พัดลมตั้งโต๊ะอัตโนมัติ 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ทำโดย Tan Yong Ziab

โครงการนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างพัดลมอัตโนมัติแบบเรียบง่ายที่เหมาะสำหรับใช้ในสำนักงานหรือเพื่อการศึกษาเพื่อลดการพึ่งพาเครื่องปรับอากาศของเรา วิธีนี้จะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยจัดให้มีการระบายความร้อนตามเป้าหมายซึ่งสามารถเปิดและปิดตัวเองได้โดยอัตโนมัติ แทนที่จะต้องพึ่งพาเครื่องปรับอากาศที่ใช้พลังงานมาก นอกจากนี้ยังประหยัดพลังงานเพียงพอที่จะขับออกจากพาวเวอร์แบงค์ ซึ่งหมายความว่าสามารถพกพาได้ง่ายกว่าพัดลมตั้งโต๊ะแบบเดียวกันในขณะที่ฉลาดกว่าพัดลมแบบใช้มือถือ

เสบียง

คุณจะต้อง:

1x Arduino UNO

แผ่นกระดาน 1x

ส่วนหัวแบบเรียงซ้อนชายกับหญิง

ส่วนหัวของหมุดตัวผู้

ส่วนหัวของหมุดตัวเมีย

สายไฟแกนเดี่ยว (เพียงพอและมีสีต่างๆ เพื่อความสะดวกในการอ้างอิง)

สวิตช์ SPDT 1x

1x HC-SR04 เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

1x 3386 โพเทนชิโอมิเตอร์ 2 กิโลโอห์ม

1x TIP110 เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์

1x ใบพัดลม (ติดตั้งบนมอเตอร์ที่เลือกได้)

มอเตอร์ 1x 3V

อุปกรณ์สำหรับการทดสอบ ประกอบ และตั้งโปรแกรม:

เครื่องตัดแผ่น 1x

1x ดิจิตอลมัลติมิเตอร์ (DMM)

1x เขียงหั่นขนม

เครื่องปอกสายไฟ 1x

เครื่องตัดลวด 1x

คีม 1x

1x หัวแร้ง

1x ขาตั้งหัวแร้ง

1x น้ำยาทำความสะอาดหัวแร้ง

ประสาน (เพียงพอ)

1x ปั๊ม desoldering (ไส้ตะเกียงหากต้องการ)

1x เครื่องใดๆ ที่สามารถรัน Arduino IDE

Arduino IDE ติดตั้งบนเครื่องที่คุณเลือก

ขั้นตอนที่ 1: การทดสอบฮาร์ดแวร์

ขั้นแรก ทดสอบฮาร์ดแวร์ เขียงหั่นขนมมีประโยชน์อย่างมากสำหรับสิ่งนี้ แม้ว่าอาจใช้สายจัมเปอร์เมื่อไม่มีเขียงหั่นขนม รูปภาพแสดงขั้นตอนการทดสอบพร้อมกับภาพหน้าจอของ Tinkercad เกี่ยวกับวิธีการต่อสายวงจร ไม่มีอะไรจะพูดมากไปกว่าการทำให้แน่ใจว่าส่วนประกอบของคุณทำงานด้วยตัวเองและทำงานร่วมกันในวงจรการทดสอบอย่างง่าย DMM ในขั้นตอนนี้ยังมีประโยชน์ในการตรวจสอบว่าส่วนประกอบของคุณไม่มีข้อบกพร่องหรือไม่

ขั้นตอนที่ 2: สร้างวงจร

ต่อไปประสานวงจร คุณควรมี Arduino, stripboard และ stacking headers สำหรับขั้นตอนนี้

จัดแนวแถบและส่วนหัวให้ตรงกับส่วนหัวของ Arduino เมื่อคุณยืนยันว่าระยะห่างของคุณถูกต้องแล้ว ให้ประสานส่วนหัวที่ซ้อนกัน อย่าลืมตัดร่องรอยที่คุณไม่ต้องการกางเกงขาสั้นออก คุณสามารถใช้ DMM เพื่อตรวจสอบความต่อเนื่องระหว่างตัวป้องกันและ Arduino ได้ เมื่อคุณตรวจสอบความต่อเนื่องเสร็จแล้ว ให้เริ่มบัดกรีชิ้นส่วนต่างๆ

คุณสามารถอ้างอิงถึงไดอะแกรม Tinkercad ก่อนหน้านี้ หรือรูปภาพแผนผังและแถบของ EAGLE ที่แสดงไว้ที่นี่เพื่อต่อวงจร

เลย์เอาต์ของส่วนประกอบทำให้การบัดกรีลดลง มันอาจจะไม่ได้มีขนาดกะทัดรัดที่สุด แต่มันจะง่ายกว่าในการจัดวางส่วนประกอบในเกราะที่ใหญ่กว่า

ที่ส่วนหัวของเพศหญิงที่เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกอยู่บนแถบกระดาน ฉันสามารถใช้หมุด GND, D13 และ D12 เพื่อจัดเตรียม GND, Echo และ Trigger ไปยังเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกได้แล้ว ฉันแค่ต้องตัดรอยแยกระหว่างส่วนหัวของตัวเมียที่เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกตั้งอยู่และตรึง D11 เพื่อจ่ายไฟ +5V ให้กับเซ็นเซอร์

ในทำนองเดียวกัน โพเทนชิออมิเตอร์จะอยู่ที่ตำแหน่งที่มีพิน +5V และ GND อยู่แล้ว ดังนั้นฉันต้องตัดรอยระหว่างที่ปัดน้ำฝนของโพเทนชิออมิเตอร์เท่านั้น (ซึ่งเป็นพินกลาง) และพิน GND ที่สองที่อยู่ติดกันเพื่อให้ การตั้งค่าความเร็วแอนะล็อกของฉันเป็นพิน A3 โดยไม่ส่งสัญญาณไปยัง GND ซึ่งจะเอาชนะจุดอินพุตแบบอะนาล็อก

ส่วนหัวของมอเตอร์เบรกเอาต์อยู่ในตำแหน่งที่ฉันสามารถใช้ประโยชน์จากตำแหน่งที่พินอีซีแอลของ TIP110 อยู่ และเพียงแค่ประสานกราวด์ของมอเตอร์กับจุดที่อยู่ใกล้กับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก ฉันใช้ขั้วต่อ Molex 4 พินเป็นสายเคเบิลฝ่าวงล้อม แม้ว่าอะไรก็ตามที่เหมาะสมก็ใช้ได้ เลือกพิษของคุณฉันคิดว่า

ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือสวิตช์ SPDT ซึ่งอยู่ในตำแหน่งเพิ่มเติมที่ขอบของสตริปบอร์ด เพื่อให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงได้เมื่อเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกถูกเสียบเข้าไปในส่วนหัวของตัวเมีย

สาย +5V ใช้ร่วมกันระหว่างเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก พินสะสมของ TIP110 และโพเทนชิออมิเตอร์

พินฐานของ TIP110 เชื่อมต่อกับพิน 9 ของ Arduino ผ่านชีลด์ อย่าลังเลที่จะใช้พินอื่นๆ ที่มีให้สำหรับการควบคุม PWM

อีกครั้ง DMM ของคุณมีประโยชน์ที่นี่เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่ควรมีและไม่มีสิ่งใดที่ไม่มี อย่าลืมตรวจสอบว่าส่วนประกอบของชิลด์เชื่อมต่อกับ Arduino อย่างถูกต้องหรือไม่ โดยทำการทดสอบความต่อเนื่องระหว่างข้อต่อบัดกรีของ Arduino กับส่วนประกอบที่คุณตั้งใจจะทดสอบ

ขั้นตอนที่ 3: การเขียนโปรแกรม (และทดสอบการเขียนโปรแกรม) วงจร

ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนที่ไม่สนุกหรือน่าหงุดหงิดที่สุด วัตถุประสงค์ของโปรแกรมคือการดำเนินการดังต่อไปนี้:

1. ตรวจสอบระยะทาง

2. ถ้าระยะทาง < เกณฑ์ที่กำหนดไว้ ให้เริ่มส่งสัญญาณ PWM ไปยังมอเตอร์ตามอินพุตแบบอะนาล็อกของโพเทนชิออมิเตอร์

3. มิฉะนั้น ให้หยุดมอเตอร์โดยตั้งค่าสัญญาณ PWM เป็น 0

ทั้งสองขั้นตอนที่ 2 และ 3 มี debug() ในตัวซึ่งพิมพ์ระยะทางอัลตราโซนิกและตรวจพบอินพุตแบบอะนาล็อก คุณสามารถลบได้หากต้องการ

ตัวแปร "refresh" และ "max_dist" ในโปรแกรมแต่ละตัวจะควบคุมอัตราการโพลและระยะการตรวจจับสูงสุดตามลำดับ ปรับแต่งได้ตามใจชอบ

ไฟล์แนบมาที่นี่

ขั้นตอนที่ 4: รวบรวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน

หากคุณมีวงจรประพฤติตนตามที่ควรและมาถึงขั้นตอนนี้ ขอแสดงความยินดี! โครงการนี้สามารถทำงานได้ด้วยตัวเอง ในภาพ คุณจะเห็นว่าวงจรทั้งหมดใช้พลังงานจากชุดแบตเตอรี่ผ่านขั้วต่อ Micro USB ในตัว และไม่ได้เชื่อมต่อกับแล็ปท็อปของคุณอีกต่อไป

ในขั้นตอนนี้ คุณสามารถปรับเปลี่ยนวงจร หรือถ้าคุณรู้สึกอยากผจญภัยมากขึ้น ให้สร้างแนวทางของคุณเองในเรื่องนี้

ในช่วงเวลาที่เหมาะสม ฉันหวังว่าจะสามารถหรือพยายามกัด PCB สำหรับโครงการนี้โดยใช้เราเตอร์ CNC คุณสามารถดูเค้าโครง PCB ที่สร้างขึ้นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 5: แผนในอนาคตและหมายเหตุบางส่วน

เมื่อโปรเจ็กต์นี้เสร็จสิ้น บางสิ่งที่เร่งด่วนกว่าที่ฉันคาดไว้จะทำสำเร็จด้วยโปรเจ็กต์นี้ในเวลาว่าง รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง:

- จุดยืนที่แท้จริงสำหรับแฟน

- ลดขนาดให้เล็กลงและมีขนาดเล็กลงกว่าเดิม ฉันอาจจะต้องใช้ Arduino Nano สำหรับสิ่งนี้

- โซลูชันพลังงานที่เหมาะสมกว่า เช่น พาวเวอร์แบงค์ที่คุณเห็นในขั้นตอนก่อนหน้านั้นใหญ่ไปหน่อยสำหรับการออกแบบในตัวที่ฉันเพิ่งอ้างอิง

หมายเหตุบางส่วน (สำหรับตัวฉันในอนาคตและจิตวิญญาณที่ผจญภัยผ่านอินเทอร์เน็ต):

คุณอาจสังเกตเห็นว่าในขณะที่รายการชิ้นส่วนเรียกร้องให้มีบอร์ด Uno บอร์ดที่คุณเห็นในคู่มือนี้ไม่ใช่ Uno นี่เป็นรูปแบบหนึ่งของ Uno ที่เรียกว่า SPEEEduino ซึ่งพัฒนาขึ้นใน Singapore Polytechnic โดยกลุ่มนักศึกษาและอาจารย์ผู้สอนของพวกเขา มีฟังก์ชันคล้ายกันมาก ยกเว้นส่วนเพิ่มเติม เช่น อินพุต Micro USB แบบจ่ายไฟอย่างเดียวที่คุณเห็นว่าขับเคลื่อนโปรเจ็กต์ในขั้นตอนก่อนหน้า และยังมีส่วนหัวสำหรับเสียบโมดูล ESP01 Wi-Fi คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับ SPEEEduino ได้ที่นี่