Ventilador d'escriptori automàtic: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Fet per Tan Yong Ziab.

Aquest projecte té com a objectiu construir un ventilador automàtic senzill que sigui adequat per a ús d’oficina o estudi per tal de reduir la nostra dependència de l’aire condicionat. Això ajudaria a reduir la petjada de carboni proporcionant una manera de refredament específic que sigui capaç d’encendre i apagar-se automàticament, en lloc de confiar en un aire condicionat amb molta energia. A més, és prou eficient en termes d’energia perquè es pugui retirar d’un banc d’energia, cosa que significa que és més portàtil que les solucions de ventiladors d’escriptori similars, alhora que és més intel·ligent que els ventiladors de mà.

Subministraments

Necessitareu:

1x Arduino UNO

1x tauler de tires

Capçaleres d'apilament entre homes i dones

Capçaleres de pins masculins

Capçaleres de pins femenins

Cables de nucli únic (suficient i de diversos colors per facilitar la referència)

1 commutador SPDT

1x sensor d'ultrasons HC-SR04

1x 3386 potenciòmetre de 2 quilos ohm

1x transistor de potència TIP110

1x fulla de ventilador (muntable al motor que trieu)

Motor 1x 3V

Equips per provar, muntar i programar:

1x tallador de taulers

1x multímetre digital (DMM)

1x tauleta de pa

1x pelador de filferro

1x tallador de filferro

1x alicates

1x soldador

1x suport per soldar

1x netejador de puntes per soldar

Soldadura (suficient)

1 bomba de dessoldatge (si es prefereix metxa)

1x qualsevol màquina capaç d'executar l'IDE Arduino

Arduino IDE, instal·lat a la màquina que trieu

Pas 1: proves de maquinari

En primer lloc, proveu el maquinari. Una taula de treball és molt útil per a això, tot i que també es poden utilitzar cables de pont quan una taula de treball no està disponible. Les imatges mostren el procés de proves juntament amb una captura de pantalla de Tinkercad de com es connecta el circuit. No hi ha molt a dir més enllà de garantir que els components funcionin sols i treballin junts en un circuit de proves senzill. Un DMM en aquesta etapa també és útil per comprovar si els components no són defectuosos.

Pas 2: Construir el circuit

A continuació, soldeu el circuit. Per a aquest pas, hauríeu de tenir les capçaleres Arduino, stripboard i apilament.

Alineeu el tauler i les capçaleres amb les capçaleres de l'Arduino. Un cop confirmeu que l'espaiat és correcte, soldeu les capçaleres d'apilament. Recordeu retallar rastres on no vulgueu pantalons curts. Podeu utilitzar el vostre DMM per comprovar la continuïtat entre l’escut i el propi Arduino. Quan hàgiu acabat les comprovacions de continuïtat, comenceu a soldar les peces.

Podeu consultar el diagrama anterior de Tinkercad o les imatges esquemàtiques i de taulers EAGLE que es mostren aquí per connectar el circuit.

La distribució dels components és tal que es pot minimitzar la soldadura. Potser no és el més compacte, però seria més fàcil disposar components en un blindatge més gran.

Allà on hi ha les capçaleres femenines del sensor d'ultrasons al tauler, ja puc utilitzar els pins GND, D13 i D12 per proporcionar GND, Echo i Trigger al sensor d'ultrasons. Només calia retallar la traça entre la capçalera femenina on es troba el sensor ultrasònic i el pin D11 per subministrar + 5 V al sensor.

De la mateixa manera, el potenciòmetre es troba a on ja hi ha pins de + 5V i GND, de manera que només necessito tallar la traça entre l’eixugaparabrises del potenciòmetre (és el pin central) i el segon pin GND al qual s’adjunta per proporcionar la meva configuració de velocitat analògica al pin A3 sense enviar el senyal a GND, la qual cosa derrotaria el punt de l'entrada analògica.

La capçalera de ruptura del motor es col·loca de manera que pugui aprofitar on es troba el pin emissor del TIP110 i només caldria soldar la terra del motor a la que hi ha a prop del sensor ultrasònic. He utilitzat un connector Molex de 4 pins com a cable de sortida, tot i que tot el que s’adapti també està bé. Tria el teu verí, suposo.

L'única excepció és l'interruptor SPDT, que es col·loca més enllà de la vora del tauler per tal de ser accessible per l'usuari un cop el sensor d'ultrasons s'insereix a les capçaleres femenines.

La línia + 5V es comparteix entre el sensor d'ultrasons, el pin col·lector de TIP110 i el potenciòmetre.

El pin base del TIP110 està connectat al pin 9 de l'Arduino a través del blindatge. No dubteu a utilitzar altres pins disponibles per al control PWM.

Una vegada més, el vostre DMM és útil aquí per assegurar-vos que hi hagi connexions on hi hauria d’haver-hi, i que res no hi hagi. Recordeu que heu de comprovar si els components de l'escut estan correctament connectats al propi Arduino mitjançant la realització de proves de continuïtat entre les juntes de soldadura de l'Arduino i els components que voleu provar.

Pas 3: Programació (i prova de la programació) del circuit

Aquest pas és el més divertit o frustrant. L’objectiu del programa és dur a terme el següent:

1. Comproveu la distància

2. Si la distància <llindar predeterminat, comenceu a enviar senyal PWM al motor basat en l'entrada analògica del potenciòmetre.

3. En cas contrari, atureu el motor configurant el senyal PWM a 0

Els dos passos 2 i 3 contenen una depuració () que imprimeix la distància ultrasònica i l'entrada analògica detectades. Podeu eliminar-lo si voleu.

Les variables "refresh" i "max_dist" del programa controlen cadascuna la taxa de votació i la distància màxima de detecció respectivament. Sintonitzeu-ho al vostre gust.

El fitxer s’adjunta aquí.

Pas 4: ajuntar-ho tot

Si tens el circuit comportant-se com cal i arribes a aquest pas, felicitats! Aquest projecte ja pot funcionar tot sol. A la imatge, podeu veure que tot el circuit s’alimenta mitjançant un paquet de bateries mitjançant un connector micro USB incorporat i que ja no està connectat al vostre ordinador portàtil.

En aquesta etapa, podeu modificar el circuit o, si us sentiu més aventurer, creeu la vostra pròpia visió.

En el moment oportú, espero poder o intentar fresar la PCB d’aquest projecte mitjançant un encaminador CNC. Podeu veure el disseny del PCB generat a la imatge superior

Pas 5: Plans de futur i algunes notes

Amb aquest projecte realitzat, algunes de les coses més immediates que espero poder aconseguir amb aquest projecte en el meu temps lliure inclouen, entre d'altres, les següents:

- Un suport real per al ventilador

- Reduir això fins a obtenir una mida encara més compacta i autònoma; Probablement necessitaria un Arduino Nano per a això

- Una solució d’alimentació més adequada, és a dir, el banc d’energia que veieu al pas anterior és una mica massa gran per a un disseny autònom que acabo de fer referència

Algunes notes (per al meu jo futur i qualsevol ànima que s'aventi a través d'Internet):

Podeu notar que, tot i que la llista de peces requereix un tauler Uno, el tauler que veieu a través d’aquesta guia és qualsevol cosa menys un Uno. Aquesta és en realitat una variant de l’Uno anomenada SPEEEduino, que va ser desenvolupada a la Politècnica de Singapur per un grup d’estudiants i el seu professor supervisor. Funcionalment, és molt similar, excepte per a addicions com l’entrada d’alimentació Micro USB que veieu conduint el projecte al pas anterior i fins i tot té capçaleres per connectar el mòdul Wi-Fi ESP01. Podeu obtenir més informació sobre SPEEEduino aquí.