Quạt bàn tự động: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Do Tan Yong Ziab thực hiện.

Dự án này nhằm mục đích chế tạo một chiếc quạt tự động đơn giản, phù hợp cho văn phòng hoặc học tập nhằm giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào điều hòa không khí. Điều này sẽ giúp giảm lượng khí thải carbon của một người bằng cách cung cấp một phương thức làm mát có mục tiêu có thể tự động bật và tắt, thay vì phụ thuộc vào máy điều hòa không khí ngốn điện. Ngoài ra, nó đủ tiết kiệm điện để sử dụng pin sạc dự phòng, có nghĩa là nó dễ di động hơn các giải pháp quạt bàn tương tự trong khi thông minh hơn quạt cầm tay.

Quân nhu

Bạn sẽ cần:

1x Arduino UNO

1x dải bảng

Tiêu đề xếp chồng Nam-Nữ

Đầu ghim nam

Tiêu đề ghim nữ

Dây lõi đơn (Đủ và nhiều màu để dễ tham khảo)

1x công tắc SPDT

1x cảm biến siêu âm HC-SR04

Chiết áp 1x 3386 2 kilo ohm

1x bóng bán dẫn công suất TIP110

1x Cánh quạt (Có thể lắp vào động cơ tùy chọn)

Động cơ 1x 3V

Thiết bị để kiểm tra, lắp ráp và lập trình:

1x máy cắt dải

Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số 1x (DMM)

1x breadboard

1x vũ công thoát y dây

1x máy cắt dây

1x kìm

1x mỏ hàn

1x chân đế hàn sắt

1 lần tẩy rửa đầu mỏ hàn

Hàn (Đủ)

1 lần bơm khử ẩm (Bấc nếu được ưu tiên)

1x bất kỳ máy nào có khả năng chạy Arduino IDE

Arduino IDE, được cài đặt trên máy bạn chọn

Bước 1: Kiểm tra phần cứng

Trước hết, hãy kiểm tra phần cứng. Một breadboard là vô cùng hữu ích cho việc này, mặc dù cáp jumper cũng có thể được sử dụng khi không có breadboard. Các hình ảnh cho thấy quá trình thử nghiệm cùng với ảnh chụp màn hình Tinkercad về cách đấu dây của mạch. Không có nhiều điều để nói ngoài việc đảm bảo các thành phần của bạn tự hoạt động và hoạt động cùng nhau trong một mạch thử nghiệm đơn giản. Một DMM ở giai đoạn này cũng hữu ích để kiểm tra xem các thành phần của bạn có bị lỗi không.

Bước 2: Xây dựng mạch

Tiếp theo, hàn mạch. Bạn nên có các tiêu đề Arduino, bảng dải và xếp chồng cho bước này.

Căn chỉnh dải bảng và tiêu đề với tiêu đề trên Arduino. Khi bạn xác nhận khoảng cách của mình là chính xác, hãy hàn các tiêu đề xếp chồng vào. Hãy nhớ cắt bỏ những dấu vết mà bạn không muốn mặc quần đùi. Bạn có thể sử dụng DMM của mình để kiểm tra tính liên tục giữa lá chắn và chính Arduino. Khi bạn đã hoàn thành việc kiểm tra tính liên tục của mình, hãy bắt đầu hàn các bộ phận trên.

Bạn có thể tham khảo sơ đồ Tinkercad trước đó hoặc các hình ảnh sơ đồ và bảng mạch EAGLE hiển thị ở đây để đấu dây mạch.

Cách bố trí của các thành phần sao cho có thể giảm thiểu quá trình hàn. Nó có thể không phải là nhỏ gọn nhất, nhưng sẽ dễ dàng hơn để bố trí các thành phần trong một tấm chắn lớn hơn.

Tại vị trí mà người phụ nữ đặt đầu cảm biến siêu âm trên bảng dải, tôi đã có thể sử dụng các chân GND, D13 và D12 để cung cấp GND, Echo và Trigger cho cảm biến siêu âm. Tôi chỉ cần cắt dấu vết giữa đầu cái mà cảm biến siêu âm nằm trong và chân D11 để cung cấp + 5V cho cảm biến.

Tương tự như vậy, chiết áp đặt ở nơi đã có các chân + 5V và GND để tôi chỉ cần cắt dấu vết giữa gạt nước của chiết áp (Đó là chân giữa) và chân GND thứ hai mà nó tiếp giáp để cung cấp cài đặt tốc độ tương tự của tôi thành chân A3 mà không gửi tín hiệu đến GND, điều này sẽ đánh bại điểm của đầu vào tương tự.

Đầu cắm ngắt động cơ được định vị để tôi có thể tận dụng vị trí của chân bộ phát của TIP110 và người ta chỉ cần hàn nối đất của động cơ với chân cắm gần cảm biến siêu âm. Tôi đã sử dụng đầu nối Molex 4 chân làm cáp đột phá của mình, mặc dù bất cứ thứ gì phù hợp cũng tốt. Tôi cho là chọn chất độc của bạn.

Ngoại lệ duy nhất là công tắc SPDT, được đặt ở vị trí xa hơn cạnh của bảng dải để người dùng có thể truy cập khi cảm biến siêu âm được lắp vào các tiêu đề nữ.

Dòng + 5V được chia sẻ giữa cảm biến siêu âm, chân thu của TIP110 và chiết áp.

Chân cơ sở của TIP110 được kết nối với chân 9 của Arduino thông qua tấm chắn. Hãy thoải mái sử dụng các chân khác có sẵn để điều khiển PWM.

Một lần nữa, DMM của bạn rất hữu ích ở đây để đảm bảo rằng có các kết nối ở nơi cần có và không có kết nối nào ở nơi không có. Hãy nhớ kiểm tra xem các thành phần của tấm chắn có được kết nối đúng cách với chính Arduino hay không thông qua việc thực hiện kiểm tra tính liên tục giữa các mối hàn của Arduino và (các) thành phần bạn định kiểm tra.

Bước 3: Lập trình (và kiểm tra lập trình của) mạch

Bước này là bước không thú vị nhất hoặc khó chịu nhất trong số các bước. Mục tiêu của chương trình là thực hiện những điều sau:

1. Kiểm tra khoảng cách

2. Nếu khoảng cách <ngưỡng xác định trước, bắt đầu gửi tín hiệu PWM đến động cơ dựa trên đầu vào tương tự của chiết áp.

3. Nếu không, dừng động cơ bằng cách đặt tín hiệu PWM thành 0

Cả hai bước 2 và 3 đều có debug () in ra khoảng cách siêu âm và đầu vào tương tự được phát hiện. Bạn có thể xóa nó nếu muốn.

Mỗi biến "refresh" và "max_dist" trong chương trình lần lượt kiểm soát tỷ lệ bỏ phiếu và khoảng cách phát hiện tối đa. Điều chỉnh điều này theo ý thích của bạn.

Tệp được đính kèm tại đây.

Bước 4: Kết hợp mọi thứ lại với nhau

Nếu bạn có mạch hoạt động như bình thường và đã đến bước này, xin chúc mừng! Dự án này hiện có thể tự hoạt động. Trong hình, bạn có thể thấy rằng toàn bộ mạch được cung cấp năng lượng bởi một bộ pin thông qua đầu nối Micro USB trên bo mạch và không còn bị ràng buộc với máy tính xách tay của bạn.

Ở giai đoạn này, bạn có thể sửa đổi mạch hoặc nếu bạn cảm thấy mạo hiểm hơn, hãy xây dựng mạch của riêng bạn.

Trong thời gian thuận lợi, tôi hy vọng có thể hoặc cố gắng sản xuất PCB cho dự án này bằng cách sử dụng bộ định tuyến CNC. Bạn có thể thấy bố cục PCB được tạo trong hình trên

Bước 5: Các kế hoạch trong tương lai và một số lưu ý

Với dự án này được thực hiện, một số điều trước mắt hơn mà tôi hy vọng có thể đạt được với dự án này trong thời gian rảnh rỗi bao gồm, nhưng không giới hạn ở:

- Giá đỡ thực tế cho quạt

- Thu nhỏ điều này xuống một kích thước nhỏ gọn hơn và khép kín hơn; Tôi có lẽ sẽ cần một Arduino Nano cho việc này

- Một giải pháp năng lượng thích hợp hơn, tức là bộ dự trữ năng lượng bạn thấy ở bước trước hơi quá lớn so với một thiết kế khép kín mà tôi vừa tham khảo

Một số lưu ý (cho tương lai của tôi và bất kỳ tâm hồn nào đang phiêu lưu qua Internet):

Bạn có thể nhận thấy rằng trong khi danh sách các bộ phận yêu cầu một bảng Uno, bảng mà bạn nhìn thấy qua hướng dẫn này là bất kỳ thứ gì ngoại trừ một Uno. Đây thực sự là một biến thể của Uno được gọi là SPEEEduino, được phát triển tại Trường Bách khoa Singapore bởi một nhóm sinh viên và giảng viên giám sát của họ. Nó hoạt động rất giống nhau về mặt chức năng, hãy để dành cho các bổ sung như đầu vào chỉ dùng nguồn Micro USB mà bạn thấy khi điều khiển dự án ở bước trước và thậm chí có các tiêu đề để cắm vào mô-đun Wi-fi ESP01. Bạn có thể tìm hiểu về SPEEEduino tại đây.