Automatischer Schreibtischventilator - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Gemacht von Tan Yong Ziab.

Dieses Projekt zielt darauf ab, einen einfachen automatischen Ventilator zu bauen, der für Büro- oder Arbeitszimmer geeignet ist, um unsere Abhängigkeit von Klimaanlagen zu reduzieren. Dies würde dazu beitragen, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, indem eine Art und Weise der gezielten Kühlung bereitgestellt wird, die sich automatisch ein- und ausschaltet, anstatt sich auf eine stark stromhungrige Klimaanlage zu verlassen. Darüber hinaus ist er energieeffizient genug, um über eine Powerbank betrieben zu werden, was bedeutet, dass er tragbarer ist als ähnliche Tischlüfterlösungen und gleichzeitig intelligenter als Handheld-Lüfter ist.

Lieferungen

Du bräuchtest:

1x Arduino UNO

1x Stripboard

Stecker-zu-Buchse Stapelleisten

Stiftleisten

Buchsenleisten

Einadrige Drähte (ausreichend und in verschiedenen Farben zur besseren Orientierung)

1x SPDT-Schalter

1x HC-SR04 Ultraschallsensor

1x 3386 2 Kilo Ohm Potentiometer

1x TIP110 Leistungstransistor

1x Lüfterflügel (montierbar auf den Motor der Wahl)

1x 3V-Motor

Geräte zum Testen, Montieren und Programmieren:

1x Streifenschneider

1x Digitalmultimeter (DMM)

1x Steckbrett

1x Abisolierzange

1x Drahtschneider

1x Zange

1x Lötkolben

1x Lötkolbenständer

1x Lötkolbenspitzenreiniger

Lötzinn (ausreichend)

1x Entlötpumpe (Wick wenn gewünscht)

1x jede Maschine, auf der die Arduino IDE ausgeführt werden kann

Arduino IDE, installiert auf Ihrem Computer Ihrer Wahl

Schritt 1: Hardware testen

Testen Sie zunächst die Hardware. Ein Steckbrett ist dafür immens nützlich, obwohl Überbrückungskabel auch verwendet werden können, wenn kein Steckbrett verfügbar ist. Die Bilder zeigen den Testprozess zusammen mit einem Tinkercad-Screenshot, wie die Schaltung verdrahtet ist. Es gibt nicht viel zu sagen, außer sicherzustellen, dass Ihre Komponenten eigenständig funktionieren und in einer einfachen Testschaltung zusammenarbeiten. Ein DMM in dieser Phase ist auch hilfreich, um zu überprüfen, ob Ihre Komponenten nicht fehlerhaft sind.

Schritt 2: Aufbau der Schaltung

Als nächstes löten Sie die Schaltung. Sie sollten Ihre Arduino-, Stripboard- und Stacking-Header für diesen Schritt haben.

Richten Sie das Stripboard und die Header an den Headern des Arduino aus. Sobald Sie sich vergewissert haben, dass Ihr Abstand korrekt ist, löten Sie die Stapelköpfe an. Denken Sie daran, Spuren auszuschneiden, wo Sie keine Shorts haben möchten. Sie können Ihr DMM verwenden, um die Kontinuität zwischen dem Schild und dem Arduino selbst zu überprüfen. Wenn Sie Ihre Durchgangsprüfungen abgeschlossen haben, beginnen Sie mit dem Anlöten der Teile.

Sie können sich auf das Tinkercad-Diagramm früher oder den EAGLE-Schaltplan und die hier gezeigten Stripboard-Bilder beziehen, um die Schaltung zu verdrahten.

Das Layout der Komponenten ist so ausgelegt, dass das Löten minimiert werden kann. Es ist vielleicht nicht das kompakteste, aber es wäre einfacher, Komponenten in einem größeren Schild anzubringen.

An der Stelle, an der der Ultraschallsensor auf dem Stripboard sitzt, kann ich bereits die Pins GND, D13 und D12 verwenden, um dem Ultraschallsensor GND, Echo und Trigger bereitzustellen. Ich musste nur die Spur zwischen der Buchsenleiste, in der der Ultraschallsensor sitzt, und Pin D11 schneiden, um den Sensor mit +5 V zu versorgen.

Ebenso sitzt das Potentiometer dort, wo bereits +5V- und GND-Pins vorhanden sind, sodass ich nur die Spur zwischen dem Schleifer des Potentiometers (es ist der mittlere Pin) und dem zweiten GND-Pin, an den es angrenzend ist, schneiden muss, um dies zu gewährleisten meine analoge Geschwindigkeitseinstellung auf Pin A3, ohne das Signal an GND zu senden, was den Punkt des analogen Eingangs zunichte machen würde.

Der Motor-Breakout-Header ist so positioniert, dass ich den Emitterstift des TIP110 ausnutzen kann und man nur die Masse des Motors an die in der Nähe des Ultraschallsensors anlöten muss. Als Breakout-Kabel habe ich einen 4-poligen Molex-Stecker verwendet, obwohl alles, was passt, auch in Ordnung ist. Wähle dein Gift, nehme ich an.

Einzige Ausnahme ist der SPDT-Schalter, der weiter am Rand des Stripboards positioniert ist, um nach dem Einstecken des Ultraschallsensors in die Buchsenleisten für den Benutzer zugänglich zu sein.

Die +5V-Leitung wird zwischen dem Ultraschallsensor, dem Kollektorstift des TIP110 und dem Potentiometer geteilt.

Der Basisstift des TIP110 ist durch das Schild mit Pin 9 des Arduino verbunden. Sie können gerne andere Pins verwenden, die für die PWM-Steuerung verfügbar sind.

Auch hier ist Ihr DMM nützlich, um sicherzustellen, dass es Verbindungen gibt, wo sie sein sollten, und nichts, wo es nicht ist. Denken Sie daran, zu überprüfen, ob die Komponenten der Abschirmung ordnungsgemäß mit dem Arduino selbst verbunden sind, indem Sie eine Durchgangsprüfung zwischen den Lötstellen des Arduino und der Komponente (n) durchführen, die Sie testen möchten.

Schritt 3: Programmieren (und Testen der Programmierung) der Schaltung

Dieser Schritt ist entweder der unlustigste oder der frustrierendste der Schritte. Das Ziel des Programms besteht darin, Folgendes durchzuführen:

1. Abstand prüfen

2. Wenn der Abstand < der vorgegebene Schwellenwert ist, beginnen Sie mit dem Senden des PWM-Signals an den Motor basierend auf dem analogen Eingang des Potentiometers.

3. Andernfalls stoppen Sie den Motor, indem Sie das PWM-Signal auf 0 setzen

Beide Schritte 2 und 3 enthalten ein Debug(), das den erkannten Ultraschallabstand und den erkannten Analogeingang ausdruckt. Sie können es bei Bedarf löschen.

Die Variablen "refresh" und "max_dist" im Programm steuern jeweils die Polling-Rate bzw. den maximalen Erfassungsabstand. Stimmen Sie dies nach Ihren Wünschen ab.

Die Datei ist hier angehängt.

Schritt 4: Alles zusammensetzen

Wenn sich die Schaltung so verhält, wie sie sollte und zu diesem Schritt gekommen sind, herzlichen Glückwunsch! Dieses Projekt kann nun eigenständig funktionieren. Auf dem Bild sehen Sie, dass die gesamte Schaltung über einen integrierten Micro-USB-Anschluss von einem Akku mit Strom versorgt wird und nicht mehr an Ihren Laptop gebunden ist.

Zu diesem Zeitpunkt können Sie die Strecke modifizieren oder, wenn Sie abenteuerlustiger sind, Ihre eigene Version erstellen.

Ich hoffe, dass ich zu gegebener Zeit die Platine für dieses Projekt mit einem CNC-Router ausfräsen oder versuchen kann. Das generierte PCB-Layout sehen Sie im Bild oben

Schritt 5: Zukunftspläne und einige Notizen

Nachdem dieses Projekt abgeschlossen ist, umfassen einige der unmittelbareren Dinge, von denen ich hoffe, dass ich mit diesem Projekt in meiner Freizeit erreichen kann, Folgendes, sind jedoch nicht darauf beschränkt:

- Ein echter Ständer für den Fan

- Verkleinern Sie dies auf eine noch kompaktere und in sich geschlossene Größe; Dafür bräuchte ich wohl einen Arduino Nano

- Eine geeignetere Stromversorgungslösung, d.h. die Powerbank, die Sie im vorherigen Schritt sehen, ist etwas zu groß für ein in sich geschlossenes Design, auf das ich gerade Bezug genommen habe

Einige Anmerkungen (für mein zukünftiges Ich und jede Seele, die sich durch das Internet wagt):

Sie werden vielleicht feststellen, dass die Teileliste zwar nach einem Uno-Board verlangt, das Board, das Sie in dieser Anleitung sehen, jedoch alles andere als ein Uno ist. Dies ist eigentlich eine Variante des Uno namens SPEEEduino, die am Singapore Polytechnic von einer Gruppe von Studenten und ihrem betreuenden Dozenten entwickelt wurde. Es ist funktional sehr ähnlich, abgesehen von Ergänzungen wie dem Micro-USB-Nur-Stromeingang, den Sie im vorherigen Schritt sehen, um das Projekt zu steuern, und hat sogar Header zum Anschließen des ESP01-WLAN-Moduls. Hier erfahren Sie mehr über das SPEEEduino.