Cestino automatico: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ciao amici!

Se stai guardando il mio canale da molto tempo, molto probabilmente ricordi un progetto su un cestino con una copertura automatica. Questo progetto è stato uno dei primi in Arduino, si può dire il mio debutto. Ma aveva un grosso inconveniente: il sistema consumava più di 20 milliampere, il che rendeva impossibile lavorare autonomamente dalle batterie. E oggi, con nuove conoscenze e decine di progetti alle spalle, correggerò questo problema.

Passaggio 1: componenti

Per creare questo, abbiamo bisogno di un secchio con un'apertura del coperchio sulle cerniere. Questo è stato acquistato in articoli per la casa e chiamato secchio per il detersivo. Come scheda Arduino ho preso il modello Nano. Il servoazionamento è desiderabile con un riduttore in metallo. Successivamente: un sensore di distanza ad ultrasuoni e un vano batteria per batterie a 3 dita. Per una bellezza prendiamo questa elegante custodia in plastica.

• Arduino NANO
• Sensore di portata
• Servo
• Portabatterie
• Scatola
• MOSFET Consiglio vivamente di utilizzare un condensatore elettrolitico 10V 470-1000 uF
• Resistenza 100 Ohm
• Resistenza 10 kOhm

Passaggio 2: hardware

Per prima cosa ci liberiamo della plastica in eccesso sulla copertina. È un chiavistello e la maniglia. Il sensore di distanza si inserisce perfettamente nella scatola, solo i pin di connessione sono sporgenti. Li rimuoveremo. Per prima cosa taglieremo la plastica degli spilli. Al servoazionamento estendiamo i fili in quanto devono raggiungere la parte anteriore del cestino. E stiamo collegando tutto secondo questo semplice circuito. Il sensore sarà alimentato da uno dei pin dell'Arduino, in modo da non saldare una pila di fili al pin di alimentazione, perché il servo è già collegato lì.

Ora mettiamo tutto nella custodia. Per prima cosa faremo dei fori per il sensore. Ho segnato i centri con il coltello. Prima ho praticato un foro con un comune trapano per la precisione del centro e poi l'ho allargato con un trapano a gradini. Riempi tutto con la colla a caldo. Il vano batteria è incollato con un nastro biadesivo e il filo del servoazionamento uscirà attraverso il foro laterale.

Passaggio 3: montaggio servo e scatola

Ora pulisci con carta vetrata il lato del servo e il coperchio del cestino in questo punto. Li incolliamo insieme con la solita colla istantanea. Possiamo ulteriormente rafforzarlo con le fascette. Inoltre è necessario fare la scanalatura sotto i fili, in modo che non siano fortemente bloccati. Ovviamente il servoazionamento deve entrare nel secchio e non aggrapparsi a nulla. I fili erano fissati lungo il bordo del secchio con la colla a caldo.

La scatola stessa è fissata al secchio con viti e dadi. È necessario fissarlo in modo che il raggio del sensore non afferri il coperchio del cestello. Per questo puoi mettere un paio di dadi sotto le viti superiori.

Passaggio 4: meccanismo

Per prima cosa l'ho fatta da una stecca di gelato. Ma era troppo spesso e non permetteva al coperchio di chiudersi liberamente. Poi ho fatto la stessa cosa dal pezzo di barattolo di metallo per un cibo in scatola. Nella parte superiore l'asta del servoazionamento è fissata con un pezzo di graffetta. E questo pezzo è incollato usando supercolla e soda alla striscia di metallo.

Bene, montiamolo. Ruotare con molta attenzione il servo nella posizione estrema e fissare il bilanciere nella posizione del coperchio aperto. Bene, ora il nostro secchio si chiude e si apre. Fallo con attenzione, perché questo prodotto della Cina può rompersi, se funziona al contrario. In linea di massima la parte hardware è pronta, passiamo alla programmazione. All'inizio, scriveremo un semplice algoritmo, senza risparmio energetico.

Passaggio 5: programmazione in XOD

Uso il linguaggio di programmazione XOD basato su visuale, è basato sui nodi. Un nodo è un blocco che rappresenta un dispositivo fisico come un sensore, un motore o un relè o alcune operazioni come l'aggiunta, il confronto o la concatenazione di testo. Puoi guardare tutto il processo di creazione di un progetto whis in XOD nel mio video sul cestino. Anche la prima foto è un semplice programma XOD senza "isteresi" e la terza foto è con esso.

Puoi scaricare il progetto del cestino XOD nella pagina del progetto su GitHub.

Come avrai già notato, per creare questo dispositivo non abbiamo avuto bisogno della conoscenza di alcun linguaggio di programmazione. Dovevamo solo pensare correttamente alla logica del lavoro e sapere quali nodi esistono nel programma. È un compito per un paio di sere di lettura della documentazione. In xod, vediamo chiaramente quali dati vengono trasmessi, da dove vengono trasmessi e da dove provengono. Creare il foglio lungo del codice è il passo successivo dei fan di Arduino. Puoi iniziare da qui con la programmazione funzionale.

Quindi, funziona! Parliamo di risparmio energetico.

Passaggio 6: risparmio energetico. Modifiche hardware

Quindi, abbiamo 3 consumatori di energia, lo stesso Arduino, il sensore e il servoazionamento. Per fare in modo che Arduino consumi meno dalla batteria, è necessario spegnere il LED "pwr", che si illumina costantemente quando c'è alimentazione sulla scheda. Basta tagliare la pista che porta ad esso.

Poi c'è un regolatore di tensione sul retro della scheda, non ne abbiamo bisogno anche noi, mordi il suo pin sinistro. Ora Arduino in modalità di sospensione ha bisogno letteralmente di un paio di dozzine di micro amplificatori. Il sensore può essere acceso e spento direttamente da un Arduino.

Ma il servo in modalità standby consuma molta energia. Quindi useremo il transistor mosfet come nel video sul meteorologo elettronico. Puoi prendere qualsiasi mosfet da questo elenco. Serve anche una resistenza da 100 Ohm e 10 kilo Ohm. Lascerò l'elenco completo dei componenti per il progetto nella descrizione sotto il video.

Il nuovo circuito sarà simile a questo, il servo alimentato tramite il mosfet. All'inizio del movimento, il servo prende una grande corrente, quindi è necessario inserire il condensatore sull'ingresso di alimentazione.

Passaggio 7: programmazione. Arduino IDE

La logica del lavoro è la seguente. Sfortunatamente, xod non ha ancora aggiunto modalità di alimentazione, quindi ho scritto il firmware classicamente nell'IDE di Arduino, dove regolo il sistema con la libreria "LowPower". Svegliati, alimenta il sensore, ottieni la distanza e spegni il sensore. Se è necessario aprire e chiudere il coperchio, collegare l'alimentazione al servo, accenderlo e spegnere nuovamente l'alimentazione.

Puoi scaricare lo sketch Arduino IDE dalla pagina del progetto GitHub

Passaggio 8: Conclusioni

Ora il circuito in modalità standby consuma circa 0,1 milliampere e può funzionare in sicurezza a lungo con le batterie delle dita. Ma guarda qual è il problema: per un funzionamento stabile, è necessaria una tensione superiore a 3,6 Volt, ovvero superiore a 1,2 Volt per batteria.

A giudicare dal grafico per una batteria alcalina, si può vedere che la batteria si scarica esattamente la metà, cioè circa 1,1 Ampere ore. Sono circa 460 giorni di lavoro in modalità standby, non è male? Ma la batteria consumerà solo la metà della capacità e quindi può essere inserita, ad esempio, nel telecomando della TV. Ma se usi batterie al litio, funzioneranno quasi al 100% della capacità, e questo è quasi 3 Ampere ore, cioè 3 volte più a lungo. Le batterie al litio sono più costose delle batterie alcaline, ma penso che ne valga la pena.

Grazie per l'attenzione e non dimenticare che c'è un video sulla realizzazione di questo progetto!