Dock Telepon Terkendali Arduino Dengan Lampu: 14 Langkah (dengan Gambar)

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

Idenya cukup sederhana; buat dok pengisi daya ponsel yang akan menyalakan lampu hanya saat ponsel sedang diisi daya. Namun, seperti yang sering terjadi, hal-hal yang awalnya tampak sederhana bisa menjadi sedikit lebih rumit dalam pelaksanaannya. Ini adalah kisah tentang bagaimana saya membuat dok pengisi daya ponsel ganda yang menyelesaikan tugas sederhana saya.

Langkah 1: Apa yang Saya Gunakan

Ini sama sekali bukan daftar lengkap dari semua yang saya gunakan, tetapi saya ingin memberikan gambaran umum tentang komponen utama yang saya gunakan. Saya telah menyertakan tautan Amazon untuk sebagian besar komponen ini. (Perhatikan bahwa saya mendapat komisi kecil dari Amazon jika Anda menggunakan tautan ini. Terima kasih!)

Arduino Uno: https://amzn.to/2c2onfeAdafruit 5V DC Current Sensor (x2): https://amzn.to/2citA0S2-Channel Solid State Relay: https://amzn.to/2cmKfkA 4-Port USB Box: https://amzn.to/2cmKfkA Kabel USB Pemasangan Panel 1' (x2): https://amzn.to/2cmKfkA Kabel USB AB 6 :

Saya juga menggunakan perlengkapan berikut yang saya ambil di toko perangkat keras:4"x4" Plastic Conduit Boxes (x2)40W Edison Light Bulbs (x2)Light Bulb SocketTrack Light Bracket Aneka Pipa Besi Hitam (3/8") Aneka Fitting Pipa Kuningan3 ' Kacang Kabel Ekstensi

Langkah 2: Eksperimen, Desain & Pengkabelan

Untuk menentukan kapan telepon sedang diisi, aliran arus ke telepon perlu dipantau secara konstan. Meskipun saya yakin ada desain sirkuit yang dapat mengukur arus dan mengontrol relai berdasarkan level arus, saya sama sekali bukan ahli listrik dan tidak ingin menangani pembuatan sirkuit khusus. Dari beberapa pengalaman, saya tahu bahwa mikrokontroler kecil (Arduino) dapat digunakan untuk mengukur arus dan kemudian mengontrol relai untuk menyalakan dan mematikan lampu. Setelah menemukan sensor arus DC kecil oleh Adafruit, saya mulai bereksperimen dengan menghubungkannya ke kabel USB untuk mengukur arus yang mengalir melaluinya saat mengisi daya telepon. Kabel USB 2.0 khas berisi 4 kabel: putih, hitam, hijau, dan merah. Karena kabel hitam dan merah membawa daya melalui kabel, salah satu dari ini dapat digunakan untuk mengukur aliran arus - saya menggunakan kabel merah. Sensor arus tipikal perlu ditempatkan sejajar dengan aliran arus (arus perlu mengalir melalui sensor), dan sensor Adafruit tidak terkecuali pada aturan ini. Kabel merah dipotong dengan kedua ujung yang dipotong dilekatkan pada dua terminal sekrup pada sensor arus. Sensor Adafruit terhubung ke Arduino dan saya menulis beberapa kode sederhana untuk melaporkan aliran arus melalui sensor. Eksperimen sederhana ini menunjukkan kepada saya bahwa ponsel yang sedang diisi dayanya menarik antara 100 dan 400 mA. Setelah telepon terisi penuh, aliran arus akan turun di bawah 100 mA, tetapi tidak akan mencapai 0.

Dengan percobaan saya yang berhasil menunjukkan bahwa saya dapat mengukur aliran arus dengan Arduino, saya merancang rangkaian yang ditunjukkan di atas. Dua kabel ekstensi USB pemasangan panel 1 'akan dihubungkan ke kotak pengisian 4-port. Kabel pengisian daya telepon akan dihubungkan ke kabel ekstensi ini, membuat sistem dapat mengakomodasi segala jenis kabel pengisi daya USB - dan mudah-mudahan menjadikannya "bukti telepon masa depan." Kabel merah dari kabel ekstensi akan dipotong dan dihubungkan ke sensor arus. Sensor arus memasok informasi ke Arduino, yang pada gilirannya mengontrol relai keadaan padat dua saluran. Relai digunakan untuk mengalihkan daya 110V ke bola lampu. Daya ke kotak USB dan bola lampu dapat disatukan sehingga sistem dapat menggunakan satu stopkontak. Saya sangat menyukai bagaimana daya ke Arduino dapat dipasok oleh salah satu port USB tambahan di kotak pengisian daya.

Langkah 3: Dok Telepon

Dudukan telepon dibuat dari pipa hitam 3/8". Saya menggunakan dua siku pria-wanita, T, bagian pendek yang sepenuhnya berulir, dan flensa bundar. Untuk bagian kuningan di bagian atas dermaga, saya memotong pipa kuningan panjang 1 1/2" menjadi dua dan menggunakan satu setengah untuk setiap bagian. Sebuah lubang kecil dibor di T, yang cukup besar untuk menampung ujung kabel penerangan. Kabel dikerjakan melalui siku dan dilas JB ke dalam pipa kuningan. Ini akhirnya menjadi jauh lebih sulit daripada yang terlihat karena siku tidak cukup besar di dalam agar sesuai dengan ujung kabel penerangan. Saya akhirnya reaming bagian dalam siku sampai mereka akan cocok.

Jika saya harus membuat dok ini lagi, saya akan memberikan lebih banyak dukungan untuk telepon. Seperti yang Anda duga, jika ponsel didorong sama sekali saat berada di dok, ujung kabel petir dapat ditekuk dengan sangat mudah. Saya merasa aneh bahwa Apple benar-benar menjual dok dengan konfigurasi serupa yang tidak didukung.

Langkah 4: Lampu

Saya ingin lampu memiliki tampilan industri yang mirip dengan dermaga. Untuk lampu pertama, saya menggunakan soket bohlam generik yang dipasang di atas flensa pipa 3/8 . Beberapa pipa kuningan kecil menghubungkan alas ke soket dan melengkapi aksen kuningan di dok. Bohlam Edison 40W benar-benar bintangnya saya ingin menggunakan bohlam Edison karena cocok dengan desain dok ini dan memungkinkan Anda membuat lampu bohlam terbuka yang indah.

Sementara di Lowe's saya menemukan braket lampu track pada jarak bebas yang menurut saya menarik. Saya membalikkan braket dan menambahkan flensa pipa untuk membuat alasnya. Soket di dudukan lampu track tidak terpasang padanya karena dirancang untuk ditahan di tempatnya oleh bohlam bermuka datar. Karena saya menggunakan bohlam Edison, saya membuat braket aluminium kecil untuk menahan soket di dalam rumah melingkar braket lampu track. Kenop kuningan kecil ditambahkan untuk melengkapi sistem lainnya.

Setelah dermaga dan lampu selesai, mereka dicat hitam matte - kecuali untuk bit kuningan.

Langkah 5: Kandang Arduino

Saya menggunakan dua penutup PVC 4" x 4" untuk rumah Arduino. Saya memotong slot ventilasi ke satu sisi dan penutup setiap selungkup. Di sisi satu selungkup, saya memotong dua lubang persegi panjang untuk kabel USB pemasangan panel. Lubang-lubang dengan jarak 1 1/8" di tengah dibor pada kedua sisi lubang persegi panjang ini dan digunakan untuk menyambungkan kabel ke selungkup. Satu sisi kedua selungkup dipotong sehingga kedua kotak akan membentuk satu kotak saat dilubangi. dipasang berdampingan. Balok kayu setebal 3/4" digunakan untuk menahan kotak dalam konfigurasi berdampingan ini dan juga membentuk alas yang nyaman untuk diduduki.

Langkah 6: Pasang Kotak USB

Komponen pertama yang ditambahkan ke enklosur adalah kotak pengisian USB 4-Port. Saya hanya memperbaiki ini di tempat dengan selotip dua sisi.

Langkah 7: Pasang Arduino di Enclosure

Saya suka menggunakan spacer pelat muka kotak listrik untuk memasang komponen elektronik karena terbuat dari plastik dan dapat disesuaikan untuk bekerja sebagai penahan atau penahan. Saya hanya memotongnya dengan pisau saya dan kemudian mendorong sekrup melalui mereka. Arduino dipasang ke dalam satu kotak penutup dengan sekrup kepala datar kecil dengan spacer pelat muka dipasang di antara Arduino dan kotak.

Setelah Arduino dipasang, kabel USB tipe AB pendek (6 ) terhubung antara port USB Arduino dan port terdekat dari kotak pengisi daya. Ini sangat pas untuk kabelnya dan saya benar-benar harus memangkasnya kembali. potongan plastik bengkok yang mengelilingi kawat di ujung kabel sehingga pas.

Langkah 8: Pengkabelan dan Pemasangan Relay

Kabel ke lampu diberi makan melalui lubang di kandang. Satu kabel dari setiap kabel dihubungkan ke output (sisi 120V yang diaktifkan) dari kedua saluran relai keadaan padat. Bagian pendek (4 ) dari kabel dihubungkan ke terminal sekrup yang tersisa yang berdekatan dengan tempat kabel lampu ini dihubungkan. Kabel ini akan digunakan untuk memasok daya ke sisi 120V relai.

Di sisi DC relai, 4 kabel dipasang sesuai dengan konfigurasi yang ditunjukkan. Dua kabel memasok tegangan + dan - DC yang diperlukan untuk pengoperasian relai, sedangkan dua kabel lainnya membawa sinyal digital, yang memberi tahu saluran untuk dihidupkan atau dimatikan.

4 kabel ini kemudian disambungkan ke Arduino sebagai berikut: Kabel merah (DC+) terhubung ke pin 5V. Kabel hitam (DC-) terhubung ke pin GND. Kabel coklat (CH1) terhubung ke digital pin output 7Kabel oranye (CH2) terhubung ke pin output digital 8

Setelah semua kabel terhubung ke relai, itu dipasang di selungkup menggunakan sekrup kepala datar kecil.

Langkah 9: Menghubungkan dan Memasang Sensor Saat Ini

Kabel komunikasi dan daya dibuat untuk dua sensor arus dengan menyambungkan dua set kabel yang mengarah dari sensor ke Arduino. Seperti sebelumnya, kabel merah dan hitam digunakan untuk menyalakan sensor. Kabel ini terhubung ke pin Vin (kabel merah) dan GND (kabel hitam) dari Arduino. Anehnya, bahkan kabel komunikasi (kabel SDA dan SDL) dapat disambungkan. Ini karena sensor arus Adafruit masing-masing dapat diberi alamat unik tergantung pada bagaimana pin alamatnya disolder bersama. Jika papan tidak memiliki pin alamat yang disolder bersama, papan dialamatkan sebagai papan 0x40 dan akan direferensikan seperti itu dalam kode Arduino. Dengan menyolder pin alamat A0 bersama-sama, seperti yang terlihat pada diagram, alamat papan menjadi 0x41. Jika hanya pin alamat A1 yang terhubung, papan akan menjadi 0x44, dan jika pin A0 dan A1 terhubung, alamatnya akan menjadi 0x45. Karena kami hanya menggunakan dua sensor arus, saya hanya perlu menyolder pin alamat di papan 1 seperti yang ditunjukkan.

Setelah papan ditangani dengan benar, papan tersebut dipasang ke penutup menggunakan sekrup kuningan kecil.

Kabel SDA (biru) dan SCL (kuning) dari sensor dihubungkan ke pin SDA dan SCL pada Arduino. Pin ini tidak diberi label pada Arduino saya, tetapi ini adalah dua pin terakhir setelah pin AREF di sisi digital papan.

Langkah 10: Hubungkan Kabel Ekstensi USB

Seperti disebutkan sebelumnya, kabel ekstensi USB harus mengalirkan arus melalui sensor arus. Ini difasilitasi dengan menyambungkan kabel ke kabel merah kabel. Setelah kabel USB dipasang di enklosur, kabel dari sambungan ini terhubung ke sensor arus. Untuk setiap kabel USB, arus yang mengalir melaluinya akan mengalir ke kabel ini, melalui sensor, dan kemudian kembali untuk melanjutkan melalui kabel ke telepon pengisian daya. Ujung laki-laki kabel USB dicolokkan ke dua port terbuka dari kotak pengisian USB.

Langkah 11: Hubungkan Power

Langkah terakhir dalam kotak elektronik adalah menghubungkan kabel daya ke kotak USB dan lampu (alias sisi 120V dari relai). Kabel hitam yang mengarah langsung ke lampu dihubungkan ke satu kabel kabel daya bersama dengan kabel cokelat dari kotak pengisi daya. Kabel daya ke kotak pengisi daya hanya dipotong dengan dua kabel di dalamnya (yaitu kabel biru dan coklat) dilucuti kembali. Terakhir, dua kabel putih dari relai dihubungkan ke kabel lain dari kabel daya bersama dengan kabel biru dari kotak pengisi daya USB.

Langkah 12: Sistem yang Selesai

Setelah kotak benar-benar terpasang, penutup enklosur dapat diganti. Setelah perangkat keras untuk sistem ini selesai, saatnya untuk beralih ke perangkat lunak.

Langkah 13: Kode Arduino

Pengembangan kode Arduino cukup mudah, meskipun butuh beberapa tes untuk melakukannya dengan benar. Dalam bentuknya yang paling sederhana, kode mengirimkan sinyal untuk memberi daya pada saluran relai yang sesuai setiap kali membaca aliran arus yang lebih besar dari atau sama dengan 90mA. Meskipun kode sederhana ini adalah titik awal yang baik, ponsel tidak mengisi daya hingga 100% dan kemudian duduk di sana dengan arus yang sangat kecil. Sebaliknya, saya menemukan bahwa setelah telepon diisi dayanya akan menarik beberapa ratus mA untuk waktu yang singkat setiap beberapa menit. Seolah-olah ponsel adalah ember bocor yang perlu diisi ulang setiap beberapa menit.

Untuk mengatasi masalah ini, saya mengembangkan strategi di mana setiap saluran bisa berada di salah satu dari tiga negara bagian. Status 0 didefinisikan sebagai saat ponsel telah dilepas dari dok pengisi daya. Dalam praktiknya, saya menemukan bahwa hampir tidak ada arus yang mengalir saat telepon dilepas, tetapi saya menetapkan batas arus atas keadaan ini ke 10mA. Status 1 adalah status di mana ponsel terisi penuh, tetapi masih di dok. Jika aliran arus turun di bawah 90mA dan di atas 10mA, sistem berada dalam status 1. Status 2 adalah status pengisian daya, di mana telepon menarik 90mA atau lebih.

Saat ponsel diletakkan di dok, status 2 dimulai dan berlanjut selama pengisian daya. Setelah pengisian selesai dan arus turun di bawah 90mA, sistem dalam keadaan 1. Pernyataan bersyarat dibuat pada titik ini sehingga sistem tidak dapat melanjutkan secara langsung dari keadaan 1 ke keadaan 2. Ini menjaga sistem dalam keadaan 1 sampai telepon dihapus, di mana ia memasuki keadaan 0. Karena sistem dapat melanjutkan dari keadaan 0 ke keadaan 2, ketika telepon ditempatkan kembali pada pengisi daya dan aliran arus naik di atas 90mA, keadaan 2 dimulai lagi. Hanya ketika sistem dalam keadaan 2, sinyal dikirim ke relai untuk menyalakan lampu.

Satu masalah lain yang saya temui adalah bahwa arus terkadang turun sebentar di bawah 90mA sebelum telepon terisi penuh. Ini akan menempatkan sistem ke status 1 sebelum seharusnya. Untuk memperbaikinya, saya rata-rata data saat ini lebih dari 10 detik dan hanya jika nilai arus rata-rata turun di bawah 90mA, sistem akan memasuki status 1.

Jika Anda tertarik dengan kode ini, saya telah melampirkan file.ino Arduino dengan beberapa deskripsi di dalamnya. Secara keseluruhan, ini bekerja dengan cukup baik, tetapi saya perhatikan bahwa terkadang sistem tampaknya melanjutkan ke status 0 saat telepon masih terpasang dan terisi penuh. Ini berarti bahwa sesekali lampu akan menyala selama beberapa detik (ketika berlanjut ke status 2) dan kemudian padam. Sesuatu untuk dikerjakan untuk masa depan, kurasa.

Langkah 14: Sistem Selesai

Saya memasang dok pengisi daya di rak buku kami, dengan kotak Arduino terletak di belakang beberapa buku. Jika Anda hanya meliriknya, Anda tidak akan pernah menyadari pekerjaan yang masuk ke dalamnya - dan bahkan melihatnya beroperasi tidak adil. Kemudian lagi, saya senang melihat lampu menyala dan padam, dan saya bahkan mengandalkannya untuk melihat apakah ponsel sedang diisi dayanya.