar këtë, unë mesatarizoj të dhënat aktuale mbi 10 sekonda dhe vetëm nëse vlera mesatare aktuale bie nën 90mA, sistemi do të hyjë në gjendjen 1.

Nëse jeni të interesuar për këtë kod, unë i kam bashkangjitur një skedari Arduino.ino me disa përshkrime të tjera në të. Në përgjithësi, funksionon mjaft mirë, por kam vënë re se ndonjëherë sistemi duket se vazhdon në gjendjen 0 kur telefoni është akoma i lidhur dhe i ngarkuar plotësisht. Kjo do të thotë që herë pas here drita do të ndizet për disa sekonda (kur të përparojë në gjendjen 2) dhe pastaj do të fiket. Mendoj se ka diçka për të punuar për të ardhmen.

Hapi 14: Sistemi i përfunduar

Unë instalova bazën e karikimit në raftin tonë të librave, me kutinë Arduino të vendosur pas disa librave. Nëse thjesht e shikoni atë, nuk do ta kuptoni kurrë punën që ka hyrë në të - dhe madje edhe ta shihni atë në punë nuk i jep të drejtë. Pastaj përsëri, më bën të lumtur të shoh dritat që ndizen dhe fiken, madje kam ardhur që të mbështetem tek ata për të parë nëse telefoni po karikohet.