Cortina automàtica amb Arduino: 6 passos (amb imatges)

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

Temps del projecte!: Obridor / tancador automàtic de cortines.

Vaig veure alguns altres projectes per tancar i obrir (automàticament) les cortines, sens dubte ara volia construir-ne un.

La majoria dels altres dissenys que vaig veure es van construir amb una línia de pesca. No volia utilitzar una línia de pesca, perquè les línies de pesca sempre es trencaran en algun moment?

Per a aquesta cortina automàtica he utilitzat una corretja dentada dentada (amb aplicació metàl·lica, molt forta) i una roda dentada (20 dents), que també s’utilitzen per a algunes impressores 3D.

L’objectiu era que les cortines s’obrissin i es tanquessin automàticament quan es fes clar o fosc i, per descomptat, una substitució manual. També he considerat un temporitzador amb un RTC, però fins ara funciona bé, sense un RTC.

(per a una col·lecció de fotos i pel·lícules, vaig crear un àlbum compartit:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Vegeu també el breu manual i aquest vídeo del resultat final:

tancar-obrir-cortines-2

Pas 1: materials i eines que necessiteu

Pas 1:

Recopilant totes les coses que necessiteu. Això pot variar en altres situacions.

Els materials que he utilitzat:

Els components

"Mecànic":

Cinturó de distribució per a impressores 3D: 3 o 6 metres, depenent de la mida de la finestra / cortina.

(exemple: si la vostra cortina ha de cobrir 1,5 metres, necessiteu un cinturó de 3 metres)

(ho heu demanat a AliExpress: amplada de cinturó GT2 6 mm Impressora 3D RepRap 10 mtr.)

Roda de politja de 20 dents

(va demanar-ho a AliExpress: GT2 Politley Timing 20 dents Alumium Bore 5mm apte per a cinturó GT2 Amplada 6mm RepRap Impressora 3D Prusa i3)

Roda d'eix suau (sense dents) (o una segona roda de politja rodant lliure)

Fusta 20x10x1,8 cm

Fusta 2x2x6 cm

Tires d'alumini amb forat lliscant (de vegades s'utilitzen per alinear marcs de fotos a una paret, els tenia estirats al voltant d'alguns llocs)

Alguns cargols i femelles de 5 mm

Uns cargols i femelles de 3 mm

Alguns cargols i endolls per fixar-los a la paret

Placa d'alumini 0,2x2x30cm, tallar 4 tires de 2x1,5 cm

Material elèctric:

Arduino Uno R3

Alimentació 12V 2A (segons el motor que utilitzeu)

Motor amb engranatges (60 a 120 rpm)

Controlador de motor L298n

Placa de circuit petita de 3x2,5 cm

3 leds

3 resistències de 220 o 330 ohm (resistències de limitació de corrent per a LEDs)

LDR

1 resistència de 330 Ohm (divisor analògic amb LDR)

4 resistències 10K (resistències de pujada per a commutadors)

Algunes capçaleres per a circuits petits

Cables (cables Dupont / Arduino), home-home - home-dona

Estoig (115x90x55)

Activa / desactiva / encén tres posicions

2x relés de canya (petits) amb imants

Tub / filferro termoencongible

Eines utilitzades:

Soldadura de ferro / Soldadura

Trepant

va veure

Tornavisos

Cola calenta

Alicates

Decapant de filferro

Tisora

Paciència

Pas 2: passos per crear els mòduls

Pas 2:

En primer lloc, tenia previst fer que les coses fossin el més modulars possibles: plataforma de motor, plataforma de segon eix, Arduino, controlador de motor, interfície de connector, estoig.

Vaig començar creant la plataforma i el connector del motor (per connectar el motor, els interruptors reed i el LDR al controlador mitjançant un connector RJ45) en una peça de fusta elaborada.

El conjunt depèn una mica del tipus de motor que tingueu / utilitzeu, però la clau és que la corretja accionada per la roda de la politja estigui molt a prop dels rails de la cortina (aproximadament d’1 a 1,5 cm. Al costat).

Tenia un parell de motors amb engranatges estirats, que vaig salvar fa molt temps d’un fabricant de cafè professional. Eren de 24 volts amb un engranatge que redueix la RPM del motor a uns 120 RPM quan està en 24 volts. Aquí faig servir el motor de 12 volts, de manera que la velocitat de rotació engranada és d’uns 60. Vaig utilitzar 12 V perquè l’Arduino s’alimenta també amb la font d’alimentació que tenia per a aquest projecte i per reduir el màxim. de potència del connector (consulteu-ne més a continuació).

Connecteu la roda dentada a l'eix del motor / engranatge. L'eix de l'engranatge era de 6 mm, la roda de 5 mm. de manera que necessitava perforar el forat de la roda de pols més gran fins a 6 mm.

A continuació, es va crear un suport per a aquest motor donat, tallant la fusta perquè el motor i l’engranatge encaixessin bé i poguessin muntar els interruptors Reed al costat i connectar-lo a la paret amb dos endolls i cargols.

A continuació, vaig utilitzar un connector RJ45 (femella) per connectar tots els cables del motor i dos interruptors reed i un LDR. Els vuit cables (4 parells) d’un cable de xarxa són suficients per fer la feina.

El motor només consumeix entre 0,1 i 0,3 amperes (amb 12 volts, 1,2 a 4 watts) (depenent de la càrrega que obtingui de la cortina). Un sol cable en un cable de xarxa (almenys en els que tinc) pot mantenir fàcilment 10 watts. De fet, l'estàndard PoE és de 15 watts per parell, però també necessiteu un bon cable PoE certificat.

I la longitud utilitzada del cable és de només uns 2 metres. Aquesta era la meva principal preocupació: el cablejat del motor serà capaç de transportar la potència que necessita el motor. Fins ara, no hi ha problemes, no s’escalfa les connexions ni els cables, i he incorporat un programari de seguretat: el motor només pot funcionar durant un temps màxim definit / definit (de 30 a 50 segons, també de nou segons el temps) caldrà tancar o obrir el teló). Cal modificar-ho per a la seva pròpia situació.

Si es supera aquest temps d'execució, el motor s'aturarà i el controlador del motor no tornarà a accionar-lo. El motiu del temps d'execució superat ha de ser investigat i resolt abans de restablir l'Arduino / controlador (només cal desconnectar / endollar el cable d'alimentació per restablir-lo).

Un cable de xarxa d'un a un seria ideal, però la majoria de cables Ethernet (si no tots) tindran un gir al connector, de manera que els cables de colors que utilitzeu en un extrem no seran els mateixos a l'altre extrem, si sap el que vull dir. Heu de fer un seguiment precís de com es connecten les coses.

Dos parells que podia fer servir tal com eren, els parells taronja i marró eren els mateixos a tots dos extrems, però el parell blau i verd d’un extrem es convertien en una barreja dels dos a l’altre extrem. No hi ha cap problema, sempre que sàpiga quina combinació de colors està connectada a quina a l'altre extrem.

Pas 3: creació del segon eix

Aquest és un pas senzill: veure les imatges. Creeu una petita plataforma de segon eix perquè funcioni el cinturó, he utilitzat una tira d’alumini amb forat lliscant que fa que sigui fàcil posar la tensió correcta al cinturó fàcilment. Enganxeu-lo a prop de la barana a l’altre extrem de la cortina / finestra. Veure foto.

Així, amb un petit bloc de fusta, una tira d’alumini amb tira corredissa, cargol de 5 mm i 2 femelles juntes a la foto i forats per fixar-los a la paret amb uns taps i cargols a prop del carril a l’extrem dret de la cortina.

Pas 4: el cinturó

El cinturó:

Realment, cal fer-ho amb precisió. Com que he utilitzat eixos i interruptors de canya ajustables, he creat alguns marges, però la longitud del cinturó ha de ser bastant exacta i la ubicació dels imants i els clips encara és més gran.

Vaig comprar aquest cinturó a AliExpress, una corretja dentada reforçada amb 10 mtr (per a una roda de politja de 20 dents (també de / via AliExpress)), que només costava 7,60 euros.

Al final, he consumit els 10 metres, un per a una cortina d’amplada de 3 m (per tant, necessitava aproximadament 6 metres d’aquest cinturó) i un altre per a una finestra més petita, una cortina d’1,7 m d’amplada, de manera que s’utilitzava un altre de 3,4 m

Per obtenir la longitud exacta de la corretja, heu de muntar la plataforma del motor i la plataforma del segon eix als llocs desitjats de la paret. Emboliqueu el cinturó amb la tensió suficient al voltant de les rodes i talleu-lo.

A les 4 tires d’alumini de 0,2x1,5x2 cm es perfora forats de 3 mm. Prengui dues tires una sobre l'altra i practiqueu tres forats (de manera que els forats estiguin ben alineats per passar els parabolts més endavant). Dos forats a les vores / extrems i un al mig, però assegureu-vos que el cinturó es pugui moure entre dos forats. Es tracta d’adherir un conjunt de tires al cinturó per a un extrem de la cortina i les altres dues tires d’alumini s’utilitzen per fixar / subjectar els dos extrems del cinturó juntament amb l’ajut d’un petit tros de cinturó de 1,5 cm de llargada (veure fotos).

Aquesta connexió té, doncs, dos propòsits, connectar els extrems del cinturó per fer un bucle i actuar com el dels dos accessoris de cortina. Estrenyeu fermament les femelles d’aquest clip perquè el cinturó sigui prou fort per estirar i empènyer la cortina. La força no és tanta, com a màxim de 2 a 3 kg (tret que hi hagi alguna cosa que vagi malament!).

L’altre clip no s’ha d’estrènyer encara, ja que la posició d’aquests clips s’ha d’ajustar per a l’altra cortina més endavant.

Un cop acabat el cinturó, envolteu-lo al voltant de la roda de roda i de la roda de l'eix i tenseu-lo fermament amb l'eix ajustable / la tira d'alumini en un extrem.

Encara no fixeu les cortines als clips, heu de provar i ajustar tot el correcte abans de poder col·locar-les.

Per tant, el clip que no és la connexió "bucle" hauria de ser "lliscant".

Pas 5: Arduino, controlador de motor i placa d'interfície

L'Arduino, controlador de motor i placa d'interfície.

Per a la modularitat, he utilitzat una petita placa d’interfície (PCB) per crear les capçaleres i resistències necessàries per a la retirada i per al divisor LDR, i després he connectat amb capçaleres femenines tots els cables del connector RJ45 i del commutador manual d’anul·lació.

Al final, la placa d'interfície és potser un punt feble en el seu conjunt, i potser era innecessària, i les connexions directes eren potser millors i més fàcils.

L’assignació de pins a l’Arduino és la següent;

// assignació de pins:

// A0 - LDR

// 0 + 1: impressió en sèrie

// 2 - led verd

// 3 - led vermell

// 4, 5 - controlador de motor L298n

// 6, 7 - GRATU. T

// 8 - Interruptor de canya superior - tancar (d)

// 9 - interruptor de canya inferior - obert (ed)

// 10 - Interruptor manual obert

// 11 - Tancament del commutador manual

// 12 - GRATU. T

// 13 - parpelleja led viu (groc extern)

Connecteu tots els cables a la placa d'interfície mitjançant els cables Arduino (home-dona) segons les assignacions de pins anteriors.

Soldeu els 3 leds amb l’ànode (pota llarga) + resistència als passadors 2, 3 i 13 de l’Arduino i els càtodes a terra.

Jo solia:

Pin 2 a Verd, per indicar l'obertura de la cortina. (cortina esquerra a l'esquerra vista de davant)

Pin 3 a vermell, per indicar el tancament de la cortina. (cortina esquerra a la dreta vista de davant)

Pin 13 al groc per parpellejar viu (tot i així, ja no el feia servir, ja que un led parpellejant a la foscor pot resultar molest, però hi ha per utilitzar-lo), he programat el led perquè no s’utilitzi realment, també és fàcil fer servir la indicació FOSC o LLUM per parpellejar durant el dia).

De fet, la programació d'això va anar tot construint aquest controlador. La idea del led vermell i verd va venir més tard i l'ús del / a groc va ser menys important.

Pas 6: ajuntar-ho tot

Construït el cas. El cas que és CASE115x90x55MM per fora, per dins era una mica més petit (107x85x52, Practicar forats de 5 mm per als leds, un forat de 6 mm per al commutador, un forat de 6 mm per al cable de connexió / cable de xarxa i forats per al connector d'alimentació Arduino i el connector USB (que és fàcil de programar / actualitzar l'Arduino)

A més, soldeu dos cables des del connector d'alimentació Arduino al controlador del motor. L’arduino s’alimenta mitjançant aquest connector d’alimentació extern, així com el controlador del motor.

Col·loqueu l'Arduino, el controlador del motor i la PCB a la caixa i connecteu tots els cables (LED's amb resistències de 220 ohm, canvieu amb resistències pull up i conduïu el cable ethernet a través del forat al PCB i connecteu-vos a les capçaleres.

Connecteu la plataforma del motor a la paret del costat esquerre de la finestra, la roda del segon eix al costat dret de la finestra, poseu la corretja al voltant de les rodes de la politja, connecteu el cable ethernet al connector RJ45 de la plataforma del motor, enceneu-lo l'Arduino amb només l'USB al principi.

Carregueu el programa / microprogramari "curtain-2.ino" i proveu els valors del LED i els commutadors reed i el swith manual mitjançant la sortida del monitor sèrie Arduino IDE. Atenció especial per a les primeres proves, depenent de com s'hagi connectat el motor al controlador del motor, el motor hauria de girar en sentit antihorari per tancar la cortina i en sentit horari per obrir-lo. Si això no és correcte, podeu creuar els cables del controlador del motor o del PCB o tornar a programar les funcions "motor_open ()" i "motor_close ()" per fer el contrari. en el sentit de les agulles del rellotge).

Els imants dels interruptors reed s’han de col·locar als llocs estratègics correctes. Quan el clip de la cortina de la dreta es troba al lloc correcte (per tant, també molt a la dreta, quan la cortina està oberta), llavors el clip de la cortina esquerra és molt a l’esquerra (cortina oberta) i l’imant perquè l'interruptor de canya inferior ha d'estar molt a prop a l'esquerra del clip per a la cortina esquerra (vegeu també el vídeo i les fotos).

L'imant per a l'interruptor de canya superior hauria d'estar a la part superior del cinturó al mig de la finestra (de nou, quan la cortina estigui oberta). Les fotos i el vídeo ho deixaran clar.

L’imant superior es mourà cap a l’esquerra (cap a la plataforma del motor) en tancar la cortina i hauria d’activar l’interruptor de canya quan les cortines es trobin al mig (posició tancada) Si l’interruptor de canya s’activa massa tard, tenir un (gran) problema. El motor intentarà estirar les cortines, però ja ho són, de manera que la corretja s’estancarà o relliscarà, o el motor es quedarà atrapant corrent elevat. Per tant, ajustar això és molt important, i això també val per a la posició de tancament, per descomptat. Però, de totes maneres, ajustar-ho no va suposar gaire temps i esforç. Enganxar / enganxar els imants a la part superior i inferior del cinturó ha de ser precís, amb l’opció de lliscament dels interruptors de canya de la plataforma els marges per afinar-ho bé: vegeu aquesta pel·lícula per a la prova final

La primera pel·lícula d’aquest àlbum compartit és una prova del cinturó i els interruptors de lectura:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Podeu utilitzar la substitució manual swith per provar-ho.

Cobrint / descobrint el LDR es pot simular foscor i llum.

Quan els clips del cinturó s'aturen als llocs correctes, podeu fixar les cortines als clips i gaudir del tancament i obertura automàtics de les vostres cortines:-)