Tirai Otomatis Dengan Arduino: 6 Langkah (dengan Gambar)

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

Waktu proyek!: Pembuka/penutup gorden otomatis.

Saya memang melihat beberapa proyek lain untuk menutup dan membuka (secara otomatis) gorden, saya tentu ingin membangunnya sendiri sekarang.

Sebagian besar desain lain yang saya lihat dibuat menggunakan pancing. Saya tidak ingin menggunakan pancing, karena pancing selalu akan putus di beberapa titik?

Untuk tirai otomatis ini saya menggunakan timing belt bergigi (dengan penegakan logam, sangat kuat) dan roda puli timing (20 gigi), yang juga digunakan untuk beberapa printer 3d.

Tujuannya adalah agar gorden akan terbuka dan tertutup secara otomatis, saat terang atau gelap, dan tentu saja penggantian manual. Saya juga mempertimbangkan pengatur waktu dengan RTC, tetapi sejauh ini berfungsi dengan baik sekarang, tanpa RTC.

(untuk koleksi foto dan film, saya membuat album bersama:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Juga, lihat manual singkat dan video hasil akhirnya ini:

tutup-buka-tirai-2

Langkah 1: Bahan dan Alat yang Anda Butuhkan

Langkah 1:

Kumpulkan semua barang yang Anda butuhkan. Ini dapat bervariasi dalam situasi lain.

Bahan yang saya gunakan:

Komponen

“Mekanik”:

Timing belt untuk printer 3d: 3 atau 6 meter, tergantung ukuran jendela/tirai Anda.

(contoh: jika tirai Anda harus menutupi 1,5 meter, Anda membutuhkan sabuk 3 meter)

(Memesan ini di AliExpress: GT2 sabuk lebar 6 mm RepRap 3D printer 10 mtr.)

20 gigi roda katrol

(Memesan ini di AliExpress: GT2 Timing Pulley 20 Gigi Alumium Bore 5 Mm Cocok untuk GT2 Belt Lebar 6 Mm RepRap 3D Printer Prusa i3)

Roda sumbu halus (tanpa gigi) (atau roda katrol bergulir bebas kedua)

Kayu 20x10x1,8 cm

Kayu 2x2x6 cm

Strip aluminium dengan lubang geser (terkadang ini digunakan untuk menyelaraskan bingkai foto di dinding, saya meletakkannya di suatu tempat)

Beberapa mur dan baut 5mm

Beberapa mur dan baut 3 mm

Beberapa sekrup dan colokan untuk dipasang ke dinding

Plat aluminium 0.2x2x30cm, potong 4 strip dari 2x1.5 cm

Hal-hal listrik:

Arduino Uno R3

Power suplly 12V 2A (tergantung motor apa yang Anda gunakan)

Motor dengan gigi (60 hingga 120 rpm)

Pengemudi motor L298n

Papan sirkuit kecil 3x2,5 cm

3 LED

3 resistor 220 atau 330 ohm (resistor pembatas arus untuk LED)

LDR

1 resistor 330 Ohm (pembagi analog dengan LDR)

4 resistor 10K (tarik resistor untuk sakelar)

Beberapa header untuk papan sirkuit kecil

Kabel (kabel Dupont/Arduino), pria-pria – pria-wanita

Kasus (115x90x55)

Beralih dengan tiga posisi on/off/on

2x (kecil) Reed Reed dengan magnet

Tabung/kawat susut panas

Alat yang digunakan:

Solder Besi / Solder

Mengebor

Gergaji

Obeng

Lem panas

Tang

Pengupas Kawat

Menggunting

Kesabaran

Langkah 2: Langkah Membuat Modul

Langkah 2:

Pertama, saya berencana untuk membuat segala sesuatunya se-modular mungkin: Rig motor, rig sumbu kedua, Arduino, pengontrol motor, antarmuka konektor, kasing.

Saya mulai dengan membuat rig dan konektor motor (untuk menghubungkan motor, sakelar buluh, dan LDR ke pengontrol melalui konektor RJ45) pada sepotong kayu yang dibuat.

Semuanya sedikit tergantung pada jenis motor yang Anda miliki/gunakan, tetapi kuncinya adalah bahwa sabuk yang digerakkan oleh roda katrol sangat dekat dengan rel tirai (sekitar 1 hingga 1,5 cm di sebelahnya).

Saya memiliki beberapa motor dengan roda gigi tergeletak di sekitar, yang saya simpan sejak lama dari pembuat kopi profesional. Mereka adalah 24 volt dengan roda gigi yang mengurangi RPM motor menjadi sekitar 120 RPM ketika pada 24 volt. Saya menggunakan motor pada 12 Volt di sini, jadi RPM diarahkan sekitar 60. Saya menggunakan 12 V karena Arduino didukung juga dengan catu daya yang saya miliki untuk proyek ini, dan untuk mengurangi maks. watt untuk konektor (lihat lebih lanjut di bawah).

Pasang roda pully bergigi ke sumbu motor/gigi. Sumbu roda gigi adalah 6 mm, roda katrol 5 mm. jadi saya perlu mengebor lubang roda katrol yang lebih besar hingga 6 mm.

Kemudian buat dudukan untuk motor yang diberikan ini, potong kayunya sehingga motor dan roda gigi akan pas dengan baik dan untuk dapat memasang sakelar Reed di sebelahnya, dan menempelkannya ke dinding dengan dua colokan dan sekrup.

Selanjutnya saya menggunakan konektor RJ45 (perempuan), untuk menghubungkan semua kabel dari motor dan dua sakelar buluh dan LDR. Delapan kabel (4 pasang) dalam kabel jaringan cukup untuk melakukan pekerjaan itu.

Motor hanya menarik antara 0,1 dan 0,3 amp (dengan 12 Volt, 1,2 hingga 4 watt) (tergantung pada beban yang didapat dari tirai). Satu kabel dalam kabel Jaringan (setidaknya yang saya miliki) dapat dengan mudah mempertahankan 10 watt. Faktanya, standar PoE adalah 15 watt per pasang, tetapi Anda juga memerlukan kabel PoE bersertifikat yang bagus.

Dan panjang kabel yang digunakan hanya sekitar 2 meter. Ini adalah perhatian utama saya: Apakah kabel untuk motor dapat membawa watt yang dibutuhkan motor. Sejauh ini, tidak ada masalah, tidak ada pemanasan koneksi atau kabel, dan saya membangun keamanan perangkat lunak: Motor dapat dan hanya akan berjalan untuk jumlah maksimum waktu yang diberikan/ditentukan (30 hingga 50 detik, juga tergantung pada berapa lama dibutuhkan untuk menutup atau membuka tirai). Anda perlu men-tweak ini untuk situasi Anda sendiri.

Jika runtime ini terlampaui, motor akan berhenti dan tidak digerakkan lagi oleh motorcontroller. Alasan runtime yang terlampaui perlu diselidiki dan dipecahkan sebelum Anda mereset Arduino/controller (cukup cabut/colokkan kabel daya untuk mereset).

Kabel jaringan lurus satu ke satu akan ideal, tetapi sebagian besar kabel ethernet (jika tidak semua) akan memiliki lilitan di konektor, sehingga kabel berwarna yang Anda gunakan di satu ujung, tidak akan sama di ujung lainnya, jika Anda tau apa yang saya maksud. Anda harus melacak secara akurat bagaimana Anda menghubungkan semuanya.

Dua pasang yang bisa saya gunakan sebagaimana adanya, pasangan oranye dan coklat sama di kedua ujungnya, tetapi pasangan biru dan hijau di satu ujung, menjadi campuran dari keduanya di ujung yang lain. Tidak masalah, selama Anda tahu kombinasi warna apa yang terhubung dengan apa yang ada di ujung lainnya.

Langkah 3: Membuat Sumbu Kedua

Ini adalah langkah sederhana: lihat gambar. Buat rig sumbu kedua kecil untuk sabuk berjalan, saya menggunakan strip aluminium dengan lubang geser yang membuatnya mudah untuk menempatkan ketegangan yang benar pada sabuk dengan mudah. Pasang di dekat rel di ujung lain gorden/jendela. Melihat foto.

Jadi, dengan balok kayu kecil, strip aluminium dengan strip geser, baut 5mm dan 2 mur disatukan benda itu di foto, dan bor lubang untuk dipasang ke dinding dengan beberapa colokan dan sekrup di dekat rel di ujung kanan tirai.

Langkah 4: Sabuk

Sabuk:

Ini benar-benar perlu dilakukan dengan tepat. Karena saya menggunakan sumbu yang dapat disesuaikan dan sakelar buluh, saya membuat beberapa margin, tetapi panjang sabuk harus cukup tepat, dan lokasi magnet dan klip lebih banyak lagi.

Saya membeli sabuk ini dari AliExpress, sabuk timing bergigi 10 mtr yang diperkuat (untuk roda katrol 20 gigi (juga dari/melalui AliExpress)), hanya seharga 7,60 Euro.

Pada akhirnya, saya menggunakan semua 10 meter, satu untuk tirai lebar 3 mtr (jadi saya membutuhkan sekitar 6 meter sabuk ini), dan satu lagi untuk jendela yang lebih kecil, tirai lebar 1,7 m, jadi 3,4 mtr digunakan.

Untuk mendapatkan panjang sabuk yang tepat, Anda perlu memasang rig motor dan rig sumbu kedua ke tempat yang diinginkan di dinding. Bungkus sabuk dengan ketegangan yang cukup di sekitar roda dan potong sabuk.

Dalam 4 strip aluminium 0,2x1,5x2 cm, bor lubang 3 mm. Jepit dua strip di atas satu sama lain, dan bor tiga lubang (sehingga lubang sejajar dengan baik, untuk memasang baut nanti). Dua lubang di tepi/ujung dan satu di tengah, tetapi pastikan sabuk dapat bergerak di antara dua lubang. Ini untuk menempelkan satu set strip ke sabuk untuk salah satu ujung gorden, dan dua strip aluminium lainnya digunakan untuk menempelkan/menjepit kedua ujung sabuk bersama-sama dengan bantuan sepotong kecil sabuk sepanjang 1,5 cm (lihat foto).

Sambungan ini dengan demikian melayani dua tujuan, menghubungkan ujung sabuk untuk membuat lingkaran, dan bertindak sebagai salah satu dari dua lampiran tirai. Kencangkan mur pada klip ini dengan kuat, sehingga sabuk cukup kuat untuk menarik dan mendorong tirai. Tenaganya tidak seberapa, paling 2 sampai 3 kg (kecuali ada yang salah?!).

Klip lainnya belum boleh dikencangkan, karena posisi klip ini perlu disesuaikan untuk tirai lainnya nanti.

Setelah sabuk selesai, bungkus di sekitar roda katrol dan roda sumbu dan kencangkan sabuk dengan kuat dengan sumbu/strip aluminium yang dapat disesuaikan di salah satu ujungnya.

Jangan pasang gorden ke klipnya, Anda perlu menguji dan menyesuaikan semuanya dengan benar sebelum Anda dapat memasang gorden.

Klip yang bukan koneksi "loop" harus tetap "dapat digeser".

Langkah 5: Arduino, Pengontrol Motor, dan Papan Antarmuka

Arduino, pengontrol motor dan papan antarmuka.

Untuk modularitas, saya menggunakan papan antarmuka kecil (PCB) untuk membuat header dan resistor yang diperlukan untuk menarik dan untuk pembagi LDR, dan kemudian menghubungkan dengan header perempuan semua kabel konektor RJ45 dan sakelar penggantian manual.

Pada akhirnya, papan antarmuka mungkin merupakan titik lemah secara keseluruhan, dan mungkin tidak perlu, dan koneksi langsung di mana mungkin lebih baik dan lebih mudah.

Alokasi pin pada Arduino adalah sebagai berikut;

// alokasi pin:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Pencetakan serial

// 2 - led hijau

// 3 - led merah

// 4, 5 - pengemudi motor L298n

// 6, 7 - GRATIS

// 8 - Saklar buluh atas - tutup(d)

// 9 - sakelar buluh bawah - buka(ed)

// 10 - Saklar manual terbuka

// 11 - Tutup sakelar manual

// 12 - GRATIS

// 13 - led hidup berkedip (kuning eksternal)

Hubungkan semua kabel ke papan antarmuka melalui kabel Arduino (pria-wanita) sesuai dengan lokasi pin di atas.

Solder 3 led dengan anoda (kaki panjang) + resistor ke pin 2, 3 dan 13 Arduino, dan katoda ke ground.

saya menggunakan:

Pin 2 ke Hijau, untuk menunjukkan pembukaan tirai. (tirai kiri ke kiri dilihat dari depan)

Pin 3 ke Merah, untuk menunjukkan penutupan tirai. (tirai kiri ke kanan dilihat dari depan)

Pin 13 ke Kuning untuk berkedip hidup (Namun, saya tidak menggunakan ini lagi, karena led yang berkedip dalam gelap dapat mengganggu, tetapi apakah ada untuk digunakan?, Saya memprogram led untuk tidak benar-benar digunakan, di sisi lain, menggunakan indikasi DARK atau CAHAYA untuk berkedip hanya di siang hari, juga dapat dilakukan dengan mudah).

Faktanya, pemrograman ini semua berjalan seiring dengan pembuatan pengontrol ini. Ide led merah dan hijau datang kemudian, dan penggunaan / a kuning menjadi kurang / tidak penting.

Langkah 6: Menyatukan Semuanya

Membangun kasus. Kasingnya adalah CASE115x90x55MM di bagian luar, di bagian dalamnya sedikit lebih kecil (107x85x52, Bor lubang 5 mm untuk Led, lubang 6 mm untuk sakelar, lubang 6 mm untuk kabel konektor/kabel jaringan, dan lubang untuk konektor daya Arduino dan konektor USB (yang mudah untuk memprogram/memperbarui Arduino)

Juga, solder dua kabel dari konektor daya Arduino ke pengontrol motor. Arduino diberi daya melalui konektor daya eksternal ini, dan begitu juga pengontrol motor.

Masukkan Arduino, pengontrol motor dan PCB ke dalam case dan sambungkan semua kabel (LED dengan resistor 220 ohm, sakelar dengan resistor pull up, dan juga hubungkan kabel ethernet melalui lubang ke PCB dan sambungkan ke header.

Pasang rig motor ke dinding di sisi kiri jendela, roda sumbu kedua di sisi kanan jendela, pasang sabuk di sekitar roda katrol, sambungkan kabel ethernet ke konektor RJ45 di rig motor, nyalakan Arduino dengan hanya USB pada awalnya.

Unggah program/firmware "curtain-2.ino", dan uji nilai LED dan sakelar buluh, dan swith manual melalui output monitor Arduino IDE Serial. Perhatian khusus untuk pengujian pertama, tergantung pada bagaimana Anda menghubungkan motor ke pengontrol motor, motor harus berputar berlawanan arah jarum jam untuk menutup tirai, dan searah jarum jam untuk membuka. Jika itu tidak benar, Anda dapat menyilangkan kabel pada pengontrol motor atau PCB, atau memprogram ulang fungsi "motor_open()" dan "motor_close()" untuk melakukan yang sebaliknya. (pengontrol sinyal untuk berputar searah jarum jam atau anti- searah jarum jam).

Magnet untuk sakelar buluh harus ditempatkan di tempat strategis yang benar. Ketika klip untuk gorden di sebelah kanan berada di tempat yang benar (jadi, juga jauh di kanan, ketika gorden dibuka), maka klip untuk gorden kiri berada jauh di kiri (tirai terbuka), dan magnet untuk saklar buluh bawah harus sangat dekat di sebelah kiri klip untuk tirai kiri (lihat juga video dan foto).

Magnet untuk sakelar buluh atas kemudian harus berada di atas sabuk di tengah jendela (sekali lagi, ketika tirai terbuka). Foto dan video akan membuatnya jelas.

Magnet atas akan bergerak ke kiri (ke arah rig motor), saat menutup tirai, dan harus mengaktifkan saklar buluh, ketika tirai bertemu satu sama lain di tengah (posisi tertutup) Jika saklar buluh diaktifkan terlambat, Anda memiliki masalah (besar). Motor akan mencoba untuk menarik tirai bersama-sama, tetapi sudah, sehingga sabuk akan macet atau selip, atau motor berhenti, menarik arus tinggi. Jadi penyetelan ini sangat penting, dan ini juga berlaku untuk posisi penutupan tentunya. Tapi bagaimanapun, menyetel ini tidak terlalu memakan banyak waktu dan tenaga, sungguh.. Menempelkan / merekatkan magnet di atas dan bawah sabuk harus tepat, dengan opsi geser sakelar buluh di rig motor, Anda memiliki margin untuk menyetelnya dengan benar: lihat film ini untuk ujian akhir

Film pertama dalam album bersama ini adalah ujian sabuk dan sakelar baca:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Anda dapat menggunakan penggantian swith manual untuk menguji ini.

Menutupi / mengungkap LDR Anda dapat mensimulasikan gelap dan terang.

Ketika klip di sabuk berhenti di tempat yang benar, Anda dapat memasang tirai ke klip dan menikmati penutupan dan pembukaan otomatis tirai Anda:-)