ถังขยะอัตโนมัติ 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

สวัสดีเพื่อน!

หากคุณดูช่องของฉันมาเป็นเวลานาน คุณอาจจำโครงการเกี่ยวกับถังขยะที่มีฝาปิดอัตโนมัติได้ โปรเจ็กต์นี้เป็นหนึ่งในโครงการแรกใน Arduino ที่สามารถพูดได้ว่าเปิดตัวครั้งแรกของฉัน แต่มีข้อเสียอยู่อย่างหนึ่งคือ ระบบกินไฟมากกว่า 20 มิลลิแอมป์ ซึ่งทำให้ไม่สามารถทำงานด้วยตนเองจากแบตเตอรี่ได้ และวันนี้ด้วยความรู้ใหม่และโครงการมากมายที่อยู่เบื้องหลังฉัน ฉันจะแก้ไขปัญหานี้

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

ในการสร้างสิ่งนี้ เราต้องการถังที่มีฝาปิดบานพับ นี้ซื้อในเครื่องใช้ในครัวเรือนและเรียกว่าถังสำหรับผงซักผ้า ในฐานะที่เป็นบอร์ดของ Arduino ฉันใช้โมเดลนาโน เซอร์โวไดรฟ์เป็นที่ต้องการด้วยตัวลดโลหะ ถัดไป - เซ็นเซอร์ระยะอัลตราโซนิกและช่องใส่แบตเตอรี่สำหรับแบตเตอรี่ 3 นิ้ว ลองใช้กล่องพลาสติกที่มีสไตล์นี้เพื่อความงาม

• Arduino NANO
• เซ็นเซอร์วัดระยะ
• เซอร์โว
• ที่ใส่แบตเตอรี่
• กล่อง
• MOSFET ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ 10V 470-1000 uF
• ตัวต้านทาน 100 โอห์ม
• ตัวต้านทาน 10 kOhm

ขั้นตอนที่ 2: ฮาร์ดแวร์

ก่อนอื่นเรากำจัดพลาสติกส่วนเกินบนหน้าปก เป็นสลักและที่จับ เซ็นเซอร์ระยะจะพอดีกับกล่องอย่างสมบูรณ์ มีเพียงหมุดเชื่อมต่อเท่านั้นที่ยื่นออกมา เราจะลบออก ก่อนอื่นเราจะตัดพลาสติกของหมุด ที่เซอร์โวไดรฟ์ เราต่อสายไฟให้ยาวขึ้นเนื่องจากต้องเอื้อมไปถึงด้านหน้าถังขยะ และเรากำลังเชื่อมต่อทุกอย่างตามวงจรง่ายๆนี้ เซ็นเซอร์จะขับเคลื่อนจากหมุดตัวใดตัวหนึ่งของ Arduino เพื่อไม่ให้บัดกรีสายไฟเข้ากับขาจ่ายไฟ เนื่องจากเซอร์โวเชื่อมต่ออยู่ที่นั่นแล้ว

ตอนนี้เราวางทุกอย่างไว้ในเคส ก่อนอื่นเราจะทำรูสำหรับเซ็นเซอร์ ฉันทำเครื่องหมายศูนย์ด้วยมีด อันดับแรก ฉันเจาะรูด้วยสว่านทั่วไปเพื่อความแม่นยำของจุดศูนย์กลาง จากนั้นจึงขยายให้ใหญ่ขึ้นด้วยสว่านขั้นบันได เติมทุกอย่างด้วยกาวร้อน ช่องใส่แบตเตอรี่ติดเทปกาวสองหน้า และสายจากไดรเวอร์เซอร์โวจะทะลุผ่านรูด้านข้าง

ขั้นตอนที่ 3: การติดตั้งเซอร์โวและกล่อง

ตอนนี้ทำความสะอาดด้วยกระดาษทรายด้านเซอร์โวและฝาปิดถังขยะที่สถานที่นี้ เราทากาวด้วยกาวธรรมดาทั่วไป เราสามารถเสริมความแข็งแรงด้วยสายรัดเคเบิล นอกจากนี้คุณต้องทำร่องใต้สายไฟเพื่อไม่ให้ยึดแน่น แน่นอนว่าเซอร์โวไดรฟ์ต้องเข้าไปในบัคเก็ตและไม่ยึดติดกับสิ่งใด สายไฟถูกยึดตามขอบถังด้วยกาวร้อน

ตัวกล่องถูกยึดเข้ากับถังด้วยสกรูและน็อต จำเป็นต้องแก้ไขเพื่อไม่ให้ลำแสงเซ็นเซอร์ไปติดกับฝาครอบตะกร้า สำหรับสิ่งนี้ คุณสามารถใส่น็อตสองสามตัวไว้ใต้สกรูตัวบน

ขั้นตอนที่ 4: กลไก

ขั้นแรกฉันทำจากไอศกรีมแท่ง แต่มันหนาเกินไป และไม่ยอมให้ปิดได้อย่างอิสระ จากนั้นฉันก็ทำแบบเดียวกันจากขวดโหลโลหะสำหรับอาหารกระป๋อง ในส่วนบนแกนของไดรเวอร์เซอร์โวจะยึดด้วยคลิปหนีบกระดาษ และชิ้นนี้ติดกาวโดยใช้ซุปเปอร์กลูและโซดากับแถบโลหะ

มาติดตั้งกันเถอะ บิดเซอร์โวไปที่ตำแหน่งสุดขั้วอย่างระมัดระวังและยึดตัวโยกในตำแหน่งของฝาครอบที่เปิดอยู่ ตอนนี้ถังของเราปิดและเปิด ทำอย่างระมัดระวังเพราะผลิตภัณฑ์ของจีนนี้สามารถแตกได้หากทำงานตรงกันข้าม โดยหลักการแล้วส่วนฮาร์ดแวร์พร้อมแล้วเรามาเริ่มเขียนโปรแกรมกัน ขั้นแรก เราจะเขียนอัลกอริธึมง่ายๆ โดยไม่ประหยัดพลังงาน

ขั้นตอนที่ 5: การเขียนโปรแกรมใน XOD

ฉันใช้ XOD ภาษาการเขียนโปรแกรมแบบเห็นภาพ โดยอิงตามโหนด โหนดคือบล็อกที่แสดงถึงอุปกรณ์ทางกายภาพบางอย่าง เช่น เซ็นเซอร์ มอเตอร์ หรือรีเลย์ หรือการทำงานบางอย่าง เช่น การเพิ่ม การเปรียบเทียบ หรือการต่อข้อความ คุณสามารถดูขั้นตอนทั้งหมดของการทำโปรเจ็กต์ใน XOD ในวิดีโอของฉันเกี่ยวกับถังขยะ รูปแรกยังเป็นโปรแกรม XOD ธรรมดาที่ไม่มี "ฮิสเทรีซิส" และรูปที่สามอยู่ด้วย

คุณสามารถดาวน์โหลดโครงการถังขยะ XOD ในหน้าโครงการบน GitHub

อย่างที่คุณสังเกตเห็นแล้ว ในการสร้างอุปกรณ์นี้ เราไม่จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับภาษาโปรแกรมใดๆ เราแค่ต้องคิดหาตรรกะของงานให้ถูกต้องและรู้ว่ามีโหนดใดบ้างในโปรแกรม เป็นงานสำหรับสองสามตอนเย็นในการอ่านเอกสาร ใน xod เราจะเห็นได้ชัดเจนว่าข้อมูลใดถูกส่ง จากที่ใด และส่งข้อมูลมาที่ใด การสร้างโค้ดแบบยาวเป็นขั้นตอนต่อไปของพัดลม Arduino คุณสามารถเริ่มต้นได้จากที่นี่ด้วยการเขียนโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน

ดังนั้นจึงใช้งานได้! มาพูดถึงเรื่องการประหยัดพลังงานกันดีกว่า

ขั้นตอนที่ 6: การประหยัดพลังงาน การปรับเปลี่ยนฮาร์ดแวร์

ดังนั้นเราจึงมีผู้ใช้พลังงาน 3 ราย ได้แก่ Arduino เอง เซ็นเซอร์ และเซอร์โวไดรฟ์ เพื่อให้ Arduino กินแบตเตอรี่น้อยลง คุณต้องปิด LED "pwr" ซึ่งจะสว่างตลอดเวลาเมื่อมีพลังงานบนบอร์ด เพียงแค่ตัดเส้นทางที่นำไปสู่มัน

ถัดมามีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ด้านหลังของบอร์ด เราไม่ต้องการมันด้วย กัดหมุดด้านซ้ายของมัน ตอนนี้ Arduino ที่โหมดสลีปต้องการไมโครแอมป์สองสามโหลอย่างแท้จริง เซ็นเซอร์สามารถเปิดและปิดได้โดยตรงโดย Arduino

แต่เซอร์โวในโหมดสแตนด์บายใช้พลังงานมาก เพื่อที่เราจะใช้ทรานซิสเตอร์มอสเฟตเหมือนในวิดีโอเกี่ยวกับพยากรณ์อากาศแบบอิเล็กทรอนิกส์ คุณสามารถใช้มอสเฟตใดก็ได้จากรายการนี้ จำเป็นต้องมีตัวต้านทาน 100 โอห์มและ 10 กิโลโอห์ม ฉันจะทิ้งรายการส่วนประกอบทั้งหมดสำหรับโครงการไว้ในคำอธิบายใต้วิดีโอ

วงจรใหม่จะมีลักษณะดังนี้ เซอร์โวขับเคลื่อนผ่านมอสเฟต ในช่วงเริ่มต้นของการเคลื่อนไหว เซอร์โวจะใช้กระแสไฟขนาดใหญ่ ดังนั้นคุณต้องใส่คาปาซิเตอร์บนอินพุตพลังงาน

ขั้นตอนที่ 7: การเขียนโปรแกรม Arduino IDE

ตรรกะของงานมีดังนี้ น่าเสียดายที่ xod ยังไม่ได้เพิ่มโหมดพลังงาน ดังนั้นฉันจึงเขียนเฟิร์มแวร์แบบคลาสสิกใน Arduino IDE ซึ่งฉันควบคุมระบบด้วยไลบรารี "LowPower" ตื่นขึ้น จ่ายไฟไปที่เซ็นเซอร์ รับระยะทาง และปิดเซ็นเซอร์ หากคุณต้องการเปิดและปิดฝาครอบ ให้ต่อสายไฟเข้ากับเซอร์โว เปิดเครื่อง และปิดเครื่องอีกครั้ง

คุณสามารถดาวน์โหลดร่าง Arduino IDE ได้จากหน้าโครงการ GitHub

ขั้นตอนที่ 8: บทสรุป

ตอนนี้วงจรในโหมดสแตนด์บายกินไฟประมาณ 0.1 มิลลิแอมป์และสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยเป็นเวลานานจากแบตเตอรี่แบบใช้นิ้ว แต่ดูว่าเกิดอะไรขึ้น สำหรับการทำงานที่เสถียร คุณต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 3.6 โวลต์ นั่นคือ สูงกว่า 1.2 โวลต์ต่อแบตเตอรี่หนึ่งก้อน

เมื่อพิจารณาจากกราฟของแบตเตอรี่อัลคาไลน์ จะเห็นได้ว่าแบตเตอรี่คายประจุออกมาครึ่งหนึ่งพอดี นั่นคือประมาณ 1.1 แอมแปร์ชั่วโมง นั่นคือประมาณ 460 วันของการทำงานในโหมดสแตนด์บายไม่เลว? แต่แบตเตอรี่จะใช้ความจุเพียงครึ่งเดียว แล้วจึงใส่เข้าไปได้ เช่น ในรีโมทคอนโทรลจากทีวี แต่ถ้าคุณใช้แบตเตอรี่ลิเธียม มันจะทำงานได้เกือบ 100% ของความจุ และนี่คือเกือบ 3 แอมแปร์ชั่วโมง ซึ่งก็คือ นานกว่า 3 เท่า แบตเตอรี่ลิเธียมมีราคาแพงกว่าแบตเตอรี่อัลคาไลน์ แต่ฉันคิดว่ามันคุ้มค่า

ขอขอบคุณที่ให้ความสนใจ และอย่าลืมว่ามีวิดีโอเกี่ยวกับการทำโครงการนี้ด้วย!