Automaatne kanaliha uks - Arduino juhitav: 10 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

See juhend on mõeldud automaatse kanaukse kujundamiseks, millel on käsitsi muudetavad avamis- ja sulgemisajad. Ust saab igal ajal eemalt avada või sulgeda.

Uks on projekteeritud modulaarseks; raami, ukse ja kontrolleri saab konstrueerida ja katsetada koplist eemal asuvas kohas ning seejärel lihtsalt olemasoleva kopaava külge kruvida.

See töötab 9Vdc -st, nii et aku laadimiseks saab seda toita pistikupesast või akust ja päikesepaneelist.

See kasutab solenoidi suletud ukse lukustamiseks ja ukse hoidmiseks avatud asendis.

Peamised osad hõlmavad järgmist:

Arduino UNO 3.

4 -kohaline, 7 -segmendiline LED -ekraan

RTC moodul

RF moodul

Potentsiomeetrid, Servomootor, 6V - 12V solenoid, Pöörlev kodeerimisnupp

Ukse ja selle raami saab valmistada puidujääkidest. Uks pöördub varda ümber (minu puhul printerist võetud) ja on vastukaaluga, et vähendada ukse tõstmiseks vajalikku pöördemomenti.

Selle ehitamiseks on järgmised tööriistad:

Arduino IDE -ga arvuti Arduino programmeerimiseks, Hammer, Saag, Jootekolb, Traadilõikurid, Puurida, Kruvikeeraja.

Ehitasin selle automaatse kanaukse, et säästa mind kaks korda päevas - hommikul ja õhtul ukse avamine ja sulgemine. Kanad on suurepärased munade, sõnniku ja meelelahutuse pakkujad, kuid varakult ärgata, et nad välja lasta, eriti talvel, oli tülikas. Ja siis veendumine, et olin õigel ajal kodus, et need sulgeda, piiras tõesti minu vabadust hilja koju tulla.

Kanad järgivad igapäevast rutiini - naasevad päikeseloojangu paiku koopasse ja ärkavad päikesetõusu paiku. Sisse- ja väljapääsu kellaajad ei ole täpsed ning neid mõjutavad päeva ilm ja ümbritsev valgus. Kui kana pärast ukse sulgemist on liiga hilja siseneda, saab ukse eemalt avada ja seejärel sulgeda. Uks võib olla päeva jooksul suletud, kui omanik peab peatama kanade sisenemise.

Kuna päikesetõusu ja -loojangu ajad varieeruvad aastaringselt ja sõltuvad laiuskraadist, peab iga uksekontroll jälgima kellaaega, aastapäeva ja teadma asukoha laiuskraadi. Seda nõuet saab täita tarkvara või suntrackeriga, kuid selles konstruktsioonis kasutatakse asjade lihtsamaks muutmiseks käsitsi reguleeritavaid avamise ja sulgemise aja seadeid.

Kuna päikesetõus ja määratud kellaajad muutuvad ühest päevast teise vaid mõne minuti võrra, tuleb uksekontrolleri seadeid reguleerida vaid kord nädalas.

Kui omanik tunneb oma kanade peatusrežiimi, saab ta hõlpsasti reguleerida avamis- ja sulgemisaegu.

Avamisaega saab reguleerida kella 3–9 ja sulgemisaega 15–21. Need ajad sobivad 12–42 kraadi laiuskraadidele ekvaatorist (Austraalias Darwinist Hobartini) ja hõlmavad aasta pikimaid ja lühemaid päevi..

Sisuliselt on uksekontroller kahe seadistatava häirega kell, millel on käsitsi ümberlülitus.

Samm: raam ja pöörduks

Raam on kinnitatud olemasoleva kopaava kohale. Uks kõigub ülespoole nagu garaažiuks. Selle konstruktsiooni eeliseks on automaatsed uksed, mis libisevad üles või küljele, kui katus kaldub üle olemasoleva ukse või kui olemasolev ava külgneb seinaga.

1. Eemaldage olemasolev uks.

2. Valige raami suurus, mis sobib olemasoleva avaga. Raami kaks mõõdet on olulised - raami kõrgus ja puidu laius. Uks liigub horisontaalsest pöördest ja pikkus pöördest raamini (joonisel "D") on sama kui puidu laius. See tähendab, et kui uks on avatud, ei häiri pöörde kohal olev ukseosa kuuriseina.

3. Valige raami jaoks materjal, mis on vastupidav ja ilmastikukindel. Ma kasutasin punast kummi, mis osutus tugevaks, kuid raskeks. Välimänniga oleks lihtsam töötada.

4. Uks ise peaks olema kerge, jäik ja ilmastikukindel.

2. etapp: pöördvarda ja pöördukse suuruse määramine

Pöördukse mõõtmed peaksid olema sellised, et ukse laius sobiks üle raami siseservade. Ukse kõrgus on väiksem kui raami kõrgus.

1. Leidke varda läbimõõt umbes 5 mm (1/4 tolli) ja pikkus, mis on võrdne raami laiusega. Ma kasutasin varda lammutatud printerist, kuid keermestatud vardast piisaks. Teine varraste allikas on metallist riiete kuivatusrestid. Varda saab lõigata poltlõikuri või rauasaega. Kraapige kate teraga metallilt maha.

2. Lõigake raami sisse kaks soont pikkusega "D" (diagramm eelmises etapis) raami ülemisest avast ja pöördvarda läbimõõdu sügavusest.

3. Leidke liigend, mille tihvti läbimõõt on sama või veidi suurem kui pöördvarras. Lööge tihvt välja haamri ja tsentrifuugiga. Kui teil pole keskpunkti, kasutage suurt naela vms tihvti.

Õnnetuseks sobis minu kasutatud printerivarras pöördega ideaalselt esimeseks hingiks, mis mu prügikastist välja tuli.

4. Pöördukse all oleva pöördukse alumise osa ja pöörde kohal oleva ülemise osa kaalud peavad olema sarnased, et vähendada koormust ukse avava servomootori jaoks. Seda on võimalik saavutada mõne raske poldi ja mutriga, mis puuriti ukse ülemisse sektsiooni.

3. samm: servomootor ja tõsteseadmed

Kasutasin servomootorit MR-996. Selle pöördemoment on: 9,4 kgf · cm (4,8 V) või 11 kgf · cm (7,2 V). See tähendab, et 20 cm ukse puhul pöörde all võib mootor 7,2 V juures tõsta 11 kg/20 = 550 g.

Pöördvarda kohal oleva vastukaaluga sektsiooni korral võib uks olla raskem ja/või pikem. Kasutasin vastukaaluna kahte suurt mutrit ja polti, mis on piltidel näha.

Servo on varustatud plastikust õlaga, mis sobib servo lainelise väljundvõlliga. Lõigake selle käe üks külg terava noa või traatlõikuritega.

2. Tõstehoob on valmistatud kahest alumiiniumipikkusest, õlavars on L -klamber, alumine õlg on tasane alumiiniumtükk.

Lisatud skeemid näitavad, kuidas iga käe mõõtmeid arvutada. Saadud mõõtmed põhinevad raami laiusel "d" ja uksele paigaldatud tõstepunkti asendil.

Õlavarrel on väljalõiked, nii et õlg puhastab servomootorit ukse tõstmisel.

Samm: lukustage solenoid ja ukse avamise tugi

1. Raamile paigaldatud solenoidil on kaks eesmärki:

a) lukustage uks, kui see on suletud, ja

b) vältida ukse sulgemist pärast avamist.

Solenoid juhitakse kontrolleri väljundist FET -i kaudu. Ukse avamise või sulgemise ajal tõmbub see mõneks sekundiks sisse.

2. Kinnitage puutükk, nagu fotol näidatud. See on raami laiusest lühem ja paigaldatakse vahetult pöördvarda alla.

Samm: kontroller

1. Kontrolleri aluseks kasutasin Arduino Uno 3. Kokku on 17 sisend- ja väljundnõela.

2. Kontroller hoiab aega I2C RTC kontrolleri kaudu koos akuga. Eelistatav oleks laetava aku varukoopia, et säästa pingutusi, mis tekivad, kui avada regulaator igal aastal RTC aku vahetamiseks. Aeg määratakse pöördkontrolleri kaudu ja kuvatakse 4 -kohalise 7 -segmendilise LED -i abil. Võib kasutada LCD -ekraani ja kuvada rohkem teavet, näiteks ukse avamise ja sulgemise kordade arv.

3. Avatud ja sulgemise aega reguleeritakse 10k oomi lineaarsete potentsiomeetritega. Ma oleksin võinud avamis-/sulgemisaegade määramiseks kasutada pöördkodeerijat ja LED -ekraani, kuid otsustasin, et kasutajal on lihtsam lihtsalt üles kõndida ja vaadata aegu paneelilt eemalt. Ajad peavad muutuma vaid iga nädal.

4. Juhtmevaba raadiosagedusadapter (https://www.adafruit.com/product/1097), mis tagab mugavuse käsitsi avada ja sulgeda eemalt. Võtmehoidja URL:

5. Kast, mille valisin kontrolleri paigutamiseks, oli väikesel küljel, nii et mul oli vaja sellele lisada väiksem kast, et see sobiks kaugvastuvõtjaga.

6. Lisatud on hõõrdumisskeem.

6. samm: kood

Kood keerleb ringi ja täidab järgmist:

1. skaneerib paneelilülitite olekut, 2. loeb RTC -d ja teisendab aja päeva minutiteks (0 kuni 1440).

3. loeb kahte analoogpotentsiomeetrit ja teisendab täis- ja avamisaegadeks. Ajasätete täpsema eraldusvõime tagamiseks on avatud suletud ajad piiratud ajavahemikus kella 3–9 ja 15–9.

4. loeb RF sisendit, et näha, kas kaugjuhtimisnuppu on vajutatud.

5. võrdleb praegust aega avamis- ja sulgemisajaga ning loeb ukse avamise või sulgemise režiimi.

Käsitsi avamise ja sulgemise lüliti lisamine muutis tarkvara disaini keeruliseks, kuna süsteemil oli vaja lülituda režiimide „käsitsi” ja „automaatne, st ajastatud” vahel. Lahendasin selle ilma teist režiimilülitit lisamata, lastes kasutajal automaatrežiimi naasmiseks kaks korda avamis- või sulgemislülitit vajutada.

Avatud või suletud nupu ühekordne vajutamine viib kontrolleri käsitsi režiimi. On võimalus, et kui uks avatakse pärast sulgemisaega, näiteks selleks, et lasta hiline kana aeda, unustab kasutaja ukse automaatrežiimi tagasi seadmise. Seega tähistab manuaalrežiimi LED -ekraan, millel on meeldetuletuseks "Open" või "Close".

LED -ekraaniteegid, mille sain:

7. samm: kontrolleri osade loend

Arduino Uno 34-kohaline 7-segmendiline moodul

Servomootor MG 996R

1k oomi resident

FET: FQP30N06L.

2 x 10 kOhm potentsiomeetrit (avamis-/sulgemisajad)

Pöörlev kodeerija sisseehitatud nupuga

Jumper traat

1A DC-DC muundur: servole ja solenoidile

1 x SPDT lülituslüliti (tundide/minutite valiku valija)

1 x SPDT tsentrifuugimine hetke-välja-hetkeks (käsitsi avamiseks/sulgemiseks)

1 x SPDT keskus välja lülitatud (tühjendamiseks/ajavaateks/kellaaja seadmiseks)

Solenoid: tõuketõmme 6-12V 10MM

Adafruit Simple RF M4 vastuvõtja - 315MHz hetketüüp

Kahe nupuga kaugjuhtimispult - 315 MHz

Kast

8. samm: toiteallikas ja päikesepaneel ning aku suurus

1. Kuigi Arduino saab töötada 12Vdc -st, muudaks see pardal oleva lineaarse regulaatori kuumaks. Servo töötab paremini kõrgema pinge korral (<7,2 V), seega oli kompromissiks 9Vdc süsteemi käivitamine ning solenoidi ja servo toiteks 6V pingega DC-DC konveier. Ma arvan, et DC-DC muunduri saab ära teha ja Arduino, servomootor ja solenoid töötavad ühe ja sama 6V (1A) toiteallikaga. Arduino servost ja solenoidist filtreerimiseks on soovitatav kasutada 100uF kondensaatorit.

2. Minu valmistatud kontroller tõmbas umbes 200mA vaikset voolu. Kui solenoid ja servo töötasid, oli voolutugevus umbes 1A.

Aku säästmiseks saab LED -ekraani lülitiga välja lülitada.

Arvestades, et ukse avamiseks või sulgemiseks kulus umbes 7 sekundit ning avamine ja sulgemine toimusid ainult kaks korda päevas, jäeti igapäevane energiatarbimise hinnang 1A tähelepanuta.

See võib voolata 1A 9V pistikupesast, kuid toite- ja pistikupakk tuleb ilmastiku eest varjata.

3. Päevane energiatarbimine arvutatakse 24h x 200mA = 4800mAh. 7 Ah mahutavusega 20 W päikesepaneeliga pliiakust peaks piisama ühepäevasest autonoomsusest piirkondades, kus aasta keskmine insolatsioon on 5 tundi. Kuid rohkemate akude ja suurema paneeli korral oleks autonoomia päevi rohkem.

Aku ja paneeli suuruse hindamiseks kasutasin järgmist veebikalkulaatorit:

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

9. samm: kasutaja kasutusjuhised

Uks töötab automaatrežiimis või käsitsi.

Automaatrežiim tähendab, et uks avaneb või sulgub vastavalt avamis- või sulgemisaja seadetele. Automaatrežiimi tähistab tühi ekraan, kui ekraani lüliti on asendis "Tühi". Kui režiim muutub käsitsi automaatseks, vilgub sõna „AUTO” 200 ms.

Uks läheb käsitsi režiimi, kui kaugjuhtimispult või juhtpult on aktiveeritud. Käsirežiimi tähistatakse siis, kui ekraanil kuvatakse "OPEn" või "CLSd", kusjuures ekraanilüliti on asendis "Tühi".

Käsirežiimis eiratakse avamise/sulgemise aja seadeid. Kasutaja peab meeles pidama ukse sulgemist, kui see avati käsitsi, või avama ukse, kui see oli käsitsi suletud, või lülitama tagasi automaatrežiimi.

Automaatrežiimi naasmiseks peab kasutaja vajutama nuppu Sulge teist korda, kui uks on juba suletud, või teist korda nuppu Ava, kui uks on juba suletud.

Uks käivitub päeva alguses (12:00) automaatrežiimis.

10. samm: kellad ja viled

Mõned tulevased parandused võivad hõlmata järgmist:

Juhtmeta uksekell, mis annab märku, kui uks avaneb/sulgub

"Ummistunud häire" peaks süsteem tõmbama voolu solenoidi ja servoga võrdseks rohkem kui 10 sekundiks.

Bluetooth ja rakendus kontrolleri seadistamiseks.

Interneti juhitav avamine ja sulgemine.

Lisateabe kuvamiseks asendage LED -ekraan LCD -ekraaniga.

Eemaldage avatud/sulgemise aja seadistamise potentsiomeetrid ning kasutage avamis-/sulgemisaegade määramiseks lülitit ja olemasolevat pöördlülitit.