Kipas Meja Otomatis: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Dibuat oleh Tan Yong Ziab.

Proyek ini bertujuan untuk membuat kipas angin otomatis sederhana yang cocok untuk digunakan di kantor atau belajar untuk mengurangi ketergantungan kita pada AC. Ini akan membantu mengurangi jejak karbon seseorang dengan menyediakan cara pendinginan yang ditargetkan yang dapat secara otomatis menghidupkan dan mematikan dirinya sendiri, alih-alih mengandalkan AC yang terlalu haus daya. Selain itu, ini cukup hemat daya untuk dikeluarkan dari bank daya, yang berarti lebih portabel daripada solusi kipas meja serupa sementara lebih pintar daripada kipas genggam.

Perlengkapan

Anda akan membutuhkan:

1x Arduino UNO

1x papan strip

Header susun Pria-ke-Wanita

Header pin pria

Header pin wanita

Kabel inti tunggal (Cukup dan berbagai warna untuk kemudahan referensi)

1x sakelar SPDT

1x HC-SR04 sensor ultrasonik

1x3386 2 kilo ohm potensiometer

1x transistor daya TIP110

1x Bilah kipas (Dapat dipasang ke motor pilihan)

1x 3V motor

Peralatan untuk pengujian, perakitan, dan pemrograman:

1x pemotong papan strip

1x multimeter digital (DMM)

1x papan tempat memotong roti

1x penari telanjang kawat

1x pemotong kawat

1x tang

1x besi solder

1x dudukan besi solder

1x pembersih ujung besi solder

Solder (Cukup)

1x pompa pematrian (Sumbu jika diinginkan)

1x mesin apa pun yang mampu menjalankan Arduino IDE

Arduino IDE, diinstal pada mesin pilihan Anda

Langkah 1: Menguji Perangkat Keras

Pertama, uji perangkat keras. Sebuah papan tempat memotong roti sangat berguna untuk ini, meskipun kabel jumper juga dapat digunakan ketika papan tempat memotong roti tidak tersedia. Gambar-gambar menunjukkan proses pengujian bersama dengan tangkapan layar Tinkercad tentang bagaimana rangkaian itu terhubung. Tidak banyak yang bisa dikatakan selain memastikan komponen Anda bekerja sendiri dan bekerja sama dalam rangkaian pengujian sederhana. DMM pada tahap ini juga berguna untuk memeriksa apakah komponen Anda tidak rusak.

Langkah 2: Membangun Sirkuit

Selanjutnya, solder sirkuit. Anda harus memiliki header Arduino, stripboard, dan susun untuk langkah ini.

Sejajarkan stripboard dan header dengan header pada Arduino. Setelah Anda memastikan jarak Anda benar, solder header susun. Ingatlah untuk memotong jejak di mana Anda tidak ingin celana pendek. Anda dapat menggunakan DMM Anda untuk memeriksa kontinuitas antara perisai dan Arduino itu sendiri. Setelah Anda menyelesaikan pemeriksaan kontinuitas, mulailah menyolder bagian-bagiannya.

Anda dapat merujuk ke diagram Tinkercad sebelumnya atau gambar skema dan stripboard EAGLE yang ditunjukkan di sini untuk menyambungkan sirkuit.

Tata letak komponen sedemikian rupa sehingga penyolderan dapat diminimalkan. Ini mungkin bukan yang paling ringkas, tetapi akan lebih mudah untuk meletakkan komponen di pelindung yang lebih besar.

Di mana header perempuan sensor ultrasonik berada di stripboard, saya sudah dapat menggunakan pin GND, D13, dan D12 untuk menyediakan GND, Echo dan Trigger ke sensor ultrasonik. Saya hanya perlu memotong jejak antara header perempuan tempat sensor ultrasonik berada dan pin D11 untuk memasok +5V ke sensor.

Demikian juga, potensiometer duduk di mana sudah ada pin +5V dan GND sehingga saya hanya perlu memotong jejak antara penghapus potensiometer (Ini adalah pin tengah) dan pin GND kedua yang berdekatan untuk memberikan pengaturan kecepatan analog saya ke pin A3 tanpa mengirim sinyal ke GND, yang akan mengalahkan titik input analog.

Header breakout motor diposisikan sedemikian rupa sehingga saya dapat memanfaatkan di mana pin emitor TIP110 berada dan seseorang hanya perlu menyolder ground motor ke yang di dekat sensor ultrasonik. Saya menggunakan konektor Molex 4 pin sebagai kabel breakout saya, meskipun apa pun yang cocok juga baik-baik saja. Pilih racunmu, kurasa.

Satu-satunya pengecualian adalah sakelar SPDT, yang diposisikan lebih jauh ke tepi stripboard sehingga dapat diakses oleh pengguna setelah sensor ultrasonik dimasukkan ke dalam header perempuan.

Garis +5V dibagi antara sensor ultrasonik, pin kolektor TIP110 dan potensiometer.

Pin dasar TIP110 terhubung ke pin 9 Arduino melalui pelindung. Jangan ragu untuk menggunakan pin lain yang tersedia untuk kontrol PWM.

Sekali lagi, DMM Anda berguna di sini untuk memastikan bahwa ada koneksi di mana seharusnya ada, dan tidak ada koneksi di mana tidak ada. Ingatlah untuk memeriksa apakah komponen pelindung terhubung dengan benar ke Arduino itu sendiri dengan melakukan pengujian kontinuitas antara sambungan solder Arduino dan komponen yang ingin Anda uji.

Langkah 3: Pemrograman (dan Pengujian Pemrograman) Sirkuit

Langkah ini adalah langkah yang paling tidak menyenangkan atau paling membuat frustrasi. Tujuan dari program ini adalah untuk melaksanakan hal-hal berikut:

1. Periksa jarak

2. Jika jarak < ambang batas yang telah ditentukan, mulailah mengirimkan sinyal PWM ke motor berdasarkan input analog potensiometer.

3. Jika tidak, matikan motor dengan mengatur sinyal PWM ke 0

Kedua langkah 2 dan 3 memiliki debug() di dalamnya yang mencetak jarak ultrasonik dan input analog yang terdeteksi. Anda dapat menghapusnya jika diinginkan.

Variabel "refresh" dan "max_dist" dalam program masing-masing mengontrol tingkat polling dan jarak deteksi maksimum. Tune ini sesuai dengan keinginan Anda.

File terlampir di sini.

Langkah 4: Kumpulkan Semuanya

Jika Anda memiliki sirkuit yang berperilaku sebagaimana mestinya dan sampai pada langkah ini, selamat! Proyek ini sekarang dapat berfungsi dengan sendirinya. Pada gambar, Anda dapat melihat bahwa seluruh rangkaian ditenagai oleh baterai melalui konektor Micro USB on-board dan tidak lagi terikat ke laptop Anda.

Pada tahap ini, Anda dapat memodifikasi sirkuit, atau jika Anda merasa lebih berani, buatlah versi Anda sendiri.

Pada waktu yang tepat, saya berharap dapat, atau mencoba, menggiling PCB untuk proyek ini menggunakan router CNC. Anda dapat melihat tata letak PCB yang dihasilkan pada gambar di atas

Langkah 5: Rencana Masa Depan dan Beberapa Catatan

Dengan selesainya proyek ini, beberapa hal yang lebih cepat yang saya harap dapat saya capai dengan proyek ini di waktu luang saya termasuk, tetapi tidak terbatas pada:

- Stand sebenarnya untuk kipas angin

- Kecilkan ini ke ukuran yang lebih kompak dan mandiri; Saya mungkin membutuhkan Arduino Nano untuk ini

- Solusi daya yang lebih tepat, yaitu bank daya yang Anda lihat di langkah sebelumnya agak terlalu besar untuk desain mandiri yang baru saja saya rujuk

Beberapa catatan (untuk diri saya di masa depan dan setiap jiwa yang menjelajah melalui Internet):

Anda mungkin memperhatikan bahwa sementara daftar bagian memanggil papan Uno, papan yang Anda lihat melalui panduan ini sama sekali bukan Uno. Ini sebenarnya adalah varian dari Uno yang disebut SPEEEduino, yang dikembangkan di Politeknik Singapura oleh sekelompok mahasiswa dan dosen pembimbing mereka. Secara fungsional sangat mirip, kecuali untuk tambahan seperti input hanya daya Micro USB yang Anda lihat mengemudikan proyek pada langkah sebelumnya dan bahkan memiliki header untuk menyambungkan modul Wi-fi ESP01. Anda dapat mempelajari tentang SPEEEduino di sini.