سنسورهای خانگی برای آردوینو. خانه هوشمند مبتنی بر آردوینو: دستورالعمل های مونتاژ گام به گام. آردوینو چه راه حل هایی ارائه می دهد؟

ظهر بخیر، امروز دستورالعمل ساخت ساعت با دماسنج اتاق را به اشتراک خواهم گذاشت ( ساعت خود را در آردوینو انجام دهید). این ساعت توسط Arduino UNO تغذیه می شود و از صفحه گرافیکی WG12864B برای نمایش زمان و دما استفاده می شود. به عنوان سنسور دما - ds18b20. برخلاف اکثر ساعت‌های دیگر، من از RTS (ساعت واقعی) استفاده نمی‌کنم، اما سعی می‌کنم بدون این ماژول اضافی این کار را انجام دهم.

مدارهای آردوینو به دلیل سادگی متمایز می شوند و همه می توانند شروع به یادگیری آردوینو کنند. شما می توانید در مورد نحوه اتصال کتابخانه ها و فلش آردوینو در مقاله ما بخوانید.

بیا شروع کنیم.

برای ایجاد این ساعت به موارد زیر نیاز داریم:

آردوینو UNO (یا هر دیگری سازگار با آردوینوپرداخت)
- صفحه نمایش گرافیکی WG12864B
- سنسور دما ds18b20
- مقاومت 4.7 Kom 0.25 W
- مقاومت 100 اهم 0.25 وات
- محفظه باتری برای 4 باتری AA
- جعبه مطابقت
- فایل کوچک
- لاک ناخن (مشکی یا رنگ بدن)
- مقداری پلاستیک یا مقوا نازک
- نوار عایق
- سیم های اتصال
- تخته مدار
- دکمه ها
- آهن لحیم کاری
- لحیم، رزین
- نوار دو طرفه

آماده سازی صفحه گرافیکی
با اتصال صفحه نمایش در نگاه اول مشکلات و سختی های زیادی وجود دارد. اما اگر ابتدا به انواع آنها بپردازید، بسیار ساده تر و واضح تر می شود. انواع و اقسام صفحه نمایش در کنترلر ks0107/ks0108 وجود دارد. همه صفحات نمایش معمولا به 4 نوع تقسیم می شوند:
گزینه A: HDM64GS12L-4، Crystalfontz CFAG12864B، Sparkfun LCD-00710CM، NKC Electronics LCD-0022، WinStar WG12864B-TML-T
Option B: HDM64GS12L-5, Lumex LCM-S12864GSF, Futurlec BLUE128X64LCD, AZ Displays AGM1264F, Displaytech 64128A BC, Adafruit GLCD, DataVision DG12864-88, Topway LM12864LDW, Digitron SG12864J4, QY-12864F, TM12864J4, QY-12864F, TM12864F
گزینه C: Shenzhen Jinghua Displays Co Ltd. JM12864
گزینه D: Wintek- Cascades WD-G1906G، Wintek - GEN/WD-G1906G/KS0108B، Wintek/WD-G1906G/S6B0108A، TECDIS/Y19061/HD61202، Varitronix/MGLS1924

لیست کامل نیست، تعداد زیادی از آنها وجود دارد. رایج ترین و به نظر من راحت WG12864B3 V2.0. صفحه نمایش را می توان از طریق پورت سریال یا موازی به آردوینو متصل کرد. هنگام استفاده با آردوینو UNO، بهتر است اتصال را از طریق انتخاب کنید درگاه سریال- پس ما فقط به 3 خروجی میکروکنترلر نیاز داریم، به جای حداقل 13 خط هنگام اتصال از طریق یک پورت موازی. همه چیز کاملاً ساده وصل شده است. یک تفاوت ظریف دیگر وجود دارد، در فروش می توانید دو گزینه نمایشگر را پیدا کنید، با پتانسیومتر داخلی (برای تنظیم کنتراست) و بدون آن. من انتخاب کردم، و به شما توصیه می کنم که همین کار را با داخلی داخلی انجام دهید.

این باعث کاهش تعداد قطعات و زمان لحیم کاری می شود. همچنین ارزش قرار دادن یک مقاومت محدود کننده جریان 100 اهم برای نور پس زمینه را دارد. با اتصال مستقیم 5 ولت، خطر سوختن نور پس زمینه وجود دارد.
WG12864B - آردوینو UNO
1 (GND) - GND
2 (VCC) - +5V
4 (RS) - 10
5 (R/W) - 11
6 (E) -13
15 (PSB) - GND
19 (BLA) - از طریق یک مقاومت - + 5 ولت
20 (BLK) - GND

راحت ترین راه این است که همه اینها را پشت صفحه جمع کنید و 5 سیم از آن برای اتصال به آردوینو UNO بیاورید. در پایان، باید چیزی شبیه به این باشد:

برای کسانی که هنوز اتصال موازی را انتخاب می کنند، یک جدول اتصال می دهم.

و نمودار صفحه های گزینه B:

چندین سنسور را می توان به یک خط ارتباطی متصل کرد. یکی برای ساعت ما کافی است. سیم را از پین "DQ" ds18b20 به "پایه 5" آردوینو UNO وصل می کنیم.

آماده سازی تخته با دکمه.
برای تنظیم ساعت و تاریخ روی ساعت از سه دکمه استفاده می کنیم. برای راحتی، سه دکمه را روی برد مدار لحیم می کنیم و سیم ها را خروجی می کنیم.

ما به صورت زیر وصل می کنیم: سیم مشترک هر سه دکمه را به آردوینو "GND" وصل می کنیم. اولین دکمه، برای ورود به حالت تنظیم زمان و تغییر بر اساس زمان و تاریخ، به "Pin 2" متصل می شویم. دوم، دکمه افزایش مقدار، به "Pin 3"، و سوم، دکمه کاهش مقدار، به "Pin 4".

همه چیز را کنار هم گذاشتن.
برای جلوگیری مدار کوتاه، صفحه نمایش باید عایق باشد. در یک دایره با نوار برق می پیچیم و روی بازگشتروی نوار دو طرفه، به اندازه برش، یک نوار از مواد عایق ببندید. مقوای ضخیم یا پلاستیک نازک این کار را انجام می دهد. من از پلاستیک یک تبلت کاغذی استفاده کردم. موارد زیر معلوم شد:

در قسمت جلوی صفحه، در امتداد لبه، نوار دو طرفه را روی پایه فوم ترجیحاً مشکی می چسبانیم.

اتصال شیلد به آردوینو:

ما مثبت را از محفظه باتری به "VIN" آردوینو وصل می کنیم، منفی را به "GND". آن را در پشت آردوینو قرار دهید. قبل از نصب در کیس، اتصال سنسور دما و برد دکمه را فراموش نکنید.

آماده سازی و پر کردن طرح.
سنسور دما به کتابخانه OneWire نیاز دارد.

خروجی صفحه از طریق کتابخانه U8glib انجام می شود:

برای ویرایش و پر کردن طرح، باید این دو کتابخانه را نصب کنید. این میتواند با دو راه انجام شود. فقط این بایگانی ها را باز کنید و فایل های بدون بسته بندی را در پوشه "libraries" واقع در پوشه ای که Arduino IDE نصب شده است، قرار دهید. یا گزینه دوم این است که کتابخانه ها را مستقیماً در محیط برنامه نویسی نصب کنید. بدون باز کردن آرشیوهای دانلود شده، در Arduino IDE، منوی Sketch - Include Library را انتخاب کنید. در بالای لیست کشویی، Add .Zip Library را انتخاب کنید. در کادر محاوره ای که ظاهر می شود، کتابخانه ای را که می خواهید اضافه کنید انتخاب کنید. منوی Sketch - Include Library را دوباره باز کنید. در پایین کشویی باید ببینید کتابخانه جدید. اکنون می توان از کتابخانه در برنامه ها استفاده کرد. فراموش نکنید که پس از این همه آردوینو IDE را مجددا راه اندازی کنید.

سنسور دما طبق پروتکل One Wire کار می کند و یک آدرس منحصر به فرد برای هر دستگاه دارد - یک کد 64 بیتی. عملی نیست که هر بار به دنبال این کد بگردید. بنابراین، ابتدا باید سنسور را به آردوینو متصل کنید، آن را با طرح واقع در منوی File - Examples - Dallas Temperature - OneWireSearch پر کنید. سپس، Tools - Port Monitor را اجرا کنید. آردوینو باید حسگر ما را پیدا کند، آدرس و دمای فعلی آن را بنویسد. ما آدرس سنسور خود را کپی یا به سادگی می نویسیم. طرح Arduino_WG12864B_Term را باز کنید، به دنبال خط بگردید:

بایت addr=(0x28, 0xFF, 0xDD, 0x14, 0xB4, 0x16, 0x5, 0x97);//آدرس سنسور من

ما آدرس سنسور شما را بین بریس های فرفری می نویسیم و به جای آدرس سنسور من می نویسیم.

موجودی:

//u8g.setPrintPos(44, 64); u8g.print(sec); // ثانیه خروجی برای کنترل صحت حرکت

برای نمایش ثانیه ها در کنار کتیبه "داده" استفاده می شود. این برای تنظیم دقیق دوره زمان ضروری است.
اگر ساعت سریع یا عقب است، باید مقدار را در خط تغییر دهید:

اگر (micros() - prevmicros >494000) ( // برای تنظیم به چیز دیگری تغییر دهید 500000 بود

من به طور تجربی عددی را تعیین کردم که ساعت در آن به اندازه کافی دقیق است. اگر ساعت شما تند است، باید این عدد را افزایش دهید، اگر عقب هستید، آن را کاهش دهید. برای تعیین دقت حرکت، به خروجی ثانیه نیاز دارید. پس از کالیبراسیون دقیق عدد، می توان ثانیه ها را نظر داد و بنابراین از صفحه نمایش حذف شد.

سیستم های مدیریت یکپارچه برای ارتباطات مهندسی یک خانه، معروف به " خانه هوشمندروز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. معرفی گسترده این سیستم‌ها با مشکل مواجه شده است هزینه بالای قطعاتعناصر و کار مونتاژ خانه هوشمند مبتنی بر آردوینو راه حلی است که برای هر کسی که حداقل کمی در الکترونیک مسلط است کاملا مقرون به صرفه است.

آردوینو چیست؟

آردوینو برندی است که تحت آن سخت افزار و نرم افزار برای ساخت مستقل سیستم های اتوماسیون و کنترل از راه دور.

در واقع، این یک سازنده مدولار با طیف گسترده ای از قابلیت ها است. سخت افزار آردوینو مجموعه بزرگی از بردهای مدار چاپی است که بر روی آنها سازماندهی شده است سنسورهای مختلف، محرک ها و بردهای توسعه. هسته اصلی سیستم است بردهایی با میکروکنترلرهای قابل برنامه ریزی سطوح مختلفمشکل از آردوینو پرو مینی تا آردوینو مگا. تخته های توسعه به شما این امکان را می دهند که از تعداد زیادی دستگاه خارجی استفاده کنید.

روی یک کوچک تخته مدار چاپییک میکروکنترلر نصب شده است، برخی از عناصر گسسته، کوارتز و انواع مختلفاتصال دهنده ها، از جمله پین ​​های عمودی، که با کمک آنها سازه های قفسه بندی با افزودن کارت های توسعه مونتاژ می شوند. تراشه های Atmega به عنوان میکروکنترلر استفاده می شوند. نوع کنترل کننده تعیین می کند عملکردهزینه ها بسته به تعداد ورودی ها و خروجی ها.

ماژول بسیار گسترده استآردوینو Unoبا میکروکنترلراتمگا328 دارای ویژگی های زیر است:

• ورودی/خروجی دیجیتال - 14
• از این تعداد 6 عدد PWM هستند
• ورودی های آنالوگ - 6
• حافظه - 32 کیلوبایت
• برق - 7-12 ولت
• قیمت - 950 روبل

مخاطبین دیجیتالمی تواند برای انجام یک عملکرد خاص برنامه ریزی شود. می تواند ورودی یا خروجی باشد. این ورودی/خروجی ها می توانند با دستگاه هایی که برای عملکرد به دو سطح نیاز دارند کار کنند. این یک یا سطح منطقی نزدیک به ولتاژ تغذیه و یک سطح پایین منطقی مربوط به صفر است. در ورودی های دیجیتالسنسورهای دو سطحی را می توان متصل کرد. اینها شامل یک جفت سوئیچ آهنربایی نی است. این سنسور به باز شدن درها و پنجره ها واکنش نشان می دهد. بسیاری از سنسورهای دزدگیر و اعلام حریق بر اساس این اصل کار می کنند.

خروجی‌های دیجیتال می‌توانند عملکرد رله‌های الکترومغناطیسی را کنترل کنند که به نوبه خود سوکت‌های شبکه‌ای را که لوازم خانگی مختلف به آن متصل هستند، روشن و خاموش می‌کنند. قیمت اسمارت آردوینو بسیار کمتر از یک کیت صنعتی آماده خواهد بود.

ورودی های آنالوگ از طریق مبدل های آنالوگ به دیجیتال اطلاعات مربوط به وضعیت سنسورهای دما، روشنایی و برخی دستگاه های دیگر را به کنترل کننده منتقل می کند. با مقایسه قرائت سنسورها با دستورات ذخیره شده در حافظه، واحد مرکزی سیستم می‌تواند دستگاه‌هایی را که نیاز به تغییر آرام در قدرت است، کنترل کند. شش خروجی متصل به مدولاتور پهنای پالس امکان کنترل صاف قدرت بار را فراهم می کند. به عنوان مثال، روشنایی یک لامپ را تنظیم کنید، دمای یک بخاری را تنظیم کنید، یا سرعت یک موتور الکتریکی را کنترل کنید.

اکثر برد قدرتمند و چند منظورهاز این خط آردوینو مگا است. بر روی PCB نصب شده است کنترل کنندهAT عظیم 2560 ، عناصر گسسته، کانکتور USB برای منبع تغذیه. این برد دارای 54 کنتاکت جهانی است که می توانند برای انجام عملکردهای I/O برنامه ریزی شوند. 14 مورد از آنها می توانند دستگاه های آنالوگ را با استفاده از مدولاسیون عرض پالس کنترل کنند. 16 ورودی آنالوگ برای اتصال هر دستگاه آنالوگ طراحی شده است.

برد کنترل آردوینو عظیمهزینه در عرض 1500 روبل. ساده ترین راه برای برنامه نویسی با آن است کامپیوتر شخصیاز طریق پورت USB

ماژول های جانبی برای آردوینو

برد کنترل کننده هسته سیستم است، اما نمی توانید هیچ دستگاهی را به آن متصل کنید. خروجی ها ظرفیت بار کمی دارند و جریان محدودی دارند. برای سازماندهی سیستم مدیریت لوازم خانگیماژول های قدرت خارجی، دستگاه های ارتباطی و سایر دستگاه ها مورد نیاز خواهند بود. این مشکلی نیست، زیرا تعداد زیادی ماژول جانبی برای کنترلرهای آردوینو توسعه یافته است.

اینجا تنها تعداد کمی از آنها هستند:

• آنالایزر گاز - MQ-2
• سنسور نور - 2CH-Light-2
• سنسور دمای خارجی - DS18B20-PL
• سنسور دما و رطوبت اتاق – DHT-11
• درایورهای موتور - L298N، L9110
• ماژول های رله - 1ch5V، 4ch5V
• مدول کنترل از راه دور IC2262/2272

سنسوری که نشت گاز را در اتاق تشخیص می دهد به پروپان و بوتان که اجزای گاز خانگی هستند واکنش نشان می دهد. این ماژول دارای تنظیم حساسیت و خروجی آنالوگ/دیجیتال است. سنسور نور ممکن است بخشی از سیستم خودکارکنترل روشنایی. از دو کانال مستقل با حساسیت قابل تنظیم تشکیل شده است. سنسور دمای بیرون برای عملکرد در دمای -55 تا +125 درجه طراحی شده است. سنسور دما و رطوبت اتاق برای . محدوده دما از 0 تا +55 0 C و رطوبت از 20 تا 90٪.

از آنجایی که ولتاژ تغذیه ماژول‌های آردوینو در محدوده 7 تا 12 ولت قرار دارد، هر سنسور استانداردی که سطوح عملیاتی یکسانی داشته باشد می‌تواند برای سازماندهی هشدار امنیتی یا آتش‌سوزی استفاده شود.

رانندگان موتوربه شما امکان کنترل موتورهای تک فاز، دو فاز، چهار فاز و پله ای را می دهد. با کمک چنین وسایلی می توانید پرده ها یا پرده ها را باز و بسته کنید. درایوهای سروو متصل به درایورها به شما امکان می دهند جریان خنک کننده را در رادیاتورهای گرمایشی تنظیم کنید. کلیدهای رله در سیستم "خانه هوشمند" ضروری هستند. رله‌ها با استفاده از پتانسیل منطق یک + 5 ولت قادر به تغییر بار در مدارها هستند. جریان متناوبتا 10 آمپر در ولتاژ تا 250 ولت.

با کمک آنها می توانید پریزهای برق، پمپ های الکتریکی و سایر سیستم ها را روشن و خاموش کنید.

ماژول کنترل از راه دور از یک کنترل از راه دور و یک دستگاه گیرنده تشکیل شده است. کنترل از راه دور مجهز به چهار دکمه است و امکان انتقال دستورات را به واحد گیرنده تا فاصله 100 متری فراهم می کند. همه ماژول های جانبی ولتاژ تغذیه یکسانی دارند و با هر میکروکنترلر آردوینو سازگار هستند.

سازماندهی سیستم "خانه هوشمند".

بدون مهارت های خاص، دانش نمودارهای مدارو اصول اولیه الکترونیک، بهتر است سیستم "خانه هوشمند" را به طور کامل به عهده نگیرید.

برنامه نويسي میکروکنترلرهای آردوینودر C/C++ انجام شده است.

برای شروع، می توانید ساده ترین برنامه هایی را بنویسید که می توانند LED را روشن و خاموش کنند یا عملکرد میکروالکتریک را کنترل کنند. نمونه های زیادی از این قبیل برنامه ها وجود دارد. آنها از عملگرهای ساده فرم استفاده می کنند: if، while، then و دیگران. آنها حتی به دانش آموزان مدرسه اجازه می دهند برنامه بنویسند. هنگامی که اولین برنامه ها به درستی اجرا می شوند، می توانید سعی کنید دستگاه های پیچیده تری را جمع آوری کنید، جایی که خروجی های PWM برای کنترل روان نور استفاده می شود.

برای ساختن "خانه هوشمند" در آردوینو با دستان خود، باید یک پروژه فنی تهیه کنید که تعداد سنسورها و محرک ها را برای هر اتاق نشان می دهد. می توانید با یک اتاق شروع کنید، جایی که چند عملکرد ساده در آن اجرا می شود. برخی از آنها توسط سیگنال های سنسورهای خارجی و برخی دیگر توسط سیگنال های تایمر اجرا می شوند. هنگامی که فردی صبح برای سر کار بیدار می شود، کنترلر آردوینو با سیگنال تایمر، کتری برقی یا قهوه ساز را روشن می کند. اگر بیرون تاریک باشد، که توسط حسگر فضای باز تشخیص داده می شود، نور اتاق به آرامی روشن می شود. دمای اتاق راحت را می توان هم برای خواب و هم برای بیدار شدن تنظیم کرد.

برای تعداد کمی از عملکردها، میکروکنترلر Arduino Uno و مجموعه ای از ماژول های جانبی مناسب هستند.

برای کنترل لوازم خانگی، به کلیدهای رله نیاز دارید که پریزهای برق را روشن و خاموش می کنند. برای کنترل نور، به یک آشکارساز حرکت نیاز دارید. در صورت نصب سیستم هوشمند در آشپزخانه، ارائه آن ضروری است روشن شدن خودکارهود، سنسور نشت گاز خانگی و سنسور نشت آب. یک آشکارساز دود باید به عنوان عنصر اعلام حریق در اتاق نصب شود.

نتیجه

کنترلر آردوینو به شما این امکان را می دهد که یک پروژه خانه هوشمند را تکمیل کنید و مبلغ نسبتا کمی را برآورده کنید. اگر تمام هزینه های تجهیز یک آپارتمان سه اتاقه را محاسبه کنیم، بعید است که مبلغ از 30-40 هزار روبل تجاوز کند. اگر تعداد عملکردها را کاهش دهید، بودجه حتی کمتر خواهد شد.

از آنجا رد شدم، نگاه کردم و اینجا چیزهای جالبی درباره محصولات مختلف خانگی می نویسند. من همچنین اخیراً چیزی ساخته ام، اجازه دهید، فکر می کنم، می نویسم، شاید برای کسی مفید باشد، خوب، یا فقط جالب باشد. ما در مورد سخت افزار یک سنسور DIY مقرون به صرفه برای تعبیه در پانل های سوئیچ و سوکت صحبت می کنیم.

اما به ترتیب برویم.

مدت هاست که به سیستم اتوماسیون «خانه هوشمند» علاقه مند بوده ام. الان چندتا دارم سیستم های مختلفمتصل به یکی قطعات صنعتی و خانگی وجود دارد. می خواهم در مورد آخرین محصول خانگی صحبت کنم.

چند وقت پیش در اینترنت با سیستم اتوماسیون خانگی MySensors آشنا شدم. سیستم بی سیم کاملاً پیشرفته (و دائماً در حال توسعه بیشتر) مبتنی بر آردوینو و +nRF24L01. با این حال، این در مورد اینکه چه کسی علاقه مند است نیست - منبع نگاه خواهد کرد.

مزایای اصلی سیستم برای من پشتیبانی نرم افزار خوب، ارتباط دو طرفه، در دسترس بودن قطعات و هزینه پایین آنها بود.

پس از بازی به اندازه کافی روی تخته های نان، تصمیم گرفتم دستگاهی را توسعه دهم که می تواند به اندازه کافی در فضای داخلی خانه ادغام شود (شما نمی توانید WAF را نادیده بگیرید). معلوم شد دستگاهی که همراه با سایرین می تواند در یک جعبه استاندارد 63 میلی متری به دیوار فرو رود.

این اولین مونتاژ است، سعی می کنم موارد بعدی را دقیق تر کنم. سوراخ بزرگ (برای سنسور نور) با یک میله پلکسی گلاس پوشانده می شود.

به شکل نیمه جدا شده به نظر می رسد:

نمایی از طرف دیگر:

همه اینها شامل یک (چینی) 8 مگاهرتز / 3.3 ولت Arduino Pro Mini، یک ماژول رادیویی nRF24L01 +، یک سنسور حرکتی HC-SR510، یک سنسور DHT22 (دما و رطوبت)، یک سنسور نور BH1750 و یک دوشاخه استاندارد JUNG (شما می توانید احتمالاً از دیگران مانند Gira، Berker و غیره استفاده می کنم. هزینه کل حدود 15 دلار است.

PCB توسط Eagle طراحی شده است. منابع. از ITEADStudio سفارش دادم، به خوبی انجام شد (به جز ابریشم، کتیبه ها خیلی خوب بود).

شاید فونت خیلی کوچک و نازک باشد. روی ژربرا خوب به نظر می رسید.

در طول فرآیند مونتاژ، برخی از ناراحتی های جزئی کشف شد، چیزی را می توان بهبود بخشید، اما به طور کلی، برد کاملا قابل استفاده است.

ایده این پروژه به ذهنم خطور کرد و در تعطیلاتم مرا مجذوب خود کرد.

این فکر چیزی شبیه به این بود: "خیلی جالب است که یک بازوی رباتی داشته باشم که بتوان آن را توسط خودم کنترل کرد!". و پس از مدتی به توسعه و اجرای این پروژه پرداختم. امیدوارم که شما لذت بردن از!

اجزای اصلی این پروژه دستکش و خود بازوی رباتیک است. آردوینو به عنوان کنترلر استفاده شد. حرکت بازوی رباتیک توسط سروموتورها تامین می شود. این دستکش مجهز به حسگرهای خمشی است: مقاومت های متغیری که مقاومت خود را در برابر خم شدن تغییر می دهند. آنها به یک طرف تقسیم کننده ولتاژ و مقاومت های ثابت متصل می شوند. آردوینو با خم شدن سنسورها تغییر ولتاژ را می خواند و سیگنال را به سروو موتورها می فرستد که به طور متناسب می چرخند. ویدئویی از پروژه کار در زیر آمده است.

طراحی بازو از پروژه منبع باز InMoov گرفته شده است. در صفحه پروژه می‌توانید مدل‌های سه‌بعدی همه گره‌ها را دانلود کرده و روی چاپگر سه بعدی چاپ کنید.

در زیر تمام مراحل برای پیاده سازی بازوی رباتیک کنترل شده با دستکش آورده شده است.

مواد لازم

برای پروژه شما نیاز دارید:

همه! می توانید پروژه بازوی رباتیک خود را شروع کنید!

چاپ دست

دست بخشی از یک پروژه منبع باز به نام InMoov است. این روباتی است که بر روی یک چاپگر سه بعدی چاپ می شود. دست تنها یک واحد مجزا از طراحی کلی است. از این صفحه دانلود کنید و جزئیات زیر را چاپ کنید:

Auriculaire3.stl

WristsmallV3.stl

در هر صورت، من یک لیست قابل کلیک از قطعات را پیوست می کنم، زیرا برخی از آنها از صفحه اصلی پروژه حذف شده اند.

RobCableFrontV1.stl

RobRingV3.stl (من مجبور شدم سوراخ های اضافی در این قسمت ایجاد کنم تا سرووهایم را جا بدهم)

RobCableBackV2.stl

RobServoBedV4.stl

(اینها دو بخش "غلاف" هستند - از نظر استحکام ساختاری و عملکرد آن ضروری نیستند)

در مجموع چاپ آن حدود 13-15 ساعت طول کشید. بستگی به کیفیت چاپ داره من از MakerBot Replicator 2X استفاده کردم. من توصیه می کنم جزئیات انگشت را روی استاندارد یا چاپ کنید کیفیت بالابرای جلوگیری از اصطکاک ناخواسته در سازه.

اتصال سنسورهای خم به آردوینو

برای اتصال سنسورهای خم به آردوینو، باید یک تقسیم کننده ولتاژ در مدار قرار دهیم. سنسورهای خم در اصل یک مقاومت متغیر هستند. هنگام استفاده پشت سر هم با یک مقاومت ثابت، تفاوت ولتاژ بین دو مقاومت قابل نظارت است. می توانید تفاوت را با استفاده از پین های آنالوگ آردوینو پیگیری کنید. نمودار اتصال در زیر نشان داده شده است (کانکتور قرمز ولتاژ، مشکی زمین، آبی کانکتور خود سیگنال است که به ورودی آنالوگ آردوینو متصل است).

مقاومت های موجود در عکس دارای امتیاز 22 کیلو اهم هستند. رنگ سیم ها با رنگ های نشان داده شده در نمودار سیم کشی مطابقت دارد.

تمام پین های GND از سنسورها به یک زمین مشترک متصل می شوند. زمین به پین ​​GND در آردوینو می رود. + 5 ولت در آردوینو به پایه برق مشترک از همه سنسورها متصل است. هر کانکتور سیگنال آبی به یک ورودی آنالوگ جداگانه روی میکروکنترلر متصل می شود.

مدار را روی یک برد مدار کوچک مونتاژ کردم. توصیه می شود ابعاد تخته را کوچکتر انتخاب کنید تا بیشتر آن را روی دستکش ثابت کنید. شما می توانید مدار مونتاژ شده ما را با کمک یک نخ اولیه و یک سوزن بر روی دستکش ثابت کنید. علاوه بر این، تنبل نباشید و بلافاصله از نوار برقی بر روی تماس های خالی استفاده کنید.

نصب سنسور روی دستکش

ما می توانیم شروع به نصب سنسورها و برد مدار خود روی خود دستکش کنیم. ابتدا یک سوراخ کوچک در پلاستیک سنسورها دریل کنید. سوراخ ها در مکان هایی که عنصر حسگر به پایان می رسد حفر می شود. مهم! هرگز روی مواد حساس سوراخ نکنید. سپس یک دستکش بپوشید. با مداد یا خودکار روی هر مفصل علامت بزنید. از این مکان ها برای نصب سنسورها استفاده خواهید کرد. سنسورهای خمشی با یک نخ معمولی متصل می شوند. سنسورها را به دستکش بدوزید. از سوراخی که در انتهای سنسور ایجاد کردید استفاده کنید. در مکان هایی که مفاصل مشخص شده اند، حسگرها توسط یک نخ در بالا "گرفتار" می شوند. همه اینها با جزئیات بیشتر در عکس زیر نشان داده شده است. برد مدار همانند سنسورها به دستکش دوخته شده است. لطفاً توجه داشته باشید که برای حرکت انگشتان باید یک حاشیه مشخص از طول هادی ها باقی بماند. این باید هنگام نصب برد مدار ما و انتخاب طول کانکتورها از آن به سنسورها در نظر گرفته شود.

من به جزئیات این مرحله نمی پردازم. در وب‌سایت InMoov (در بخش «اسکچ‌های مونتاژ» و «راهنمای مونتاژ» با جزئیات کامل پوشش داده شده است:

هنگامی که دست خود را مونتاژ می کنید، مطمئن شوید که گره ها از نظر جهت در فضا به درستی نصب شده اند. فراموش نکنید که برای کاهش اصطکاک بین مفاصل، سوراخ هایی را در انگشتان بازوی ربات برای اتصال دهنده های 3 میلی متری دریل کنید. از بیرون پیچ ها را با چسب پر کردم.

برای نصب خط ماهیگیری عجله نکنید. ابتدا عملکرد سروموتورها را بررسی کنید.

تست سروو موتور

در این مرحله، سرووها باید از قبل در پشت بازوی رباتیک شما نصب شده باشند. برای اتصال سروو به آردوینو و منبع تغذیه، از یک برد کوچک استفاده کردم. هر پایه سروو موتور مثبت (قرمز) را به یک ریل تخته نان و پایه منفی (مشکی یا قهوه ای) را به ریل دیگر وصل کنید.

مهم! فراموش نکنید که پایه آردوینو را به ریل منفی وصل کنید: به یاد داشته باشید که تمام پایه های زمین باید به هم وصل شوند. پین VCC می تواند به منابع تغذیه مختلف متصل شود، اما GND باید یکسان باشد.

برنامه را در آردوینو آپلود کنید (فایل همراه با برنامه پیوست شده است). از اتصال سنسورها، سروموتورها و ... مطمئن شوید. درست بود. یک دستکش بپوشید و آردوینو را روشن کنید. سروموتورها بسته به اینکه کدام انگشت را حرکت می دهید باید بچرخند. اگر سرووها در حال حرکت هستند، پس همه چیز کار می کند!

اگر از کاربران باتجربه‌تر آردوینو هستید و می‌دانید که چگونه مقادیر فعلی را از حسگرهای خم بررسی کنید، می‌توانید محدوده را در برنامه مطابق با واقعیت‌های خود تنظیم کنید. من فرض می کنم که همه سنسورهای خم تقریبا یکسان هستند، اما اگر اینطور نیست، کالیبره کردن سنسورها قطعا به شما کمک می کند.

اگر سرووها درست کار نمی کنند، مطمئن شوید که آنها را به درستی سیم کشی کرده اید (مثلاً وقتی روی این پروژه کار می کردم، فراموش کردم طبق معمول پایه GND آردوینو را به GND پاور و همه سرووها وصل کنم. در این مورد، هیچ چیز کار نمی کند). قبل از حرکت مطمئن شوید که همه چیز درست است.

اضافه کردن یک خط ماهیگیری

افزودن خط ماهیگیری احتمالاً سخت ترین و مسئولیت پذیرترین بخش پروژه بازوی ربات است. وب سایت InMoov دستورالعمل هایی برای این کار دارد. مفهوم ساده است، اما اجرای آن در عمل چندان آسان نیست. لطفا توجه داشته باشید که این بخش از پروژه نیاز به تمرکز و صبر دارد. تنها تفاوت نسخه من با طرح InMoov استفاده از چسب است. به لطف این امکان تنظیمات اسفنجی بیشتری در هنگام کالیبره کردن سرویس وجود دارد. برای این کار کافی است چسب را ذوب کرده و پیچ های مورد نیاز خود را سفت کنیم. اگرچه، البته، قابلیت اطمینان طراحی کاهش می یابد. در نهایت پس از تنظیم و کالیبراسیون نهایی، می توانیم در هر زمان از گزینه فیکساسیون دیگری استفاده کنیم.

برای کالیبره کردن سرووها، روتورها را بچرخانید تا انگشتان بازوی رباتیک روی میز قرار گیرند. آردوینو و منبع تغذیه خود را وصل کنید. راکرهای درایو را به گونه ای تنظیم کنید که در حالت کاملاً "خوابیده" بازو، کشش حداکثر باشد.

توضیح فرآیند کالیبراسیون بسیار دشوار است. علاوه بر این، به عنوان مثال، آموزش با InMoov برای من مناسب نبود. یعنی هنگام بستن باید تخیل نشان دهید و با واقعیت های خود سازگار شوید - مانند: نوع صندلی های گهواره ای، نوع نخ یا نخ ماهیگیری، خطاهای طراحی و مونتاژ، فاصله نصب سروموتورها نسبت به اتصالات بازوی رباتیک

خوشبختانه این آخرین مرحله از پروژه است!

پس گفتار

با وجود این واقعیت که طرح های بسیار پیچیده تر و دقیق تر (و همچنین گران قیمت) وجود دارد، پروژه فوق بسیار جالب است و پتانسیل بسیار خوبی برای کاربرد عملی دارد. به دلیل عدم دقت خود مفهوم، نباید از چنین طرح هایی در تماس مستقیم با شخص استفاده کرد. اما صنعت، پزشکی و غیره. برای کارهای بدون نیاز به افزایش دقت حرکات مفصل، بازوی رباتیک ما کاملاً مناسب است. خوب، از نقطه نظر "ارتقای" بیشتر دست - در اینجا زمین به طور کلی شخم نشده است. شروع از کنترل بی سیم، پایان دادن به جایگزینی درایوها، ابعاد، توسعه درجات آزادی اضافی.

به همین دلیل است که من عاشق آردوینو هستم: شما می توانید خیلی سریع و با پول کمی یک ماکت یا نمونه اولیه از دستگاهی بسازید که نه تنها برنامه ریزی آن آسان است، بلکه می تواند کارهای واقعی جالبی را نیز انجام دهد.

نظرات، سوالات خود را بنویسید و به اشتراک بگذارید تجربه شخصیزیر در بحث، ایده ها و پروژه های جدید اغلب متولد می شوند!

من مدتهاست که می خواستم فرآیند خشک کردن حمام را بعد از حمام خودکار کنم. من نظرات زیادی در مورد رطوبت داشتم. تصمیم گرفتم (به اصطلاح) یکی از روش های مقابله با آن را پیاده کنم. اتفاقاً در زمستان لباس هایمان را در حمام خشک می کنیم. کافی است اگزوز فن را روشن کنید. اما نظارت بر فن همیشه مفید نیست. بنابراین تصمیم گرفتم که اتوماسیون را روی این مورد قرار دهم. اولین تجربه پیاده سازی ناموفق بود. بررسی بود. اما من تسلیم نشدم...

وقتی به یک آپارتمان جدید نقل مکان کردم، تقریباً بلافاصله یک پنکه با یک سوپاپ در کاپوت گذاشتم. یک پنکه برای خشک کردن حمام بعد از حمام لازم است. برای جلوگیری از ورود بوهای خارجی همسایه ها به داخل آپارتمان (در صورت بی صدا بودن فن) به شیر برگشتی نیاز است. اتفاق می افتد. همه مجاری تهویه فردی هستند، اما سیمان ظاهرا در طول تخمگذار ذخیره شده است. احتمالا بو از شکاف ها عبور می کند.
طرفداران گزینه های مختلفی دارم. موارد ساده وجود دارد، مانند عکس با یک تایمر (تنظیم فاصله زمانی) وجود دارد.


این چیزی است که من تا به امروز از آن استفاده کرده ام.
در این مورد خاص (که فن با تایمر ندارد) همه چیز در سطح نرم افزار قابل انجام است.
از آنجایی که من در یک آپارتمان "مورچه ها" زندگی می کنم، تنها جایی که لباس ها را خشک می کنم بالکن است. حمام می تواند محو شود. خشک کردن به رطوبت کم یا گردش هوا نیاز دارد. انجام هر دو شرط بهترین گزینه است. قرار بود فن این مشکل را حل کند. در ابتدا دقیقاً همین کار را انجام داد. نکته اصلی این است که فراموش نکنید آن را خاموش کنید. در حالی که فن در حال کار است، لازم است که پنجره را کمی باز کنید. آیا باید مشکل مدرسه با استخر و دو لوله را یادآوری کنید؟ برای اینکه هوا به داخل هود برود لازم است که از جایی وارد آپارتمان شود. کسانی که پنجره های چوبی دارند، نه پلاستیکی، هیچ مشکلی ندارند. ترک به اندازه کافی اما با پلاستیک، آپارتمان تبدیل به تراریوم می شود.
آن زمان بود که به فکر خودکار کردن فرآیند افتادم. به همین دلیل سنسورها را سفارش دادم.
من قبلاً تجربه غم انگیز اجرای ایده خود را به اشتراک گذاشته ام. این ماژول است. در PRINCIPLE نمی تواند کار کند. اما چیزی باقی نخواهد ماند. و از او استفاده خواهد شد.

(ولتاژ منبع تغذیه: 5 ولت. حداکثر بار: 10 آمپر 250 ولت AC و 10 آمپر 30 ولت DC). من از آن به عنوان جعبه رله استفاده می کنم. برای یک هوادار معمولی این کافی است.
نمودار ماژول را هم رسم کردم. هیچ مشکلی در اتصال وجود نخواهد داشت.


LED قرمز وجود ولتاژ تغذیه را نشان می دهد. سبز - فعال سازی رله. سنسور بی فایده (سنسور رطوبت، دیگر وجود ندارد) را با مقاومت 10 کیلو اهم جایگزین کردم. و همچنین مقاومت بیشتری را اضافه کرد. به بلوک "هوشمند" می رود. هر دو با رنگ قرمز مشخص شده اند. همه اینها باید سوء تفاهمات احتمالی را از بین ببرد. از این گذشته ، واحد رله با ولتاژ 5 ولت تغذیه می شود و واحد "هوشمند" با ولتاژ 3.3 ولت تغذیه می شود. بلوک رله توسط یک سطح پایین کنترل می شود. سطح بالا رله (فن) را خاموش می کند. سیستم عامل این را در نظر می گیرد.
مدار مبتنی بر مقایسه کننده در LM393 است. مقاومت تریمر در ابتدا برای تنظیم آستانه کلید رطوبت طراحی شده بود. شاید لازم باشد کمی چرخانده شود.
می تواند به کار رود بلوک های سادهرله برای فروش هستند. من از آنچه پس از آخرین تلاش ناموفق باقی مانده استفاده خواهم کرد.
وقت آن رسیده است که ببینیم سنسورهای AM2302 (DHT22) به چه شکلی وارد شدند. من یکبار سه تا سفارش دادم فکر نمی کنم محدود به حمام باشد. ایده های زیادی در سر من وجود دارد. جایی که فقط زمان و تمایل برای اجرای آنها پیدا می شود.

سنسورها در کیسه های آنتی استاتیک مهر و موم شده بودند. همه در ذهن. لحیم کاری دقیق است. ادعاهایی برای ظاهرندارم. حتی تخته شسته شده است.


این چیزی است که در صفحه فروشگاه می گوید:

ماژول دما و رطوبت دیجیتال Humicap AM2302 یک سیگنال خروجی دیجیتالی است که حاوی سنسور ترکیبی دما و رطوبت کالیبره شده است. این دستگاه از فناوری ضبط ماژول های دیجیتال اختصاصی و فناوری سنسور دما و رطوبت استفاده می کند تا اطمینان حاصل شود که محصولات با قابلیت اطمینان بالا و پایداری طولانی مدت عالی هستند. سنسور شامل یک عنصر خازنی حسگر رطوبت و یک دستگاه اندازه گیری دما با دقت بالا و یک میکروکنترلر 8 بیتی با کارایی بالا متصل است. بنابراین، محصول دارای کیفیت عالی، پاسخ سریع، توانایی ضد تداخل، هزینه بالا و مزایای دیگر است. اندازه بسیار کوچک، مصرف برق کم، فاصله انتقال سیگنال تا 20 متر. آن را به بهترین انتخاب برای انواع برنامه ها و حتی سخت ترین برنامه ها تبدیل می کند.
مشخصات:
ابعاد: 40 در 23 میلی متر
وزن: 4 گرم
ولتاژ: 5 ولت
بندر: اتوبوس دیجیتال دو طرفه تک
محدوده دما: -40-80 درجه سانتی گراد ± 0.5 درجه سانتی گراد
رطوبت: 20-90% RH±2% RH
پلتفرم: آردوینو، SCM
بسته شامل:
3 عدد ماژول سنسور

این شارژر پورت USB ندارد. خوب، خیلی قدیمی است (من توصیه می کنم از جدیدتر استفاده کنید، آنها خروجی 5 ولت دارند). بنابراین، خروجی 7 ولت است. من مجبور شدم تثبیت کننده MC KREN5 را لحیم کنم. هیچ چیز سختی در این نیست. چه کسی با آهن لحیم دوست است، او می داند. و کسی که دوست نیست، بیهوده موضوع را می خواند.


خیلی نترس، من یک کار موقت درست کردم. پس از اشکال زدایی مکانیسم، همه چیز مناسب به نظر می رسد. شاید شارژر رو عوض کنم همه چیز به نتیجه ای بستگی دارد که با آن به خط پایان خواهم رسید. من آن را پس از یک "تست جامع" به صورت محلی (به طور دائم) نصب خواهم کرد. ممکن است مجبور شوید نسخه زمستانی / تابستانی را اعمال کنید نرم افزار. مشخصات دما و رطوبت هوا در زمستان/تابستان متفاوت است.
من همچنین به ماژول WIFI از بررسی قبلی نیاز دارم.


کابل مبدل مفید (USB به RS232 TTL UART) برای برنامه نویسی WIFIمدول.


بلوک دیاگرام ایده من ساده به نظر می رسد.


اما البته تفاوت های ظریف وجود دارد.
باقی مانده است که برنامه ای برای کنترل فن بسازیم.
چند شرط:
1. وقتی رطوبت به بیش از 68 درصد برسد، فن روشن می شود.
2. زمان کار (تایمر) 5 دقیقه.
3. انتقال داده های دما و رطوبت از طریق WIFI (فقط در مورد).
4. نشان دادن حالت توسط WIFI.
اگر در شرط شماره 1 متوقف شوید، ساده ترین آردوینو کافی است. اما من فقط یک برد آردوینو دارم و سه ماژول WIFI وجود دارد :)
برای من شخصاً سخت ترین مکان تهیه برنامه است، کمی (به تعبیر ساده) موضوع من نیست. اما زندگی جریان دارد و توده های بیشتری از مردم را در مسیر خود می برد. من گستره وسیع آردوینو را با استفاده از نمونه سنسور رطوبت DHT22 و ماژول WIFI درک خواهم کرد. اما اگر من موفق شدم، شما هم می توانید.
ابتدا اطلاعاتی برای آدمک هایی مثل من.
برنامه Arduino IDE در تنظیمات آن بردهایی که من استفاده خواهم کرد وجود ندارد. به عنوان مثال، ESP8266 باید اضافه شود.

افزودن کامپوننت در مثال ESP8266.

اول از همه آردوینو IDE را دانلود و روی کامپیوترم نصب کردم. سپس برنامه را اجرا می کنم.
فایل → تنظیمات → درج پیوند در افزودن. پیوندها → OK را کلیک کنید. ارتباط دادن:



این نیاز به اتصال به اینترنت دارد. لزوما!
بعد میرم پیش مدیر هیئت.
ابزار → هیئت مدیره:…→ مدیر هیئت مدیره.


پیدا کردن ماژول من من انتخاب می کنم آخرین نسخه. نصب را کلیک می کنم.

اتصال کتابخانه با استفاده از سنسور DHT22 به عنوان مثال.

ابتدا یک آرشیو مانند DHT.zip را از اینترنت دانلود می کنم. پیدا کردن مشکلی نیست.
بعد می دوم برنامه آردوینو IDE.
طرح → شامل کتابخانه → افزودن کتابخانه فشرده.


برگه ای مانند این ظاهر می شود.


محل ذخیره سازی را مشخص کنید… باز کنید.
کتابخانه متصل است.

و در نهایت، پر کردن طرح.

پر کردن طرح.

طرح تمام شده را باز می کنم. در مورد من، "WiFi-DHT22_AleksPoroshin68.ino.


Arduino IDE به طور خودکار شروع می شود.
سپس برنامه نویس را وصل می کنم، به ابزارها می روم و Com-port را وصل می کنم. موردی که به آن متصل است برجسته شده است. من آن را فعال خواهم کرد. سه مورد از آنها در نت بوک من وجود دارد: اینها com6، com8 و com10.


دارم فریمور یاد میگیرم می توانید نام دسترسی و رمز عبور را تغییر دهید.

روی دکمه دانلود کلیک می کنم.


طرح در حال تدوین است. به مدت کافی.


در این زمان، شما باید تنظیم مجدد را فشار دهید مدار مونتاژ شدهمدول.

در عین حال، GPIO 00 در صفر است.
این هم خود طرح:
#عبارتند از #عبارتند از #عبارتند از #عبارتند از #include "DHT.h" #define DHTPIN 4 #define DHTTYPE DHT22 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); float dhtTemp = NAN; float dhtرطوبت = NAN; int ledPin = 12; //GPIO 12 /* اینها را روی اعتبار مورد نظر خود تنظیم کنید. */ const char *ssid = "الکس پوروشین"; const char *password = "12345678"; سرور ESP8266WebServer(80); /* فقط یک پیام آزمایشی کوچک. به http://192.168.4.1 در یک مرورگر وب * متصل به این نقطه دسترسی برای دیدن آن بروید. */ void handleRoot() ( رشته s = "\r\n ";s +=" ";s +=" "; //s += "وضعیت - اقدامات - پیکربندی"؛ s += "

ماژول ESP 201

اگر صفحه وب به ماژول WIFI من وصل شود اینگونه به نظر می رسد:


رمز عبور و ظاهر در طرح مشخص شده است.
سوئیچینگ در رطوبت 68 درصد رخ می دهد. همه چیز روشن است.


اما یک اخطار وجود دارد. و نمی توان آن را نادیده گرفت. در مرز 68 درصد رطوبت، فن می تواند چرخه، روشن و خاموش شود. برای حل این مشکل به یک تایمر نیاز دارید. من یک فن با تایمر دارم. آن ها مشکلی نیست هر کسی که یک فن معمولی دارد باید این مشکل را در سطح نرم افزار حل کند.
وظیفه بعدی من این است که همه اینها را طبق طرح مونتاژ کنم، اما دیگر روی یک مدل تخته نان و آزمایش آن به مدت یک ماه نیست. تمام تغییرات را می توان در حین کار انجام داد. چه کار کنم و کجا درج کنم، همه چیز را نوشتم.
چند کلمه در مورد نصب سنسور. من توصیه نمی کنم آن را در هواکش قرار دهید. دلیلش هم ساده است. حتی در تمیزترین و آراسته ترین آپارتمان نیز گرد و غبار وجود دارد که با روشن شدن پنکه به آنجا (به کانال دامپزشکی) سرازیر می شود. اما یک سال پیش پنکه را بیرون آوردم و کاملا تمیز کردم.


برای اینکه سنسورها را اغلب به دلیل آسیب دیدگی آنها تغییر ندهید، توصیه می کنم مکان مناسب تری برای آنها پیدا کنید، جایی در نزدیکی. علاوه بر این، می توانید آن را با یک پارچه نبافته یا چیزی شبیه به آن بپیچید تا از گرد و غبار محافظت شود. و شما خوشحال خواهید شد.
کاملاً فراموش کردم که بگویم اگر می خواهید "ضرایب" رطوبت را خودتان کنترل کنید، باید حداقل کمی در موضوع باشید. اگر چنین وسایلی در خانه ندارید...


بدون آنها، انجام کاری در مورد این موضوع برای شما بسیار دشوار خواهد بود.
همین.
نحوه صحیح دفع اطلاعات از بررسی من، هر کس برای خودش تصمیم می گیرد. اگر چیزی روشن نیست، سوال بپرسید. امیدوارم حداقل به کسی کمک کرده باشد. شاید کسی بخواهد به من کمک کند. من بسیار سپاسگزار خواهم بود.
همگی موفق باشید!
بررسی عملکرد:

محصول برای نوشتن نقد توسط فروشگاه ارائه شده است. بررسی مطابق با بند 18 قوانین سایت منتشر شده است.