Automatyczny wentylator biurkowy: 5 kroków

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

Wykonane przez Tan Yong Ziaba.

Ten projekt ma na celu zbudowanie prostego automatycznego wentylatora, który nadaje się do użytku w biurze lub w gabinecie, aby zmniejszyć naszą zależność od klimatyzacji. Pomogłoby to zmniejszyć ślad węglowy poprzez zapewnienie sposobu ukierunkowanego chłodzenia, które jest w stanie automatycznie włączać się i wyłączać, zamiast polegać na rażąco energochłonnej klimatyzacji. Ponadto jest wystarczająco energooszczędny, aby można go było wyłączyć z powerbanku, co oznacza, że jest bardziej przenośny niż podobne rozwiązania wentylatorów biurkowych, a jednocześnie jest mądrzejszy niż wentylatory ręczne.

Kieszonkowe dzieci

Potrzebujesz:

1x Arduino UNO

1x striptizerka

Nagłówki do układania w stosy męskie-żeńskie

Męskie nagłówki pinów

Żeńskie nagłówki pinów

Przewody jednożyłowe (wystarczające i w różnych kolorach dla ułatwienia odniesienia)

1x przełącznik SPDT

1x czujnik ultradźwiękowy HC-SR04

1x 3386 2 kiloom potencjometr

1x tranzystor mocy TIP110

1x łopatka wentylatora (do montażu na wybranym silniku)

1x silnik 3 V

Sprzęt do testowania, montażu i programowania:

1x obcinarka do desek

1x multimetr cyfrowy (DMM)

1x płytka do krojenia chleba

1x ściągacz izolacji

1x przecinak do drutu

1x szczypce

1x lutownica

1x stojak na lutownicę

1x środek do czyszczenia grotów lutownicy

Lutowane (wystarczające)

1x pompka rozlutowująca (w razie potrzeby knot)

1x dowolna maszyna zdolna do uruchomienia Arduino IDE

Arduino IDE, zainstalowane na wybranej przez Ciebie maszynie

Krok 1: Testowanie sprzętu

Najpierw przetestuj sprzęt. Płytka stykowa jest do tego niezwykle przydatna, chociaż kable rozruchowe mogą być również używane, gdy płytka stykowa nie jest dostępna. Obrazy pokazują proces testowania wraz ze zrzutem ekranu Tinkercad pokazującym, jak obwód jest okablowany. Nie ma wiele do powiedzenia poza zapewnieniem, że twoje komponenty działają samodzielnie i współpracują ze sobą w prostym obwodzie testowym. Na tym etapie multimetr cyfrowy jest również pomocny w sprawdzeniu, czy komponenty nie są wadliwe.

Krok 2: Budowanie obwodu

Następnie przylutuj obwód. W tym kroku powinieneś mieć swoje Arduino, stripboard i nagłówki do układania w stos.

Dopasuj stripboard i nagłówki do nagłówków na Arduino. Po potwierdzeniu, że odstępy są prawidłowe, przylutuj nagłówki układania. Pamiętaj, aby wyciąć ślady tam, gdzie nie chcesz szortów. Możesz użyć multimetru cyfrowego, aby sprawdzić ciągłość między osłoną a samym Arduino. Po zakończeniu kontroli ciągłości zacznij lutować części.

Aby okablować obwód, możesz odwołać się do schematu Tinkercad wcześniej lub pokazanych tutaj schematów EAGLE i stripboardów.

Rozmieszczenie komponentów jest takie, że lutowanie można zminimalizować. Może nie jest najbardziej kompaktowy, ale łatwiej byłoby rozłożyć elementy w większym ekranie.

W miejscu, w którym na listwie znajduje się żeński czujnik ultradźwiękowy, mogę już wykorzystać piny GND, D13 i D12, aby dostarczyć GND, Echo i Trigger do czujnika ultradźwiękowego. Musiałem tylko wyciąć ślad między żeńskim gniazdem, w którym znajduje się czujnik ultradźwiękowy, a pinem D11, aby dostarczyć +5V do czujnika.

Podobnie potencjometr jest tam, gdzie są już piny +5V i GND, więc wystarczy przeciąć ślad pomiędzy wycieraczką potencjometru (jest to pin środkowy) a drugim pinem GND do którego przylega, aby zapewnić moje ustawienie prędkości analogowej na pin A3 bez wysyłania sygnału do GND, co pokonałoby punkt wejścia analogowego.

Listwa zaciskowa silnika jest umieszczona w taki sposób, że mogę wykorzystać miejsce, w którym znajduje się pin emitera TIP110 i wystarczy przylutować uziemienie silnika do tego w pobliżu czujnika ultradźwiękowego. Użyłem 4-pinowego złącza Molex jako mojego kabla breakout, chociaż wszystko, co pasuje, również jest w porządku. Przypuszczam, że wybierz swoją truciznę.

Jedynym wyjątkiem jest przełącznik SPDT, który jest umieszczony dalej od krawędzi listwy, aby był dostępny dla użytkownika po włożeniu czujnika ultradźwiękowego do gniazd żeńskich.

Linia +5V jest dzielona między czujnik ultradźwiękowy, pin kolektora TIP110 i potencjometr.

Pin bazowy TIP110 jest połączony z pinem 9 Arduino przez osłonę. Zapraszam do użycia innych pinów, które są dostępne do sterowania PWM.

Ponownie, twój multimetr cyfrowy jest tutaj przydatny, aby upewnić się, że istnieją połączenia tam, gdzie powinny być, a nic tam, gdzie ich nie ma. Pamiętaj, aby sprawdzić, czy elementy nakładki są prawidłowo połączone z samym Arduino, przeprowadzając test ciągłości między złączami lutowanymi Arduino a komponentami, które zamierzasz przetestować.

Krok 3: Programowanie (i testowanie programowania) obwodu

Ten krok jest albo najmniej zabawny, albo najbardziej frustrujący ze wszystkich kroków. Celem programu jest wykonanie następujących czynności:

1. Sprawdź odległość

2. Jeśli odległość < założony próg, rozpocznij wysyłanie sygnału PWM do silnika w oparciu o wejście analogowe potencjometru.

3. W przeciwnym razie zatrzymaj silnik, ustawiając sygnał PWM na 0

Oba kroki 2 i 3 mają w sobie funkcję debug(), która drukuje odległość ultradźwiękową i wykryte wejście analogowe. W razie potrzeby możesz go usunąć.

Zmienne "refresh" i "max_dist" w programie sterują odpowiednio częstotliwością odpytywania i maksymalną odległością wykrywania. Dostosuj to do swoich upodobań.

Plik jest załączony tutaj.

Krok 4: Połącz wszystko

Jeśli masz obwód działa tak, jak powinien i przeszedłeś do tego kroku, gratulacje! Ten projekt może teraz funkcjonować samodzielnie. Na zdjęciu widać, że cały obwód jest zasilany akumulatorem przez wbudowane złącze Micro USB i nie jest już związany z laptopem.

Na tym etapie możesz zmodyfikować tor lub jeśli masz ochotę na przygodę, zbuduj własne podejście.

Mam nadzieję, że w odpowiednim czasie będę w stanie lub spróbuję wyfrezować płytkę PCB do tego projektu za pomocą routera CNC. Możesz zobaczyć wygenerowany układ PCB na powyższym obrazku

Krok 5: Plany na przyszłość i kilka uwag

Po zakończeniu tego projektu niektóre z bardziej bezpośrednich rzeczy, które mam nadzieję, mogę osiągnąć dzięki temu projektowi w wolnym czasie, obejmują, ale nie ograniczają się do:

- Rzeczywisty stojak na wentylator

- Zmniejsz to do jeszcze bardziej kompaktowego i samodzielnego rozmiaru; Prawdopodobnie potrzebowałbym do tego Arduino Nano

- Bardziej odpowiednie rozwiązanie zasilania, tj. power bank, który widzisz w poprzednim kroku, jest trochę za duży dla samodzielnego projektu, o którym właśnie się wspomniałem

Kilka notatek (dla mojego przyszłego ja i każdej duszy wędrującej przez Internet):

Możesz zauważyć, że chociaż lista części wymaga tablicy Uno, tablica, którą widzisz w tym przewodniku, nie jest tablicą Uno. W rzeczywistości jest to wariant Uno o nazwie SPEEEduino, który został opracowany na Politechnice Singapuru przez grupę studentów i ich wykładowcę nadzorującego. Funkcjonalnie jest bardzo podobny, z wyjątkiem dodatków, takich jak wejście zasilania tylko Micro USB, które widzisz podczas prowadzenia projektu w poprzednim kroku, a nawet ma nagłówki do podłączenia modułu Wi-fi ESP01. Możesz dowiedzieć się o SPEEEduino tutaj.