Arduino vezérelt telefon dokkoló lámpákkal: 14 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Az ötlet elég egyszerű volt; hozzon létre egy telefon töltő dokkot, amely csak akkor kapcsolja be a lámpát, amikor a telefon töltődik. Azonban, mint gyakran, a kezdetben egyszerűnek tűnő dolgok végrehajtása kissé összetettebbé válhat. Ez a történet arról szól, hogyan hoztam létre egy kettős telefon töltő dokkot, amely elvégzi az egyszerű feladatomat.

1. lépés: Amit használtam

Ez egyáltalán nem kimerítő felsorolás az összes használt anyagról, de általános képet akartam adni a főbb összetevőkről, amelyeket használtam. A legtöbb összetevőhöz Amazon linkeket is mellékeltem. (Ne feledje, hogy ha kis linkeket használ, kapok egy kis jutalékot az Amazon -tól. Köszönöm!)

Arduino Uno: https://amzn.to/2c2onfeAdafruit 5V DC áramérzékelő (x2): https://amzn.to/2citA0S2-Channel Solid State Relay: https://amzn.to/2cmKfkA 4-portos USB-doboz: https://amzn.to/2cmKfkA 1 'panelre szerelhető USB kábel (x2): https://amzn.to/2cmKfkA 6 AB USB kábel:

A következő kellékeket is használtam, amelyeket a hardverboltban vettem: 4 "x4" -es műanyag vezetékdobozok (x2) 40 W -os Edison -izzók (x2) Villanykörte -foglalatPálya -fénytartóVálogatott fekete vascső (3/8 ") Válogatott sárgaréz csőszerelvények3 'Hosszabbító vezeték vezeték anyák

2. lépés: Kísérletezés, tervezés és huzalozás

Annak megállapításához, hogy a telefon mikor töltődik, a telefon áramlását folyamatosan ellenőrizni kell. Bár biztos vagyok benne, hogy vannak olyan áramkörök, amelyek képesek mérni az áramot és szabályozni a relét az aktuális szint alapján, de egyáltalán nem vagyok villamosenergia -szakértő, és nem akartam foglalkozni az egyedi áramkör építésével. Némi tapasztalat alapján tudtam, hogy egy kis mikrovezérlővel (Arduino) lehet mérni az áramot, majd egy relét vezérelni a lámpák be- és kikapcsolására. Miután megtaláltam az Adafruit kisméretű egyenáram -érzékelőjét, elkezdtem kísérletezni azzal, hogy csatlakoztassam egy USB -kábelhez, hogy megmérjem a rajta átáramló áramot, miközben telefont tölt. Egy tipikus USB 2.0 kábel 4 vezetéket tartalmaz: fehér, fekete, zöld és piros. Mivel a fekete és a piros vezeték vezeti az áramot a kábelen, ezek bármelyike használható az áramlás mérésére - én a piros vezetékeket használtam. Egy tipikus áramérzékelőt egy vonalba kell helyezni az áramlással (az áramnak át kell folynia az érzékelőn), és az Adafruit érzékelő nem kivétel ez alól a szabály alól. A piros vezetéket elvágták úgy, hogy a két vágóvéget az áramérzékelő két csavaros csatlakozójához rögzítették. Az Adafruit érzékelő egy Arduino -hoz volt csatlakoztatva, és írtam néhány egyszerű kódot, hogy jelezzem az érzékelőn keresztül áramló áramot. Ez az egyszerű kísérlet megmutatta nekem, hogy a töltő telefon 100 és 400 mA között fogyaszt. A telefon teljes feltöltése után az áram 100 mA alá csökken, de nem éri el a 0 értéket.

Mivel a kísérletem sikeresen bebizonyította, hogy Arduino -val meg tudom mérni az áramlást, megterveztem a fenti áramkört. Két 1 hüvelykes panelre szerelt USB hosszabbító kábelt csatlakoztatna egy 4 portos töltődobozhoz. A telefon töltőkábelei ezekhez a hosszabbítókábelekhez csatlakoznának, így a rendszer bármilyen USB töltőkábel befogadására képes - és remélhetőleg "jövőbeli telefonbiztonsággá" válik. A hosszabbító kábelek piros vezetékei elvágódnak, és az áramérzékelőkhöz csatlakoznak. Az aktuális érzékelők információt szolgáltatnak az Arduino-nak, amely viszont kétcsatornás szilárdtest relét vezérel. A relé a 110V -os tápfeszültség villanykörtékre való átkapcsolására szolgál. Az USB -doboz és az izzók áramköre összekapcsolható, így a rendszer egyetlen aljzatot használhat. Különösen tetszik, hogy az Arduino áramellátását a töltődoboz egyik extra USB -portja biztosítja.

3. lépés: A telefon dokkolója

A telefon dokkoló 3/8 "-os fekete csőből épült. Két férfi-női könyököt használtam, egy T-t, egy rövid részt, amely teljesen menetes volt, és egy kerek karimát. A dokk tetején lévő sárgaréz részekhez vágtam egy 1 1/2 "hosszú sárgaréz csövet félbe, és mindegyik részhez a felét használta. A T -ben kis lyukat fúrtak, amely elég nagy volt ahhoz, hogy elférjen a világító kábelek vége. A kábeleket könyökön keresztül dolgoztuk fel, és JB hegesztettük a sárgaréz csövekbe. Ez végül sokkal nehezebb volt, mint amilyennek látszik, mivel a könyök nem volt elég nagy ahhoz, hogy elférjen a világító kábel vége. Végül dörzsöltem a könyök belsejét, amíg el nem férnek.

Ha újra meg kell tennem ezt a dokkot, akkor több támogatást nyújtanék a telefonhoz. Amint arra számíthat, ha a telefont egyáltalán megnyomja, amikor a dokkolóban van, a villámkábel végei nagyon könnyen meghajlíthatók. Furcsának tartom, hogy az Apple valójában egy nem támogatott konfigurációjú dokkot ad el.

4. lépés: A lámpák

Azt akartam, hogy a lámpák hasonló ipari megjelenéssel rendelkezzenek, mint a dokk. Az első lámpához egy általános izzó foglalatot használtam egy 3/8 -os csőperem tetején. Néhány kis sárgaréz cső csatlakoztatja az alapot a foglalathoz, és kiegészíti a dokkoló sárgaréz ékezeteit. Egy 40 W -os Edison izzó valóban a csillag Az Edison izzókat akartam használni, mivel tökéletesen illeszkednek a dokkoló kialakításához, és lehetővé teszik egy gyönyörű exponált lámpa létrehozását.

Míg Lowe -nál találtam egy nyomjelző lámpatartót a szabadban, amit érdekesnek tartottam. A konzolot fejjel lefelé fordítottam, és egy csőperemet adtam hozzá az alap elkészítéséhez. A nyomjelző lámpatartó aljzatát nem rögzítették hozzá, mivel úgy tervezték, hogy lapos felületű izzó tartsa a helyén. Mivel Edison izzót használtam, készítettem egy kisméretű alumínium konzolt, amellyel a foglalatot a pályafény -tartó kerek házában tarthatom. A rendszer többi részéhez kis sárgaréz gombok kerültek.

A dokkoló és a lámpák elkészülte után matt feketére festették őket - kivéve a sárgaréz darabokat.

5. lépés: Az Arduino ház

Két 4 "x 4" PVC házat használtam az Arduino házhoz. Vágtam a szellőzőnyílásokat az egyik oldalra és minden ház fedelére. Az egyik ház oldalán két téglalap alakú lyukat vágtam a panelre szerelt USB -kábelekhez. A négyszögletes lyukak mindkét oldalán lyukakat fúrtak a középpontban, 1 1/8 "távolságra, és a kábeleket a házhoz rögzítették. Mindkét ház egyik oldalát levágták, hogy a két doboz egyetlen doboz legyen, amikor Egy 3/4 "vastag fatuskót használtak a dobozok egymás melletti elrendezéséhez, és kényelmes alapot is képeznek számukra.

6. lépés: Csatlakoztassa az USB -dobozt

Az első összetevő, amelyet hozzá kell adni a házhoz, a 4 portos USB töltődoboz. Ezt egyszerűen kétoldalas szalaggal rögzítettem a helyén.

7. lépés: Az Arduino felszerelése a házba

Szeretek elektromos doboz előlapi távtartókat használni az elektronikus alkatrészek rögzítéséhez, mivel műanyagból készülnek, és úgy alakíthatók, hogy tartsák lenyomva vagy leállítsák. Egyszerűen felvágom őket a késemmel, majd csavarokat nyomok át rajtuk. Az Arduino -t egy szekrénydobozba szerelték be kis laposfejű csavarokkal, az előlap -távtartókkal az Arduino és a doboz között.

Az Arduino felszerelése után egy rövid (6 ) AB típusú USB -kábelt csatlakoztattak az Arduino USB -portja és a töltődoboz legközelebbi portja közé. Ez nagyon szorosan illeszkedett a vezetékhez, és vissza kellett vágnom a hajlított műanyag szálak a kábel végén úgy, hogy illeszkedjenek.

8. lépés: A relé bekötése és felszerelése

A lámpák zsinórjait a burkolat lyukain keresztül táplálták. Minden vezetékből egy vezeték csatlakozott a szilárdtest relé mindkét csatornájának kimeneteihez (a kapcsolt 120 V -os oldal). Rövid (4 ) vezetékrészeket csatlakoztattak a többi csavaros csatlakozóhoz, amelyek szomszédosak ezekkel a lámpavezetékekkel. Ezeket a vezetékeket a relé 120 V -os oldalának áramellátására használják.

A relé egyenáramú oldalán 4 vezetéket csatlakoztattak a bemutatott konfigurációnak megfelelően. A vezetékek közül kettő táplálja a relé működéséhez szükséges + és - egyenfeszültséget, míg a fennmaradó két vezeték a digitális jeleket hordozza, amelyek jelzik a csatornák be- vagy kikapcsolását.

Ezt a 4 vezetéket az alábbiak szerint az Arduino-hoz rögzítették: A piros vezeték (DC+) az 5 V-os csatlakozóhoz van csatlakoztatva. A fekete vezeték (DC-) a GND-tűhöz van csatlakoztatva. A barna vezeték (CH1) a digitális A narancssárga vezeték (CH2) csatlakozik a 8 digitális kimenethez

Miután az összes vezetéket csatlakoztatta a reléhez, kis laposfejű csavarokkal rögzítették a házba.

9. lépés: Az áramérzékelők bekötése és felszerelése

Kommunikációs és tápkábeleket hoztak létre a két áramérzékelő számára az érzékelőkről az Arduino felé vezető két vezetékcsalád összeillesztésével. Az érzékelők áramellátásához, mint korábban, a piros és a fekete vezetéket használják. Ezek a vezetékek az Arduino Vin (piros vezeték) és GND (fekete vezeték) csapjaihoz vannak csatlakoztatva. Meglepő módon még a kommunikációs vezetékek (az SDA és az SDL vezetékek) is összeilleszthetők. Ennek oka az, hogy az Adafruit áramérzékelők mindegyike egyedi címet kaphat attól függően, hogy a címcsapjaik össze vannak forrasztva. Ha a tábla egyik forrasztott címtűvel sem rendelkezik, a táblát 0x40 tábla címzi, és erre hivatkoznak az Arduino kódban. Az A0 címcsapok összeforrasztásával, amint az az ábrán látható, a tábla címe 0x41 lesz. Ha csak az A1 címcsapok vannak csatlakoztatva, a tábla 0x44, és ha mind az A0, mind az A1 csapok össze vannak kötve, akkor a cím 0x45 lesz. Mivel csak két áramérzékelőt használunk, csak az 1. fedélzeten lévő címtűket kellett forrasztanom az ábrán látható módon.

Miután a táblákat helyesen címezték, kis sárgaréz csavarokkal rögzítették a házhoz.

Az érzékelők SDA (kék) és SCL (sárga) vezetékei az Arduino SDA és SCL csapjaihoz vannak csatlakoztatva. Ezek a csapok nem voltak feliratozva az Arduino -n, de ezek a tábla digitális oldalán lévő AREF tű után az utolsó két tű.

10. lépés: Csatlakoztassa az USB hosszabbító kábeleket

Mint korábban említettük, az USB hosszabbító kábeleknek áramot kell vezetniük az áramérzékelőkön. Ezt elősegítette, hogy a vezetékeket a kábelek piros vezetékeibe illesztették. Miután az USB kábeleket a házba szerelték, ezek a vezetékek az illesztésekről az áramérzékelőkhöz vannak csatlakoztatva. Minden egyes USB -kábel esetében a rajta átfolyó áram lefolyik ezeken a vezetékeken, az érzékelőn keresztül, majd visszatér a kábel segítségével a töltőtelefonhoz. Az USB -kábelek dugaszolható végeit az USB -töltődoboz két nyitott portjába dugtuk.

11. lépés: Csatlakoztassa az áramellátást

Az elektronikai doboz utolsó lépése a tápkábel csatlakoztatása az USB -dobozhoz és a lámpákhoz (más néven a relé 120 V -os oldala). A közvetlenül a lámpákhoz vezető fekete vezetékek a tápkábel egyetlen vezetékéhez és a töltődobozból származó barna vezetékhez vannak csatlakoztatva. A töltődobozhoz csatlakozó tápkábelt egyszerűen levágták, és a két vezetéket belülről (ezek a kék és a barna vezetékek) visszahúzták. Végül a relé két fehér vezetékét a tápkábel másik vezetékéhez kell csavarni, az USB töltődobozból származó kék vezetékkel együtt.

12. lépés: A befejezett rendszer

A doboz teljes összeszerelése után a burkolatok cserélhetők. Most, hogy a rendszer hardvere elkészült, ideje átállni a szoftverre.

13. lépés: Az Arduino -kód

Az Arduino kód kifejlesztése meglehetősen egyszerű volt, bár néhány teszt kellett ahhoz, hogy pontosan megkapja. A legegyszerűbb formában a kód jelet küld a megfelelő relécsatorna táplálására, amikor 90mA -nál nagyobb vagy annál nagyobb áramlást olvas. Bár ez az egyszerű kód jó kiindulópont volt, a mobiltelefonok nem töltődnek fel 100% -ra, majd ott ülnek, és nagyon kis áramot húznak. Inkább azt tapasztaltam, hogy a telefon feltöltése után néhány percenként több száz mA -t húz le rövid ideig. Mintha a telefon egy szivárgó vödör lenne, amelyet néhány percenként le kell tölteni.

A probléma megoldásához olyan stratégiát dolgoztam ki, amelyben minden csatorna a három állapot egyikében lehet. A 0 állapot az, amikor a telefont eltávolították a töltőállomásról. A gyakorlatban azt tapasztaltam, hogy a telefon eltávolításakor gyakorlatilag nem folyik áram, de ennek az állapotnak a felső áramkorlátját 10 mA -re állítottam be. Az 1. állapot az az állapot, ahol a telefon teljesen fel van töltve, de még mindig a dokkolóban van. Ha az áramerősség 90 mA alá esik és 10 mA felett van, a rendszer 1. állapotban van. A 2. állapot a töltési állapot, ahol a telefon 90 mA vagy annál nagyobb feszültséget vesz fel.

Amikor a telefont a dokkolóra helyezi, a 2. állapot aktiválódik, és a töltés alatt folytatódik. Miután a töltés befejeződött, és az áram 90 mA alá esik, a rendszer 1. állapotban van. Ezen a ponton feltételes nyilatkozatot tettünk annak érdekében, hogy a rendszer ne léphessen közvetlenül az 1 -es állapotból a 2 -es állapotba. Ez a rendszert az 1 -es állapotban tartja mindaddig, amíg a telefon eltávolítva, ekkor a 0. állapotba lép. Mivel a rendszer a 0 állapotból a 2. állapotba léphet, amikor a telefont visszahelyezzük a töltőre, és az áramlás 90mA fölé emelkedik, a 2. állapot újraindul. Csak akkor, ha a rendszer 2 -es állapotban van, a jelzés a reléhez kerül a lámpa bekapcsolásához.

Egy másik probléma, amibe belefutottam, hogy az áram néha rövid időre 90 mA alá süllyed, mielőtt a telefon teljesen fel lett töltve. Ezzel a rendszer az első állapotba kerül, mielőtt kellett volna. Ennek megoldásához átlagolom az aktuális adatokat 10 másodperc alatt, és csak akkor, ha az átlagos áramérték 90 mA alá esik, a rendszer 1 -es állapotba lép.

Ha érdekli ez a kód, csatoltam egy Arduino.ino fájlt néhány további leírással. Összességében nagyon jól működik, de észrevettem, hogy néha úgy tűnik, hogy a rendszer 0 állapotba lép, amikor a telefon még mindig csatlakoztatva van és teljesen fel van töltve. Ez azt jelenti, hogy időnként a fény néhány másodpercre felgyullad (amikor a 2. állapotba lép), majd kialszik. Gondolom, van min dolgozni a jövőben.

14. lépés: A kész rendszer

Telepítettem a töltőállomást a könyvespolcunkra, néhány könyv mögött az Arduino dobozzal. Ha csak rápillant, soha nem veszi észre azt a munkát, ami beleesett - és még az sem, hogy működés közben látja. Aztán megint boldoggá tesz, amikor látom, hogy a lámpák felgyulladnak és kialszanak, sőt arra is támaszkodtam, hogy a telefon töltődik -e.