Automatische prullenbak - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Dag vrienden!

Als je mijn kanaal al heel lang bekijkt, herinner je je waarschijnlijk een project over een prullenbak met een automatisch deksel. Dit project was een van de eerste in Arduino, je kunt zeggen mijn debuut. Maar het had één heel groot nadeel: het systeem verbruikte meer dan 20 milliampère, waardoor het onmogelijk was om autonoom op batterijen te werken. En vandaag, met nieuwe kennis en tientallen projecten achter me, zal ik dit probleem corrigeren.

Stap 1: Componenten

Om dit te maken hebben we een emmer nodig met een dekselopening op de scharnieren. Dit werd gekocht in huishoudelijke artikelen en een emmer voor waspoeder genoemd. Als een bord van Arduino nam ik het Nano-model. De servoaandrijving is wenselijk met een metalen verloopstuk. Vervolgens - een ultrasone afstandssensor en een batterijvak voor 3 vingerbatterijen. Laten we voor een schoonheid deze stijlvolle plastic behuizing nemen.

• Arduino NANO
• Bereiksensor
• Servo
• Batterijhouder
• Vak
• MOSFET Sterk aanbevelen om elektrolytische condensator 10V 470-1000 uF te gebruiken
• Weerstand 100 Ohm
• Weerstand 10 kOhm

Stap 2: Hardware

Eerst verwijderen we overtollig plastic op de hoes. Het is een grendel en het handvat. De afstandssensor past perfect in de doos, alleen de aansluitpinnen steken eruit. We zullen ze verwijderen. Eerst snijden we het plastic van de pinnen. Bij de servoaandrijving trekken we de draden door omdat ze tot aan de voorkant van de prullenbak moeten reiken. En we verbinden alles volgens dit eenvoudige circuit. De sensor wordt gevoed vanuit een van de pinnen van de Arduino, om geen stapel draden aan de voedingspin te solderen, omdat de servo daar al is aangesloten.

Nu plaatsen we alles in de koffer. Eerst maken we gaten voor de sensor. Ik heb de middelpunten gemarkeerd met een mes. Eerst heb ik een gat geboord met een gewone boor voor de nauwkeurigheid van het midden en dit vervolgens vergroot met een stappenboor. Vul alles met hete lijm. Het batterijcompartiment is gelijmd met dubbelzijdig plakband en de draad van de servodriver gaat door het zijgat naar buiten.

Stap 3: Servo- en boxmontage

Reinig nu met schuurpapier aan de servozijde en het bakdeksel op deze plaats. We lijmen ze aan elkaar met de gebruikelijke instantlijm. We kunnen het extra verstevigen met de kabelbinders. Ook moet je de groef onder de draden maken, zodat ze niet te sterk worden vastgeklemd. Natuurlijk moet de servoaandrijving in de emmer komen en zich nergens aan vastklampen. Draden werden met hete lijm langs de rand van de emmer vastgemaakt.

De doos zelf is met schroeven en moeren aan de emmer bevestigd. Het is noodzakelijk om het zo te bevestigen dat de sensorstraal het deksel van de mand niet raakt. Hiervoor kunt u een paar moeren onder de bovenste schroeven plaatsen.

Stap 4: Mechanisme

Eerst maakte ik het van een stokje ijs. Maar het was te dik en liet de hoes niet vrij sluiten. Toen deed ik hetzelfde vanuit het stuk metalen pot voor ingeblikt voedsel. In het bovenste gedeelte wordt de stang van de servodriver vastgezet met een stukje paperclip. En dit stuk is met secondelijm en soda op de strook metaal gelijmd.

Nou, laten we hem monteren. Draai de servo heel voorzichtig naar de uiterste positie en fixeer de rocker in de positie van het geopende deksel. Nou, nu gaat onze emmer dicht en open. Doe het voorzichtig, want dit product van China kan breken, als het in tegendeel werkt. In principe is het hardwaregedeelte klaar, laten we verder gaan met programmeren. Eerst zullen we een eenvoudig algoritme schrijven, zonder energiebesparing.

Stap 5: Programmeren in XOD

Ik gebruik visueel gebaseerde programmeertaal XOD, het is gebaseerd op knooppunten. Een knooppunt is een blok dat ofwel een fysiek apparaat vertegenwoordigt, zoals een sensor, motor of relais, of een bewerking zoals optellen, vergelijken of tekstaaneenschakeling. Je kunt het hele proces van het maken van een whis-project in XOD bekijken in mijn video over de prullenbak. Ook de eerste foto is een eenvoudig XOD-programma zonder enige "hysterese", en de derde foto is erbij.

U kunt het XOD-prullenbakproject downloaden op de projectpagina op GitHub.

Zoals je al hebt gemerkt, hadden we geen kennis van programmeertalen nodig om dit apparaat te maken. We moesten alleen de logica van het werk goed doordenken en weten welke knooppunten er in het programma zijn. Het is een taak voor een paar avonden documentatie lezen. In xod zien we duidelijk welke gegevens worden verzonden, van waar ze worden verzonden en waar ze vandaan komen. Het maken van het lange blad van de code is de volgende stap van de Arduino-fans. U kunt vanaf hier beginnen met functioneel programmeren.

Dus het werkt! Laten we het hebben over energiebesparing.

Stap 6: Energiebesparing. Hardware-aanpassingen

We hebben dus 3 energieverbruikers, de Arduino zelf, de sensor en de servoaandrijving. Om de Arduino minder van de batterij te laten eten, moet je de "pwr" LED uitschakelen, die constant brandt als er stroom op het bord staat. Snijd gewoon het spoor dat ernaartoe leidt.

Vervolgens is er een spanningsregelaar aan de achterkant van het bord, die hebben we ook niet nodig, bijt de linker pin eraf. Nu heeft Arduino in de slaapmodus letterlijk een paar dozijn microversterkers nodig. De sensor kan direct door een Arduino worden in- en uitgeschakeld.

Maar de servo in de standby-modus verbruikt veel energie. Zodat we de mosfet-transistor zullen gebruiken zoals in de video over de elektronische weersvoorspeller. Je kunt elke mosfet uit deze lijst nemen. Ook een weerstand van 100 Ohm en 10 kilo Ohm nodig. Ik zal de volledige lijst met componenten voor het project achterlaten in de beschrijving onder de video.

Het nieuwe circuit ziet er zo uit, de servo wordt gevoed via de mosfet. Aan het begin van de beweging neemt de servo een grote stroom, dus je moet de condensator op de stroomingang plaatsen.

Stap 7: Programmeren. Arduino IDE

De logica van het werk is als volgt. Helaas heeft xod nog geen vermogensmodi toegevoegd, dus ik heb de firmware klassiek in Arduino IDE geschreven, waar ik het systeem regel met de bibliotheek "LowPower". Wakker worden, de sensor van stroom voorzien, de afstand bepalen en de sensor uitschakelen. Als u het deksel moet openen en sluiten, sluit u de voeding aan op de servo, zet u deze aan en schakelt u de voeding weer uit.

U kunt Arduino IDE-schets downloaden van de GitHub-projectpagina

Stap 8: Conclusies

Nu verbruikt het circuit in de standby-modus ongeveer 0,1 milliampère en kan het veilig lange tijd werken op vingerbatterijen. Maar kijk eens wat er aan de hand is: voor een stabiele werking heb je een spanning nodig die hoger is dan 3,6 Volt, dat wil zeggen boven 1,2 Volt per batterij.

Afgaande op de grafiek voor een alkalinebatterij, is te zien dat de batterij precies de helft ontlaadt, dat wil zeggen ongeveer 1,1 Ampère-uur. Dat is ongeveer 460 dagen werk in de standby-modus, is dat niet slecht? Maar de batterij verbruikt slechts de helft van de capaciteit en kan dan bijvoorbeeld in de afstandsbediening van de tv worden geplaatst. Maar als u lithiumbatterijen gebruikt, werken ze bijna tot 100% van hun capaciteit, en dit is bijna 3 Ampère-uren, dat wil zeggen 3 keer langer. Lithiumbatterijen zijn duurder dan alkalinebatterijen, maar ik denk dat het het waard is.

Bedankt voor uw aandacht, en vergeet niet dat er een video is over het maken van dit project!