Automatický stolní ventilátor: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Vyhotovil Tan Yong Ziab.

Tento projekt si klade za cíl vybudovat jednoduchý automatický ventilátor, který je vhodný pro kancelářské nebo studijní účely, aby se snížila naše závislost na klimatizaci. To by pomohlo snížit něčí uhlíkovou stopu poskytnutím způsobu cíleného chlazení, které se dokáže automaticky zapínat a vypínat, místo aby se spoléhalo na hrubě energeticky náročnou klimatizaci. Navíc je dostatečně energeticky účinný, aby jej bylo možné vyhnat z powerbanky, což znamená, že je přenosnější než podobná řešení stolních ventilátorů a přitom je chytřejší než ruční ventilátory.

Zásoby

Budete potřebovat:

1x Arduino UNO

1x stripboard

Záhlaví stohování muž-žena

Samčí kolíkové hlavičky

Ženské kolíkové hlavičky

Jednožilové vodiče (dostatečné a různých barev pro snadnou orientaci)

1x přepínač SPDT

1x ultrazvukový senzor HC-SR04

1x 3386 2 kiloohmový potenciometr

1x výkonový tranzistor TIP110

1x lopatka ventilátoru (montáž na vybraný motor)

1x 3V motor

Zařízení pro testování, montáž a programování:

1x řezačka pásové desky

1x digitální multimetr (DMM)

1x prkénko

1x odizolovač drátu

1x řezačka drátu

1x kleště

1x páječka

1x stojan na páječku

1x čistič špiček páječky

Pájka (dostačující)

1 x odpájecí čerpadlo (podle potřeby knot)

1x jakýkoli stroj schopný spouštět Arduino IDE

Arduino IDE, nainstalované na vašem zvoleném počítači

Krok 1: Testování hardwaru

Nejprve otestujte hardware. K tomu je nesmírně užitečný prkénko, i když propojovací kabely mohou být také použity, pokud není k dispozici. Obrázky ukazují proces testování spolu se snímkem obrazovky Tinkercad, jak je obvod zapojen. Není toho moc co říci, aby vaše komponenty fungovaly samostatně a spolupracovaly v jednoduchém testovacím obvodu. DMM v této fázi je také užitečné pro kontrolu, zda vaše součásti nejsou vadné.

Krok 2: Budování obvodu

Dále pájejte obvod. Pro tento krok byste měli mít své záhlaví Arduino, stripboard a stohování.

Vyrovnejte lištu a záhlaví se záhlavími na Arduinu. Jakmile potvrdíte, že jsou vaše mezery správné, zapájejte záhlaví stohování. Nezapomeňte vystřihnout stopy tam, kde nechcete šortky. Pomocí DMM můžete zkontrolovat kontinuitu mezi štítem a samotným Arduinem. Jakmile dokončíte kontroly spojitosti, začněte pájet součásti.

Chcete -li zapojit obvod, můžete se dříve obrátit na diagram Tinkercad nebo zde zobrazené schématické a stripové obrázky EAGLE.

Rozložení součástí je takové, že pájení lze minimalizovat. Možná to není nejkompaktnější, ale bylo by snazší rozložit součásti do většího štítu.

V místě, kde samice směřuje ultrazvukový senzor na stripboard, již mohu využít kolíky GND, D13 a D12 k zajištění GND, Echo a Trigger pro ultrazvukový senzor. Potřeboval jsem pouze vyříznout stopu mezi zásuvkou samice, ve které sedí ultrazvukový senzor, a kolíkem D11, aby bylo do snímače dodáno +5V.

Stejně tak potenciometr sedí na místech, kde již jsou +5V a GND piny, takže potřebuji pouze přerušit stopu mezi stěračem potenciometru (je to prostřední kolík) a druhým kolíkem GND, se kterým sousedí, aby moje nastavení analogové rychlosti na pin A3 bez odeslání signálu na GND, což by porazilo bod analogového vstupu.

Oddělovací hlavička motoru je umístěna tak, abych mohl využít výhod toho, kde je kolík vysílače TIP110 a člověk by potřeboval pouze pájet zem motoru k té v blízkosti ultrazvukového senzoru. Jako zlomový kabel jsem použil 4pinový konektor Molex, i když vše, co se hodí, je také v pořádku. Vyberte si jed, předpokládám.

Jedinou výjimkou je přepínač SPDT, který je umístěn dále k okraji tabule, aby byl přístupný uživateli po vložení ultrazvukového senzoru do zásuvek.

Linka +5V je sdílena mezi ultrazvukovým senzorem, kolíkovým kolektorem TIP110 a potenciometrem.

Základní pin TIP110 je připojen k pinu 9 Arduina přes štít. Neváhejte použít další piny, které jsou k dispozici pro ovládání PWM.

Váš DMM je zde opět užitečný k zajištění toho, že existují připojení tam, kde by měla být, a nic tam, kde není. Nezapomeňte zkontrolovat, zda jsou součásti štítu správně připojeny k samotnému Arduinu, a to provedením testování spojitosti mezi pájecími spoji Arduina a komponentami, které hodláte testovat.

Krok 3: Programování (a testování programování) obvodu

Tento krok je buď nejnepříjemnější nebo nejvíce frustrující. Cílem programu je provést následující:

1. Zkontrolujte vzdálenost

2. Pokud je vzdálenost <předem stanovená prahová hodnota, začněte posílat signál PWM do motoru na základě analogového vstupu potenciometru.

3. Jinak zastavte motor nastavením signálu PWM na 0

Oba kroky 2 a 3 mají v sobě ladicí program (), který vytiskne detekovanou ultrazvukovou vzdálenost a analogový vstup. V případě potřeby jej můžete odstranit.

Proměnné "refresh" a "max_dist" v programu ovládají rychlost dotazování a maximální detekční vzdálenost. Vylaďte si to podle svých představ.

Soubor je přiložen zde.

Krok 4: Dejte dohromady všechno

Pokud se obvod chová tak, jak by měl, a dostali jste se k tomuto kroku, gratulujeme! Tento projekt nyní může fungovat samostatně. Na obrázku vidíte, že celý obvod je napájen z baterie přes integrovaný konektor Micro USB a již není vázán na váš notebook.

V této fázi můžete okruh upravit, nebo pokud se cítíte dobrodružněji, postavte si na tom svůj vlastní pohled.

Doufám, že včas dostanu nebo se pokusím vyfrézovat desku plošných spojů pro tento projekt pomocí CNC routeru. Vygenerované rozvržení DPS můžete vidět na obrázku výše

Krok 5: Plány do budoucna a několik poznámek

Když je tento projekt hotový, některé z bezprostřednějších věcí, které doufám, že s tímto projektem ve svém volném čase dosáhnu, zahrnují, ale nejsou omezeny na:

- Skutečný stojan pro fanouška

- Zmenšete to na ještě kompaktnější a samostatnější velikost; K tomu bych asi potřeboval Arduino Nano

- Vhodnější řešení napájení, tj. Napájecí banka, kterou vidíte v předchozím kroku, je příliš velká na samostatný design, na který jsem právě odkazoval

Několik poznámek (pro mé budoucí já a jakoukoli duši odvážnou přes internet):

Můžete si všimnout, že zatímco seznam dílů vyžaduje desku Uno, deska, kterou vidíte v této příručce, není nic jiného než Uno. Toto je vlastně varianta Uno s názvem SPEEEduino, která byla vyvinuta v Singapurské polytechnice skupinou studentů a jejich dohlížejícím lektorem. Je funkčně velmi podobný, s výjimkou doplňků, jako je pouze napájecí vstup Micro USB, který vidíte, že řídí projekt v předchozím kroku, a dokonce má záhlaví pro připojení modulu Wi-Fi ESP01. Zde se můžete dozvědět o SPEEEduino.