Αυτόματα φώτα δωματίου με μετρητή επισκεπτών!: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Γεια! Αν θέλετε να απαλλαγείτε από τους βαρετούς διακόπτες φώτων και να κάνετε τα φώτα του δωματίου σας αυτόματα φτηνά, είστε στο σωστό μέρος! Αυτό το έργο θα είναι πολύ εύκολο να κατασκευαστεί. Μην περνάτε από την απλότητά του, θα είναι πραγματικά δροσερό και 100% λειτουργικό. Και ναι, είναι φτιαγμένο με arduino, οπότε ετοιμαστείτε και ας ξεκινήσουμε.

Συστατικά:

Arduino Uno/nano

Ενότητα ρελέ (ο αριθμός των καναλιών εξαρτάται από εσάς, ανάλογα με τον αριθμό των φώτων που θέλετε να αυτοματοποιήσετε)

Καλώδια βραχυκυκλωτήρων

BC547 (ή οποιασδήποτε γενικής χρήσης) τρανζίστορ

2x αισθητήρες εμποδίων IR (ΟΧΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ PIR)

Ένα κουτί για να τοποθετήσετε όλα τα ηλεκτρονικά μέσα

Εργαλεία:

Συγκολλητικό σίδερο (προαιρετικό)

Ταινία και ψαλίδι

Πιστόλι κόλλας (προαιρετικό)

Θα χρειαστείτε επίσης φορητό υπολογιστή/επιτραπέζιο υπολογιστή για να προγραμματίσετε το arduino σας.

Βήμα 1: Πώς λειτουργεί

Ας μιλήσουμε για τη λογική. Βασικά, τα φώτα του δωματίου πρέπει να ανάβουν όταν κάποιος μπαίνει και να σβήνει όταν βγαίνει. Δεν είναι μόνο αυτό. Σε περίπτωση που εισέλθει το άτομο 1 και μετά εισέρχεται το άτομο 2. Σε αυτή την περίπτωση τα φώτα δεν πρέπει να σβήνουν όταν βγαίνει κάποιο από αυτά. Πρέπει να απενεργοποιηθούν μόνο όταν βγουν και οι δύο. Έτσι, η συσκευή μας θα πρέπει να μπορεί να μετρά τον αριθμό των ατόμων που εισέρχονται στο δωμάτιο και τον αριθμό των ατόμων που εξέρχονται. Φαίνεται περίπλοκο; Ναι, είναι αν σκέφτεστε να δημιουργήσετε ένα ειδικό κύκλωμα για το σκοπό αυτό. Έχουμε όμως ένα σωτήρα. Drum roll παρακαλώ. Σας παρουσιάζουμε το ARDUINO! Εντάξει μάλλον το ξέρεις.

Απλώς πρέπει να γράψουμε τον κωδικό για τον σκοπό και το έργο μας έχει ολοκληρωθεί κατά 90%! Θα μιλήσουμε για τον κώδικα αργότερα. Αρχικά ας μιλήσουμε για το πώς μπορούμε να δώσουμε τις πληροφορίες της εισόδου ή της εξόδου μας στο Arduino. Αυτό που πρόκειται να κατασκευάσουμε ονομάζεται αμφίδρομος πάγκος επισκεπτών. Αν ψάξετε στο διαδίκτυο, μπορείτε να βρείτε πολλά τέτοια έργα. Αλλά οι περισσότεροι χρησιμοποιούν μικροελεγκτή 8051. Και χρειαζόμαστε ένα ειδικό κύκλωμα για να το προγραμματίσουμε. Γιατί να κάνετε τόσο πολύ όταν μπορείτε να αγοράσετε ένα Arduino nano για περίπου $ 5 και να το προγραμματίσετε;

Να λοιπόν τι θα κάνουμε. Θα έχουμε δύο αισθητήρες εμποδίων προσαρτημένους στο πλάι της πόρτας μας. Ένα ακριβώς έξω από το δωμάτιο (ας το πούμε sensor1) και ένα ακριβώς μέσα (sensor2). Όταν ένα άτομο εισέρχεται στο δωμάτιο, ο αισθητήρας 1 τον εντοπίζει πρώτα και όταν βγαίνει, ο αισθητήρας 2 τον εντοπίζει πρώτα. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτήν τη λογική για να πούμε στο Arduino εάν ένα άτομο εισέρχεται ή βγαίνει από το δωμάτιο. Μην ανησυχείτε, ο κώδικας δεν είναι περίπλοκος.

Βήμα 2: Ο Κώδικας

Ο κωδικός… Μπορείτε να βρείτε τον κωδικό στο τέλος του εκπαιδευτικού. Πριν κάνετε κύλιση προς τα κάτω για να το κατεβάσετε, επιτρέψτε μου να σας ενημερώσω ότι ο κωδικός μου είναι να ελέγχει μόνο ένα μόνο φως, δηλαδή ένα ρελέ. Σε περίπτωση που θέλετε να το τροποποιήσετε για να ελέγχετε περισσότερο, είστε ελεύθεροι να το κάνετε αρκεί να είστε εξοικειωμένοι με την ιδέα του Arduino.

Ως συνήθως, υπάρχουν δύο τρόποι κωδικοποίησης του Arduino. Ένα (το πιο απλό) είναι να αντιγράψετε τον κώδικα εδώ, να τον επικολλήσετε στο Arduino ide και να τον ανεβάσετε. Το άλλο είναι να κατανοήσετε μόνοι σας τη λειτουργία και τον κώδικα. Αφήνω την επιλογή σε εσάς, αλλά θα κάνω μια περιήγηση κωδικού στο τέλος.

Βεβαιωθείτε ότι το Arduino δεν είναι συνδεδεμένο με τίποτα άλλο εκτός από τον υπολογιστή σας όταν ανεβάζετε το σκίτσο (κώδικας). Μόλις ολοκληρωθεί η μεταφόρτωση, μπορούμε να προχωρήσουμε και να το δοκιμάσουμε.

Βήμα 3: Δοκιμή 1

Απλώς συνδέστε τους αισθητήρες IR στις αντίστοιχες ακίδες του Arduino (σε αυτήν την περίπτωση ο αισθητήρας που βρίσκεται ακριβώς έξω από το δωμάτιο στο pin 14 και ο αισθητήρας ακριβώς μέσα στο pin 15). Και πάλι, αναφέρετε τον κωδικό για να βεβαιωθείτε ότι έχετε συνδέσει τους αισθητήρες στις σωστές ακίδες. Χρησιμοποίησα ένα LED για να δοκιμάσω την έξοδο αντί για ρελέ. Έτσι, συνέδεσα τον θετικό πείρο του LED με τον πείρο 2 του Arduino (με βάση τον κωδικό) και τον αρνητικό πείρο στο GND. Τώρα μετακινήστε το χέρι σας από τον αισθητήρα 1 στον αισθητήρα 2 για να προσομοιώσετε κάποιον που εισέρχεται στο δωμάτιο.

Θα πρέπει να δείτε το LED να ανάβει. Μετακινήστε το χέρι σας από τον αισθητήρα 2 στον αισθητήρα 1 και το LED θα πρέπει να σβήσει. Υπέροχο δικαίωμα. Όχι. Δυστυχώς δεν λειτούργησε για μένα. Πάλι! Η πρώτη μου δοκιμή αποτυγχάνει πάντα!

Έλεγξα ξανά τον κωδικό μου και βρήκα ένα μικρό λάθος. Χρειάστηκε καθυστέρηση αφού το χέρι (άτομο) περάσει από κάθε αισθητήρα. Διαφορετικά, ο άλλος αισθητήρας σύντομα θα ανιχνεύσει το άτομο και θα σβήσει το LED. Έκανα λοιπόν τις απαραίτητες αλλαγές στον κώδικα και προσπάθησα ξανά. Η συσκευή λειτούργησε όπως αναμενόταν. Μην ανησυχείτε, ο κωδικός που επισυνάπτω σε αυτό το εκπαιδευτικό είναι ο ενημερωμένος. Οπότε δεν πρέπει να πάει στραβά και για εσάς. Εκτός αν υπάρχουν προβλήματα σύνδεσης στο κύκλωμα. Cool ας κάνουμε το κύκλωμα ρελέ!

Βήμα 4: Ποιος οδηγεί τη σκυταλοδρομία;

Σε περίπτωση που χρησιμοποιείτε μονάδα ρελέ arduino, μπορείτε να παραλείψετε αυτό το βήμα. Επειδή τέτοιες μονάδες έρχονται ήδη με ενσωματωμένο κύκλωμα οδηγού ρελέ. Πρώτα απ 'όλα μπορείτε να ρωτήσετε, γιατί ένα ξεχωριστό κύκλωμα για ρελέ; Η έξοδος ενός Arduino δεν έχει αρκετή ισχύ για να οδηγήσει ένα ρελέ. Έτσι, χρειαζόμαστε ξεχωριστή παροχή για το ρελέ. Θα χρησιμοποιήσουμε την έξοδο 5v του Arduino. Προφανώς, το ρελέ μας θα πρέπει να έχει βαθμολογία 5v dc και έξοδο 250v AC 10A. Η σύνδεση του ρελέ στην τροφοδοσία 5v Arduino δεν θα λειτουργήσει. Πρέπει ακόμη να ενεργοποιήσουμε το ρελέ από την προγραμματισμένη μας έξοδο (σε αυτήν την περίπτωση, το pin 2 του Arduino).

Έτσι, θα χρησιμοποιήσουμε ένα τρανζίστορ γενικής χρήσης για αυτό. Μπορείτε να συνδέσετε το κύκλωμα σύμφωνα με το διάγραμμα. Βασικά, η βάση του τρανζίστορ λαμβάνει τη σκανδάλη και ολοκληρώνει το κύκλωμα μεταξύ του ρελέ και των 5v για να το ενεργοποιήσει και με τη σειρά του να ενεργοποιήσει τον λαμπτήρα που είναι συνδεδεμένος σε αυτό.

Βήμα 5: Συνδέστε τη συσκευή

Τώρα που όλα είναι έτοιμα και λειτουργούν, πρέπει να συνδέσουμε το ρελέ μεταξύ του ζωντανού και του λαμπτήρα της οικιακής καλωδίωσης. ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ! Θα ασχοληθείς με 220v AC και αυτό δεν είναι μικρό πράγμα. Μην προσπαθήσετε να κάνετε οποιεσδήποτε αλλαγές στην οικιακή καλωδίωση μόνοι σας (αρκεί να μην είστε εκπαιδευμένος ηλεκτρολόγος μηχανικός). Δεν θα είμαι υπεύθυνος εάν σας συμβεί κάτι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου (συμπεριλαμβανομένου εάν σοκαριστείτε και μετατραπεί σε υπερήρωα όπως το φλας, κλπ:-p)

Πλάκα, μην προσπαθήσεις να γίνεις υπερήρωας σοκαρισμένος από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος. Αυτές οι λογικές είναι βλακείες.

Θα πρότεινα να χρησιμοποιήσετε έναν επαναφορτιζόμενο λαμπτήρα υψηλής ισχύος αντί να μπλέξετε με έναν λαμπτήρα εναλλασσόμενου ρεύματος. Ωστόσο, ποτέ δεν μπέρδεψα με την καλωδίωση AC του σπιτιού μου. Χρησιμοποίησα ένα ξεχωριστό στήριγμα λαμπτήρα, συνέδεσα ένα ζευγάρι χάλκινα σύρματα, κόλλησα το ρελέ μεταξύ τους και έδεσα τα καλώδια στην πρίζα του τοίχου (βεβαιωθείτε ότι το ρελέ είναι συνδεδεμένο σε σειρά με τη βάση λαμπτήρα μέσω του καλωδίου, όχι το ουδέτερο). Έφτιαξα ένα μικρό κουτί από χαρτόνι για να βάλω το ρελέ. Στη συνέχεια, στερέωσα έναν λαμπτήρα LED 9 W στο στήριγμα του λαμπτήρα και τροφοδότησα τα πάντα. Η συσκευή λειτούργησε άψογα! Δροσερός!

Βήμα 6: Τελικές πινελιές … και τελειώσαμε

Τέλος, στερέωσα τους αισθητήρες έξω και μέσα στο δωμάτιο δίπλα στην πόρτα και κρέμασα τη βάση λαμπτήρα στην οροφή. Τώρα που μπαίνω στο δωμάτιο ο λαμπτήρας ανάβει και όταν βγαίνω, σβήνει. Προσπάθησα με πολλούς ανθρώπους να μπουν στο δωμάτιο και όλα λειτούργησαν μια χαρά.

Αν και υπάρχουν δύο προβλήματα που αντιμετώπισα. Όταν δύο άτομα εισέρχονται ταυτόχρονα στο δωμάτιο, το ένα δίπλα στο άλλο, ο αισθητήρας τα καταγράφει ως μία μόνο είσοδο. Προφανώς επειδή ο αισθητήρας ανιχνεύει μόνο ένα εμπόδιο. Το άλλο πρόβλημα είναι ότι ο αισθητήρας ήταν λίγο αδύναμος. Δεν μπόρεσε να εντοπίσει αν ένα άτομο απομακρύνεται πολύ από αυτό. Μπορώ να διορθώσω το δεύτερο πρόβλημα παίρνοντας μια καλύτερη μονάδα αισθητήρα IR, αλλά το πρώτο θα απαιτούσε περισσότερους αισθητήρες και προγραμματισμό. Αλλά είναι ένα πολύ σπάνιο πρόβλημα και δεν χρειάζεται να ανησυχείτε εάν έχετε μια μικρή πόρτα. Συνολικά, φαίνεται υπέροχο για τα χρήματα που δαπανώνται για τα εξαρτήματα.

Δεν μπόρεσα να πάρω καμία εικόνα του τελικού προϊόντος επειδή έχω αφαιρέσει τα πάντα για ένα άλλο έργο. Λυπάμαι για αυτό. Wasταν αρκετά δροσερό αλλά ήμουν πιο ενθουσιασμένος για το επόμενο έργο.

Βήμα 7: Code Walk Through

Ως συνήθως, πριν πατήσετε το κουμπί επιστροφής, παρακαλώ ψηφίστε το εγχειρίδιο μου για τον διαγωνισμό. Σας ευχαριστώ.

Ο κώδικας ξεκινά με την προετοιμασία ενός αριθμού μεταβλητών για να αποθηκεύσει τον αριθμό των ατόμων που εισέρχονται/εξέρχονται από το δωμάτιο. Δηλώνουμε 14 και 15 ως ακίδες εισόδου και 2 ως έξοδο στο ρελέ. Στη λειτουργία βρόχου, βρίσκεται η καρδιά του κώδικα. Κάθε φορά που ο πείρος 14 διαβάζει υψηλά, ο αριθμός αυξάνεται κατά 1 και κάθε φορά ο πείρος 15 διαβάζει υψηλά, ο αριθμός μειώνεται κατά 1. Έχω συζητήσει την ανάγκη για καθυστέρηση στο βήμα 3. Όταν ο αριθμός είναι μηδέν, ο πείρος του ρελέ, δηλαδή ο πείρος 2 είναι χαμηλή (απενεργοποιημένη). Έχουμε προσθέσει έναν επιπλέον αριθμό δηλώσεων = 0 για να ορίσουμε το μηδέν σε περίπτωση που αρνητικοποιηθεί για κάποιο λόγο.

Εφόσον η καταμέτρηση δεν είναι μηδενική, το ρελέ (ακίδα 2) είναι σε υψηλή κατάσταση (ενεργοποιημένο).

Ελπίζω να καταλαβαίνεις. Ευχαριστώ και τα λέμε στο επόμενο!