Автоматични завеси със собствените си ръце

В тази статия ще говоря за дизайна на автоматичното завеси, монтирано на моя балкон. Там растат цветя, които са вредни за пряката слънчева светлина. Освен това, през лятото, ако балконските прозорци са затворени, на пряка слънчева светлина, въздухът на балкона бързо се прегрява. Въпреки това, когато няма директна светлина, е желателно да се отворят завесите - сянката също не насърчава растежа на цветята. Ето защо, за да се поддържа приемливо осветление на балкона, аз автоматизирах работата на завесите.

Завеси вече бяха на балкона. Има два от тях, които са окачени на метален кабел, прострян под тавана, от едната стена на балкона към другата. Ясно е, че е необходимо да се движи както на същите завеси, пердета, поради триенето на въжето (тя е доста груби) необходимата сила трябва да бъде достатъчно голям. В допълнение, понякога по пътя на завеси може да има пречки, например, леко отворен прозорец на балкона, което допълнително увеличава изискванията за сила.

По този начин задвижването трябва да бъде достатъчно мощна и надеждна - балконът често има висока влажност, може да има доста голяма температурна разлика през зимата и лятото. Ето защо, на основата на шофирането направих кола задвижване прозорец лифт. Тя има достатъчно мощност, може да създаде голям въртящ момент (има вградена червячна скоростна кутия) и е много надеждна.

Диаграмата на механичната част на задвижването е показана по-долу:

Повече за дизайна. На шахто на диск със стеклоподъемника (отляво на схемата) се фиксира пластмасовият валяк с кухина, върху който се навива намотка на въже. Задвижването е фиксирано към една от стените на балкона. На противоположната стена е прикрепена една и съща ролка, през която се хвърля и въжето.

След това въжето се простира, така че триенето на въжето на задвижващата ролка е достатъчно, за да се преместят завесите. Обратните краища на всяка завеса са прикрепени към въжето, така че когато моторът се върти, завесата се движи настрани или се движи.

За да тествам работата на устройството, направих го по-малък модел. Window диск и независим видео корекция на дъската, извади въжето между тях, след което е било възможно да се провери работата на електрониката и измерване на силата, да се разработи устройство.

Както може да се види от снимката, към задвижването на електрическите прозорци е прикрепена достатъчно тънка плоча (използвах текстолит). Към него се закрепва металният ъгъл с два отвора, през които минава въжето. Необходимо е да се гарантира, че завъртането на въжето на ролката не е объркано, тъй като дупките в ъгъла са направени на различни височини по отношение на плочата.

Вдясно от ъгъла - крайните превключватели, необходими за спиране на завесите до крайните позиции. За да бъдат определени тези позиции, върху въжето се поставят две пластмасови тръби (само една от тях е видима на снимката до долния ключ). Тръби са разположени така, че когато крайната позиция на завеса, един от тях натисне превключвателя, докато натискане надежден до всеки от превключвателите е свързана метална плоча, която притиска тръбата към комутатора.

За монтажа на капака на задвижването са необходими три метални стелажа, прикрепени към плочата.

И двете въжени ролки са изработени от колела за мебели. С помощта на сондаж и пила, във всеки от тях е необходимо да проникне в жлеба, в жлеба на задвижващата ролка трябва да бъдат положени две навивки на въжето. Задвижващата ролка е прикрепена към вала чрез опъване, като отворът в нея трябва да бъде смазан на квадрата, тъй като задвижващият вал е квадрат.

Задвижването е прикрепено към стената на балкона с помощта на подходящи ъгли за мебели (едната от тях е видима в снимката вляво). При задвижването на електрическите прозорци има достатъчно отвори за закрепване, така че няма проблем със закрепването.

Типът на задвижването, прикрепен към стената и покрит с капак:

За затягане на въжето се използва специален винт с гайка, към който са закрепени краищата на въжето:

Също така, края на една от завесите е прикрепена към нея.

електроника

Цялата електроника, която съм разбил на две части - сила и контрол. Основната задача на задвижването е да осигури захранване на задвижващия мотор. Задвижването на прозореца на задвижването може да консумира много висок ток. За да намали този ток, намалих захранващото напрежение на задвижването до 5 волта, но въпреки това максималният ток, потребяван от мотора, може да достигне до 3А. За да осигуря такъв ток, използвах захранване от принтера, което може да достави напрежение от около 30V и ток до 0,7А, както и DC-DC конвертор до 5V. С намаляването на напрежението DC-DC е напълно в състояние да достави желания ток.

Мощността на двигателя се контролира от мощно реле, проектирано да променя полярността на сигнала, и MOSFET, контролиращо подаването на напрежение към двигателя. С помощта на MOSFET е възможно да се регулира скоростта на двигателя, но в момента тази функция не се използва.

Също така в секцията за захранване има стабилизатори, предназначени за захранване на управляващата електроника и контролната верига за захранването на двигателя. Стабилизаторите се захранват от по-ниско напрежение на захранващия блок, напрежението там не надвишава 12V.

Електрическа схема

Контролната електроника се представя от микроконтролера STM8S. Контролерът изпълнява много функции - измерване на светлинната експозиция, решение за стартиране на устройството, контрол на позицията на слепите през прекъсвач, за управление на захранването, шофиране, шофиране контрол в ръчен режим - Заповядай дистанционно управление. Освен това, контролерът е свързан с радио и NRF24L01 гума 1-тел, на който са свързани три температурни сензори. С помощта на радио модул може да контролира устройството и прочетете температурата в различни части на балкона на улицата, но в момента на втория радио модул е свързан само с breadboard, така че тази функционалност нататък аз няма да се разгледа.

Използваното захранване от принтера има вход за прехвърлянето му в състояние на готовност. Аз също го използвам, като по този начин се намалява консумацията на енергия на структурата. Програмата отчита, че захранващият блок влиза в режим на работа с известно закъснение и след 30 секунди на неактивност на задвижването захранващият блок отново влиза в режим на готовност.

Индикация за работата на задвижването - чрез използване на трицветен светодиод (използват се само сини и червени диоди). Синята светлина се включва, когато напрежението е приложено към мотора, червеното започва да мига периодично, ако има грешки в устройството. Броят на миганията ви позволява да определите номера на грешката.

За звукова сигнализация на някои събития (например, когато се дава команда за затваряне на вече затворени завеси), използва се самият задвижващ мотор. Той получава PWM сигнал с малък работен цикъл, в резултат на което двигателят е достатъчно силен, за да изтръска.

Диаграмата на контролната част

Като сензор за околна светлина се използва фоторезистор, прикрепен към прозореца чрез всмукател. Тъй като издънката може да падне от прозореца, до фоторезистора е малък бутон. Докато смукателната чаша се държи на прозореца, бутонът се притиска към прозореца. Ако смукателната чашка изчезне, автоматичната работа на устройството спира и червеният диод мига. Ако сензорът не е свързан към конектора, това се установява и от контролера.

Тип светлинен датчик:

Тъй като осветяването на датчика може да варира драстично - поради различни взривове на улицата, променливи облаци, данните от датчика трябва да бъдат филтрирани. Имам внедрен следния алгоритъм за обработка: данните от сензора се дигитализират с честота от 10 Hz и се записват в масив. Веднъж в секунда стойността на този масив се осреднява (на първо място е необходимо да се филтрира шума и мига). Освен това, получените стойности се добавят към друг набор от 600 елемента, след като достигнат края на масива, записът започва с началото му. Също така, всяка секунда се извършва анализ на този масив - контролерът изчислява какъв процент от елементите на масива е по-малък от определен праг (с увеличаване на осветеността, напрежението на изхода на фотосензора пада). Ако стойностите на повече от 66% от елементите са по-малки от предварително зададения праг - тогава се счита, че осветлението е достатъчно голямо и завесите могат да бъдат затворени. По този начин се филтрират периодичните промени в осветеността. В същото време честотата на задвижването също е ограничена - в автоматичен режим двигателят се включва не повече от веднъж на всеки десет минути.

Както споменах по-горе, възможно е да контролирате завесите от дистанционното управление. С помощта на дистанционното управление, можете изцяло да отваряте и затваряте завесите частично ги отворите, да започне устройството в моментна стойност osveschennosti.Pri дистанционното управление с ограничения по отношение на честотата на устройството не е налице.

Възможно е също така програмното рестартиране на контролера.

При преместване на завесите контролерът следи състоянието на крайните превключватели. Ако съответният превключвател не работи след началото на движението в рамките на 20 секунди, моторът спира да работи. За да продължите работата на устройството след отстраняване на неизправности, просто рестартирайте контролера.

Цялата електроника е инсталирана в стандартен пластмасов корпус:

Един от превключвателите е необходим за предаване на електрониката в автоматичен режим на работа, а вторият позволява напълно изключване на мощността на двигателя.

С 3.5mm жакове сензорът е свързан със сензора за светлина, TSOP за получаване на данни от конзолата и външни сензори за температура.

Белият капак е затворен светодиод - така може да се види от всеки ъгъл.

Вид на сглобени и монтирани на мястото си електроника единица: