Dera automatike e kafazit të pulës - Arduino e kontrolluar .: 10 hapa (me fotografi)

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

Ky udhëzues është për hartimin e një dere automatike pule me kohë hapjeje dhe mbylljeje të ndryshueshme me dorë. Dera mund të hapet ose mbyllet nga distanca në çdo kohë.

Dera është projektuar të jetë modulare; korniza, dera dhe kontrolluesi mund të ndërtohen dhe testohen në një vend larg kafazit dhe pastaj thjesht të ngjiten në hapjen ekzistuese të kafazit.

Ai funksionon me 9Vdc, kështu që mund të mundësohet nga priza ose një bateri dhe panel diellor për të ngarkuar baterinë.

Përdor një solenoid për tu kyçur në derën e mbyllur dhe për ta mbajtur derën në pozicion të hapur.

Pjesët kryesore përfshijnë:

Arduino UNO 3.

Ekran LED me 4 shifra, 7 segmente

Moduli RTC

Moduli RF

Potenciometra, Servo motor, Solenoid 6V - 12V, Kodifikues rrotullues me butonin shtypës

Dera dhe korniza e saj mund të bëhen nga copa druri. Dera rrotullohet lart rreth një shufre (e marrë nga një printer në rastin tim) dhe kundërpeshohet për të zvogëluar çift rrotullues të nevojshëm për të ngritur derën.

Mjetet për ndërtimin e tij përfshijnë:

PC me Arduino IDE për të programuar Arduino, Çekiç, Pa, Makine per ngjitjen e metalit, Preres telash, Stërvitje, Vidhosës.

Unë ndërtova këtë derë automatike të pulës për të më shpëtuar detyrën dy herë në ditë të hapjes dhe mbylljes së derës në mëngjes dhe në mbrëmje. Pulat janë ofrues të shkëlqyeshëm të vezëve, plehut dhe argëtimit, por të ngrihesh herët për t'i lënë jashtë kafazit - veçanërisht në Dimër - ishte e lodhshme. Dhe pastaj duke u siguruar që isha në shtëpi në kohë për t'i mbyllur ato me të vërtetë më kufizoi lirinë për të ardhur në shtëpi vonë.

Pulat ndjekin një rutinë të përditshme të kthimit në një kafaz rreth perëndimit të diellit dhe zgjimit rreth lindjes së diellit. Koha kur ato hyjnë dhe dalin nuk është e saktë dhe ndikohet nga moti i ditës dhe drita e ambientit. Nëse shihet se një pulë është tepër vonë për të hyrë pasi të jetë mbyllur dera, dera mund të hapet nga distanca pastaj të mbyllet. Dera mund të mbyllet gjatë ditës nëse pronari duhet të ndalojë hyrjen e pulave të pangopura.

Meqenëse kohët e lindjes dhe perëndimit të diellit ndryshojnë gjatë gjithë vitit dhe varen nga gjerësia gjeografike, çdo kontrollues i derës duhet të ndjekë kohën e ditës, ditën e vitit dhe të di gjerësinë gjeografike të vendndodhjes. Kjo kërkesë mund të plotësohet me softuer ose një suntracker, por në këtë dizajn përdor cilësimet e kohës të hapura dhe të mbyllura me dorë të rregullueshme për t'i mbajtur gjërat më të thjeshta.

Ndërsa koha e lindjes dhe caktimit të diellit ndryshon vetëm me disa minuta nga një ditë në tjetrën, cilësimet e kontrolluesit të derës duhet të rregullohen vetëm një herë në javë.

Kur një pronar ka një ndjenjë të rutinës së pulave të tyre, ata lehtë mund të rregullojnë kohën e hapur dhe të mbylljes.

Koha e hapjes mund të rregullohet nga 3 e mëngjesit në 9 të mëngjesit dhe koha e mbylljes nga 3 pasdite në 9 pasdite. Këto kohë i përshtaten gjerësisë gjeografike nga 12 në 42 gradë nga ekuatori (Darvini në Hobart në Australi) dhe mbulojnë ditët më të gjata dhe më të shkurtra të vitit. Me

Në thelb kontrolluesi i derës është një orë me dy alarme të rregullueshme me mbivendosje manuale.

Hapi 1: Korniza dhe Lëkundja e Dyerve

Korniza është bërë për t'u siguruar mbi hapjen ekzistuese të kafazit. Dera lëkundet lart si një derë garazhi. Ky dizajn ka avantazhin ndaj dyerve automatike që rrëshqasin lart ose anash për kafazet ku kulmi zbret mbi derën ekzistuese ose hapja ekzistuese është ngjitur me një mur.

1. Hiqni derën ekzistuese.

2. Zgjidhni një madhësi kornize që përshtatet me hapjen ekzistuese. Dy dimensione të kornizës janë të rëndësishme - lartësia e kornizës dhe gjerësia e drurit. Dera lëkundet nga një strumbullar horizontal dhe gjatësia nga strumbullari në kornizë ("D" në diagram) është e njëjtë me gjerësinë e drurit. Kjo do të thotë që kur dera është e hapur, pjesa e derës mbi strumbullar nuk ndërhyn me murin e kafazit.

3. Zgjidhni një material për kornizën që është i fortë dhe rezistent ndaj motit. Kam përdorur çamçakëz të kuq i cili rezultoi i fortë, por i rëndë. Pisha në natyrë do të ishte më e lehtë për të punuar me të.

4. Vetë dera duhet të jetë e lehtë, e ngurtë dhe rezistente ndaj motit.

Hapi 2: Përcaktimi i shufrës së boshtit dhe kthesës së derës

Dimensionet e derës lëkundëse duhet të jenë të tilla që gjerësia e derës të përshtatet me skajet e brendshme të kornizës. Lartësia e derës është më e vogël se pjesa e brendshme e lartësisë së kornizës.

1. Gjeni një shufër me diametër dhe gjatësi rreth 5 mm (1/4 inç) e barabartë me gjerësinë e kornizës. Përdora shufrën nga një printer i çmontuar, por shufra e filetuar do të ishte e mjaftueshme. Një burim tjetër i shufrave janë nga raftet e tharjes së rrobave metalike. Një shufër mund të pritet me një prestar rrufe ose sharrë hekuri. Qëroni veshjen nga metali me një teh.

2. Pritini dy groove në kornizë në një gjatësi "D" (në diagramin në hapin e mëparshëm) nga hapja e sipërme e kornizës dhe një thellësi e diametrit të shufrës së boshtit.

3. Gjeni një menteshë diametri i të cilit është i njëjtë ose pak më i madh se shufra e boshtit. Thyejeni kunjin me një çekiç dhe një grusht qendror. Nëse nuk keni një grusht qendror, përdorni një gozhdë të madhe ose kunj të ngjashëm.

Nga ana tjetër, strumbullari i shufrës së printerit që kam përdorur ishte një përshtatje perfekte për varen e parë që doli nga kutia ime e hedhurinave.

4. Peshat e pjesës së poshtme të derës rrotulluese nën strumbullar dhe pjesa e sipërme mbi strumbullar duhet të jenë të ngjashme për të hequr ngarkesën nga servo motori që hap derën. Kjo mund të arrihet me disa bulona dhe arra të rënda që janë shpuar në pjesën e sipërme të derës.

Hapi 3: Servo Motor dhe Armë Ngritëse

Kam përdorur një servo motor MR-996. Ka një çift rrotullues prej: 9.4 kgf · cm (4.8 V), ose 11 kgf · cm (7.2 V). Kjo do të thotë se për një derë 20 cm poshtë strumbullarit, motori mund të ngrejë 11kg/20 = 550g në 7.2V.

Me pjesën e kundërpeshuar mbi shufrën e boshtit, dera mund të jetë më e rëndë dhe/ose më e gjatë. Kam përdorur dy arra dhe bulona të mëdhenj si kundërpeshë, të treguar në fotografi.

Servo vjen me një krah plastik që përshtatet në boshtin dalës të servos të dalur. Pritini njërën anë të këtij krahu me një thikë të mprehtë ose prerës teli.

2. Krahu ngritës është i përbërë nga dy gjatësi alumini, krahu i sipërm është një kllapa L, krahu i poshtëm një pjesë e rrafshët alumini.

Diagramet e bashkangjitura tregojnë se si të llogariten dimensionet e secilës krah. Dimensionet që rezultojnë bazohen në gjerësinë e kornizës, "d" dhe pozicionin e pikës së ngritjes të montuar në derë.

Krahu i sipërm ka prerje në mënyrë që krahu të pastrojë servo motorin kur ngre derën.

Hapi 4: Bllokoni solenoidin dhe mbështetjen e hapur për derën

1. Një solenoid i montuar në kornizë shërben për dy qëllime:

a) mbyllni derën kur është e mbyllur, dhe

b) parandaloni mbylljen e derës sapo të hapet.

Solenoidi drejtohet nëpërmjet një FET nga një dalje e kontrolluesit. Ajo tërhiqet për disa sekonda ndërsa dera është në proces të hapjes ose mbylljes.

2. Siguroni një copë druri siç tregohet në foto. Do të jetë më e shkurtër se gjerësia e kornizës dhe e montuar pikërisht nën shufrën e boshtit.

Hapi 5: Kontrolluesi

1. Kam përdorur një Arduino Uno 3 si bazë të kontrolluesit. Ka gjithsej 17 kunja hyrëse dhe dalëse.

2. Kontrolluesi mban kohën përmes një kontrolluesi I2C RTC me bateri të rezervuar. Do të ishte e preferueshme që të keni një kopje rezervë të baterisë së rimbushshme për të kursyer përpjekjet e hapjes së kontrollit çdo vit për të ndryshuar baterinë e RTC. Koha caktohet përmes një kontrolluesi rrotullues dhe shfaqet në një LED me 4 shifra me 7 segmente. Dikush mund të përdorë një LCD dhe të shfaqë më shumë informacion siç është numri i hapjeve dhe mbylljeve të derës.

3. Koha e hapjes dhe mbylljes rregullohet me potenciometra linearë 10k Ohm. Unë mund të kisha përdorur koduesin rrotullues dhe ekranin LED për të vendosur kohët e hapjes/mbylljes, por vendosa që do të ishte më e thjeshtë për përdoruesin që të jetë në gjendje të ecë dhe të shohë orët nga paneli nga distanca. Kohët duhet të ndryshojnë vetëm çdo javë ose më shumë.

4. Një përshtatës wireless RF (https://www.adafruit.com/product/1097) për lehtësinë e hapjes dhe mbylljes me dorë nga distanca. Fob url kryesore:

5. Kutia që zgjodha për të vendosur kontrolluesin ishte në anën e vogël, kështu që më duhej të shtoja një kuti më të vogël në të për t'iu përshtatur marrësit në distancë.

6. Diagrami i ngrirjes është bashkangjitur.

Hapi 6: Kodi

Kodi sillet rreth dhe kryen sa vijon:

1. skanon gjendjen e çelsave të panelit, 2. lexon RTC dhe konverton kohën në minuta të ditës (0 në 1440).

3. lexon dy potenciometrat analogë dhe shndërrohet në kohë të hapura dhe mbyllëse të plota. Për të dhënë një zgjidhje më të mirë të cilësimeve të kohës, oraret e hapura të mbyllura janë të kufizuara respektivisht nga 3 e mëngjesit deri në 9 të mëngjesit dhe nga 3 pasdite deri në 9 m.

4. lexon hyrjen RF për të parë nëse është shtypur butoni i largët.

5. krahason kohën aktuale me kohën e hapjes dhe mbylljes dhe lexon mënyrën për të përcaktuar hapjen ose mbylljen e derës.

Shtimi i një çelësi manual të hapur dhe të mbyllur e komplikoi dizajnin e softuerit në atë që sistemi i nevojshëm për të kaluar midis modaliteteve "manuale" dhe "automatike, dmth. Të kohës". E zgjidha këtë pa shtuar një çelës tjetër 'mode' duke e detyruar përdoruesin të shtypë çelësin e hapur ose të mbyllur dy herë për t'u kthyer në modalitetin automatik.

Një shtypje e vetme e butonit të hapur ose të mbyllur e zhvendos kontrolluesin në modalitetin manual. Ekziston mundësia që nëse dera hapet pas kohës së ngushtë, ndoshta për të lënë një pulë të vonuar në kafaz, përdoruesi do të harrojë ta kthejë derën në modalitetin automatik. Kështu, mënyra manuale nënkuptohet nga ekrani LED që tregon "Hap" ose "Mbyll" si një kujtesë.

Bibliotekat e ekranit LED i kam nga:

Hapi 7: Lista e Pjesëve të Kontrolluesit

Moduli 7-segmentesh Arduino Uno 34-shifror

Servo motor MG 996R

Rezistent 1k Ohm

FET: FQP30N06L.

Potenciometra 2 x 10kOhm (kohë të caktuar/hapjes/mbylljes)

Kodifikues rrotullues me butonin e integruar

Tela bluzë

Konvertuesi 1A DC-DC: për Servo dhe solenoid

1 x ndërprerës SPDT (përzgjedhës i caktuar i orës/minutës)

1 x qendër SPDT jashtë çastit-çastit (për hapjen/mbylljen manuale)

1 x qendra SPDT e fikur (për zbrazjen/shikimin e kohës/përzgjedhësin e caktuar të kohës)

Solenoid: Shtyjeni Tërheq 6-12V 10MM Goditje

Marrës Adafruit Simple RF M4 - Lloji Momental 315MHz

Telekomandë Keyfob 2 -Button RF - 315MHz

Kuti

Hapi 8: Furnizimi me energji dhe Paneli Diellor & Madhësia e Baterisë

1. Edhe pse Arduino mund të funksionojë nga 12Vdc, duke bërë kështu do të bënte që rregullatori linear në bord të funksionojë nxehtë. Servo funksionon më mirë në një tension më të lartë (<7.2V), kështu që një kompromis ishte për të drejtuar sistemin 9Vdc dhe për të përdorur një konveter DC-DC për të fuqizuar solenoidin dhe servo në 6V. Unë mendoj se konvertuesi DC-DC mund të hiqet dhe Arduino, servo motor dhe solenoid të veprojnë me të njëjtin furnizim 6V (1A). Një kondensator 100uF do të rekomandohej për të filtruar Arduino nga servo dhe solenoidi.

2. Kontrolluesi që bëra tërhoqi një rrymë qetësuese prej rreth 200mA. Kur solenoidi dhe servo ishin në veprim, tërheqja aktuale ishte rreth 1A.

Ekrani LED mund të fiket me një ndërprerës për të kursyer energjinë e baterisë.

Duke pasur parasysh që dera mori rreth 7 sekonda për tu hapur ose mbyllur, dhe operacionet e hapjes dhe mbylljes ndodhën vetëm dy herë në ditë, 1A në vlerësimin e konsumit ditor të energjisë u neglizhua.

Mund të dalë nga një paketë prizë 1A 9V, por paketa e rrjetit dhe prizës do të duhet të mbrohet nga moti.

3. Përdorimi ditor i energjisë llogaritet si 24h x 200mA = 4800mAh. Një bateri acidi plumbi 7Ah me një panel diellor 20W duhet të mjaftojë me një ditë autonomi në zonat me një mesatare vjetore prej 5 orësh izolim. Por me më shumë bateri dhe një panel më të madh, do të kishte më shumë ditë autonomie.

Kam përdorur llogaritësin e mëposhtëm online për të vlerësuar madhësinë e baterisë dhe panelit:

www.telcoantennas.com.au/site/solar-power-…

Hapi 9: Udhëzimet e përdorimit të përdoruesit

Dera funksionon në modalitetin automatik ose manual.

Modaliteti automatik do të thotë që dera hapet ose mbyllet sipas cilësimeve të kohës së hapjes ose mbylljes. Modaliteti automatik nënkuptohet me një ekran të zbrazët kur çelësi i ekranit është vendosur në "Blank". Kur modaliteti ndryshon nga manuali në Automatik, fjala 'AUTO' do të ndizet për 200mS.

Dera kalon në modalitetin manual sa herë që telekomanda ose shpejtësia në kontrollues është aktivizuar. Modaliteti manual nënkuptohet kur ekrani shfaq "OPEn" ose "CLSd" me çelësin e ekranit të vendosur në "Blank".

Në modalitetin manual, cilësimet e kohës së hapur/mbylljes nuk merren parasysh. Varet nga përdoruesi që të mbajë mend të mbyllë derën nëse ajo është hapur me dorë, ose të hapë derën nëse është mbyllur me dorë, ose të kthehet përsëri në modalitetin automatik.

Për t'u kthyer përsëri në modalitetin automatik, përdoruesi duhet të shtypë butonin Mbyll për herë të dytë nëse dera është e mbyllur tashmë, ose butonin Hap një herë të dytë nëse dera është tashmë e mbyllur.

Dera fillon në modalitetin automatik në fillim të ditës (ora 12:00).

Hapi 10: Këmbanat dhe Bilbilët

Disa përmirësime të ardhshme mund të përfshijnë:

Zile pa valë e derës për të sinjalizuar kur dera hapet/mbyllet

"Alarm i mbërthyer" nëse sistemi tërheq rrymën e barabartë me solenoidin dhe servo për më shumë se 10 sekonda.

Bluetooth dhe Aplikacioni për të konfiguruar kontrolluesin.

Hapja dhe mbyllja e kontrolluar nga interneti.

Zëvendësoni ekranin LED me LCD për të treguar më shumë informacion.

Hiqni dorë nga potenciometrat e vendosjes së kohës së hapur/mbylljes dhe përdorni një çelës ndërprerës dhe çelësin rrotullues ekzistues për të vendosur kohën e hapjes/mbylljes.