Automatikus csirkekapu -ajtó - Arduino vezérelt .: 10 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ez az útmutató az automatikus csirkeajtó tervezésére szolgál, manuálisan megváltoztatható nyitási és zárási idővel. Az ajtó távolról bármikor nyitható vagy zárható.

Az ajtó moduláris kialakítású; a keret, az ajtó és a vezérlő a kúttól távolabbi helyen megépíthető és tesztelhető, majd egyszerűen csavarozható a meglévő nyíláson.

9Vdc -ről üzemel, így plugpack -ből vagy akkumulátorról és napelemről is táplálható az akkumulátor feltöltéséhez.

Mágnesszelepet használ, hogy bezárja az ajtót, és nyitva tartsa az ajtót.

Főbb részei:

Arduino UNO 3.

4 számjegyű, 7 szegmenses LED kijelző

RTC modul

RF modul

Potenciométerek, Szervómotor, 6V - 12V mágnesszelep, Forgó jeladó nyomógombbal

Az ajtó és kerete fahulladékokból készülhet. Az ajtó felfelé fordul egy rúd körül (esetemben nyomtatóból vettem), és ellensúlyozott, hogy csökkentse az ajtó felemeléséhez szükséges nyomatékot.

Az építéshez szükséges eszközök a következők:

PC Arduino IDE -vel az Arduino programozásához, Kalapács, Fűrész, Forrasztópáka, Drótvágók, Fúró, Csavarhúzó.

Azért építettem ezt az automatikus csirkeajtót, hogy megkíméljem a napi kétszeri feladattól, hogy reggel és este kinyitjam és becsukjam az ajtót. A csirkék nagyszerű tojást, trágyát és szórakozást nyújtanak, de korán kelni, hogy kiengedjék őket - főleg télen - bunkóság volt. És aztán meggyőződve arról, hogy időben hazaértem, hogy bezárjam őket, valóban korlátozta a szabadságomat, hogy későn jöjjek haza.

A csirkék napi rutint követnek, amikor napnyugta körül visszatérnek a ládához, és napkelte körül felébrednek. A ki- és bemeneti idők nem pontosak, és befolyásolják a nap időjárását és a környezeti fényt. Ha úgy tűnik, hogy egy csirke túl késő belépni az ajtó bezárása után, az ajtó távolról nyitható, majd zárható. Az ajtó napközben zárható, ha a tulajdonosnak meg kell akadályoznia a csirkék belépését.

Mivel a napfelkelte és a napnyugta ideje egész évben változik, és a szélességtől függ, minden ajtóvezérlőnek követnie kell a napszakot, az év napját, és ismernie kell a hely szélességét. Ez a követelmény szoftverrel vagy suntrackerrel teljesíthető, de ebben a kialakításban manuálisan állítható nyitási és zárási időbeállításokat használnak, hogy egyszerűbb legyen a helyzet.

Mivel a napfelkelte és a beállított idők csak néhány perccel változnak egyik napról a másikra, az ajtóvezérlő beállításait hetente egyszer kell módosítani.

Ha a tulajdonos ismeri a csirkék búvárkodási rutinját, könnyen beállíthatja a nyitási és zárási időt.

A nyitási idő 3 és 9 óra között, a zárási idő pedig 15 és 21 óra között állítható. Ezek az idők megfelelnek az egyenlítőtől (Darwin és Hobart, Ausztrália) 12 és 42 fok közötti szélességeknek, és az év leghosszabb és legrövidebb napjait ölelik fel..

Lényegében az ajtóvezérlő egy óra, két beállítható riasztóval, kézi felülírással.

1. lépés: Keret és lengőajtó

A keretet a meglévő nyílás fölé kell rögzíteni. Az ajtó felfelé lendül, mint egy garázskapu. Ennek a kialakításnak az előnye az automatikus ajtókkal szemben, amelyek felfelé vagy oldalra csúsznak a kúpoknál, ahol a tető a meglévő ajtó fölé dől, vagy a meglévő nyílás a fal mellett van.

1. Távolítsa el a meglévő ajtót.

2. Válasszon olyan keretméretet, amely illeszkedik a meglévő nyíláshoz. A keret két mérete fontos - a keret magassága és a fa szélessége. Az ajtó vízszintes forgócsapról leng, és a forgócsap és a keret közötti hossza ("D" az ábrán) megegyezik a fa szélességével. Ez azt jelenti, hogy amikor az ajtó nyitva van, az ajtó forgócsap feletti része nem zavarja a falat.

3. Válasszon olyan anyagot a kerethez, amely szilárd és időjárásálló. Vörös gumit használtam, ami erősnek, de nehéznek bizonyult. A szabadtéri fenyővel könnyebb lenne dolgozni.

4. Maga az ajtó legyen könnyű, merev és időjárásálló.

2. lépés: Forgatórúd és lengőajtó méretezése

A lengőajtó méreteinek olyannak kell lenniük, hogy az ajtó szélessége illeszkedjen a keret belső széleihez. Az ajtó magassága kisebb, mint a keret magassága.

1. Keressen egy 5 mm (1/4 hüvelyk) átmérőjű és hosszúságú rudat, amely megegyezik a keret szélességével. A rudat szétszerelt nyomtatóból használtam, de a menetes rúd elegendő. A rudak másik forrása fém ruhaszárító állványokból származik. A rudat csavarvágóval vagy fémfűrésszel lehet vágni. Vágja le a bevonatot a fémről egy pengével.

2. Vágjon két hornyot a keretbe a "D" hosszúságban (az előző lépés diagramján) a keret felső nyílásából és a forgórúd átmérőjének mélységéből.

3. Keressen egy csuklópántot, amelynek csapátmérője megegyezik vagy kissé nagyobb, mint a forgórúd. Üsse ki a csapot kalapáccsal és középső ütéssel. Ha nincs középpontja, használjon nagy szöget vagy hasonló csapszeget.

Fluke szerint az általam használt nyomtatórúd -forgócsap tökéletesen illeszkedett az első zsanérhoz, amely a szemétládából került ki.

4. A lengőajtó alsó részének súlya a forgócsap alatt és a felső rész a forgócsap felett hasonlónak kell, hogy legyen, hogy lehúzza a terhet az ajtót nyitó szervomotorról. Ezt néhány nehéz csavarral és anyával lehet elérni, amelyeket az ajtó felső részébe fúrtak.

3. lépés: Szervómotor és emelőkarok

MR-996 szervo motort használtam. Nyomatéka: 9,4 kgf · cm (4,8 V), vagy 11 kgf · cm (7,2 V). Ez azt jelenti, hogy egy 20 cm -es ajtónál a forgócsap alatt a motor 11 kg/20 = 550 g -ot tud emelni 7,2 V -nál.

Az ellensúlyozott résszel a forgórúd felett az ajtó nehezebb és/vagy hosszabb lehet. Két nagy anyát és csavart használtam ellensúlyként, a képeken látható.

A szervóhoz egy műanyag kar tartozik, amely illeszkedik a szervó kihajtott tengelyéhez. Vágja le a kar egyik oldalát éles késsel vagy drótvágóval.

2. Az emelőkar két hosszúságú alumíniumból készül, a felkar L -tartó, az alsó kar lapos alumíniumdarab.

A mellékelt diagramok bemutatják, hogyan kell kiszámítani az egyes karok méreteit. A kapott méretek a keret szélességén, "d" -en és az ajtóra szerelt emelőpont helyzetén alapulnak.

A felkar kivágásokkal rendelkezik, így az ajtó felemelésekor a kar tisztítja a szervomotort.

4. lépés: Zárja be a mágnesszelepet és az ajtónyitást

1. A keretre szerelt mágnesszelep két célt szolgál:

a) zárja be az ajtót, amikor becsukja, és

b) ne nyissa ki az ajtót, ha kinyitja.

A mágnesszelepet a vezérlő kimenetéről FET vezérli. Néhány másodpercre visszahúzódik, amíg az ajtó nyitva vagy zárva van.

2. Rögzítsen egy fadarabot a képen látható módon. Rövidebb lesz, mint a keret szélessége, és közvetlenül a forgórúd alá van felszerelve.

5. lépés: A vezérlő

1. Arduino Uno 3 -at használtam a vezérlő alapjául. Összesen 17 bemeneti és kimeneti csap van.

2. A vezérlő tartja az időt egy I2C RTC vezérlőn keresztül, akkumulátorral. Célszerűbb lenne egy újratölthető akkumulátor -tartalék, hogy megkímélje a vezérlő minden évben történő kinyitását az RTC akkumulátorának cseréjével. Az idő egy forgó vezérlővel állítható be, és megjelenik egy 4 számjegyű, 7 szegmenses LED -en. Használhat egy LCD -t, és több információt jeleníthet meg, például az ajtó kinyitásának és becsukásának számát.

3. A nyitási és zárási idő 10 k ohmos lineáris potenciométerekkel állítható be. Használhattam volna a forgó jeladót és a LED -es kijelzőt a nyitási/zárási idő beállítására, de úgy döntöttem, hogy egyszerűbb lesz, ha a felhasználó csak fel tud lépni, és távolról látja az időket a panelről. Az időnek csak hetente kell változnia.

4. Vezeték nélküli rádiófrekvenciás adapter (https://www.adafruit.com/product/1097) a kézi nyitás és zárás kényelméért. Kulcstartó URL:

5. A doboz, amelyet a vezérlő elhelyezésére választottam, a kis oldalon volt, ezért hozzá kellett adnom egy kisebb dobozt, hogy illeszkedjen a távoli vevőhöz.

6. Fritzing diagram mellékelve.

6. lépés: Kód

A kód körbejár, és a következőket hajtja végre:

1. beolvassa a panel kapcsolók állapotát, 2. leolvassa az RTC -t, és az időt a nap perceire konvertálja (0 -ról 1440 -re).

3. leolvassa a két analóg potenciométert, és egész nyitott és záró időre konvertálja. Az időbeállítások finomabb felbontása érdekében a nyitott zárási idők 3: 00-9: 00 és 15: 00-9: 00 között vannak korlátozva.

4. beolvassa az RF bemenetet, hogy lássa, megnyomta -e a távvezérlő gombot.

5. összehasonlítja az aktuális időt a nyitási és zárási idővel, és beolvassa az ajtó nyitásának vagy becsukásának módját.

A manuális nyitó és záró kapcsoló hozzáadása bonyolította a szoftver tervezését, mivel a rendszernek váltania kellett a „manuális” és az „automatikus, azaz időzített” módok között. Ezt úgy oldottam meg, hogy nem adtam hozzá másik „mód” kapcsolót úgy, hogy a felhasználó kétszer megnyomta a nyitó vagy záró kapcsolót, hogy visszatérjen az automatikus üzemmódba.

A nyitó vagy záró gomb egyetlen megnyomásával a vezérlő kézi üzemmódba kerül. Lehetőség van arra, hogy ha az ajtót a zárási idő után kinyitják, esetleg egy késő csirkét engednek be a ládába, akkor a felhasználó elfelejti visszaállítani az ajtót automatikus üzemmódba. Így a kézi üzemmódot jelzi a LED -kijelző, amely emlékeztetőül „Nyitva” vagy „Bezárás” feliratot jelenít meg.

LED kijelzős könyvtárak, amelyeket innen szereztem:

7. lépés: A vezérlő alkatrészeinek listája

Arduino Uno 34 számjegyű 7 szegmenses modul

MG 996R szervomotor

1 k ohmos rezidens

FET: FQP30N06L.

2 x 10 kOhm potenciométer (nyitási/zárási idő)

Rotációs kódoló beépített nyomógombbal

Jumper huzal

1A DC-DC átalakító: szervóhoz és mágnesszelephez

1 x SPDT váltókapcsoló (óra/perc beállítóválasztó)

1 x SPDT center off pillanatnyi kikapcsolás pillanatnyi (kézi nyitáshoz/záráshoz)

1 x SPDT központ kikapcsolva (a leállításhoz/idő nézethez/idő beállításhoz

Mágnesszelep: Push Pull 6-12V 10MM löket

Adafruit Simple RF M4 vevő - 315 MHz -es pillanatnyi típus

Távirányító 2 gombos RF távirányító - 315 MHz

Doboz

8. lépés: Tápegység, napelem és akkumulátor méretezése

1. Bár az Arduino 12Vdc -ről is képes működni, ennek ellenére a fedélzeti lineáris szabályozó forró lesz. A szervó jobban működik nagyobb feszültségnél (<7,2 V), ezért kompromisszum volt a 9Vdc rendszer működtetése, és DC-DC konvektor használata a mágnesszelep és a szervó 6V-os táplálásához. Gondolom, a DC-DC átalakító megszüntethető, és az Arduino, a szervomotor és a mágnesszelep ugyanazon 6V (1A) tápegységgel működik. 100uF kondenzátor ajánlott az Arduino kiszűrésére a szervóból és a mágnesszelepből.

2. Az általam készített vezérlő körülbelül 200mA nyugalmi áramot vett fel. Amikor a mágnesszelep és a szervó működött, az áramfelvétel körülbelül 1A volt.

A LED kijelző egy kapcsolóval kioltható, így takarékoskodik az akkumulátorral.

Figyelembe véve, hogy az ajtó kinyitása vagy zárása körülbelül 7 másodpercet vett igénybe, és a nyitási és zárási műveletek csak naponta kétszer történtek, a napi áramfogyasztás becslésében szereplő 1A -t figyelmen kívül hagyták.

Le tud futni 1A 9V -os csatlakozóról, de a hálózati csatlakozót védeni kell az időjárástól.

3. A napi energiafelhasználás 24h x 200mA = 4800mAh. Egy 20 Ah -s napelemmel ellátott 7 Ah -ás ólomakkumulátor elegendő egy napos autonómiával azokon a területeken, ahol évente átlagosan 5 óra a szigetelés. De több akkumulátorral és nagyobb panellel több napnyi autonómia lenne.

Az alábbi online számológépet használtam az akkumulátor és a panel méreteinek becsléséhez:

www.telcoantennas.com.au/site/solar-power-…

9. lépés: Felhasználói kezelési utasítások

Az ajtó automatikus vagy kézi üzemmódban működik.

Az automatikus üzemmód azt jelenti, hogy az ajtó a nyitási vagy zárási idő beállításainak megfelelően nyílik vagy csukódik. Az automatikus üzemmódot üres kijelző jelzi, ha a kijelző kapcsolója "Üres" állásban van. Amikor az üzemmód manuálisról automatikusra vált, az "AUTO" szó 200mS -ig villog.

Az ajtó kézi üzemmódba lép, amikor a távvezérlő vagy a vezérlőegység be van kapcsolva. A kézi üzemmód akkor jelenik meg, ha a kijelzőn az "OPEn" vagy a "CLSd" felirat látható, és a kijelző kapcsolója "üres" állásban van.

Manuális módban a nyitási/zárási idő beállításait figyelmen kívül hagyja. A felhasználó dolga, hogy ne felejtse el bezárni az ajtót, ha azt manuálisan nyitották ki, vagy nyissa ki az ajtót, ha kézzel zárták, vagy állítsa vissza automatikus üzemmódba.

Az automatikus üzemmódba való visszatéréshez a felhasználónak másodszor kell megnyomnia a Bezárás gombot, ha az ajtó már zárva van, vagy másodszor a Nyitás gombot, ha az ajtó már zárva van.

Az ajtó a nap elején (12:00) automatikus üzemmódban indul.

10. lépés: Harangok és sípok

Néhány jövőbeni fejlesztés a következők lehetnek:

Vezeték nélküli csengő jelzi, amikor az ajtó kinyílik/becsukódik

"Elakadt riasztás", ha a rendszer 10 másodpercnél hosszabb ideig leveszi a mágnesszeleppel és a szervóval egyenlő áramot.

Bluetooth és alkalmazás a vezérlő konfigurálásához.

Internet vezérlésű nyitás és zárás.

A további információk megjelenítéséhez cserélje ki a LED kijelzőt LCD -re.

Szüntesse meg a nyitási/zárási időbeállító potenciométereket, és a nyitó/záró idő beállításához használjon váltókapcsolót és a meglévő forgókapcsolót.