E-schakelaar: 5 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Deze instructable is gemaakt om te voldoen aan de projectvereiste van de Makecourse aan de University of South Florida (www.makecourse.com).

De e-Switch is een apparaat dat een Arduino Uno, een IR-ontvanger en een HCSR04-nabijheidssensor gebruikt om een servomotor aan te sturen die aan een lichtschakelaar is bevestigd. Dit product is gemaakt om energie te besparen en gemakkelijke toegang te bieden via afstandsbedieningen. Het product verschilt van bestaande producten doordat het klaar is voor installatie, het hoeft alleen maar over een bestaande lichtschakelaar te worden geschroefd, zonder verdere montage of bedrading. De benodigde materialen staan hieronder vermeld:

• Arduino Uno
• HCSR04 Nabijheidssensor
• IR-ontvanger + afstandsbediening
• SG90 servomotor
• 3D-printer + PLA-filament
• Draden
• Kleine Broodplank
• klittenband
• Elektrische tape

Stap 1: Bedrading

Voor dit circuit zijn er 3 externe componenten, de servo, nabijheidssensor en IR-ontvanger. Alle componenten moeten parallel worden aangesloten met dezelfde aarding en VCC-voeding.

IR-ontvanger: de IR-ontvanger heeft 3 pinnen, de linker is de signaalpin, die is aangesloten op digitale pin 2. De middelste pin is de aardingspin en de laatste pin is de spanningspin die +5V vereist

HCSR04 Nabijheidssensor: De nabijheidssensor heeft 4 pinnen, van links naar rechts zijn dit VCC (+5V), Trig (pin 4), Echo (pin 3) en aarde

SG90 servomotor: de servo heeft 3 aansluitingen, rood is VCC (+5V), bruin is massa en geel is signaal (pin 5)

Stap 2: Coderen

*De code is geüpload als.rar-bestand, moet worden uitgepakt*

De Arduino-code gebruikt de HCSR04 en de IR-ontvanger als invoer, terwijl de servomotor de enige uitvoer is. Een variabele genaamd "state" wordt gebruikt om de huidige positie van de servomotoren vast te leggen. 0 komt overeen met de servo in de uit-stand, 1 is indicatief voor de aan-stand.

In de lus is de eerste stap het bijwerken van de laatst geregistreerde afstand van de nabijheidssensor (lastValue), de volgende stap is het vastleggen van de huidige afstand (afstand), waarna deze waarden worden vergeleken. Als de lastValue groter is dan de huidige afstand, nadert een hand en de servo zal 90 graden naar beneden draaien, waardoor de lichten uitgaan, aangezien de huidige status 1 is. Anders, als lastValue kleiner is dan de afstand, wordt een hand terugtrekken, en de servo zal 90 graden naar boven draaien, waarbij de lichten worden ingeschakeld, aangezien de huidige status 0 is. Als aan geen van deze voorwaarden wordt voldaan, controleert de IR-ontvanger op signalen en decodeert deze, waardoor "resultaten" worden geproduceerd. Afhankelijk van het resultaat zal de IR-ontvanger omhoog of omlaag draaien. De code 0xFFE01F komt overeen met de plus-knop van de IR-afstandsbedieningen, en indien ontvangen, zal de servo omhoog draaien om het licht in te schakelen, aangezien de huidige status 0 is. De code 0xFFA857 komt overeen met de min-knop van de IR-afstandsbediening, en indien ontvangen zal de servo naar beneden om het licht uit te doen, aangezien de huidige status 1 is. Als geen van beide signalen wordt ontvangen, wordt de code herhaald en gaat verder met zoeken (irrecv.resume).

Stap 3: 3D-geprinte componenten

Voor dit project moesten twee componenten worden ontworpen en afgedrukt, een lichtschakelaarbeugel voor de servo en een behuizing voor alle componenten, die gemakkelijk over bestaande schakelaars pasten.

• Beugel voor lichtschakelaar: dit stuk is ontworpen om een lichtschakelaar tussen de uitsteeksels te houden, het is ook ontworpen om aan een servomotor te bevestigen en heeft een gat daarvoor.
• De behuizing heeft 4 compartimenten: een voor de naderingssensor, die zich aan de voorkant van de behuizing bevindt, met een rechthoekige opening. Direct boven dit is een compartiment voor de Arduino en IR-ontvanger, het heeft ingebouwde gaten die leiden naar de andere compartimenten (voor bedrading), evenals gaten voor schroeven. De achterkant van de behuizing is uitgehold. Het grote gebied met twee uitsteeksels is de servomotor en het breadboard-compartiment, de uitsteeksels zijn uit elkaar geplaatst en bemeten voor het monteren van de servomotor. Het kleinere compartiment is het laatste en is uitgerust voor een 9V-batterij.

Stap 4: Montage

1. Sluit de draden aan op de pinnen op de HCSR04 en plaats de sensor vervolgens in het compartiment, zoals afgebeeld. Leid de draden door de openingen en naar het servomotorcompartiment.
2. Sluit de draden aan op de pinnen van de IR-ontvanger en maak de ontvanger vervolgens vast aan het binnenste voorpaneel van het Arduino-compartiment met behulp van isolatietape, waarbij u ervoor zorgt dat de kop van de ontvanger uit de zijkant steekt om communicatieproblemen te voorkomen. Plaats zo dicht mogelijk bij de bovenkant van de behuizing. Leid de draden naar het servomotorcompartiment.
3. Leid de batterijconnectorkabel door het langste gat in de behuizing, bij de hoofdopening. Zorg ervoor dat beide delen van de connector aan de juiste kant zitten (Arduino-connector naar Arduino-compartiment, batterijconnector naar batterijcompartiment).
4. Sluit met behulp van een servoschroef de 3D-geprinte lichtschakelaarbeugel aan op de servomotor zoals afgebeeld. Monteer vervolgens de servomotor met behulp van de tanden, met de draden naar boven gericht.
5. Gebruik klittenband om het breadboard te installeren.
6. Voordat u de Arduino in zijn behuizing plaatst, sluit u alle componenten aan op het breadboard en vervolgens op de juiste Arduino-pinnen. Alle componenten moeten parallel worden gevoed. Als u klaar bent, plaatst u de Arduino in het compartiment, met de 9V-batterijpoort naar buiten gericht.
7. Plaats de 9V-batterij in de behuizing en sluit deze aan op de Arduino.

Stap 5: Gebruik:

Om het apparaat te gebruiken, kan men hun hand naar het apparaat brengen om de lichten uit te doen, of van het apparaat af om de lichten aan te doen. Als u op de plus-knop van de IR-afstandsbedieningen drukt, gaan de lichten aan en als u op min drukt, worden de lichten uitgeschakeld.