Kirishning avtomatik yoritilishi: 10 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Men uyning kirish qismiga avtomatik yoritishni o'rnatmoqchiman. Ko'pgina hollarda, PIR (passiv infraqizil sensori) harakatni sezish tugmasi va chiroq ishlaydi, lekin men bu fikrdan voz kechaman, chunki tashqariga o'rnatilgan sensor noqulay ko'rinadi.

Ushbu loyihadagi maqsadim:

1. Yorug'likning ko'rinishi oddiy va past ko'rinishga ega bo'lishi kerak.
2. Loyihada yangi narsalarni sinab ko'rish va yangi g'oyalarni tekshirish men uchun ham qiziq:

• 3D bosmadan murakkab geometriya uchun foydalaning.
• O'chirish dizayni, elektronika uchun PCB (bosilgan elektron platalar) tartibi va prototipi.
• Men ilgari WiFi-MCU (Microcontroller) ESP32 dan foydalanganman. Biz MCU bilan http-server orqali aloqa qila oladigan bo'lsak, bizda sensorlar signalini o'qish va yorug'lik parametrlarini o'rnatish uchun veb-interfeys bo'lsa, bu qulay emasmi?

Bu fikrlarga asoslanib, men Mockup qildim va u ishlayotganini tasdiqladim; Men yorug'lik tizimini loyihalashtiraman va qilaman.

Eslatma:

• Ushbu loyihada ko'rsatilgan jismoniy o'lchamlar 1m x 1,5m maydonni yoritish uchun mo'ljallangan. Siz uni dizaynni kengaytirish uchun mos yozuvlar sifatida ishlatishingiz mumkin.
• Ushbu loyihadagi ba'zi ishlar xavfli bo'lishi mumkin, sinov va o'rnatishdan oldin zarur ehtiyot choralarini ko'ring.
• Menda komponentlar tayyorlash uchun barcha asbob -uskunalar va asboblar yo'q. Natijada, men 3D -bosma va tenglikni ishlab chiqarish ishlarini professional studiyalarga topshiraman. Bu stsenariyda Fusion 360 va EAGLE kabi SAPR ko'p yordam beradi. Men keyingi bo'limlarda ko'proq gaplashaman.

1 -qadam: Dizaynning umumiy ko'rinishi, tartibi va modeli

Mening fikrim - bu yoritish tizimini yog'och bo'linma ichida "yashirish", lekin teshik orqali yoritishga ruxsat berish.

Men birinchi navbatda butun sahnani modellashtirish uchun Fusion360 -dan foydalanaman. Siz uni qanday ishlatish bo'yicha qo'llanmani ko'rishingiz mumkin. SAPR dizayn bosqichida vizualizatsiyani yaxshilashga katta yordam beradi.

Masalan, biz infraqizil sensorlar yordamida yaqinlashayotgan odamlarni kuzatib, yorug'likni yoqamiz. Shuning uchun sensorlar aniq joylashishi kerak. Biz modeldagi infraqizil nur yo'lini chizishimiz mumkin. Datchiklarni biz xohlagan tarzda aylantiring va harakatlantiring.

Nihoyat, men buni shunday qildim:

• Ochilish yarating va uning ustiga LED moslamasini o'rnating.
• Fotoresistor xona yorug 'bo'ladigan darajada qorong'i ekanligini tekshiradi.
• Men 2 ta uzoq masofali infraqizil datchiklardan foydalanaman, agar kimdir kirish joyiga yaqinlashsa, yorug'likni yoqadi.
• Boshqa qisqa masofali infraqizil sensor eshik ochilishini tekshiradi.
• Ochilish tor, shuning uchun biz datchiklarni aniq joylarga qo'yishimiz kerak. Shuningdek, biz LED yoritgichni teshikdan o'tishi uchun reflektorga muhtojmiz. Ushbu ikkita maqsadni bajarish uchun biz bitta qismni (Sensor ushlagichi) 3D-bosib chiqarishimiz mumkin.
• Wi -Fi orqali tizimni kuzatish va parametrlarni sozlash: Sensor ko'rsatkichlari hozir qanday? Chiroqni yoqish qanchalik yaqin? Chiroq qanchalik qorong'i bo'lishi kerak? Chiroq qancha vaqt yoniq bo'lishi kerak? Biz ESP32 kabi WiFi MCU yordamida veb -brauzer orqali yorug'likni boshqaramiz.

2 -qadam: Ochilish

Asboblar:

• Kvadrat hukmdori
• Arra- qo'lda yoki elektr bilan ishlaydigan.
• Matkap - qo'lda matkap yoki yog'och va plastmassada burg'ulash qobiliyatiga ega bo'lgan har qanday elektr haydovchi.
• Fayl
• Mala, zımpara va bo'yoq cho'tkasi - sirtni asl holatiga va rangiga qaytarish uchun.

Materiallar:

• Akril chiziqlar - Qirilgan materiallar yaxshi qalinligi etarli bo'lsa (~ 5 mm)
• Gips
• Ichki bo'yoq

Protseduralar:

1. Ochilish hajmini aniqlash uchun akril shablonni yarating. Men 4 ta akril chiziqni yig'aman va ularni bir -biriga yopishtiraman. Kvadrat o'lchagichdan foydalaning, ular bir -biriga 90 daraja. Teshikning o'lchami 365 x 42 mm.
2. Shablonda 4 ta o'rnatish teshigi qiling, so'ngra vintlar yordamida bo'linmaga mahkamlang.
3. Qirralarning bo'ylab teshiklarni burang va keraksiz joyni olib tashlang.
4. Ortiqcha materialni olib tashlash va qirralarini shablon bo'ylab tekis qilib qo'yish uchun fayldan foydalaning.
5. Shablonni olib tashlang. O'rnatish teshiklari va yog'och yuzasiga gips surting.
6. Sirtni qumlang va gips surting. Sirt tekis bo'lguncha bu amallarni takrorlang.
7. Sirtni bo'yash.

3 -qadam: LEDni yig'ish

Asboblar:

• Arra - qo'lda yoki elektrda ishlaydi.
• Matkap - qo'lda matkap yoki yog'och va plastmassada burg'ulash qobiliyatiga ega bo'lgan har qanday elektr haydovchi.
• Tel -stripper
• Lehimlash temir

Materiallar:

• Ø20 mm PVX quvurlari va ushlagichlari.
• 5W G4 LED lampochkasi va rozetkasi x5
• Elektr kabellari
• Lehim sim
• Siqilish naychasini eshiting

Protseduralar:

1. Chiroq tanasi sifatida uzunligi 355 mm bo'lgan PVX quvurlarni kesib oling.
2. Ikkala uchiga ikkita naycha ushlagichini stend sifatida o'rnating.
3. LED rozetkalari uchun PVX trubkada Ø17 mm bo'lgan beshta teshikni burg'ulang.
4. LED rozetkalarini joylashtiring va kabellar trubadan chiqishi uchun etarlicha uzun ekanligiga ishonch hosil qiling, agar kabel juda qisqa bo'lsa uzaytiring. Yorug'lik manbai sifatida biz 5W G4 LED lampalarini ishlatadigan bo'lsak, oqim 220VAC uchun ~ 23mA bo'ladi. Asl kabelni lehimlash uchun AWG#24 tasma simlaridan foydalanaman. Bog'langan joyni himoya qilish uchun qisqaruvchi naychadan foydalaning.
5. LED lampalarini LED rozetkalariga o'rnating.
6. LED lampalarini parallel ulang.

4 -qadam: Sensor ushlagichini yasash

Men birinchi bo'lib sensor ushlagichini modellashtirish uchun Fusion360 dan foydalanaman. O'rnatish va ishlab chiqarishni soddalashtirish uchun datchik ushlagichi ham yorug'lik reflektori vazifasini bajaradi va ular bir qismdan iborat. Sensor ushlagichi IQ diapazonidagi sensorlar shakliga mos keladigan o'rnatish bo'shliqlariga ega bo'lishi kerak. Buni Fusion360 -dan foydalanganda oson bajarish mumkin:

1. Datchiklar va datchik ushlagichini kerakli joyga olib kiring va joylashtiring [2 -bosqichda ko'rsatilganidek]
2. Tutqich va datchiklar orasidagi tovush balandligini tekshirish uchun interferentsiya buyrug'idan foydalaning.
3. Sensorlarni ushlab turing va ushlagichdagi bir -birining ustiga qo'yilgan tovushni olib tashlang.
4. Modelni yangi qism sifatida saqlang. O'rnatish bo'shliqlari endi sensorlar shakliga ega!
5. Ishlab chiqarish bardoshliligini ham hisobga olishimiz kerak: Sensor o'lchami bardoshliligi ± 0,3 mm va 3D bosib chiqarishga bardoshliligi ± 0,1 mm. Men bo'shliqlarning barcha aloqa yuzalarida 0,2 mm chetga siljish qildim.

Model 3D bosib chiqarish uchun studiyaga yuboriladi. Ishlab chiqarish narxini pasaytirish uchun men 2 mm kichik qalinligidan foydalanaman va materialni tejash uchun bo'sh naqshlar yarataman.

3D bosib chiqarish muddati taxminan 48 soatni tashkil qiladi va narxi ~ 32 AQSh dollari. Qabul qilganimda, tayyor qismi allaqachon zımparalanib ketgan edi, lekin u juda qo'pol. Shuning uchun men sirtni 400 grit namli zımpara bilan tozalab, so'ngra ichki qismini oq bo'yoq bilan sepaman.

5 -qadam: O'chirish dizayni

Maqsad va mulohazalar

• Menda lehimli qayta ishlaydigan pech yo'q, shuning uchun faqat DIP paketidagi qismlar hisobga olinadi.
• Yagona taxtali dizayni: PCB barcha komponentlarni o'z ichiga oladi, shu jumladan AC-DC quvvat manbai.
• Energiyani tejash: datchiklar va LED chiroqni faqat kirish etarlicha qorong'i bo'lganda yoqing.
• Masofaviy konfiguratsiya: MCU parametrlarini WiFi orqali sozlash.

Zanjir qanday ishlaydi

• Terminal qutisi (TB1) orqali sug'urta himoyasi (XF1) orqali AC quvvat manbai.
• Miniatura AC-DC quvvat manbai (PS1) 5VDC quvvatini ESP32 MCU (JP1 & 2) platasi va sensorlar bilan ta'minlash uchun ishlatiladi.
• WiFi MCU ESP32 (NodeMCU-32S) ADC kanali (ADC1_CHANNEL_7) yordamida Fotoresistordan (PR) kuchlanish signalini o'qiydi. Agar signal chegaradan past bo'lsa, barcha 3 infraqizil sensorni quvvatlantirish uchun GPIO pin22 orqali MOSFET (Q1) ni yoqing.
• Yana 3 ta ADC kanallari (ADC1_CHANNEL_0, ADC1_CHANNEL_3, ADC1_CHANNEL_6) 3 ta infraqizil sensorlar signal chiqishi uchun (IR_Long_1, IR_Long_2, IR_Short). Agar signal chegaradan yuqori bo'lsa, GPIO pin 21 orqali MOSFET (Q2) ni yoqing, u SSR (K1) ni yoqadi va TB1 ga ulangan LED chiroqlarini yoqadi.
• MCU Wi -Fi almashinuvi (S1) ning (ADC1_CHANNEL_4) orqali yoqilganligini tekshiradi, MCU parametrlarini sozlash uchun WiFi vazifasini bajaradi.

Qismlar ro'yxati

1. NodeMCU-32S x1
2. O'rtacha quduq IRM-10-5 quvvat manbai x1
3. Omron G3MC-202P-DC5 qattiq hol o'rni x1
4. STP16NF06L N-kanalli MOSFET x2
5. Sharp GP2Y0A710K0F masofani o'lchash sensori x2
6. Sharp GP2Y0A02YK0F masofani o'lchash sensori x1
7. Ayol sarlavhasi 2,54 mm -19 pinli x2 (yoki uni 19 pin qilish uchun sarlavhalarning har qanday kombinatsiyasi)
8. HB-9500 9. mm oralig'idagi terminal bloki 4-pin2 (HP-4P) x1
9. KF301 5,08 mm oraliqdagi terminal blokli ulagichi 2-pinli x1
10. KF301 5,08 mm oraliqdagi terminal blokli ulagichi 3-pinli x3
11. SS-12D00 1P2T Toggle Switch x1
12. BLX-A sug'urta ushlagichi x1
13. 500mA sigortali
14. PhotoResistor x1
15. 1k Ohm rezistorlar x3
16. 0,1uF kondansatkichlari x3
17. 10uF kondansatör x1
18. M3X6mm neylon vintlardek x6
19. M3X6mm neylon tayanch vintlari x4
20. M3X8mm neylondan ajratuvchi x4
21. M3 neylon yong'oq x2
22. Plastik korpus (o'lchami 86 mm x 84 mm dan katta)
23. 2W 33k Ohm qarshilik x1 (ixtiyoriy)

E'tibor bering, past quvvatli LED hali ham yonib turishi mumkin, hatto Qattiq holat rölesi O'chirilgan bo'lsa ham, bu qattiq o'rni o'rni ichkarisida. Ushbu muammoni hal qilish uchun sizga LED chiroq bilan parallel ravishda rezistor va kondansatör ulanishi kerak bo'lishi mumkin.

6 -qadam: tenglikni joylashtirish va yig'ish

O'chirish uchun biz universal PCB prototipidan foydalanishimiz mumkin. Lekin men EAGLE CAD -dan sxemasi va sxemasini loyihalashda foydalanishga harakat qilaman. Kengash rasmlari (Gerber fayli) ishlab chiqarish uchun PCB prototiplash studiyasiga yuboriladi.

1oz misli 2 qatlamli FR4 taxtasi ishlatiladi. O'rnatish teshiklari, teshiklar bilan qoplangan, issiq havoda lehimlarni tekislash, lehim niqobi qatlami, Silkscreen matni (hozirda ular siyoh-jet yordamida) kabi xususiyatlar kiritilgan. 10 dona (MOQ) tenglikni ishlab chiqarish narxi ~ 4,2 AQSh dollarini tashkil etadi - bu ish sifatining o'rtacha narxi.

PCB dizayni uchun EAGLE -dan foydalanish bo'yicha yaxshi qo'llanmalar mavjud.

Sparkfundan:

• EAGLE -dan foydalanish: sxematik
• EAGLE -dan foydalanish: taxta tartibi

Ilya Mixelsonning yaxshi Youtube darsligi:

• Eagle PCB qo'llanmasi: sxematik
• Eagle PCB bo'yicha qo'llanma: tartib
• Eagle PCB qo'llanmasi: Dizaynni yakunlash
• Eagle PCB qo'llanmasi: Maxsus kutubxona

Komponentlarni PCB va lehimning orqa tomoniga joylashtiring. Qattiq hol rölesi, sug'urta qutisi va kondensatorlarni issiq elim bilan mustahkamlang, plastmassa korpusning pastki qismidagi teshiklarni burang va neylon ajratgichlarni o'rnating. Kabel ulanishini ta'minlash uchun yon devorlarda teshiklar qiling. PCB yig'ilishini ajratgichlar ustiga o'rnating.

7 -qadam: Sensor kabellarini uzaytiring

Asl sensor kabellari juda qisqa va uzaytirilishi kerak. Men shovqinni signal kuchlanishiga xalaqit berishini kamaytirish uchun ekranlangan 22AWG signal kabelidan foydalanaman. Ekranni Ground sensoriga, Vcc va Vo -ni boshqa simlarga ulangan. Qo'shimchani siqilish trubkasi bilan himoya qiling.

Xuddi shu tarzda fotorezistorni kengaytiring.

8 -qadam: yig'ish

1. LED moslamasini o'rnating, stendga silikon yoki issiq elim surting va bo'linmaga mahkamlang.
2. LED moslamasini yopish uchun sensor ushlagichini o'rnating. Sensor ushlagichlariga 3 ta infraqizil sensorni o'rnating.
3. Burchak yaqinidagi bo'linmada Ø6,5 mm teshik qiling. Fotorezistorni joylashtiring, uni issiq issiqlik elim yordamida mahkamlang.
4. Tekshirish davri bo'lgan korpusni devorga o'rnating.
5. Quyidagi simlarni ulang:

• AC quvvat manbai, kontaktlarning zanglashiga "AC IN".
• LED chiroqlari kontaktlarning zanglashiga olib keladi.
• Infraqizil sensorlar: Vcc - "5V", GND - "GND", Vo - "Vout" sxemasidagi
• Fotoresistor sxemadagi "PR" ga.

9 -qadam: dasturiy ta'minot va sozlash

Dasturiy ta'minotning manba kodini ushbu GitHub havolasida yuklab olish mumkin.

Wi -Fi -ni almashtirish tugmachasini yoqing va qurilmani yoqing. MCU sukut bo'yicha SoftAP rejimiga o'tadi va siz "ESP32_Entrance_Lighting" kirish nuqtasiga WiFi orqali ulanishingiz mumkin.

Brauzerda 192.168.10.1 -ga o'ting va quyidagi funktsiyalarga kiring:

1. OTA dasturiy ta'minotini brauzer orqali yuklash orqali yangilash.
2. Parametrlarni sozlash:

• PhotoResistor - datchiklar yonadigan fotorezistorli trigger darajasi (ADC diapazoni 0-4095)
• IR_Long1 - Uzoq masofali infraqizil datchik 1 chiroqni yoqadigan masofa (ADC diapazoni 0-4095)
• IR_Long2 - Uzoq masofali infraqizil datchik 2 chiroqni yoqadigan masofa (12 bitli ADC diapazoni 0-4095)
• IR_Short - qisqa masofali infraqizil sensori chiroqni yoqadigan masofa (ADC diapazoni 0-4095)
• Yonish vaqti - chiroq yonib turadigan vaqt (millisekund)

"Yangilash" tugmachasini bosish orqali ishga tushirish darajalari matn maydonlaridagi qiymatlarga o'rnatiladi.

"Sensor so'rovi" tugmachasini bosing, agar yorug'lik darajasi fotorezistorning tetik darajasidan past bo'lsa, sensorlar har soniyada yangilanadi.

10 -qadam: tugating

Yaxshilash haqida ba'zi fikrlar:

• Energiya sarfini kamaytirish uchun MCU chuqur uyqu rejimi/Ultra kam quvvatli protsessor.
• Tezroq javob berish uchun an'anaviy HTTP xabari o'rniga veb -soket/xavfsiz veb -soketdan foydalanish.
• Lazerli diapazon sensori kabi arzonroq komponentlardan foydalanish.

Loyihaning moddiy qiymati taxminan 91 AQSh dollarini tashkil qiladi - bu biroz qimmat, lekin menimcha, yangi narsalarni sinab ko'rish va texnologiyani o'rganish maqsadga muvofiqdir.

Loyiha tugadi va u ishlaydi. Umid qilamanki, sizga bu ko'rsatma yoqadi.