Base de telèfon controlada per Arduino amb làmpades: 14 passos (amb imatges)

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

La idea era prou senzilla; creeu un moll de càrrega del telèfon que encengui un llum només quan el telèfon es carregui. No obstant això, com sol passar, les coses que inicialment semblen senzilles poden acabar sent una mica més complexes en la seva execució. Aquesta és la història de com vaig crear un moll de càrrega de telèfon dual que compleix la meva tasca senzilla.

Pas 1: què he fet servir

Aquesta no és, de cap manera, una llista exhaustiva de tot el que he utilitzat, però volia fer una idea general dels components principals que he utilitzat. He inclòs enllaços d'Amazon per a la majoria d'aquests components. (Tingueu en compte que rebo una petita comissió d'Amazon si utilitzeu aquests enllaços. Gràcies!)

Arduino Uno: https://amzn.to/2c2onfeAdafruit 5V DC Sensor de corrent (x2): https://amzn.to/2citA0S2- Relé d’estat sòlid de canal: https://amzn.to/2cmKfkA caixa USB de 4 ports: https://amzn.to/2cmKfkA Cable USB de muntatge de 1 '(x2): https://amzn.to/2cmKfkA Cable USB de 6 AB:

També he utilitzat els subministraments següents que he recollit a la ferreteria: 4 "x4" Caixes de conductes de plàstic (x2) Bombetes Edison de 40W (x2) Bombeta SocketTrack Suport de llum Assortiment de canonades de ferro negre (3/8 ") Accessoris de canonada de llautó variats3 'Extensió CordWire Nuts

Pas 2: Experimentació, disseny i cablejat

Per determinar quan es carrega el telèfon, caldria controlar constantment el flux actual cap al telèfon. Tot i que estic segur que hi ha dissenys de circuits que poden mesurar el corrent i controlar un relé en funció del nivell actual, no sóc de cap manera un expert en electricitat i no volia abordar la construcció d’un circuit personalitzat. Per certa experiència, sabia que es podia utilitzar un petit microcontrolador (Arduino) per mesurar el corrent i després controlar un relé per encendre i apagar els llums. Després d’haver trobat un petit sensor de corrent continu per part d’Adafruit, vaig començar a experimentar connectant-lo a un cable USB per mesurar el corrent que hi circulava mentre carregava un telèfon. Un cable USB 2.0 típic conté 4 cables: blanc, negre, verd i vermell. Com que els cables negres i vermells transporten l'alimentació a través del cable, qualsevol d'aquests es pot utilitzar per mesurar el flux de corrent; jo he utilitzat els cables vermells. Cal col·locar un sensor de corrent típic en línia amb el flux de corrent (el corrent ha de fluir pel sensor) i el sensor Adafruit no és una excepció a aquesta regla. Es va tallar el fil vermell amb els dos extrems tallats connectats als dos terminals de cargol del sensor de corrent. El sensor Adafruit estava connectat a un Arduino i vaig escriure un codi senzill per informar del flux actual a través del sensor. Aquest senzill experiment em va demostrar que un telèfon amb càrrega dibuixava entre 100 i 400 mA. Després de carregar completament el telèfon, el cabal actual cauria per sota dels 100 mA, però no arribaria a 0.

Amb el meu experiment demostrant amb èxit que podia mesurar el flux de corrent amb un Arduino, vaig dissenyar el circuit que es mostra més amunt. Es connectarien dos cables d'extensió USB de 1 'de muntatge a panell a una caixa de càrrega de 4 ports. Els cables de càrrega del telèfon es connectarien a aquests cables d’extensió, cosa que farà que el sistema pugui adaptar-se a qualsevol tipus de cable de càrrega USB, i esperem que sigui “una prova telefònica futura”. Els cables vermells dels cables d’extensió es tallarien i es connectarien als sensors de corrent. Els sensors actuals proporcionen informació a l’Arduino, que al seu torn controla un relé d’estat sòlid de dos canals. El relé s’utilitza per canviar l’alimentació de 110 V a les bombetes. L'alimentació de la caixa USB i les bombetes es poden connectar, cosa que permet al sistema utilitzar una sola presa de corrent. M'agrada particularment com pot alimentar l'Arduino un dels ports USB addicionals de la caixa de càrrega.

Pas 3: el moll del telèfon

El moll del telèfon es va construir amb un tub negre de 3/8 ". He utilitzat dos colzes home-dona, una T, una secció curta que estava totalment roscada i una brida rodona. Per a les parts de llautó de la part superior del moll, vaig tallar un tub de llautó de 1 1/2 "de llarg per la meitat i utilitzat la meitat per a cada part. Es va practicar un petit forat a la T, que era prou gran per donar cabuda als extrems dels cables d’il·luminació. Els cables es treballaven a través dels colzes i es soldaven JB a les canonades de llautó. Això va acabar sent molt més difícil del que sembla, ja que els colzes no eren prou grans a l’interior perquè s’adapti a l’extrem del cable d’il·luminació. Vaig acabar escorcollant l’interior dels colzes fins que encaixessin.

Si hagués de tornar a fer aquest moll, li donaria més suport per al telèfon. Com és d’esperar, si s’empeny el telèfon quan està al moll, els extrems del cable del llamp es poden doblar molt fàcilment. Em sembla estrany que Apple realment vengui un moll amb una configuració similar no compatible.

Pas 4: Les làmpades

Volia que les làmpades tinguessin un aspecte industrial similar al del moll. Per a la primera làmpada, he utilitzat un endoll de bombeta genèric situat a sobre d’una brida de canonada de 3/8 . Alguns tubs de llautó petits connecten la base al sòcol i complementen els accents de llautó del moll. Una bombeta Edison de 40W realment és l’estrella. Volia fer servir bombetes Edison perquè s’adapten perfectament al disseny d’aquest moll i us permeten crear una preciosa làmpada de bombeta exposada.

Mentre vaig estar a Lowe's, vaig trobar un suport de llum de pista que em va semblar interessant. Vaig girar el suport cap per avall i vaig afegir una brida de canonada per fer la base. El sòcol de la muntura de llum de la via no hi estava fixat, ja que va ser dissenyat per mantenir-lo al seu lloc mitjançant una bombeta de cara plana. Com que feia servir una bombeta Edison, vaig fabricar un petit suport d’alumini per subjectar l’endoll dins de la carcassa circular del suport del llum de la pista. Es van afegir petits poms de llautó per complementar la resta del sistema.

Un cop acabats el moll i els llums, es van pintar de negre mat, excepte els trossos de llautó.

Pas 5: el recinte Arduino

He utilitzat dos tancaments de PVC de 4 "x 4" per a la carcassa Arduino. Vaig tallar les ranures de ventilació per un costat i la coberta de cada recinte. Al lateral del recinte, vaig tallar dos forats rectangulars per als cables USB de muntatge del tauler. Els forats espaiats de 1 1/8 "al centre es van perforar a banda i banda d'aquests forats rectangulars i es van utilitzar per fixar els cables al recinte. Es va tallar un costat dels dos recintes de manera que les dues caixes formessin una sola caixa quan estiguessin. fixat un al costat de l’altre. Es va utilitzar un bloc de fusta de 3/4 "de gruix per subjectar les caixes en aquesta configuració de costat a costat i també constitueix una base convenient per seure-hi.

Pas 6: connecteu la caixa USB

El primer component que s’afegeix al recinte és la caixa de càrrega USB de 4 ports. Simplement, ho vaig arreglar al seu lloc amb cinta de doble cara.

Pas 7: munteu Arduino al recinte

M’agrada fer servir separadors de plaques frontals de caixa elèctrica per muntar components electrònics, ja que són de plàstic i es poden adaptar per funcionar com a punts de suspensió o separadors. Simplement els tallo amb el ganivet i, a continuació, els empeny cargols. L'Arduino es va muntar a la caixa d'un tancament amb petits cargols de cap pla amb els separadors de la placa frontal muntats entre l'Arduino i la caixa.

Un cop muntat l'Arduino, es va connectar un cable USB de tipus AB curt (6 ) entre el port USB de l'Arduino i el port més proper de la caixa de càrrega. Es va ajustar molt bé al cable i vaig haver de retallar els trossos de plàstic doblegats que envolten el cable al final del cable perquè encaixés.

Pas 8: Cablatge i muntatge del relé

Els cordons de les làmpades s’alimentaven a través de forats del recinte. Es va connectar un cable de cada cable a les sortides (el costat commutat de 120 V) dels dos canals del relé d'estat sòlid. Es van connectar seccions de cable curtes (4 ) als terminals de cargol restants adjacents a on estaven connectats els cables de la làmpada. Aquests cables s'utilitzaran per subministrar energia al costat de 120 V del relé.

Al costat CC del relé, es van connectar 4 cables segons la configuració que es mostra. Dos dels cables subministren la tensió + i - CC necessària per al funcionament del relé, mentre que els dos cables restants porten els senyals digitals, que indiquen que els canals s’encenguin o s’apaguin.

Aquests 4 cables es van connectar a l’Arduino de la següent manera: el cable vermell (DC +) està connectat al pin de 5 V. El cable negre (DC-) està connectat al pin GND. El fil marró (CH1) està connectat al digital pin de sortida 7 El cable taronja (CH2) està connectat al pin de sortida digital 8

Un cop tots els cables es van connectar al relé, es va muntar al recinte mitjançant petits cargols de cap pla.

Pas 9: cablejat i muntatge dels sensors de corrent

Es van crear cables de comunicació i d’alimentació per als dos sensors de corrent empalmant els dos conjunts de cables que van des dels sensors a l’Arduino. Com abans, els cables vermells i negres s’utilitzen per alimentar els sensors. Aquests cables estan connectats als pins Vin (fil vermell) i GND (fil negre) de l'Arduino. Sorprenentment, fins i tot els cables de comunicació (els cables SDA i SDL) es poden empalmar junts. Això es deu al fet que als sensors de corrent d'Adafruit se'ls pot donar una adreça única en funció de com es soldin els pins d'adreces. Si la placa no té soldats junts cap dels pins d’adreça, la placa s’adreça com a placa 0x40 i es farà referència com a tal al codi Arduino. Soldant els pins d’adreça A0 junts, tal com es veu al diagrama, l’adreça del tauler esdevé 0x41. Si només hi ha connectats els pins d’adreça A1, la placa seria 0x44 i si es connectessin els pins A0 i A1, l’adreça seria 0x45. Com que només fem servir dos sensors de corrent, només he hagut de soldar els pins d’adreça del tauler 1 tal com es mostra.

Un cop dirigides correctament les taules, es van fixar al recinte mitjançant petits cargols de llautó.

Els cables SDA (blau) i SCL (groc) dels sensors estan connectats als pins SDA i SCL de l’Arduino. Aquests pins no estaven etiquetats al meu Arduino, però són els dos últims pins després del pin AREF al costat digital de la placa.

Pas 10: connecteu els cables d'extensió USB

Com s’ha esmentat anteriorment, els cables d’extensió USB han de passar corrent pels sensors de corrent. Això es va facilitar mitjançant la unió de cables als cables vermells dels cables. Un cop muntats els cables USB al recinte, aquests cables de les empalmes es connecten als sensors actuals. Per a cada cable USB, el corrent que hi circula baixarà per aquests cables, a través del sensor, i després tornarà a continuar pel cable fins al telèfon de càrrega. Els extrems masculins dels cables USB estaven connectats a dos dels ports oberts de la caixa de càrrega USB.

Pas 11: Connecteu l'alimentació

L'últim pas de la caixa electrònica és connectar el cable d'alimentació a la caixa USB i a les làmpades (també coneguda com a la part de 120 V del relé). Els cables negres que condueixen directament a les làmpades estan connectats a un fil del cable d'alimentació juntament amb el fil marró de la caixa de càrrega. El cable d’alimentació de la caixa de càrrega es va tallar simplement amb els dos cables que hi havia a l’interior (són els cables blau i marró). Finalment, els dos cables blancs del relé es connecten a l’altre fil del cable d’alimentació juntament amb el fil blau de la caixa de càrrega USB.

Pas 12: el sistema completat

Un cop muntada la caixa, es poden canviar les cobertes del recinte. Ara que el maquinari d'aquest sistema s'ha completat, és hora de passar al programari.

Pas 13: el codi Arduino

El desenvolupament del codi Arduino va ser bastant senzill, tot i que va caldre fer algunes proves per fer-ho bé. En la seva forma més senzilla, el codi envia un senyal per alimentar el canal de relé adequat sempre que llegeix un flux de corrent superior o igual a 90 mA. Tot i que aquest codi senzill va ser un bon punt de partida, els telèfons mòbils no es carreguen al 100% i, després, se senten allà dibuixant molt poc corrent. Més aviat, vaig trobar que, un cop carregat el telèfon, estalviaria diversos centenars de mA per poc temps cada pocs minuts. És com si el telèfon fos una galleda amb fuites que s’ha de rematar cada pocs minuts.

Per resoldre aquest problema, vaig desenvolupar una estratègia on cada canal podia estar en un dels tres estats. L’estat 0 es defineix com quan s’ha retirat el telèfon del suport de càrrega. A la pràctica, vaig trobar que pràcticament no circulava cap corrent quan es va retirar el telèfon, però vaig establir el límit superior de corrent d’aquest estat a 10 mA. L'estat 1 és l'estat on el telèfon està completament carregat, però encara al moll. Si el flux de corrent cau per sota de 90 mA i supera els 10 mA, el sistema es troba a l’estat 1. L’estat 2 és l’estat de càrrega, on el telèfon dibuixa 90 mA o més.

Quan el telèfon es col·loca al moll, s’inicia l’estat 2 i continua durant la càrrega. Un cop finalitzada la càrrega i el corrent caigui per sota de 90 mA, el sistema es troba a l’estat 1. En aquest punt es va fer una declaració condicional perquè el sistema no pugui passar directament de l’estat 1 a l’estat 2. Això manté el sistema a l’estat 1 fins que el telèfon estigui eliminat, moment en què entra a l'estat 0. Atès que el sistema pot passar de l'estat 0 a l'estat 2, quan el telèfon es torna a col·locar al carregador i el flux actual augmenta per sobre de 90 mA, l'estat 2 es torna a iniciar. Només quan el sistema es troba a l’estat 2, s’envia el senyal al relé per encendre la llum.

Un altre problema que em vaig trobar és que el corrent de vegades cauria breument per sota dels 90 mA abans que el telèfon estigués completament carregat. Això faria que el sistema estigués a l’estat 1 abans d’haver-lo tingut. Per solucionar-ho, faig una mitjana de les dades actuals durant 10 segons i només si el valor actual mitjà cau per sota de 90 mA, el sistema entrarà a l’estat 1.

Si us interessa aquest codi, he adjuntat un fitxer.ino d'Arduino amb algunes descripcions més. En general, funciona força bé, però m’he adonat que de vegades el sistema sembla passar a l’estat 0 quan el telèfon encara està connectat i està completament carregat. Això significa que de tant en tant la llum s’encén durant uns segons (quan avança a l’estat 2) i després s’apaga. Alguna cosa per treballar per al futur suposo.

Pas 14: el sistema acabat

Vaig instal·lar el moll de càrrega a la nostra prestatgeria, amb la caixa Arduino situada darrere d’alguns llibres. Si només hi fixeu una ullada, mai no us adonareu de la feina que hi va haver, i fins i tot veure-la en funcionament no li fa justícia. Una vegada més, em fa goig veure que els llums s’encenen i s’apaguen i fins i tot he vingut a confiar en ells per veure si el telèfon s’està carregant.