Arduino Uno автомат халхавчны систем: 9 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Бүтээсэн бүтээгдэхүүн нь автомашинд зориулагдсан нарны тосны автомат систем бөгөөд бүрэн бие даасан бөгөөд температур, гэрэл мэдрэгчээр хянагддаг. Энэхүү систем нь машин тодорхой температурт хүрч, машинаар тодорхой хэмжээний гэрэл нэвтэрсэн үед машины цонхыг сүүдэрээр бүрхэх боломжийг олгодог. Тээврийн хэрэгсэл асаалттай үед сүүдэр ажиллахгүй байхаар хил хязгаарыг тогтоосон. Параметрүүдийн аль нь ч хангагдаагүй байсан ч гэсэн та сүүдэрээ нэмэгдүүлэхийг хүссэн тохиолдолд системд шилжүүлэгч нэмж оруулсан болно. Жишээлбэл, хэрэв сэрүүн шөнө байсан бөгөөд та машинаа хувийн нууцлалтай байлгахыг хүсч байсан бол сүүдэрээ дээшлүүлэхийн тулд унтраалгыг дарахад л болно. Та системийг бүрэн унтраахын тулд унтраалгыг унтрааж болно.

Асуудлын мэдэгдэл - “Тээврийн хэрэгслийг халуунд орхих үед тээврийн хэрэгслийн доторх температур, ялангуяа автомашинаа дахин зорчихдоо эсвэл машинд үлдсэн зорчигчдын хувьд ихээхэн эвгүй байдалд ордог. Сохор системтэй байх нь таны машиныг хэн нэгэн харахаас сэргийлэх хамгаалалтын хэрэгсэл болж чадна.” Машинд тавихад хялбар, энгийн нарны тос байдаг ч энэ нь заримдаа төвөг учруулж, тавихаа мартаж магадгүй юм. Автомат нарны тосны системээр та сүүдэрийг гараар хийх шаардлагагүй, эсвэл тавихаа бүү мартаарай, учир нь энэ нь шаардлагатай үед автоматаар дээшлэх болно.

Зургийн эх сурвалж:

Алхам 1: Дизайн үзэл баримтлалын процесс

Эцэст нь автомашинд нэгтгэх боломжтой загварыг хийж, ашиглахыг би хүсч байсан. Энэ нь тээврийн хэрэгсэлд аль хэдийн суулгасан шинж чанар байх болно гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч одоогийн байдлаар үүнийг цонхны цонхны системд ашиглаж болно. Дизайн бүтээх явцад хэд хэдэн тойм зураг, санаанууд хийгдсэн боловч шийдвэр гаргах матрицыг ашигласны дараа одоо бүтээгдсэн бүтээгдэхүүнийг бүтээхээр шийдсэн болно.

Алхам 2: Ашигласан материал

Зургууд нь төсөлд ашигласан бодит бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зураг юм. Төслийн мэдээллийн хүснэгтийг хавсаргасан баримт бичигт оруулсан болно. Бүх мэдээллийн хуудсыг өгөх боломжгүй. Бүтээгдэхүүнийг бүтээхэд надад ойролцоогоор 146 доллар зарцуулсан.

Ихэнх эд анги, эд ангиуд нь Амазон эсвэл Lowe's нэртэй гэрийн засварын дэлгүүрээс ирдэг.

Ашигласан бусад төхөөрөмжүүд:

Утас хуулагч

Бахө

Филлипс халив

Хавтгай халив

Олон метр

Зөөврийн компьютер

Arduino програмыг татаж авсан

Алхам 3: Логик: Энэ нь хэрхэн ажилладаг талаар

Хэлхээ:

Компьютер эсвэл зөөврийн компьютерээр дамжуулан Arduino програмистын кодыг Arduino Uno руу илгээдэг бөгөөд дараа нь кодыг уншиж, тушаалуудыг хэрэгжүүлдэг. Arduino Uno -д код байршуулсны дараа Arduino Uno өөр тэжээлийн хангамж ажиллуулах хүртэл програмаа үргэлжлүүлэхийн тулд компьютерт холбогдох шаардлагагүй болно. H - гүүр нь хэлхээнд 5 вольтын гаралтыг өгдөг бөгөөд энэ нь Arduino Uno -ийг удирдахад хангалттай юм. Системийг Arduino Uno -ийн тэжээлийн эх үүсвэр болгон компьютергүйгээр ажиллахыг зөвшөөрч, системийг зөөврийн болгож, машинд ашиглахыг хүсвэл шаардлагатай болно.

Хоёр хязгаарлах унтраалга, температур мэдрэгч, гэрэл мэдрэгч, RBG LED, H - гүүр нь Arduino Uno -т холбогдсон байна.

THE RBG LED нь гох саваа хаана байрлаж байгааг заана. Гох доод байрлалд байх үед доод хязгаарын унтраалгыг асаахад LED нь улаан өнгөтэй болно. Гох түлхүүр хоёулаа хоёулаа хоёулаа хоёулаа байх үед LED цэнхэр өнгөтэй болно. Гох нь дээд талд байх үед дээд хязгаарын унтраалгыг дарахад LED нь ягаан улаан өнгийг харуулдаг.

Хязгаарын унтраалга нь хөдөлгүүрийн хөдөлгөөнийг зогсоохыг системд хэлэх хэлхээний унтраалга юм.

H - Bridge нь моторын эргэлтийг хянах реле болж ажилладаг. Энэ нь хосоор асаах замаар ажилладаг. мотороор дамжих гүйдлийн урсгалыг ээлжлэн сольж, хүчдэлийн туйлыг хянадаг бөгөөд энэ нь чиглэлийг өөрчлөх боломжийг олгодог.

12 вольт, 1.5 ампер батерей нь моторын хүчийг өгдөг. Батерей нь H гүүртэй холбогдсон тул хөдөлгүүрийн эргэлтийн чиглэлийг хянах боломжтой болно.

Гарын авлага солих унтраалга нь зай болон H - гүүр хоёрын хооронд байрладаг бөгөөд машиныг асаах, унтраах үед загварчлах зорилгоор On/ Off бүрэлдэхүүн хэсэг болдог. Тээврийн хэрэгсэл асаалттай байгааг харуулсан унтраалгыг асаахад ямар ч үйлдэл гарахгүй. Тиймээс машин жолоодох үед сүүдэр ажиллахгүй болно. Шилжүүлэгч унтарсан үед машин мөн адил унтарсан мэт ажиллаж, систем зөв ажиллаж, ажиллах болно.

Температур мэдрэгч нь хэлхээний гол элемент бөгөөд хэрэв тогтоосон босго температурыг хангаагүй бол гэрэл анзаарсан ч гэсэн ямар ч арга хэмжээ авахгүй. Хэрэв температурын босго хангагдсан бол код нь гэрлийн мэдрэгчийг шалгадаг.

Хэрэв гэрэл ба температур мэдрэгчийн параметрүүдийг хангасан бол систем нь моторыг хөдлөхийг хэлдэг.

Физик найрлага:

12V 200 эрг / мин хурдтай тогтмол гүйдлийн моторт араа суурилуулсан болно. Араа нь гинжин хэлхээнд бэхлэгдсэн хөнгөн цагаан саваа дээш эсвэл доош чиглэсэн хөдөлгөөнийг хянадаг гинж ба цоолборыг эргүүлдэг жолоочийн саваагаар удирддаг. Төмөр саваа нь сүүдэрт холбогдсон бөгөөд өнөөгийн кодын параметрүүд нь сүүдэрийг ямар байхыг хүсч байгаагаас шалтгаалан дээш өргөх эсвэл буулгах боломжийг олгодог.

Алхам 4: Төслийн хөгжил

Үүсгэх үйл явц:

Алхам 1) Хүрээг бүтээх

Алхам 2) Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хүрээ рүү бэхлэх; араа ба гинжний систем, мөн түгжээний зүүг салгасан галзуу сүүдэр орно

Түгжих зүүг авахын тулд би бахө ашиглан галзуу өнгөний төгсгөлийн тагийг авав. Хэрэв болгоомжтой байхгүй бол булны сүүдэрт хаврын хурцадмал байдал арилах болно, хэрэв ийм зүйл тохиолдвол салхинд хийсэх нь амархан болно. Зүгээр л галзуу сүүдэр барьж, дотоод механизмыг чангалах хүртэл мушгина.

Алхам 3) Талхны самбар дээр хэлхээ хий - холбогч утсыг ашиглан зохих талхны зүүг Arduino дижитал эсвэл аналог зүү рүү холбоно уу.

Алхам 4) Arduino дээр код үүсгээрэй

Алхам 5) Туршилтын код; Асуудал кодонд залруулга хийсэн тохиолдолд цуваа дэлгэц дээрх хэвлэмэл хуудсыг үзнэ үү.

Алхам 6) Төслийг дуусгах; Код нь үүсгэсэн хэлхээ ба бүтээгдэхүүний бүтэцтэй ажилладаг.

Төсөл зохиоход минь туслахын тулд олон форум, видео бичлэгүүдийг ашигласан.

Ашигласан материалын жагсаалт:

• https://www.bc-robotics.com/tutorials/controlling-…
• https://learn.adafruit.com/tmp36-temperature-senso…
• https://steps2make.com/2017/10/arduino-temperature…
• https://learn.adafruit.com/tmp36-temperature-senso…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.instructables.com/id/Control-DC-Motor-…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.arduino.cc/
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/a…
• https://forum.allaboutcircuits.com/threads/start-s…
• https://www.energyefficientsolutions.com/Radiant-B…

Туршилт, алдаа, судалгаа, хамт ажиллагсдын нэмэлт туслалцаа, коллежийн профессоруудын тусламжтайгаар би эцсийн төслөө бүтээж чадсан.

Алхам 5: Бүтээх үйл явц: Хүрээ

Бүтээгдэхүүнийг авахад хялбар хэсгүүдийг ашиглан хийх ёстой байсан.

Физик хүрээ нь зөвхөн хуш мод, боолтоор хийгдсэн байв.

Хүрээний урт нь 24 инч, өндөр нь 18 инч юм. Энэ нь ойролцоогоор 1: 3 масштабтай, бүрэн хэмжээний дундаж тээврийн хэрэгслийн салхины шил юм.

Физик бүтээгдэхүүн нь хуванцар араа, гинжний иж бүрдэл, хоёр төмөр саваа, галзуу сүүдэртэй.

Араа нь DC хөдөлгүүрт холбогдсон бөгөөд энэ нь төмөр саваа эргэдэг бөгөөд энэ нь гинжний хөдөлгөөнийг хянадаг жолоочийн босоо амны үүргийг гүйцэтгэдэг. Сүүдэр жигд хөдлөхийн тулд жолоочийн саваа нэмсэн.

Араа ба гинж нь өөр төмөр саваагаар сүүдрийг өргөж, буулгах боломжийг олгодог бөгөөд хоёр хязгаарлах унтраалгын гох үүрэг гүйцэтгэдэг..

Галзуу сүүдэр нь анх худалдаж авахдаа түгжих механизмтай байсан бөгөөд би үүнийг гаргаж авсан. Энэ нь өнхрөх сүүдэрт өргөх хөдөлгөөн зогссоны дараа байрлалд түгжигдэхгүйгээр дээш татаж, доош буулгах боломжийг олгов.

Алхам 6: Цахилгааны утас суурилуулах

Цахилгааны утсыг нарийн зохион байгуулж, утсыг хооронд нь тусгаарлах ёстой бөгөөд ингэснээр утас хооронд ямар ч хөндлөнгийн оролцоо үүсэхгүй. Энэ төслийн явцад гагнуур хийгээгүй.

Ywrobot LDR гэрэл мэдрэгчийг гэрэл илрүүлэгч болгон ашигладаг бөгөөд энэ нь Arduino UNO дээрх аналог А3 зүүтэй холбогдсон гэрэл эсэргүүцэгч юм

Төслийн температурын параметр болгон DS18B20 температур мэдрэгчийг ашигладаг бөгөөд үүнийг Цельсийн хэмээр уншдаг бөгөөд би үүнийг Фаренгейтэд уншихаар хөрвүүлдэг. DS18B20 нь 1 утастай автобусаар холбогддог. Номын санг DS18B20 -ийг ашиглахын тулд Arudino кодын ноорог дээр татаж аваад нэгтгэх ёстой. Температур мэдрэгч нь Arduino UNO дээрх дижитал зүү 2 -т холбогдсон байна

RBG LED нь сүүдэр хаана байгааг тодорхойлох үзүүлэлт болгон ашигладаг. Сүүдэр нь бүрэн дээшээ эсвэл бүрэн доошоо буух үед улаан өнгө, хөдөлгөөнт байдалд байхдаа цэнхэр өнгөтэй болдог. LED дээрх улаан зүү нь Arduino UNO дээрх дижитал зүү 4 -т холбогдсон. LED дээрх цэнхэр зүү нь Arduino UNO дээрх дижитал зүү 3 -т холбогдсон

Микро хязгаарлах унтраалгыг сүүдрийн байрлалыг зогсоох цэг болгон ашиглаж, хөдөлгүүрийн хөдөлгөөнийг зогсоов. Доод талд байрлах Limit Switch нь Arduino UNO дээрх дижитал зүү 12 -т холбогдсон байна. Дээд талд байрлах Limit Switch нь Arduino UNO дээрх дижитал зүү 11 -т холбогдсон байна. Хоёуланг нь идэвхжүүлээгүй/ дараагүй үед тэгийн анхны төлөвт оруулсан

Хөдөлгүүрийн эргэлтийг хянахад L298n Dual H-Bridge ашигласан бөгөөд батерейны хүчийг зохицуулах шаардлагатай байв. 12В батерейны хүч ба газ нь H-Bridge-т холбогдсон бөгөөд энэ нь 12V 200 эрг / мин хурдтай хөдөлгүүртэй хөдөлгүүрийг тэжээдэг. H-Bridge нь Arduino UNO-той холбогдсон

12 Вольт 1.5А цэнэглэдэг батерей нь моторын хүчийг өгдөг

Энэхүү төсөлд 12 Вольт 0.6 А 200 эрг / мин сойзтой, урвуу араагаар тэжээгддэг DC мотор ашигласан. Импульсийн өргөний модуляци (PWM) -ээр хянагдаж байхдаа бүрэн ажлын мөчлөгт ажиллахад хэт хурдан байсан

Алхам 7: Төслийн дизайны өгөгдөл

Төслийг боловсруулахын тулд төдийлөн туршилтын өгөгдөл, тооцоо, график, муруй шаардлагагүй байсан. Гэрлийн мэдрэгчийг олон тооны гэрэлтүүлэгт ашиглах боломжтой бөгөөд температур мэдрэгч нь -55 ° C -аас 155 ° C хүртэл байдаг бөгөөд энэ нь бидний температурын хязгаараас илүү юм. Сүүдэр нь өөрөө винил даавуугаар хийгдсэн бөгөөд хөнгөн цагаан саваагаар бэхлэгдсэн бөгөөд хүчдэлтэй холбоотой асуудал гарахыг хүсээгүй тул 12В батерейг сонгосон. Батерейгаас тэжээгдэж буй хүчдэл ба гүйдлийг зохицуулахын тулд 12V моторыг сонгосон бөгөөд энэ нь хүчийг ашиглахад хангалттай хүчирхэг байх ёстой гэсэн өмнөх мэдлэг дээр үндэслэсэн болно. Энэ нь хөдөлгүүрийн 0.24 инчийн босоо аманд хийх эргэлтийг үнэхээр зохицуулж чадна гэдгийг батлахын тулд тооцоолол хийсэн болно. Хувийн хангамж ашигласны улмаас хөнгөн цагаан савааны яг төрөл тодорхойгүй байсан тул тооцоонд хөнгөн цагаан 2024 -ийг ашигласан. Бариулын диаметр нь ойролцоогоор 0.25 инч, урт нь 18 инч юм. Онлайн метал дэлгүүрийн жингийн тооцоолуурыг ашиглан савааны жин 0.0822 фунт байна. Ашигласан винил даавууг 1.5 фунт жинтэй том хэмжээтэй хайчилж авав. Дөрвөлжин даавууны урт нь 12 инч 18 инч өргөнтэй тэнцүү хэмжээтэй байна. анхны хэсэг. Энэ шалтгааны улмаас бидний даавууны жин 0.75 фунт байна. Саваа ба даавууны нийт нийлмэл жин 0.8322 фунт байна. Эдгээр хосолсон ачааллын эргэлтийн хүч нь савааны массын төвд ажилладаг бөгөөд үүнийг үржүүлж тооцоолно. босоо амны 0.24 инчийн радиусын нийт жин. Нийт эргүүлэх хүч нь 0.2 фунт-ин-ийн утгатай савааны төв хэсэгт ажиллах болно. Саваа нь нэг диаметртэй нэг материалаар хийгдсэн бөгөөд нэг төгсгөлд гинжний тулгуур, нөгөө үзүүрт хөдөлгүүрийн босоо ам байдаг. Гинжний тулгуур ба хөдөлгүүрийн босоо ам нь савааны төвөөс ижил зайд байрладаг тул жингээс шалтгаалсан эргүүлэх хүчийг төгсгөл тус бүрт тэнцүү хуваадаг. Тиймээс хөдөлгүүрийн босоо ам нь жингээс эсвэл 1 фунт-аас шалтгаалан эргэлтийн тэн хагасыг зохицуулах шаардлагатай байв. Манай DC мотор нь 200 эрг / мин хурдтай 0.87 фунт-ийн хамгийн их эргүүлэх моменттэй бөгөөд энэ нь нарны халхавч, саваа зэргийг багтаахаас илүүтэйгээр туршилтыг эхлүүлэхийн тулд хөдөлгүүрийг хэрэгжүүлсэн болно. Тооцоолол нь мотор хамгийн их нөхцөлд ажиллах ёсгүй гэдгийг ойлгоход хүргэсэн тул ажлын мөчлөгийг 100 хувь бууруулах шаардлагатай болно. Үүргийн мөчлөгийг туршилт, алдааны дагуу тохируулж, нарны сүүдрийг дээш өргөх аль алинд нь хамгийн тохиромжтой хурдыг тодорхойлжээ.

Алхам 8: Arduino Sketch

Кодыг програмчлахын тулд би Arduino IDE -ийг ашигласан. Программистыг https://www.arduino.cc/ вэбсайтаар татаж аваарай.

Хэрэв та өмнө нь хэзээ ч ашиглаж байгаагүй бол ашиглахад хялбар байдаг. YouTube дээр эсвэл интернет дээр Arduino програм дээр програмыг кодлох талаар сурах олон видео видео байдаг.

Би төслийнхөө техник хангамж болгон Arduino UNO микроконтроллерийг ашигласан. Надад хэрэгтэй дижитал зүү оролт хангалттай байсан.

Хавсаргасан файл бол төслийн код ба цуваа мониторыг хэвлэх явдал юм. Хэвлэмэл зургийг харуулсан баримт бичигт мэдэгдэж байгаа шиг сүүдэр нь дээшээ эсвэл доошоо доошоо, дээшээ эсвэл доошоо хөдөлж байх үед бичдэг.

DS18B20 температур мэдрэгчийг ашиглахын тулд OneWire нэртэй номын санг ашигласан. Энэхүү номын сан нь Arduino програм нээгдэх үед Sketch табын доор байрладаг.

Кодыг ажиллуулахын тулд кодыг байршуулахдаа зөв порт ба самбарыг ашиглаж байгаа эсэхийг шалгаарай, эс тэгвээс Arduino нь алдаа гаргаж, зөв ажиллахгүй болно.

Алхам 9: Эцсийн бүтээгдэхүүн

Би бүх утсыг хайрцагт хийж, эвдэрч гэмтэхээс хамгаалж, хэлхээ ажиллахгүй байж магадгүй юм.

Видео нь автомат нарны тосны бүх боломжит тохиргоог харуулдаг. Сүүдэр дээшлэх бөгөөд дараа нь сүүдэрийг буцааж буулгахын тулд гэрлийг бүрхэв. Энэ нь температурын босго хангагдсан учраас л ажилладаг, хэрэв температур хангалттай дулаахан биш байсан бол сүүдэр огт хөдлөхгүй, ёроолдоо хэвтэж байх болно. Системийн ажиллахад шаардлагатай температурыг хүссэн хэмжээгээр өөрчилж, тохируулж болно. Видео бичлэг дээрх сэлгэн залгуур нь машин асаалттай байх үед эсвэл моторын тэжээлийг зогсоохыг хүсч буйг харуулах явдал юм.

Бүтээгдэхүүн нь бүрэн зөөврийн бөгөөд бие даасан. Энэ нь автомашинд автомат сүүдэрлэх систем болгон суурилуулсан боловч гадаа сүүдэрлэх системд эсвэл байшингийн дотор цонхны зориулалттай одоогийн хийцийг ашиглаж болох зүйл юм.

Дотор нь ашиглахын тулд бүтээгдэхүүнийг байшингийн термостаттай биечлэн холбож, эсвэл хэлхээ, кодонд Bluetooth тохируулснаар гар утасны програм ашиглан бүтээгдэхүүнийг хянах боломжтой болно. Энэ бол анхны зорилго эсвэл бүтээгдэхүүнийг хэрхэн бүтээсэн зүйл биш, зөвхөн дизайны боломжит хэрэглээ юм.