Arduino Uno avtomatlashtirilgan quyosh pardasi tizimi: 9 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Yaratilgan mahsulot avtotransport vositalari uchun avtomatik quyosh pardasi tizimi bo'lib, u to'liq avtonom bo'lib, harorat va yorug'lik sezgichlari tomonidan boshqariladi. Bu tizim mashina ma'lum bir haroratga yetganda va mashinadan ma'lum miqdordagi yorug'lik o'tganda, mashinaning oynasini oddiygina soya bilan yopishga imkon beradi. Chegaralar transport vositasi yoqilganda soya ishlamasligi uchun o'rnatildi. Parametrlarning hech biri bajarilmagan bo'lsa ham, siz soyani oshirmoqchi bo'lsangiz, tizimga kalit qo'shildi. Masalan, agar kechasi salqin bo'lsa va siz mashinangizni maxfiylik uchun yopib qo'yishni xohlasangiz, siz ko'lankani ko'tarish uchun kalitni bosishingiz mumkin. Tizimni to'liq o'chirish uchun siz kalitni o'chirib qo'yishingiz mumkin.

Muammolar bayonoti - Issiqlikda mashinalar tashlab ketilganda, avtomobilning ichki harorati, ayniqsa, mashinani qaytadan kirayotganda yoki yo'lovchilar uchun juda noqulay bo'lishi mumkin. Ko'zi ojiz tizimga ega bo'lish, kimdir sizning mashinangizda ko'rinishini oldini olish uchun xavfsizlik moslamasi bo'lib xizmat qilishi mumkin.” Garchi mashinalar uchun quyosh pardalari oson va sodda bo'lsa ham, ba'zida qiyinchilik tug'dirishi mumkin va siz uni qo'yishni unutib qo'yishingiz mumkin. Avtomatik quyoshdan himoyalanish tizimi yordamida siz soyalarni qo'lda qo'yishingiz yoki ularni qo'yishni unutmang, chunki kerak bo'lganda u avtomatik ravishda ko'tariladi.

Rasm manbasi:

1 -qadam: Dizayn kontseptsiyasi jarayoni

Men oxir -oqibat mashinaga qo'shilishi mumkin bo'lgan oddiy dizaynni ishlatishni xohlardim. Bu shuni anglatadiki, bu avtomobil uchun allaqachon o'rnatilgan xususiyat. Biroq, hozirda qurilganidek, u deraza oynalari uchun ham ishlatilishi mumkin. Dizaynni yaratish jarayonida bir nechta eskizlar va g'oyalar tuzildi, lekin qaror qabul qilingan matritsadan so'ng, hozir ishlab chiqarilgan mahsulot konstruktiv kontseptsiya edi.

2 -qadam: Ishlatilgan materiallar

Rasmlar loyihada ishlatilgan haqiqiy komponentlardan iborat. Loyihaning ma'lumotlar varaqlari ilova qilingan hujjatda. Hamma ma'lumotlar varaqlari berilishi mumkin emas. Butun mahsulotni ishlab chiqarish uchun menga taxminan 146 dollar kerak bo'ldi.

Aksariyat qismlar va butlovchi qismlar Amazon yoki Lowe's deb nomlangan uy -ro'zg'or do'konidan kelgan.

Boshqa ishlatilgan qurilmalar:

Tel -chiziqlar

Pense

Phillips tornavida

Yassi boshli tornavida

Ko'p metrli

Noutbuk

Arduino dasturi yuklab olingan

3 -qadam: Mantiq: bu qanday ishlaydi

O'chirish:

Kompyuter yoki noutbuk orqali Arduino dasturchisidan kod Arduino Uno -ga yuboriladi, keyin u kodni o'qiydi va buyruqlarni bajaradi. Arduino Uno -ga kod yuklanganidan so'ng, Arduino Uno boshqa quvvat manbai bilan ta'minlansa, dasturni davom ettirish uchun kompyuterga ulanishga hojat qolmaydi. O'chirishdagi H - ko'prigi 5 voltli kuchlanishni ta'minlaydi, bu Arduino Uno -ni boshqarish uchun etarli. Tizim Arduino Uno -ning quvvat manbai sifatida kompyutersiz ishlashiga imkon beradi, bu esa tizimni ko'chma qilib qo'yadi, agar uni mashinada ishlatishni xohlasangiz.

Arduino Uno -ga ikkita chegara kalitlari, harorat sensori, yorug'lik sensori, RBG LED va H - ko'prigi ulangan.

RBG LED - bu qo'zg'aysan tayog'i qaerda joylashganligini ko'rsatadi. Trigger pastki holatda bo'lsa, pastki chegara tugmasi ishga tushadi, LED qizil rangda yonadi. Tetik ikkala chegara kalitlari o'rtasida bo'lsa, LED ko'k rangda ko'rinadi. Tetik tepada bo'lsa, yuqori chegara tugmachasini bosganda, LED pushti-qizil rangni ko'rsatadi.

Cheklov kalitlari - bu tizimga motor harakatini to'xtatishni aytish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kalitlari.

H - ko'prigi vosita aylanishini boshqarish uchun o'rni vazifasini bajaradi. u juft bo'lib yoqish orqali ishlaydi. u dvigatel orqali oqim oqimini o'zgartiradi, u kuchlanish qutblanishini boshqaradi, bu esa yo'nalishni o'zgartirishga imkon beradi.

12 voltli, 1,5 amperli batareya dvigatelni quvvat bilan ta'minlaydi. Batareya H - ko'prigiga ulangan, shuning uchun dvigatelning aylanish yo'nalishini boshqarish mumkin.

Batareya va H - ko'prigi o'rtasida qo'lda o'tish tugmasi avtomobil yoqilganda yoki o'chganda simulyatsiya qilish uchun yoqish/ o'chirish komponenti vazifasini bajaradi. Avtotransport vositasi yoqilganligini ko'rsatuvchi kalit yoqilganda, hech qanday harakat bo'lmaydi. Shunday qilib, transport vositasini boshqarishda soya ishlamaydi. Avtotransport vositasi xuddi shunday o'chirilgandek harakat qilganda, tizim o'chadi va tizim to'g'ri ishlaydi.

Harorat sensori kontaktlarning zanglashiga olib keladigan asosiy element hisoblanadi, agar belgilangan chegara harorati bajarilmasa, yorug'lik sezilmasa ham hech qanday harakat qilinmaydi. Agar harorat chegarasi bajarilsa, u holda kod yorug'lik sezgichlarini tekshiradi.

Agar yorug'lik va harorat sensori parametrlari bajarilsa, tizim dvigatelning harakatlanishini aytadi.

Jismoniy komponent:

12V 200 rpm tezlikda ishlaydigan doimiy dvigatelga tishli ulanadi. Vites zanjirga biriktirilgan alyuminiy tayoqning yuqoriga yoki pastga harakatini boshqaruvchi zanjir va tishli tizimni aylantiruvchi haydovchi tayog'ini boshqaradi. Metall novda soyaga ulangan bo'lib, uni joriy kod parametrlari soya qanday bo'lishini talab qilishiga qarab uni ko'tarish yoki tushirish imkonini beradi.

4 -qadam: Loyihani ishlab chiqish

Yaratish jarayoni:

1 -qadam) Frame yaratish

2 -qadam) Komponentlarni ramkaga ulang; tishli va zanjirli tizimlarni, shuningdek, qulflash pimi olib tashlangan rulonli soyani o'z ichiga oladi

Men qulflash pimini olib tashlash uchun rulo soyasining so'nggi qopqog'ini olish uchun penslarni ishlatardim. Agar ehtiyot bo'lmasangiz, rulonli soyadagi bahor tarangligi yo'qoladi, agar shunday bo'lsa, shamolni qaytarish oson. Rolik soyasini ushlab turing va ichki mexanizmni mahkamlangunga qadar burang.

3 -qadam) Non taxtasida sxemani yarating - Arduino raqamli yoki analog analog piniga mos keladigan taxta pinini ulash uchun o'tish simlarini ishlating.

4 -qadam) Arduino -da kod yarating

5 -qadam) Sinov kodi; Agar muammolar kodni tuzatsa, ketma -ket monitorda chop etishga qarang.

6 -qadam) Loyihani yakunlash; Kod yaratilgan sxema va mahsulot tuzilishi bilan ishlaydi.

Menga loyihamni yaratishda ko'p forumlar va o'quv videolari ishlatilgan.

Adabiyotlar ro'yxati:

• 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…

Sinov va xato, izlanishlar va hamkasblarim va kollej professorlarining qo'shimcha yordami bilan men o'z yakuniy loyihamni tuzishga muvaffaq bo'ldim.

5 -qadam: Yaratish jarayoni: Framework

Mahsulotni olish oson bo'laklardan yasalgan qilib qurish kerak edi.

Jismoniy ramka faqat sadr yog'ochidan va vintlardan qilingan.

Ramkaning uzunligi 24 dyuym va balandligi 18 dyuym. bu taxminan 1: 3 o'lchovli, to'liq o'lchamli avtomobil old oynasi.

Jismoniy mahsulot ikkita plastmassa tishli va zanjirli to'plamga, ikkita metall tayoqchaga va rulonli soyaga ega.

Tishli vosita dvigatelga ulangan, u metall tayoqni aylantiradi, u zanjir harakatini boshqaruvchi haydovchi mil vazifasini bajaradi. Soya teng harakatlanishi uchun haydovchi tayog'i qo'shilgan.

Tishli va zanjir boshqa metall tayoqchani soyani ko'tarish va tushirish imkonini beradi va ikkita chegara kalitlari uchun tetik vazifasini bajaradi..

Rolikli soyada dastlab qulflash mexanizmi bo'lgan va men uni olib tashlaganman. Bu g'altakning soyasini ko'tarish harakati to'xtagach, joyiga qulflanmasdan yuqoriga tortish va tushirish qobiliyatini berdi.

6-qadam: simlarni o'rnatish

Simlarni aniq tartibga solish va simlar orasiga hech qanday shovqin bo'lmasligi uchun simlarni ajratish kerak edi. Loyiha davomida hech qanday lehim qilinmagan.

Ywrobot LDR yorug'lik sensori yorug'lik detektori sifatida ishlatiladi, bu Arduino UNO analog analog piniga ulangan foto-rezistor

DS18B20 harorat sensori loyiha uchun belgilangan harorat parametri sifatida ishlatiladi, u Selsiyda o'qiladi va men uni Farengeytda o'qishga aylantirdim. DS18B20 1 simli avtobus orqali aloqa o'rnatadi. DS18B20 -dan foydalanish uchun kutubxonani Arudino kodli eskiziga yuklab olish va birlashtirish kerak. Harorat sensori Arduino UNO raqamli pin 2 ga ulangan

Soya holati qayerda ekanligini ko'rsatuvchi sifatida RBG LED ishlatiladi. Qizil rang - soyaning to'liq yuqoriga yoki to'liq pastga tushishi, harakatlanayotganda esa ko'k rang. LEDdagi qizil pin Arduino UNO raqamli 4 -piniga ulangan. LED -dagi ko'k pin Arduino UNO raqamli 3 -piniga ulangan

Dvigatel harakatini to'xtatish uchun to'xtash joyi sifatida mikro chegara kalitlari ishlatilgan. Pastki qismdagi chegara tugmasi Arduino UNO raqamli 12 -piniga ulangan. Arduino UNO raqamli piniga ulangan yuqori qismidagi Limit Switch. Har ikkisi ham ishga tushirilmaganda/ bosilmaganda boshlang'ich nol holatiga o'rnatildi

Dvigatelning aylanishini boshqarish uchun L298n Dual H-Bridge ishlatilgan. 12V batareyadan quvvat va tuproq H-Bridge-ga ulangan, u 12V 200 rpm tishli dvigatel uchun quvvat beradi. H-ko'prigi Arduino UNO ga ulangan

12Volt 1.5A qayta zaryadlanuvchi batareya dvigatelni quvvat bilan ta'minlaydi

Loyiha uchun 12 voltli 0,6 dan 200 rpm tezlikda ishlaydigan teskari vitesli doimiy dvigatel ishlatilgan. Puls kengligi modulyatsiyasi (PWM) bilan boshqarilganda, to'liq ish tsiklida ishlash juda tez edi

7 -qadam: Loyiha dizayni ma'lumotlari

Loyihani ishlab chiqish uchun ko'p tajriba ma'lumotlari, hisoblar, grafiklar yoki egri chiziqlar kerak emas edi. Yorug'lik sensori katta yorug'lik diapazoni uchun ishlatilishi mumkin va harorat sensori -55 ° C dan 155 ° C gacha, bu bizning harorat diapazonimizga mos keladi. Soyaning o'zi vinil matodan qilingan va alyuminiy tayoqqa ulangan va quvvat bilan bog'liq muammo bo'lishni xohlamaganim uchun 12V akkumulyator tanlangan. Batareyadan keladigan kuchlanish va tokni boshqarish uchun 12V dvigatel tanlangan va u ilgari qo'llanilgan kuchlar ostida ishlash uchun etarlicha kuchli bo'lishi kerakligi haqidagi ma'lumotlarga asoslanib tanlangan. Hisob -kitoblar dvigatelning 0,24 dyuymli miliga qo'llaniladigan momentni boshqarishi mumkinligini tasdiqlash uchun qilingan. Alyuminiy tayoqchaning aniq turi shaxsiy jihozlar tufayli noma'lum bo'lganligi sababli, hisoblash uchun alyuminiy 2024 ishlatilgan. Tayoqning diametri taxminan 0,25 dyuym va uzunligi 18 dyuym. Metall do'konining og'irligi hisoblagichi yordamida tayoqning og'irligi 0,0822 funtni tashkil qiladi. Vinil mato og'irligi 1,5 lb bo'lgan kattaroq bo'lakdan kesilgan. To'rtburchak matoning uzunligi 12 dyuym, kengligi 18 dyuym va o'lchamining yarmiga teng. asl nusxa. Shu sababli, bizning mato bo'lagimizning og'irligi taxminan 0,75 lb. tayoq va matoning umumiy umumiy og'irligi 0,8322 lb. Ushbu yuklarning birlashtiruvchi momenti tayoq massasining markazida harakat qiladi va uni ko'paytirish yo'li bilan hisoblab chiqiladi. milning 0,24 dyuymli radiusi bo'yicha umumiy og'irligi. Umumiy moment 0,2 lb-dyuymli tayoqning markazida harakat qiladi. Tayoq bir xil diametrli materialdan yasalgan va bir uchida zanjir tayanchiga, ikkinchi uchida esa motor miliga ega. Zanjir tayanchlari va dvigatel millari tayoq markazidan teng masofada joylashganligi sababli, tortish momenti har bir uchiga teng taqsimlanadi. Dvigatel miliga og'irligi yoki 0,1 lb-in tufayli torkning yarmini boshqarish kerak edi. Bizning doimiy dvigatelimiz 200 aylanish tezligida 0,87 lb-ga teng maksimal momentga ega, bu esa quyosh nuri va tayoqchani sig'dira olmaydi, shuning uchun dvigatel sinov boshlanishi uchun amalga oshirildi. Hisob -kitoblar shuni ko'rsatdiki, dvigatel maksimal sharoitda ishlamasligi kerak, shuning uchun ish aylanishini 100 foizdan kamaytirish kerak. Quyosh soyasini ko'tarish va tushirish uchun ideal tezlikni aniqlash uchun ish tsikli sinov va xato bilan kalibrlangan.

8 -qadam: Arduino eskiz

Kodni dasturlash uchun men Arduino IDE -dan foydalandim. Dasturchini https://www.arduino.cc/ veb -sayti orqali yuklab oling.

Agar siz ilgari hech qachon ishlatmagan bo'lsangiz, undan foydalanish oson. YouTube yoki Internetda Arduino dasturida dasturni kodlashni o'rganish uchun ko'plab o'quv videolari mavjud.

Men loyiham uchun apparat sifatida Arduino UNO mikrokontrolleridan foydalandim. Menga kerakli raqamli pinli kirish etarli edi.

Qo'shilgan fayl-bu mening loyiha kodim va ketma-ket monitorni chop etish. Chop etish ko'rsatiladigan hujjatda ko'rinib turibdiki, soyaning yuqoriga yoki to'liq pastga tushishi, yuqoriga yoki pastga siljishi.

DS18B20 harorat sensori ishlatilishi uchun OneWire nomli kutubxona ishlatilgan. Bu kutubxona Arduino dasturi ochilganda Sketch yorlig'i ostida joylashgan.

Kod ishlashi uchun kodni yuklashda to'g'ri Port va Board ishlatilganligiga ishonch hosil qiling, aks holda Arduino ERROR beradi va to'g'ri ishlamaydi.

9 -qadam: Yakuniy mahsulot

Men shikastlanishdan yoki o'chirilishdan himoya qilish uchun barcha simlarni qutiga joylashtirdim, bu esa kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin.

Videoda avtomatlashtirilgan quyosh pardasi uchun barcha mumkin bo'lgan sozlamalar ko'rsatilgan. Soya yuqoriga ko'tariladi, keyin soyani pastga tushirish uchun yorug'lik yopiladi. Bu faqat harorat chegarasi bajarilgani uchun ishlaydi, agar harorat etarlicha iliq bo'lmasa, soya umuman qimirlamaydi va dam holatida pastda qoladi. Tizimning ishlashi uchun zarur bo'lgan haroratni xohlaganingizcha o'zgartirish va sozlash mumkin. Videodagi o'tish tugmasi avtomobil yoqilganda yoki dvigatelga quvvat berishni to'xtatishni xohlaganda ko'rsatiladi.

Mahsulot butunlay ko'chma va avtonomdir. Bu avtotransport vositasi sifatida avtoulovga o'rnatilgan element sifatida yaratilgan, lekin tashqi konstruktsiyali tizimlar uchun yoki uyning derazalari uchun hozirgi konstruktsiyadan foydalanishi mumkin.

Ichki foydalanish uchun, mahsulot oxir -oqibat uy termostatiga jismonan ulanishi mumkin yoki Bluetooth -ning sxemasi va kodiga moslashtirilib, bu mahsulotni mobil ilova yordamida boshqarish imkonini beradi. Bu asl niyat yoki mahsulot qanday qurilgani emas, faqat dizayndan foydalanish mumkin.