Αυτόματος κάδος απορριμμάτων: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Γεια σας φίλοι!

Εάν παρακολουθείτε το κανάλι μου για μεγάλο χρονικό διάστημα, τότε πιθανότατα θυμάστε ένα έργο σχετικά με έναν κάδο απορριμμάτων με αυτόματο κάλυμμα. Αυτό το έργο ήταν ένα από τα πρώτα στο Arduino, μπορεί να πει κανείς το ντεμπούτο μου. Είχε όμως ένα πολύ μεγάλο μειονέκτημα: το σύστημα κατανάλωνε περισσότερα από 20 milliamps, γεγονός που καθιστά αδύνατη την αυτόνομη εργασία από μπαταρίες. Και σήμερα, με νέες γνώσεις και δεκάδες έργα πίσω μου, θα διορθώσω αυτό το πρόβλημα.

Βήμα 1: Στοιχεία

Για να το δημιουργήσουμε, χρειαζόμαστε έναν κάδο με ένα κάλυμμα που ανοίγει στους μεντεσέδες. Αγοράστηκε σε είδη οικιακής χρήσης και ονομάστηκε κάδος για σκόνη πλυσίματος. Ως σανίδα του Arduino πήρα το μοντέλο Nano. Ο σερβοκινητήρας είναι επιθυμητός με μεταλλικό μειωτήρα. Στη συνέχεια - ένας υπερηχητικός αισθητήρας απόστασης και μια θήκη μπαταριών για μπαταρίες 3 δακτύλων. Για μια ομορφιά ας πάρουμε αυτήν την κομψή πλαστική θήκη.

• Arduino NANO
• Αισθητήρας εύρους
• Servo
• Κάτοχος μπαταρίας
• Πλαίσιο
• MOSFET Συνιστάται ιδιαίτερα η χρήση ηλεκτρολυτικού πυκνωτή 10V 470-1000 uF
• Αντίσταση 100 Ohm
• Αντίσταση 10 kOhm

Βήμα 2: Υλικό

Πρώτα απαλλαγούμε από την περίσσεια πλαστικού στο κάλυμμα. Είναι μάνδαλο και λαβή. Ο αισθητήρας απόστασης ταιριάζει τέλεια στο κουτί, μόνο οι πείροι σύνδεσης είναι έξω. Θα τα αφαιρέσουμε. Αρχικά θα κόψουμε το πλαστικό των πείρων. Στο σερβοκινητήρα επεκτείνουμε τα καλώδια καθώς πρέπει να φτάσουν στο μπροστινό μέρος του κάδου απορριμμάτων. Και συνδέουμε τα πάντα σύμφωνα με αυτό το απλό κύκλωμα. Ο αισθητήρας θα τροφοδοτηθεί από μία από τις ακίδες του Arduino, έτσι ώστε να μην κολλήσει ένα σωρό καλώδια στον πείρο τροφοδοσίας, επειδή το σερβο είναι ήδη συνδεδεμένο εκεί.

Τώρα τοποθετούμε τα πάντα στη θήκη. Αρχικά θα κάνουμε τρύπες για τον αισθητήρα. Σημείωσα τα κέντρα με μαχαίρι. Πρώτα άνοιξα τρύπα με ένα κοινό τρυπάνι για την ακρίβεια του κέντρου και στη συνέχεια τη διεύρυνα με ένα τρυπάνι. Γεμίστε τα πάντα με ζεστή κόλλα. Το διαμέρισμα της μπαταρίας είναι κολλημένο με κολλητική ταινία διπλής όψης και το καλώδιο από το σερβο οδήγησης θα βγει από την πλευρική οπή.

Βήμα 3: Servo και Box Mount

Τώρα καθαρίστε με το σερβο γυαλόχαρτο και το κάλυμμα του κάδου σε αυτό το μέρος. Τα κολλάμε μαζί με τη συνήθη κόλλα στιγμής. Μπορούμε επιπλέον να το ενισχύσουμε με τους δεσμούς καλωδίων. Επίσης, πρέπει να κάνετε την αυλάκωση κάτω από τα καλώδια, έτσι ώστε να μην σφίγγονται έντονα. Φυσικά, ο σερβομηχανισμός πρέπει να μπει στον κάδο και να μην κολλήσει σε τίποτα. Σύρματα στερεώνονταν κατά μήκος της άκρης του κάδου με ζεστή κόλλα.

Το ίδιο το κουτί στερεώνεται στον κάδο με βίδες και παξιμάδια. Είναι απαραίτητο να το διορθώσετε έτσι ώστε η δέσμη του αισθητήρα να μην πιάνει το κάλυμμα του καλαθιού. Για αυτό μπορείτε να βάλετε μερικά παξιμάδια κάτω από τις πάνω βίδες.

Βήμα 4: Μηχανισμός

Αρχικά το έφτιαξα από ένα ξυλάκι παγωτό. Αλλά ήταν πολύ παχύ και δεν άφηνε το κάλυμμα να κλείσει ελεύθερα. Στη συνέχεια έκανα το ίδιο πράγμα από το κομμάτι μεταλλικού βάζου για μια κονσέρβα. Στο επάνω μέρος η ράβδος του σερβο οδήγησης στερεώνεται με ένα κομμάτι συνδετήρα. Και αυτό το κομμάτι είναι κολλημένο με superglue και σόδα στη λωρίδα του μετάλλου.

Λοιπόν, ας το τοποθετήσουμε. Περιστρέψτε πολύ προσεκτικά το σερβο στην ακραία θέση και στερεώστε το ροκ στη θέση του ανοιγμένου καλύμματος. Λοιπόν, τώρα ο κάδος μας κλείνει και ανοίγει. Κάντε το προσεκτικά, γιατί αυτό το προϊόν της Κίνας μπορεί να σπάσει, αν λειτουργήσει το αντίθετο. Κατ 'αρχήν, το τμήμα υλικού είναι έτοιμο, ας προχωρήσουμε στον προγραμματισμό. Αρχικά, θα γράψουμε έναν απλό αλγόριθμο, χωρίς εξοικονόμηση ενέργειας.

Βήμα 5: Προγραμματισμός σε XOD

Χρησιμοποιώ γλώσσες XOD με βάση τον οπτικό προγραμματισμό, βασίζεται σε κόμβους. Ένας κόμβος είναι ένα μπλοκ που αντιπροσωπεύει είτε κάποια φυσική συσκευή όπως αισθητήρα, κινητήρα ή ρελέ, είτε κάποια λειτουργία όπως προσθήκη, σύγκριση ή συνένωση κειμένου. Μπορείτε να παρακολουθήσετε όλη τη διαδικασία κατασκευής ενός έργου σε XOD στο βίντεό μου σχετικά με τον κάδο απορριμμάτων. Επίσης η πρώτη φωτογραφία είναι ένα απλό πρόγραμμα XOD χωρίς κάποια «υστέρηση» και η τρίτη φωτογραφία είναι μαζί της.

Μπορείτε να κατεβάσετε το έργο κάδου απορριμμάτων XOD στη σελίδα έργου στο GitHub.

Όπως έχετε ήδη παρατηρήσει, για τη δημιουργία αυτής της συσκευής δεν χρειαζόμασταν γνώση οποιασδήποτε γλώσσας προγραμματισμού. Απλώς έπρεπε να σκεφτούμε σωστά τη λογική της εργασίας και να γνωρίζουμε ποιοι κόμβοι υπάρχουν στο πρόγραμμα. Είναι μια εργασία για μερικά βράδια ανάγνωσης της τεκμηρίωσης. Στο xod, βλέπουμε καθαρά ποια δεδομένα μεταδίδονται, από πού μεταδίδονται και πού προέρχονται. Η δημιουργία του μεγάλου φύλλου του κώδικα είναι το επόμενο βήμα των θαυμαστών του Arduino. Μπορείτε να ξεκινήσετε από εδώ με λειτουργικό προγραμματισμό.

Λοιπόν, λειτουργεί! Ας μιλήσουμε για εξοικονόμηση ενέργειας.

Βήμα 6: Εξοικονόμηση ενέργειας. Τροποποιήσεις υλικού

Έτσι, έχουμε 3 καταναλωτές ενέργειας, το ίδιο το Arduino, τον αισθητήρα και το σερβοκινητήρα. Για να κάνετε το Arduino να τρώει λιγότερο από μπαταρία, πρέπει να απενεργοποιήσετε το LED "pwr", το οποίο ανάβει συνεχώς όταν υπάρχει τροφοδοσία στην πλακέτα. Απλά κόψτε το κομμάτι που οδηγεί σε αυτό.

Στη συνέχεια υπάρχει ένας ρυθμιστής τάσης στο πίσω μέρος του πίνακα, δεν τον χρειαζόμαστε επίσης, δαγκώστε τον αριστερό του πείρο. Τώρα το Arduino σε κατάσταση αδράνειας χρειάζεται κυριολεκτικά μερικές δεκάδες μικροαμπέρ. Ο αισθητήρας μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί απευθείας από ένα Arduino.

Αλλά το σερβο σε κατάσταση αναμονής καταναλώνει πολλή ενέργεια. Έτσι, θα χρησιμοποιήσουμε το τρανζίστορ mosfet όπως στο βίντεο σχετικά με την ηλεκτρονική πρόβλεψη καιρού. Μπορείτε να πάρετε οποιοδήποτε mosfet από αυτήν τη λίστα. Χρειάζεστε επίσης μια αντίσταση 100 Ohms και 10 κιλά Ohm. Θα αφήσω την πλήρη λίστα των στοιχείων του έργου στην περιγραφή κάτω από το βίντεο.

Το νέο κύκλωμα θα μοιάζει με αυτό, το σερβο που τροφοδοτείται μέσω του mosfet. Στην αρχή της κίνησης, το servo παίρνει ένα μεγάλο ρεύμα, οπότε πρέπει να βάλετε τον πυκνωτή στην είσοδο ισχύος.

Βήμα 7: Προγραμματισμός. Arduino IDE

Η λογική της εργασίας είναι η εξής. Δυστυχώς, το xod δεν έχει προσθέσει ακόμα λειτουργίες ισχύος, οπότε έγραψα το υλικολογισμικό κλασικά στο Arduino IDE, όπου ρυθμίζω το σύστημα με τη βιβλιοθήκη "LowPower". Ξυπνήστε, τροφοδοτήστε τον αισθητήρα, πάρτε την απόσταση και απενεργοποιήστε τον αισθητήρα. Εάν πρέπει να ανοίξετε και να κλείσετε το κάλυμμα, συνδέστε το ρεύμα στο σερβο, ενεργοποιήστε το και απενεργοποιήστε ξανά το ρεύμα.

Μπορείτε να κατεβάσετε το σκίτσο του Arduino IDE από τη σελίδα του έργου GitHub

Βήμα 8: Συμπεράσματα

Τώρα το κύκλωμα σε κατάσταση αναμονής καταναλώνει περίπου 0,1 milliamps και μπορεί να λειτουργήσει με ασφάλεια για μεγάλο χρονικό διάστημα από μπαταρίες δακτύλων. Αλλά κοιτάξτε τι συμβαίνει: για σταθερή λειτουργία, χρειάζεστε τάση υψηλότερη από 3,6 Volt, δηλαδή πάνω από 1,2 Volt ανά μπαταρία.

Κρίνοντας από το γράφημα για μια αλκαλική μπαταρία, μπορεί να φανεί ότι η μπαταρία αποφορτίζεται ακριβώς τη μισή, δηλαδή περίπου 1,1 αμπέρ ώρες. Δηλαδή περίπου 460 ημέρες εργασίας σε κατάσταση αναμονής, δεν είναι κακό; Αλλά η μπαταρία θα δαπανήσει μόνο τη μισή χωρητικότητα και, στη συνέχεια, μπορεί να τοποθετηθεί, για παράδειγμα, στο τηλεχειριστήριο από την τηλεόραση. Αλλά αν χρησιμοποιείτε μπαταρίες λιθίου, θα λειτουργούν σχεδόν στο 100% της χωρητικότητάς τους και αυτό είναι σχεδόν 3 αμπέρ ώρες, δηλαδή 3 φορές περισσότερο. Οι μπαταρίες λιθίου είναι ακριβότερες από τις αλκαλικές μπαταρίες, αλλά νομίζω ότι αξίζει τον κόπο.

Σας ευχαριστούμε για την προσοχή σας και μην ξεχνάτε ότι υπάρχει βίντεο σχετικά με την κατασκευή αυτού του έργου!