Przełącznik elektroniczny: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Ta instrukcja została stworzona w celu spełnienia wymagań projektowych Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com).

e-Switch to urządzenie, które wykorzystuje Arduino Uno, odbiornik podczerwieni i czujnik zbliżeniowy HCSR04 do sterowania serwomotorem, który jest podłączony do włącznika światła. Ten produkt został stworzony, aby oszczędzać energię i ułatwiać dostęp za pomocą funkcji zdalnego sterowania. Produkt różni się od istniejących tym, że jest gotowy do instalacji, wymaga jedynie przykręcenia do istniejącego włącznika światła, bez konieczności dodatkowego montażu lub okablowania. Wymagane materiały są wymienione poniżej:

• Arduino Uno
• Czujnik zbliżeniowy HCSR04
• Odbiornik podczerwieni + pilot zdalnego
• Silnik serwo SG90
• Drukarka 3D + filament PLA
• Przewody
• Mała deska do krojenia chleba
• Rzep
• Taśma elektryczna

Krok 1: Okablowanie

Dla tego obwodu są 3 elementy zewnętrzne, serwo, czujnik zbliżeniowy i odbiornik podczerwieni. Wszystkie komponenty należy połączyć równolegle przy użyciu tego samego uziemienia i zasilania VCC.

Odbiornik IR: Odbiornik IR ma 3 piny, lewy to pin sygnałowy, który jest podłączony do pinu cyfrowego 2. Środkowy pin to pin uziemiający, a ostatni pin to pin napięciowy, który wymaga +5V

HCSR04 Czujnik zbliżeniowy: Czujnik zbliżeniowy ma 4 styki, od lewej do prawej są to VCC (+5V), Trig (styk 4), Echo (styk 3) i masa

SG90 Servo Motor: Serwo ma 3 połączenia, czerwony to VCC (+5 V), brązowy to masa, a żółty to sygnał (pin 5)

Krok 2: Kod

*Kod został przesłany jako plik.rar, należy go rozpakować*

Kod Arduino wykorzystuje HCSR04 i odbiornik podczerwieni jako wejścia, podczas gdy serwomotor jest jedynym wyjściem. Zmienna nazwana „stanem” służy do rejestrowania aktualnej pozycji serwomotorów. 0 odpowiada serwo będącemu w pozycji wyłączonej, 1 wskazuje włączone.

W pętli pierwszym krokiem jest aktualizacja ostatnio zarejestrowanej odległości czujnika zbliżeniowego (lastValue), kolejnym jest zapisanie aktualnej odległości (odległość), a następnie te wartości są porównywane. Jeśli lastValue jest większa niż aktualna odległość, zbliża się ręka, a serwo obraca się o 90 stopni w dół, wyłączając światła, biorąc pod uwagę, że obecny stan wynosi 1. W przeciwnym razie, jeśli lastValue jest mniejsze niż odległość, ręka jest cofa się, a serwo obraca się o 90 stopni w górę, włączając światła, biorąc pod uwagę, że obecny stan wynosi 0. Jeśli żaden z tych warunków nie jest spełniony, odbiornik podczerwieni sprawdza sygnały i dekoduje je, dając „wyniki”. W zależności od wyniku odbiornik podczerwieni podkręci się lub opadnie. Kod 0xFFE01F odpowiada przyciskowi plus pilotów na podczerwień, a jeśli zostanie odebrany, obróci serwo w górę, aby włączyć światło, biorąc pod uwagę, że obecny stan to 0. Kod 0xFFA857 odpowiada przyciskowi minus pilotów na podczerwień, a jeśli zostanie odebrany, obróci serwo w dół, aby wyłączyć światło, biorąc pod uwagę, że obecny stan to 1. Jeśli żaden sygnał nie zostanie odebrany, kod zapętla się i kontynuuje wyszukiwanie (irrecv.resume).

Krok 3: Elementy drukowane w 3D

W przypadku tego projektu trzeba było zaprojektować i wydrukować dwa komponenty, wspornik włącznika światła dla serwomechanizmu i obudowę dla wszystkich komponentów, które można łatwo dopasować do istniejących przełączników.

• Wspornik włącznika światła: Ten element został zaprojektowany do przechowywania włącznika światła między zębami, został również zaprojektowany do przymocowania do serwomotoru i ma na niego otwór.
• Obudowa posiada 4 przegrody: jedną na czujnik zbliżeniowy, który znajduje się w przedniej podstawie obudowy z prostokątnym otworem. Bezpośrednio nad nim znajduje się przegroda na Arduino i odbiornik podczerwieni, posiada wbudowane otwory prowadzące do pozostałych przegródek (na okablowanie) oraz otwory na śruby. Tył obudowy jest wydrążony. Duży obszar zawierający dwa zęby to serwomotor i komora płytki stykowej, zęby są rozmieszczone i dopasowane do montażu serwomotoru. Mniejsza komora jest ostatnia i mieści baterię 9V.

Krok 4: Montaż

1. Podłącz przewody do styków HCSR04, a następnie umieść czujnik w jego komorze, jak pokazano. Przeprowadź przewody przez otwory i do komory silnika serwo.
2. Podłącz przewody do pinów odbiornika podczerwieni, a następnie przymocuj odbiornik do wewnętrznego panelu przedniego komory Arduino za pomocą taśmy elektrycznej, upewniając się, że głowica odbiornika wystaje z boku, aby zapobiec problemom z komunikacją. Umieść jak najbliżej górnej części obudowy. Poprowadź przewody w dół do komory silnika serwo.
3. Przeprowadź kabel złącza akumulatora przez najdłuższy otwór w obudowie, w pobliżu głównego otworu. Upewnij się, że obie części złącza znajdują się po odpowiedniej stronie (złącze Arduino do komory Arduino, złącze baterii do komory baterii).
4. Za pomocą śruby serwo połącz wydrukowany w 3D wspornik przełącznika światła z serwomotorem, jak pokazano. Następnie zamontuj serwomotor za pomocą bolców, przewodami skierowanymi do góry.
5. Użyj rzepu, aby zainstalować płytkę stykową.
6. Przed umieszczeniem Arduino w obudowie podłącz wszystkie elementy do płytki stykowej, a następnie do odpowiednich pinów Arduino. Wszystkie komponenty powinny być zasilane równolegle. Po zakończeniu umieść Arduino w jego komorze, z portem baterii 9V skierowanym na zewnątrz.
7. Umieść baterię 9V w jej obudowie i podłącz do Arduino.

Krok 5: Użycie

Aby korzystać z urządzenia, można zbliżyć rękę do urządzenia, aby wyłączyć światło, lub odsunąć się od urządzenia, aby je włączyć. Naciśnięcie przycisku plus na pilotach na podczerwień włączy światła, a naciśnięcie minusa wyłączy światła.