Kipas Meja Automatik: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Dilakukan oleh Tan Yong Ziab.

Projek ini bertujuan untuk membina kipas automatik sederhana yang sesuai untuk kegunaan pejabat atau belajar untuk mengurangkan pergantungan kita pada penyaman udara. Ini akan membantu mengurangkan jejak karbon seseorang dengan menyediakan cara penyejukan yang disasarkan yang dapat menghidupkan dan mematikan dirinya secara automatik, dan bukannya bergantung pada penyaman udara yang sangat lapar. Selain itu, ia cukup cekap kuasa untuk dikeluarkan dari power bank, yang bermaksud ia lebih mudah alih daripada penyelesaian kipas meja yang serupa sambil lebih pintar daripada kipas pegang tangan.

Bekalan

Anda memerlukan:

1x Arduino UNO

Papan jalur 1x

Tajuk susun lelaki-ke-wanita

Pengepala pin lelaki

Pengepala pin wanita

Kabel teras tunggal (Cukup dan pelbagai warna untuk kemudahan rujukan)

Suis 1x SPDT

Sensor ultrasonik 1x HC-SR04

Potensiometer 1x 3386 2 kilo ohm

Transistor kuasa 1x TIP110

1x bilah kipas (Dipasang pada motor pilihan)

Motor 1x 3V

Peralatan untuk ujian, pemasangan, dan pengaturcaraan:

Pemotong papan jalur 1x

Multimeter digital 1x (DMM)

1x papan roti

Pelucut wayar 1x

Pemotong wayar 1x

Tang 1x

1x besi pematerian

1x pendirian besi pematerian

Pembersih hujung besi pemateri 1x

Pateri (Cukup)

1x pam desoldering (Wick jika disukai)

1x mana-mana mesin yang mampu menjalankan Arduino IDE

Arduino IDE, dipasang pada mesin pilihan anda

Langkah 1: Menguji Perkakasan

Pertama, uji perkakasan. Papan roti sangat berguna untuk ini, walaupun kabel pelompat juga dapat digunakan ketika papan roti tidak tersedia. Gambar menunjukkan proses pengujian bersama dengan tangkapan skrin Tinkercad tentang bagaimana rangkaian dilancarkan. Tidak banyak yang boleh dikatakan selain memastikan komponen anda berfungsi sendiri dan bekerjasama dalam litar ujian sederhana. DMM pada peringkat ini juga berguna untuk memeriksa sama ada komponen anda tidak rosak.

Langkah 2: Membina Litar

Seterusnya, solder litar. Anda harus mempunyai header Arduino, stripboard, dan stacking anda untuk langkah ini.

Sejajarkan papan jalur dan tajuk dengan tajuk di Arduino. Setelah anda mengesahkan jarak anda betul, pasangkan tajuk susun. Ingatlah untuk memotong jejak di mana anda tidak mahu seluar pendek. Anda boleh menggunakan DMM anda untuk memeriksa kesinambungan antara perisai dan Arduino itu sendiri. Apabila anda selesai memeriksa kesinambungan, mulakan pematerian bahagiannya.

Anda boleh merujuk gambar rajah Tinkercad lebih awal atau gambar skema dan papan jalur EAGLE yang ditunjukkan di sini untuk memasang litar.

Susun atur komponen sedemikian rupa sehingga pematerian dapat diminimumkan. Ia mungkin bukan yang paling padat, tetapi akan lebih mudah untuk meletakkan komponen di perisai yang lebih besar.

Di mana wanita mengepalai sensor ultrasonik berada di papan jalur, saya sudah dapat menggunakan pin GND, D13, dan D12 untuk menyediakan GND, Echo dan Trigger ke sensor ultrasonik. Saya hanya perlu memotong jejak antara header wanita tempat sensor ultrasonik berada dan pin D11 untuk membekalkan + 5V ke sensor.

Begitu juga, potensiometer duduk di tempat yang sudah ada pin +5V dan GND sehingga saya hanya perlu memotong jejak antara pengelap potensiometer (Ia adalah pin tengah) dan pin GND kedua yang berdekatan dengannya untuk menyediakan tetapan kelajuan analog saya ke pin A3 tanpa menghantar isyarat ke GND, yang akan mengalahkan titik input analog.

Header breakout motor diposisikan sedemikian rupa sehingga saya dapat memanfaatkan di mana pin pemancar TIP110 berada dan satu hanya perlu menyolder tanah motor ke yang dekat dengan sensor ultrasonik. Saya menggunakan penyambung Molex 4 pin sebagai kabel pelarian saya, walaupun apa-apa yang sesuai juga baik. Pilih racun anda, saya rasa.

Satu-satunya pengecualian adalah suis SPDT, yang diposisikan lebih jauh ke tepi papan jalur sehingga dapat diakses oleh pengguna setelah sensor ultrasonik dimasukkan ke dalam header wanita.

Garis + 5V dikongsi antara sensor ultrasonik, pin pengumpul TIP110 dan potensiometer.

Pin asas TIP110 disambungkan ke pin 9 Arduino melalui perisai. Jangan ragu untuk menggunakan pin lain yang tersedia untuk kawalan PWM.

Sekali lagi, DMM anda berguna di sini untuk memastikan bahawa ada hubungan yang seharusnya ada, dan tidak ada yang tidak ada. Ingatlah untuk memeriksa apakah komponen perisai disambungkan dengan betul ke Arduino itu sendiri dengan melakukan ujian kesinambungan antara sendi pateri Arduino dan komponen yang ingin anda uji.

Langkah 3: Memprogram (dan Menguji Pengaturcaraan) Litar

Langkah ini merupakan langkah yang paling tidak menggembirakan atau paling mengecewakan. Objektif program ini adalah untuk melaksanakan perkara berikut:

1. Periksa jarak

2. Sekiranya jarak <ambang yang ditentukan, mulailah menghantar isyarat PWM ke motor berdasarkan input analog dari potensiometer.

3. Jika tidak, hentikan motor dengan menetapkan isyarat PWM ke 0

Kedua-dua langkah 2 dan 3 mempunyai debug () di dalamnya yang mencetak jarak ultrasonik dan input analog yang dikesan. Anda boleh menghapusnya jika mahu.

Pemboleh ubah "refresh" dan "max_dist" dalam program masing-masing mengawal kadar pengundian dan jarak pengesanan maksimum masing-masing. Tentukan ini mengikut keinginan anda.

Fail dilampirkan di sini.

Langkah 4: Himpunkan Semuanya

Sekiranya rangkaian anda bersikap sebagaimana mestinya dan sampai ke tahap ini, selamat! Projek ini kini dapat berfungsi sendiri. Dalam gambar, anda dapat melihat bahawa keseluruhan litar dikuasakan oleh pek bateri melalui penyambung Micro USB on-board dan tidak lagi terikat pada komputer riba anda.

Pada peringkat ini, anda boleh mengubah suai litar, atau jika anda merasa lebih berani, bina sendiri.

Pada waktunya, saya berharap dapat, atau berusaha, mengeluarkan PCB untuk projek ini menggunakan penghala CNC. Anda dapat melihat susun atur PCB yang dihasilkan dalam gambar di atas

Langkah 5: Rancangan Masa Depan dan Beberapa Catatan

Dengan projek ini selesai, beberapa perkara yang lebih cepat saya harap dapat saya capai dengan projek ini pada masa lapang termasuk, tetapi tidak terhad kepada:

- Pendirian sebenar untuk kipas

- Kecilkan ini ke saiz yang lebih ringkas dan serba lengkap; Saya mungkin memerlukan Arduino Nano untuk ini

- Penyelesaian kuasa yang lebih sesuai, iaitu bank kuasa yang anda lihat pada langkah sebelumnya agak terlalu besar untuk reka bentuk serba lengkap yang baru saya rujuk

Beberapa catatan (untuk diri saya yang akan datang dan jiwa saya yang melintasi Internet):

Anda mungkin menyedari bahawa semasa senarai bahagian memerlukan papan Uno, papan yang anda lihat melalui panduan ini hanyalah Uno. Ini sebenarnya adalah varian Uno yang disebut SPEEEduino, yang dikembangkan di Politeknik Singapura oleh sekumpulan pelajar dan pensyarah penyelia mereka. Fungsinya sangat mirip, simpan untuk penambahan seperti input USB power sahaja yang anda lihat mendorong projek itu pada langkah sebelumnya dan bahkan mempunyai header untuk memasukkan modul Wi-Fi ESP01. Anda boleh mengetahui mengenai SPEEEduino di sini.