Automatisk gardin med Arduino: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Projekt tid!: Automatisk gardinöppnare/stängare.

Jag såg några andra projekt för att stänga och öppna (automatiskt) gardinerna, jag ville verkligen bygga ett själv nu.

De flesta andra mönster jag såg byggdes med en fiskelinje. Jag ville inte använda en fiskelinje, eftersom fiskelinor alltid kommer att gå sönder någon gång?

För denna automatiska gardin använde jag ett tandad tandrem (med metallisk handhavande, så mycket starkt) och ett tidtagningshjul (20 tänder), som också används för vissa 3d -skrivare.

Syftet var att gardinerna öppnas och stängs automatiskt, när det blir ljust eller mörkt, och en manuell åsidosättning förstås. Jag övervägde en timer också med en RTC, men hittills fungerar det bra nu, utan RTC.

(för en samling foton och filmer skapade jag ett delat album:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Se också den korta manualen och den här videon med slutresultatet:

stäng-öppna-gardiner-2

Steg 1: Material och verktyg du behöver

Steg 1:

Samlar ihop allt du behöver. Detta kan variera i andra situationer.

Materialet jag använde:

Komponenterna

"Mekanisk":

Kamrem för 3d -skrivare: 3eller 6 meter, beroende på storleken på ditt fönster/gardin.

(exempel: om din gardin måste täcka 1,5 meter behöver du ett bälte på 3 meter)

(beställde detta på AliExpress: GT2 bältesbredd 6 mm RepRap 3D -skrivare 10 mtr.)

20 tänder remskiva

(beställde detta på AliExpress: GT2 Timing Remskiva 20 tänder Aluminiumhål 5 mm passform för GT2 -bälte Bredd 6 mm RepRap 3D -skrivare Prusa i3)

Slät (utan tänder) axelhjul (eller ett andra fria rullande remskiva)

Trä 20x10x1,8 cm

Trä 2x2x6 cm

Aluminiumremsor med glidhål (ibland används dessa för att justera bildramar på en vägg, jag hade dem liggande någonstans)

Några 5 mm muttrar och bultar

Några 3 mm muttrar och bultar

Några skruvar och pluggar att fästa på väggen

Aluminiumplatta 0,2x2x30cm, skär 4 remsor från 2x1,5 cm

Elektriska grejer:

Arduino Uno R3

Strömförsörjning 12V 2A (beroende på vilken motor du använder)

Motor med växel (60 till 120 rpm)

Motorförare L298n

Litet kretskort 3x2,5 cm

3 lysdioder

3 motstånd 220 eller 330 ohm (strömbegränsande motstånd för lysdioder)

LDR

1 motstånd 330 Ohm (analog avdelare med LDR)

4 motstånd 10K (uppdragningsmotstånd för omkopplare)

Några rubriker för små kretskort

Trådar (Dupont/Arduino-ledningar), hane-hane-han-hona

Fodral (115x90x55)

Växla med tre lägen på/av/på

2x (små) Reed Reläer med magneter

Krympslang/tråd

Verktyg som används:

Lödkolv / Löd

Borra

Fick syn på

Skruvmejslar

Hot Lim

Tång

Wire Stripper

Sax

Tålamod

Steg 2: Steg Skapa modulerna

Steg 2:

Först planerade jag att göra saker så modulära som möjligt: Motorrigg, andra axelrigg, Arduino, motorstyrenhet, kontaktgränssnitt, fodral.

Jag började med att skapa motorriggen och kontakten (för att ansluta motorn, vassomkopplare och LDR till styrenheten via en RJ45 -kontakt) på en tillverkad träbit.

Det hela beror lite på vilken typ av motor du har/använder, men nyckeln är att remmen som drivs av remskivan är mycket nära gardinens skenor (ca 1 till 1,5 cm. Bredvid den).

Jag hade ett par motorer med växlar liggande, som jag sparade för länge sedan från en professionell kaffebryggare. De var 24 volt med en växel som reducerar motorns varvtal till cirka 120 varv per minut vid 24 volt. Jag använder motorn på 12 Volt här, så växlad varvtal är cirka 60. Jag använde 12 V eftersom Arduino drivs också med den strömförsörjning jag hade för detta projekt, och för att minska max. watt för kontakten (se mer om det nedan).

Fäst det tandade pulshjulet på motorns/växelns axel. Växelaxeln var 6 mm, pulshjulet 5 mm. så jag behövde borra hålet på pulshjulet större till 6 mm.

Skapade sedan ett fäste för den här givna motorn och klippte ut träet så att motorn och växeln skulle passa snyggt och för att kunna montera Reed -omkopplarna bredvid den och fästa den på väggen med två pluggar och skruvar.

Därefter använde jag en RJ45 -kontakt (hona) för att ansluta alla ledningar från motorn och två vassomkopplare och en LDR. De åtta ledningarna (4 par) i en nätverkskabel räcker precis för att klara jobbet.

Motorn drar bara mellan 0,1 och 0,3 ampere (med 12 volt, 1,2 till 4 watt) (beroende på vilken belastning den får från gardinen). En enda tråd i en nätverkskabel (åtminstone i de jag har) kan enkelt hålla 10 watt. Faktum är att PoE -standarden är 15 watt per par, men du behöver också en bra certifierad PoE -kabel.

Och den använda längden på kabeln är bara cirka 2 meter. Detta var dock min största oro: Kommer motorns ledningar att kunna bära den effekt som motorn behöver. Hittills, inga problem, ingen uppvärmning av anslutningar eller ledningar, och jag byggde in en mjukvarusäkerhet: Motorn kan och kommer bara att gå under en maximal mängd given/definierad tid (30 till 50 sekunder, även igen beroende på hur länge det tar att stänga eller öppna gardinen). Du måste justera detta för din egen situation.

Om denna körtid överskrids stannar motorn och körs inte igen av motorstyrenheten. Anledningen till den överskridna drifttiden måste sedan undersökas och lösas innan du återställer Arduino/styrenheten (koppla bara ur/sätt i strömkabeln för att återställa).

En rak en till en nätverkskabel skulle vara idealisk, men de flesta ethernetkablar (om inte alla) kommer att ha en vridning i kontakten, så de färgade trådarna du använder i ena änden kommer inte att vara desamma i den andra änden, om du vet vad jag menar. Du måste hålla reda på exakt hur du gör saker.

Två par jag kunde använda som de var, de orange och bruna paren var desamma i båda ändarna, men det blå och gröna paret i ena änden blev en blandning av de två i andra änden. Inga problem, så länge du vet vilken kombination av färger som är ansluten till vad i andra änden.

Steg 3: Skapa den andra axeln

Detta är ett enkelt steg: se bilderna. Skapa en liten andra axelrigg för bältet att köra på, jag använde en aluminiumlist med glidhål som gör det enkelt att sätta rätt spänning på bältet enkelt. Fäst den nära skenan i andra änden av gardinen/fönstret. Kolla bilden.

Således, med ett litet träblock, aluminiumremsa med glidlist, 5 mm bult och 2 muttrar sätta ihop det där på fotot, och borra hål för att fästa på väggen med några pluggar och skruvar nära skenan på gardinens högra ände.

Steg 4: Bältet

Bältet:

Detta måste verkligen göras exakt. Eftersom jag använde justerbara axlar och vassomkopplare skapade jag några marginaler, men remmens längd måste vara ganska exakt, och platsen för magneterna och clipsen ännu mer.

Jag köpte detta bälte från AliExpress, 10 mtr förstärkt tandad tandrem (för 20 tänder remskiva (även från/via AliExpress)), kostade bara 7,60 euro.

I slutändan använde jag upp alla 10 meter, en för en 3 mtr bred gardin (så jag behövde ca 6 meter av detta bälte), och en annan för ett mindre fönster, en 1,7 mtr bred gardin, så ytterligare 3,4 mtr används

För att få exakt remlängd måste du montera motorriggen och andra axelriggen till önskade platser på väggen. Vrid bältet med tillräckligt spänning runt hjulen och klipp av bältet.

Borra 3 mm hål i de 4 aluminiumremsorna med 0,2x1,5x2 cm. Kläm två remsor ovanpå varandra och borra tre hål (så att hålen är snyggt inriktade för att sätta igenom bultarna senare). Två hål på kanterna/ändarna och ett någonstans i mitten, men se till att bältet kan röra sig mellan två hål. Detta för att fästa en uppsättning remsor på bältet för ena änden av gardinen, och de andra två aluminiumremsorna används för att fästa/klämma ihop de båda ändarna av bältet med hjälp av ett litet bälte som är 1,5 cm långt (se bilder).

Denna anslutning tjänar således två syften, anslut remändarna för att göra en slinga och fungera som den ena av de två gardinfästena. Dra åt muttrarna på denna klämma ordentligt så att bältet är tillräckligt starkt för att dra och skjuta gardinen. Kraften är inte så mycket, högst 2 till 3 kg (om det inte är något som går fel?!).

Det andra klippet ska inte dras åt ännu, eftersom klämmornas position måste justeras för den andra gardinen senare.

När bältet är klart, linda det runt pulshjulet och axelhjulet och spänn bältet ordentligt med den justerbara axeln/aluminiumlisten i ena änden.

Fäst inte gardinerna ännu på clipsen, du måste testa och justera allt korrekt innan du kan fästa gardinerna.

Klippet som inte är "loop" -anslutningen bör således fortfarande vara "skjutbart".

Steg 5: Arduino, motorstyrenhet och gränssnittskort

Arduino, motorstyrenhet och gränssnittskort.

För modularitet använde jag ett litet gränssnittskort (PCB) för att skapa de nödvändiga rubrikerna och motstånden för att dra upp och för LDR -avdelaren, och sedan ansluta med kvinnliga rubriker alla ledningar i RJ45 -kontakten och manuell överstyrningsbrytare.

I slutändan är gränssnittskortet kanske en svag punkt i det hela och var kanske onödigt, och direkta anslutningar var kanske bättre och enklare.

Tilldelningen av stiften på Arduino är följande;

// pins tilldelning:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Seriell utskrift

// 2 - led grönt

// 3 - led röd

// 4, 5 - motorförare L298n

// 6, 7 - GRATIS

// 8 - Top reed switch - stäng (d)

// 9 - nedre vassströmbrytare - öppen (red)

// 10 - Manuell omkopplare öppen

// 11 - Manuell omkopplare stängs

// 12 - GRATIS

// 13 - blinka levande led (extern gul)

Anslut alla ledningar till gränssnittskortet via Arduino-kablarna (han-hona) enligt stiftalokeringarna ovan.

Löd de 3 lysdioderna med anoden (långbenet) + motståndet till stiften 2, 3 och 13 på Arduino, och katoderna till jord.

Jag använde:

Stift 2 till grönt, för att indikera gardinöppning. (vänster gardin till vänster sett framifrån)

Stift 3 till rött, för att indikera att gardinen stängs. (vänster gardin till höger sett framifrån)

Pin 13 till gul för att levande blinkar (Ändå använde jag inte det här längre, eftersom en blinkande led i mörkret kan bli irriterande, men det är där att använda?, Jag programmerade lysdioden att inte riktigt användas, å andra sidan, med DARK eller LIGHT -indikationen för att blinka endast under dagen, är också lätt möjligt).

I själva verket gick programmeringen av allt detta tillsammans med att bygga denna controller. Idén om den röda och gröna lysdioden kom senare, och användningen av den/en gula blev mindre/inte viktig.

Steg 6: Sätta ihop allt

Byggde fodralet. Fodralet som är CASE115x90x55MM på utsidan, på insidan var det lite mindre (107x85x52, Borra 5 mm hål för lysdioderna, ett 6 mm hål för omkopplaren, ett 6 mm hål för kontaktledningen/nätverkskabeln och hål för Arduino -strömkontakten och USB -kontakten (vilket är enkelt för programmering/uppdatering av Arduino)

Löd också två ledningar från Arduino -strömkontakten till motorstyrenheten. Arduinoen drivs via denna externa strömkontakt, och så är motorstyrenheten.

Sätt Arduino, motorstyrenhet och kretskort i höljet och anslut alla ledningar (lysdioder med 220 ohm motstånd, växla med uppdragningsmotstånd, och led också ethernetkabeln genom hålet till kretskortet och anslut till rubrikerna.

Fäst motorriggen på väggen på vänster sida av fönstret, det andra axelhjulet till höger om fönstret, sätt remmen runt remskivorna, anslut Ethernet -kabeln till RJ45 -kontakten på motorriggen, slå på Arduino med bara USB först.

Ladda upp programmet/firmware "curtain-2.ino", och testa LED-värdena och reed-switcharna och manuell swith via Arduino IDE Serial monitor-utgång. Särskild omsorg för de första testerna, beroende på hur du kopplade motorn till motorstyrenheten, bör motorn vridas moturs för att stänga gardinen och medurs för att öppna. Om det inte är korrekt kan du antingen korsa ledningarna på motorstyrenheten eller kretskortet, eller programmera om funktionen "motor_open ()" och "motor_close ()" för att göra det motsatta. (Signalstyrenhet för att vrida medurs eller mot medurs).

Magneterna för vassströmställarna bör placeras på rätt strategiska platser. När klämman för gardinen till höger är på rätt plats (alltså också långt till höger, när gardinen är öppen), så är klämman för den vänstra gardinen långt till vänster (gardinen öppen) och magneten för den nedre vassomkopplaren ska vara mycket nära till vänster om klippet för den vänstra gardinen (se även video och foton).

Magneten för den översta vassströmbrytaren ska sedan vara på bältets ovansida i mitten av fönstret (igen, när gardinen är öppen). Bilderna och videon kommer att göra det tydligt.

Den övre magneten rör sig till vänster (mot motorriggen), när gardinen stängs, och bör aktivera vassomkopplaren, när gardinerna möter varandra i mitten (stängt läge) Om vassomkopplaren är aktiverad för sent, kan du har ett (stort) problem. Motorn kommer att försöka dra ihop gardinerna, men de är redan det, så bältet kommer att stanna eller glida, eller så stannar motorn och drar hög ström. Så att ställa in detta är mycket viktigt, och detta gäller naturligtvis också stängningspositionen. Men hur som helst, att ställa in detta tog inte så mycket tid och ansträngning, verkligen.. Att klistra/limma magneterna ovanpå och botten av bältet måste vara exakt, med glidalternativet för vassströmbrytarna på motorriggen har du marginalerna för att ställa in den rätt: se den här filmen för ett sista test

Den första filmen i detta delade album är ett test av bältet och läsströmställare:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Du kan använda den manuella swith -åsidosättningen för att testa detta.

Om du täcker/avslöjar LDR kan du simulera mörkt och ljust.

När klämmorna på bältet stannar på rätt ställen kan du fästa gardinerna på klämmorna och njuta av automatisk stängning och öppning av dina gardiner:-)