E-Switch: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Aquesta instrucció es va crear per complir els requisits del projecte del Makecourse de la Universitat del Sud de Florida (www.makecourse.com).

L’e-Switch és un dispositiu que utilitza un Arduino Uno, un receptor IR i un sensor de proximitat HCSR04 per controlar un servomotor connectat a un interruptor de llum. Aquest producte es va crear per estalviar energia i afegir facilitat d’accés mitjançant funcions de control remot. El producte es diferencia dels existents pel fet que està preparat per instal·lar-se, només cal cargolar-lo sobre un interruptor de llum existent, sense necessitat de cap altre muntatge ni cablejat. A continuació s’enumeren els materials necessaris:

• Arduino Uno
• Sensor de proximitat HCSR04
• Receptor IR + Comandament a distància
• Servomotor SG90
• Impressora 3D + filament PLA
• Filferros
• Taula de pa petita
• Velcro
• Cinta elèctrica

Pas 1: cablejat

Per a aquest circuit hi ha 3 components externs, el servo, el sensor de proximitat i el receptor IR. Tots els components s’han de connectar en paral·lel mitjançant la mateixa alimentació de terra i VCC.

Receptor IR: el receptor IR té 3 pins, l’esquerra és el pin de senyal, que està connectat al pin digital 2. El pin central és el pin de terra i l’últim pin és el pin de tensió que requereix + 5V

Sensor de proximitat HCSR04: el sensor de proximitat té 4 pins, d’esquerra a dreta són VCC (+ 5V), Trig (pin 4), Echo (pin 3) i terra

Servomotor SG90: el servo té 3 connexions, el vermell és VCC (+ 5V), el marró està a terra i el groc és el senyal (pin 5)

Pas 2: Codi

* El codi s'ha penjat com a fitxer.rar, s'ha de descomprimir *

El codi Arduino utilitza el HCSR04 i el receptor IR com a entrades, mentre que el servomotor és l’única sortida. S'utilitza una variable anomenada "estat" per registrar la posició actual dels servomotors. 0 correspon al fet que el servo estigui en posició apagat, 1 és indicatiu de la posició d’encès.

Al bucle, el primer pas és actualitzar la darrera distància del sensor de proximitat registrada (lastValue), el següent és registrar la distància actual (distància) i, a continuació, es comparen aquests valors. Si l’últim valor és superior a la distància actual, s’acosta una mà i el servo baixarà 90 graus, apagant els llums, ja que l’estat actual és 1. En cas contrari, si l’últim valor és inferior a la distància, una mà és retractant-se, i el servo girarà 90 graus cap amunt, encenent els llums, ja que l'estat actual és 0. Si no es compleix cap d'aquestes condicions, el receptor IR comprova si hi ha senyals i els descodifica, produint "resultats". Depenent del resultat, el receptor IR es desplaçarà cap amunt o cap avall. El codi 0xFFE01F correspon al botó de comandaments remots IR més i, si es rep, girarà el servo cap amunt per encendre el llum, ja que l’estat actual és 0. El codi 0xFFA857 correspon al botó de comandaments a distància IR i, si es rep, girarà el servo cap avall per apagar la llum, atès que l'estat actual és 1. Si no es rep cap senyal, el codi fa un bucle i continua buscant (irrecv.resume).

Pas 3: components impresos en 3D

Per a aquest projecte, es van haver de dissenyar i imprimir dos components, un suport d'interruptor de llum per al servo i una carcassa per a tots els components, que poguessin adaptar-se fàcilment als interruptors existents.

• Suport de l'interruptor de llum: aquesta peça va ser dissenyada per subjectar un interruptor de llum entre les seves puntes, també va ser dissenyada per fixar-se a un servomotor i té un forat per a això.
• La carcassa té 4 compartiments: un per al sensor de proximitat, que es troba a la base frontal de la carcassa, amb una obertura rectangular. Directament a sobre hi ha un compartiment per al receptor Arduino i IR, que té uns forats que condueixen als altres compartiments (per cablejar), així com forats per a cargols. La part posterior de l'habitatge està buida. La gran superfície que conté dues puntes és el servomotor i el compartiment de la placa de paret, les puntes estan espaiades i dimensionades per muntar el servomotor. El compartiment més petit és l’últim i està equipat per a una bateria de 9V.

Pas 4: Muntatge

1. Connecteu els cables als pins de l'HCSR04 i, a continuació, col·loqueu el sensor al seu compartiment, tal com es mostra. Feu passar els cables per les obertures i cap al compartiment del servomotor.
2. Connecteu els cables als pins del receptor IR i, a continuació, fixeu el receptor al tauler frontal interior del compartiment Arduino mitjançant cinta elèctrica, assegurant-vos que el cap del receptor sobresurt del lateral per evitar problemes de comunicació. Col·loqueu el més a prop possible de la part superior de l’habitatge. Feu passar els cables cap al compartiment del servomotor.
3. Feu passar el cable del connector de la bateria pel forat més llarg de la carcassa, a prop de l’obertura principal. Assegureu-vos que les dues parts del connector estiguin al costat adequat (connector Arduino al compartiment Arduino, connector de la bateria al compartiment de la bateria).
4. Amb un servo cargol, connecteu el suport del commutador de llum imprès en 3D al servomotor tal com es mostra. A continuació, munteu el servomotor amb les puntes, amb els cables apuntats cap amunt.
5. Feu servir el velcro per instal·lar el tauler de control.
6. Abans de col·locar l'Arduino a la seva carcassa, connecteu tots els components a la placa de connexió i, a continuació, als pins Arduino adequats. Tots els components haurien de tenir la seva alimentació en paral·lel. Quan hàgiu acabat, col·loqueu l'Arduino al compartiment, amb el port de la bateria de 9V cap a l'exterior.
7. Col·loqueu la bateria de 9V a la seva carcassa i connecteu-la a l'Arduino.

Pas 5: Ús

Per utilitzar el dispositiu, es pot portar la mà cap al dispositiu per apagar els llums o allunyar-se del dispositiu per encendre els llums. En prémer el botó de comandaments a distància IR, els llums s’encenen i, en prémer menys, s’apagaran els llums.