Arduino Uno Sistemi i automatizuar i mbrojtësit të diellit: 9 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:26

Produkti i krijuar është një sistem mbrojtës automatik për automjetet, është plotësisht autonom dhe kontrollohet nga sensorë të temperaturës dhe dritës. Ky sistem do të lejonte që një hije të mbulonte thjesht dritaren e makinës kur makina arrinte një temperaturë të caktuar dhe kur një sasi e caktuar drite kalonte nëpër makinë. Kufijtë u vendosën në mënyrë që hija të mos funksiononte kur një automjet është ndezur. Një ndërprerës i është shtuar sistemit në rast se dëshironi të ngrini hijen edhe pse asnjë nga parametrat nuk u plotësua. Për shembull, nëse ishte një natë e ftohtë dhe dëshironi që makina juaj të mbulohet për privatësi, thjesht mund të godisni çelësin për të ngritur hijen. Ju gjithashtu mund të fikni çelësin për të fikur plotësisht sistemin.

Deklarata e problemit - "Kur automjetet lihen jashtë në nxehtësi, temperatura e brendshme e automjetit mund të bëhet shumë e pakëndshme, veçanërisht për veten kur hyni në automjet ose për pasagjerët e mbetur në automjet. Të kesh një sistem të verbër mund të shërbejë gjithashtu si një pajisje sigurie për të parandaluar që dikush të shikojë brenda automjetit tuaj. " Edhe pse ka mbulesa dielli për makinat që janë të lehta dhe të thjeshta për t'u vendosur, ndonjëherë mund të jetë një sherr dhe mund të harroni të vendosni. Me një sistem automatik të mbrojtjes nga rrezet e diellit, nuk do të keni nevojë të vendosni me dorë hije ose të mbani mend t'i vendosni ato sepse do të ngriheshin automatikisht kur të ishte e nevojshme.

Burimi i Imazhit:

Hapi 1: Procesi i Konceptimit të Projektimit

Doja një dizajn të thjeshtë për të bërë dhe përdorur që përfundimisht mund të integrohej në një automjet. Kjo do të thotë se do të ishte një veçori e instaluar tashmë për automjetin. Sidoqoftë, siç është ndërtuar aktualisht, mund të përdoret edhe për sistemet e hijeve të dritareve. Për procesin e krijimit të dizajnit u bënë disa skica dhe ide, por pas përdorimit të një matricë vendimi, produkti i bërë tani ishte koncepti i vendosur për t'u ndërtuar.

Hapi 2: Materialet e përdorura

Fotografitë janë të komponentëve aktualë të përdorur në projekt. Fletët e të dhënave të projektit janë në dokumentin e bashkangjitur. Jo të gjitha fletët e të dhënave mund të sigurohen. Më kushtoi afërsisht 146 dollarë për të ndërtuar të gjithë produktin.

Shumica e pjesëve dhe përbërësve erdhën nga Amazon ose një dyqan për përmirësimin e shtëpisë të quajtur Lowe's.

Pajisjet e tjera të përdorura:

Zhveshëset e telave

Pincë

Kaçavidë Phillips

Kaçavidë me kokë të sheshtë

Shumë metra

Laptop

Programi i shkarkuar nga Arduino

Hapi 3: Logjika: Si funksionon

Qark:

Përmes një kompjuteri ose laptopi, kodi nga programuesi Arduino i dërgohet Arduino Uno që më pas lexon kodin dhe zbaton komandat. Pasi të jetë ngarkuar kodi në Arduino Uno, nuk do të ketë nevojë të qëndroni të lidhur me kompjuterin për të vazhduar programin për aq kohë sa Arduino Uno të ketë një furnizim tjetër me energji për të funksionuar. Ura H - në qark siguron një dalje prej 5 volt e cila është e mjaftueshme për të kontrolluar Arduino Uno. Lejimi i sistemit të punojë pa kompjuter si furnizues energjie për Arduino Uno, duke e bërë sistemin portativ, i cili është i nevojshëm nëse dëshironi të përdoret në një automjet.

Dy ndërprerës limit, një sensor i temperaturës, një sensor drite, një RBG LED dhe një H -Bridge është i lidhur me Arduino Uno.

LED RBG duhet të tregojë se ku ndodhet shufra e këmbëzës. Kur shkrepësi është në pozicionin e poshtëm që shkakton çelësin e kufirit të poshtëm, LED tregon të kuqe. Kur shkrepësi është midis të dy çelsave limit, LED shfaqet blu. Kur shkrepësi është në krye duke goditur çelësin e kufirit të sipërm, LED tregon një ngjyrë të kuqe rozë.

Çelësat limit janë çelësa ndërprerës që qarku t'i thotë sistemit të ndalojë lëvizjen e motorit.

Ura H - vepron si një stafetë për kontrollin e rrotullimit të motorit. funksionon duke u ndezur në çifte. ai alternon rrjedhën aktuale përmes motorit, i cili kontrollon polaritetin e tensionit duke lejuar që të ndodhë ndryshimi i drejtimit.

Një bateri 12 Volt, 1.5 Amp siguron energji për motorin. Bateria është e lidhur me urën H në mënyrë që drejtimi i rrotullimit të motorit të kontrollohet.

Një ndërprerës manual i ndërrimit është midis baterisë dhe urës H - për të vepruar si një komponent On/ Off për të simuluar kur makina është ndezur ose fikur. Kur kaloni është i ndezur, duke treguar se automjeti është ndezur, asnjë veprim nuk do të ndodhë fare. Në atë mënyrë kur drejtoni automjetin tuaj hija nuk do të funksionojë. Kur Çelësi është i fikur, duke vepruar sikur automjeti të jetë fikur në mënyrë të ngjashme, atëherë sistemi do të funksionojë dhe funksionojë siç duhet.

Sensori i temperaturës është përbërësi kryesor për qarkun, nëse temperatura e një pragu të caktuar nuk përmbushet, atëherë asnjë veprim nuk do të bëhet edhe nëse vërehet dritë. Nëse pragu i temperaturës përmbushet, atëherë kodi kontrollon sensorët e dritës.

Nëse parametrat e sensorit të dritës dhe temperaturës plotësohen, atëherë sistemi i thotë motorit të lëvizë.

Kompetenca fizike:

Një ingranazh është i bashkangjitur në një motor DC me shpejtësi 12V 200rpm. Pajisja lëviz një shufër shoferi që rrotullon një zinxhir dhe sistem me dhëmbë që kontrollon lëvizjen lart ose poshtë të një shufre alumini që është ngjitur në zinxhir. Shufra metalike është e lidhur me hijen, duke e lejuar atë të ngrihet ose të ulet në varësi të asaj që parametrat e kodit aktual kërkojnë që hija të jetë.

Hapi 4: Zhvillimi i Projektit

Procesi i krijimit:

Hapi 1) Ndërtoni kornizën

Hapi 2) Bashkangjit komponentët në kornizë; përfshin sistemet e ingranazheve dhe zinxhirit, gjithashtu nuancën e rulit me kunjin e mbylljes të hequr

Kam përdorur pincë për të hequr kapakun e fundit nga hija e rulit për të hequr kunjin e kyçjes. Nëse nuk jeni të kujdesshëm tensioni i pranverës në nuancën e rulit do të qetësohet, nëse kjo ndodh është e lehtë të rilindni. Thjesht mbani hijen e rrotullës dhe ktheni mekanizmin e brendshëm derisa të jetë e shtrënguar.

Hapi 3) Bëni qark në dërrasën e bukës - përdorni telat e kërcyesit për të lidhur kunjin e duhur të dërrasës në kunjin dixhital ose analog Arduino.

Hapi 4) Krijoni kod në Arduino

Hapi 5) Kodi i testit; Shikoni printimin në monitorin serik, nëse çështjet bëjnë korrigjime në kod.

Hapi 6) Përfundoni projektin; Kodi punon me qarkun e krijuar dhe strukturën e produktit.

Shumë forume dhe video mësimore u përdorën për të më ndihmuar të krijoja projektin tim.

Lista e Referencave:

• https://www.bc-robotics.com/tutorials/controlling-…
• https://learn.adafruit.com/tmp36-temperature-senso…
• https://steps2make.com/2017/10/arduino-temperature…
• https://learn.adafruit.com/tmp36-temperature-senso…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.instructables.com/id/Control-DC-Motor-…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.arduino.cc/
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/a…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.energyefficientsolutions.com/Radiant-B…

Me prova dhe gabime, kërkime dhe ndihmë shtesë nga kolegët plus profesorët e kolegjit unë kam qenë në gjendje të krijoj projektin tim përfundimtar.

Hapi 5: Procesi i Krijimit: Kornizë

Produkti duhej të ndërtohej në mënyrë që të mund të bëhej me pjesë mjaft të lehta për t'u marrë.

Korniza fizike ishte bërë vetëm prej druri kedri dhe vida.

Korniza është 24 inç e gjatë dhe 18 inç e gjatë. është afërsisht një shkallë 1: 3 e një xhami mesatar të madhësisë së plotë të automjetit.

Produkti fizik ka dy pajisje plastike me ingranazhe dhe zinxhirë, dy shufra metalikë dhe një hije rul.

Një ingranazh është i lidhur me motorin DC, ai rrotullon një shufër metalike e cila vepron si një bosht shoferi që kontrollon lëvizjen e zinxhirit. Shufra e shoferit u shtua që hija të lëvizte në mënyrë të barabartë.

Pajisja dhe zinxhiri lejon që një shufër e ndryshme metalike të ngrejë dhe ulë hijen, dhe vepron si një shkas për dy çelsin limit. Me

Hije rul fillimisht kishte një mekanizëm mbyllës në të kur u ble dhe e nxora atë. Kjo i dha hijes së rrotullës aftësinë për t'u tërhequr dhe ulur poshtë pa u mbyllur në një pozicion pasi lëvizja e ngritjes të ndalet.

Hapi 6: Instalimi i telave

Instalimet elektrike duhet të organizoheshin mirë dhe telat të ndaheshin në mënyrë që të mos ndodhte ndërhyrje midis telave. Asnjë bashkim nuk është bërë gjatë këtij projekti.

Një Sensor Dritë Ywrobot LDR përdoret si detektor i dritës, është një rezistencë fotografike e lidhur me pinin analog A3 në Arduino UNO

Një Sensor Temperature DS18B20 përdoret si një parametër i caktuar i temperaturës për projektin, ai lexohet në Celsius dhe unë e konvertova atë në lexim në Fahrenheit. DS18B20 komunikon përmes një autobusi 1-Wire. Një Bibliotekë duhet të shkarkohet dhe integrohet në skicën e kodit Arudino në mënyrë që DS18B20 të mund të përdoret. Sensori i temperaturës është i lidhur me pinin dixhital 2 në Arduino UNO

Një LED RBG përdoret si një tregues se ku është pozicioni i hijes. E kuqja është kur hija është plotësisht lart ose plotësisht poshtë, dhe është blu kur është në një gjendje lëvizëse. Kunja e kuqe në LED e lidhur me pinin dixhital 4 në Arduino UNO. Kunja blu në LED e lidhur me pinin dixhital 3 në Arduino UNO

Çelësat e kufirit mikro u përdorën si pika ndalimi për pozicionin e hijes dhe ndaluan lëvizjen e motorit. Limit Switch në pjesën e poshtme të lidhur me pinin dixhital 12 në Arduino UNO. Limit Switch në krye të lidhur me pinin dixhital 11 në Arduino UNO. Të dy u vendosën në gjendjen fillestare zero kur nuk u aktivizuan/ shtypën

Një L298n Dual H-Bridge u përdor për kontrollin e rrotullimit të motorit. Ishte e nevojshme për të trajtuar fuqinë e baterisë që po sigurohej. Fuqia dhe toka nga bateria 12V është e lidhur me H-Bridge, e cila siguron energji për motorin me shpejtësi 12V 200rpm. Ura H është e lidhur me Arduino UNO

Bateria e rimbushshme 12Volt 1.5A siguron energji për motorin

Për këtë projekt u përdor një motor DC 12Volt 0.6 A 200rpm me furçë të kthyeshëm me ingranazhe të kthyeshëm. Ishte shumë i shpejtë për të vepruar në ciklin e plotë të punës ndërsa kontrollohej me Modulimin e Gjerësisë së Pulsit (PWM)

Hapi 7: Të dhënat e projektimit të projektit

Nuk duheshin shumë të dhëna eksperimentale, llogaritjet, grafikët ose kthesat për të zhvilluar projektin. Sensori i dritës mund të përdoret për një gamë të madhe ndriçimi dhe sensori i temperaturës ka një gamë nga -55 ° C deri në 155 ° C, e cila më shumë sesa akomodon gamën tonë të temperaturës. Hije në vetvete është bërë prej pëlhure vinyl dhe e bashkangjitur në një shufër alumini dhe një bateri 12V u zgjodh sepse nuk doja të kisha një problem me fuqinë. Një motor 12V u zgjodh për të trajtuar tensionin dhe rrymën e furnizuar nga bateria dhe bazuar në njohuritë e mëparshme se ai duhet të jetë mjaft i fuqishëm për të vepruar nën forcat që do të aplikoheshin. Llogaritjet u bënë për të konfirmuar se me të vërtetë mund të përballonte çift rrotullues që do të aplikohej në boshtin 0.24 inç të motorit. Meqenëse lloji i saktë i shufrës së aluminit ishte i panjohur për shkak të përdorimit të furnizimeve personale, Alumini 2024 u përdor për llogaritjet. Diametri i shufrës është rreth 0.25 inç dhe gjatësia është 18 inç. Duke përdorur llogaritësin e peshës së dyqanit metalik në internet, pesha e shufrës është 0.0822 lb. Pëlhura vinyl e përdorur është prerë nga një copë më e madhe që peshon 1.5 lb. Pjesa katrore e rrobave të përdorura mat 12 të gjata me 18 inç të gjerë dhe është gjysma e madhësisë së pjesa origjinale. Për këtë arsye pesha e copës sonë të rrobave është afërsisht 0.75 lb. Pesha totale e kombinuar për shufrën dhe pëlhurën është 0.8322 lb. Çift rrotullues për shkak të këtyre ngarkesave të kombinuara vepron në qendër të masës së shufrës dhe u llogarit duke shumëzuar pesha totale nga rrezja 0.24 inç e boshtit. Çift rrotullues i përgjithshëm do të veprojë në qendër të shufrës me një vlerë prej 0.2 lb-in. Shufra është bërë nga një material me diametër të njëtrajtshëm dhe ka një mbështetës zinxhiri në njërin skaj dhe boshtin e motorit në skajin tjetër. Meqenëse mbështetësja e zinxhirit dhe boshti i motorit janë distanca të barabarta nga qendra e shufrës, çift rrotullimi për shkak të peshës ndahet në secilin fund në mënyrë të barabartë. Boshti i motorit prandaj duhej të merrte gjysmën e çift rrotullues për shkak të peshës ose.1 lb-in. Motori ynë DC ka një çift rrotullues maksimal prej 0.87 lb-in në 200 rpm, i cili do të akomodojë më shumë se dritën e diellit dhe shufrën, kështu që motori u zbatua në mënyrë që të fillojë testimi. Llogaritjet më bënë të kuptoj se motori nuk duhet të funksionojë në kushtet maksimale, kështu që cikli i punës do të duhej të ulet nga 100 për qind. Cikli i punës u kalibrua me prova dhe gabime për të përcaktuar shpejtësinë ideale për ngritjen dhe uljen e hijes së diellit.

Hapi 8: Skica Arduino

Për të programuar kodin kam përdorur Arduino IDE. Shkarkoni programuesin përmes faqes në internet

Simpleshtë e thjeshtë për t’u përdorur nëse nuk e keni përdorur kurrë më parë. Ka shumë video mësimore në YouTube ose në internet për të mësuar se si të kodoni një program në programin Arduino.

Kam përdorur një mikrokontrollues Arduino UNO si pajisje për projektin tim. Kishte vetëm hyrje pin të mjaftueshme dixhitale që më duheshin.

Skedari i bashkangjitur është kodi im për projektin dhe printimi i monitorit serik. Siç vërehet në dokumentin që shfaq printimin, ai thotë kur hija është lart ose plotësisht poshtë, dhe kur lëviz lart ose poshtë.

Për të përdorur sensorin e temperaturës DS18B20, u përdor një Bibliotekë e quajtur OneWire. Kjo bibliotekë gjendet nën skedën Sketch kur programi Arduino është i hapur.

Që kodi të funksionojë sigurohuni që Porti dhe Bordi i duhur të përdoret kur ngarkoni kodin, nëse jo Arduino do të japë një GABIM dhe nuk do të funksionojë si duhet.

Hapi 9: Produkti Përfundimtar

I vendosa të gjitha telat brenda kutisë për t'i mbrojtur ata nga dëmtimi ose heqja duke shkaktuar që qarku ndoshta të mos funksionojë.

Videoja shfaq të gjitha cilësimet e mundshme për mbrojtësin e diellit të automatizuar. Hija shkon lart, pastaj drita mbulohet për të sjellë përsëri hijen poshtë. Kjo funksionon vetëm sepse pragu i temperaturës është përmbushur, nëse temperatura nuk ishte mjaft e ngrohtë, hija nuk do të lëvizte fare dhe do të qëndronte poshtë në një pozicion pushimi. Temperatura e kërkuar për funksionimin e sistemit mund të ndryshohet dhe rregullohet sipas dëshirës. Çelësi i ndërrimit në video është për të demonstruar kur automjeti është ndezur ose kur dëshiron të ndalojë dhënien e energjisë për motorin.

Produkti është plotësisht i lëvizshëm dhe autonom. Shtë projektuar të jetë një artikull që është ndërtuar në një automjet si një sistem automatik i mbrojtjes nga drita, por mund të përdorë ndërtimin aktual për sistemet e mbrojtjes nga drita në natyrë ose brenda një shtëpie për dritare.

Për përdorim të brendshëm, produkti përfundimisht mund të lidhet me një termostat shtëpie fizikisht ose me një përshtatje Bluetooth në qark dhe kod, duke bërë të mundur kontrollin e produktit me një aplikacion celular. Ky nuk është qëllimi origjinal ose mënyra se si është ndërtuar produkti, vetëm një përdorim i mundshëm i dizajnit.