Arduino კონტროლირებადი ტელეფონის დოკი ნათურებით: 14 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

იდეა საკმაოდ მარტივი იყო; შექმენით ტელეფონის დამტენი დოკი, რომელიც აანთებს ნათურას მხოლოდ ტელეფონის დატენვისას. თუმცა, როგორც ხშირად ხდება ხოლმე, ის, რაც თავდაპირველად მარტივად ჩანს, შეიძლება ცოტა უფრო რთული გახდეს. ეს არის ისტორია იმის შესახებ, თუ როგორ შევქმენი ორმაგი ტელეფონის დამტენი დოკი, რომელიც ასრულებს ჩემს მარტივ ამოცანას.

ნაბიჯი 1: რაც მე გამოვიყენე

ეს არავითარ შემთხვევაში არ არის ყველაფრის ამომწურავი სია, რასაც მე ვიყენებ, მაგრამ მე მინდოდა ზოგადი წარმოდგენა გამომეყენებინა ძირითადი კომპონენტების შესახებ. მე შევიტანე ამაზონის ბმულები ამ კომპონენტების უმეტესობისთვის. (გაითვალისწინეთ, რომ მე ვიღებ მცირე საკომისიოს ამაზონიდან, თუ თქვენ იყენებთ ამ ბმულებს. მადლობა!)

Arduino Uno: https://amzn.to/2c2onfeAdafruit 5V DC მიმდინარე სენსორი (x2): https://amzn.to/2citA0S2-Channel Solid State Relay: https://amzn.to/2cmKfkA 4 პორტი USB ყუთი: https://amzn.to/2cmKfkA 1 'პანელი USB კაბელი (x2): https://amzn.to/2cmKfkA 6 AB USB კაბელი:

მე ასევე გამოვიყენე შემდეგი მასალები, რომელიც ავიღე ტექნიკის მაღაზიაში: 4 "x4" პლასტმასის გამტარი ყუთი (x2) 40W Edison ნათურები (x2) ნათურების ბუდე Track Light Bracket ასორტირებული შავი რკინის მილი (3/8 ") ასორტი სპილენძის მილების ფიტინგები 3 გაფართოების CordWire თხილი

ნაბიჯი 2: ექსპერიმენტი, დიზაინი და გაყვანილობა

იმის დასადგენად, თუ როდის იტენება ტელეფონი, ტელეფონში მიმდინარე დინების მუდმივი მონიტორინგი იქნება საჭირო. მიუხედავად იმისა, რომ დარწმუნებული ვარ, არსებობს წრიული დიზაინი, რომელსაც შეუძლია გაზომოს დენი და გააკონტროლოს რელე მიმდინარე დონიდან გამომდინარე, მე არავითარ შემთხვევაში არ ვარ ელექტრული ექსპერტი და არ მსურს შევეწინააღმდეგო საბაჟო წრის შექმნას. გარკვეული გამოცდილებიდან ვიცოდი, რომ მცირე მიკროკონტროლი (არდუინო) შეიძლება გამოყენებულ იქნას დენის გასაზომად და შემდეგ სარელეოს გასაკონტროლებლად განათების ჩართვა და გამორთვა. ადაფრუტის მიერ DC– ის მცირე დენის სენსორის პოვნის შემდეგ, მე დავიწყე ექსპერიმენტები მისი USB კაბელთან დაკავშირების მიზნით, რათა გავზომო ის დენი, რომელიც გადის მასში ტელეფონის დამუხტვისას. ტიპიური USB 2.0 კაბელი შეიცავს 4 მავთულს: თეთრი, შავი, მწვანე და წითელი. ვინაიდან შავი და წითელი მავთულები ატარებენ ძალას კაბელის საშუალებით, რომელიმე მათგანი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მიმდინარე ნაკადის გასაზომად - მე გამოვიყენე წითელი მავთულები. ტიპიური მიმდინარე სენსორი უნდა იყოს მოთავსებული მიმდინარე დინებასთან ერთად (დენი უნდა გაიაროს სენსორში) და ადაფრუტის სენსორი არ არის გამონაკლისი ამ წესისა. წითელი მავთული მოჭრილი იყო ორი დაჭრილი ბოლოთი მიმაგრებული ორ ხრახნიან ტერმინალზე მიმდინარე სენსორზე. ადაფრუტის სენსორი დაკავშირებული იყო არდუინოსთან და მე დავწერე რამდენიმე მარტივი კოდი, რომ შემეტყობინებინა სენსორში მიმდინარე ნაკადის შესახებ. ამ მარტივმა ექსპერიმენტმა დამანახა, რომ დამტენი ტელეფონი 100 – დან 400 mA– მდე იზიდავდა. ტელეფონის სრულად დატენვის შემდეგ, მიმდინარე დინება დაეცემა 100 mA– ს ქვემოთ, მაგრამ არ მიაღწევს 0 – ს.

ჩემი ექსპერიმენტის წარმატებით დემონსტრირებით, რომ შემიძლია გავზომო მიმდინარე დინება არდუინოთი, მე შევქმენი ზემოთ ნაჩვენები სქემა. ორი 1 'პანელიანი USB გაფართოების კაბელი იქნება დაკავშირებული 4 პორტიანი დატენვის ყუთთან. ტელეფონის დამტენი კაბელები იქნება დაკავშირებული ამ გაფართოების კაბელებთან, რაც საშუალებას მისცემს სისტემას მოათავსოს ნებისმიერი სახის USB დატენვის კაბელი - და იმედია გახდება "ტელეფონის მომავალი მტკიცებულება". გაფართოების კაბელების წითელი მავთულები გათიშული და დაკავშირებული იქნება მიმდინარე სენსორებთან. ამჟამინდელი სენსორები აწვდიან ინფორმაციას Arduino– ს, რომელიც თავის მხრივ აკონტროლებს ორი არხის მყარი მდგომარეობის რელეს. რელე გამოიყენება 110 ვ სიმძლავრის ნათურებზე გადასაყვანად. USB კოლოფთან და ნათურებთან დაკავშირება შესაძლებელია ერთმანეთთან, რაც საშუალებას აძლევს სისტემას გამოიყენოს ერთი განყოფილება. მე განსაკუთრებით მომწონს, თუ როგორ შეიძლება Arduino– ს ენერგია მიეწოდოს ერთ – ერთ დამატებით USB პორტს დატენვის ყუთში.

ნაბიჯი 3: ტელეფონის დოკი

ტელეფონის დოკი აშენდა 3/8 "შავი მილისგან. მე გამოვიყენე ორი კაცი-მდედრი იდაყვი, T, მოკლე მონაკვეთი, რომელიც მთლიანად ხრახნიანი იყო და მრგვალი ფლანგი. დოკის ზედა ნაწილში სპილენძის ნაწილებისთვის, მე დავჭრა ნახევარი 1 1/2 "სიგრძის სპილენძის მილი და გამოიყენება თითოეული ნაწილისთვის ნახევარი. T– ში გაბურღული იყო პატარა ხვრელი, რომელიც საკმარისად დიდი იყო განათების კაბელების ბოლოებისთვის. კაბელები იდაყვებით იყო დამუშავებული და JB შედუღებული იყო სპილენძის მილებში. ეს დასრულდა ბევრად უფრო რთული, ვიდრე ჩანს, რადგან იდაყვები არ იყო საკმარისად დიდი შიგნით, რათა განათების კაბელი ბოლომდე მოერგო. მე საბოლოოდ ვთამაშობდი იდაყვის შიგნიდან, სანამ არ მოერგებოდა.

თუ ისევ მომიწევდა ამ დოკის გაკეთება, მე მას უფრო მეტ მხარდაჭერას მივცემდი ტელეფონისთვის. როგორც თქვენ შეიძლება მოელოდეთ, თუ ტელეფონს საერთოდ უბიძგებენ, როდესაც ის დოკზეა, ელვისებური კაბელის ბოლოები ადვილად მოხრილია. მე უცნაურად მიმაჩნია, რომ Apple რეალურად ყიდის დოკს მსგავსი არა-მხარდაჭერილი კონფიგურაციით.

ნაბიჯი 4: ნათურები

მინდოდა ნათურებს ჰქონოდათ დოქის მსგავსი ინდუსტრიული სახე. პირველი ნათურისთვის, მე გამოვიყენე ზოგადი ბოლქვის ბუდე 3/8 მილის ფლანგის თავზე. ზოგიერთი პატარა სპილენძის მილები აერთებს ბაზას სოკეტთან და ავსებს დოქზე სპილენძის აქცენტებს. 40W Edison ნათურა ნამდვილად არის ვარსკვლავი ამ ნათურის. მე მინდოდა გამომეყენებინა ედისონის ნათურები, რადგან ისინი მშვენივრად ჯდება ამ დოკის დიზაინში და ისინი საშუალებას მოგცემთ შექმნათ ულამაზესი ნათურა ნათურა.

ლოუზე ყოფნისას აღმოვაჩინე ტრეკის მსუბუქი ფრჩხილი კლირენსიზე, რომელიც ვფიქრობდი საინტერესო იყო. ფრჩხილი თავდაყირა დავხარე და მილის ფლანგი დავამატე, რათა საფუძველი შემექმნა. ბილიკი სინათლის მთაზე არ იყო მიმაგრებული, რადგან ის განკუთვნილი იყო ბრტყელი სახის ბოლქვისთვის. მას შემდეგ, რაც მე ვიყენებდი ედისონის ნათურას, მე გავაკეთე პატარა ალუმინის ფრჩხილი, რომ გამეკეთებინა ბუდე ბილიკის სინათლის ფრჩხილის წრიული კორპუსის შიგნით. მცირე სპილენძის ღილაკები დაემატა სისტემის დანარჩენ ნაწილს.

მას შემდეგ, რაც დოკი და განათება დასრულდა, ისინი შეღებილ იქნა მქრქალ შავად - გარდა სპილენძის ნატეხებისა.

ნაბიჯი 5: Arduino დანართი

მე გამოვიყენე ორი 4 "x 4" PVC დანართი არდუინოს კორპუსისთვის. მე დავჭრა სავენტილაციო სათამაშოები ერთ მხარეს და თითოეული შიგთავსის საფარი. ერთი დანართის მხარეს, მე დავჭრა ორი მართკუთხა ხვრელი პანელის მავთულის USB კაბელებისთვის. ცენტრში განლაგებული ხვრელები, რომლებიც განლაგებულია 1 1/8 "ცენტრში, გაბურღულია ამ ოთხკუთხა ხვრელების ორივე მხარეს და გამოიყენებოდა კაბელებში საკაბელო მიმაგრებისთვის. ორივე შიგთავსის ერთი მხარე მოწყვეტილია ისე, რომ ორი ყუთი ერთ ყუთს წარმოქმნიდა გვერდით დაყენებული. 3/4 "სისქის ხის ბლოკი გამოიყენებოდა ყუთების ამ მხარეში კონფიგურაციის ჩასატარებლად და ასევე ქმნის მოსახერხებელ საფუძველს მათთვის დასაჯდომისათვის.

ნაბიჯი 6: მიამაგრეთ USB ყუთი

პირველი კომპონენტი, რომელიც უნდა დაამატოთ შიგთავსს, არის 4 პორტიანი USB დატენვის ყუთი. მე უბრალოდ დავაფიქსირე ეს ადგილი ორმხრივი ლენტით.

ნაბიჯი 7: მთა არდუინო დანართში

მე მომწონს ელექტრო ყუთის საფარის გამშვები პუნქტების გამოყენება ელექტრონული კომპონენტების დასაყენებლად, რადგან ისინი დამზადებულია პლასტმასისგან და შეიძლება ადაპტირებული იყოს დამამცირებელი ან დამამცირებელი სამუშაოებისთვის. მე უბრალოდ ვჭრი მათ ჩემი დანით და შემდეგ ვუჭერ ხრახნებს მათში. არდუინო დამონტაჟდა ერთ ყუთში, პატარა ბრტყელი ხრახნიანი სახსრებით, არდაინოსა და ყუთს შორის მოთავსებული სახურავის შუალედები.

მას შემდეგ რაც Arduino დამონტაჟდა, მოკლე (6 ) AB ტიპის USB კაბელი იყო დაკავშირებული Arduino- ს USB პორტსა და დატენვის ყუთის უახლოეს პორტს შორის. ეს ნამდვილად მჭიდროდ ჯდებოდა კაბელისთვის და მე რეალურად მომიწია უკან მორთვა მოსახვევი პლასტიკური ნაჭრები, რომლებიც აკრავს მავთულს კაბელის ბოლოს ისე, რომ მოერგოს.

ნაბიჯი 8: სარელეო გაყვანილობა და მონტაჟი

ნათურების კაბელები იკვებებოდა დანართში არსებული ხვრელების საშუალებით. თითოეული მავთულიდან ერთი მავთული იყო დაკავშირებული მყარი მდგომარეობის რელეს ორივე არხის გამოსვლებთან (გადართული 120 ვ მხარე). მავთულის მოკლე (4 ) მონაკვეთები იყო დაკავშირებული დანარჩენ ხრახნიან ტერმინალებთან იმ ადგილის მიმდებარედ, სადაც ეს ნათურის მავთულები იყო დაკავშირებული. ეს მავთულები გამოყენებული იქნება რელეს 120 ვ მხარის დენის მიწოდებისთვის.

რელეს DC მხარეს, ნაჩვენები კონფიგურაციის მიხედვით 4 მავთული იყო დამაგრებული. ორი მავთული ამარაგებს + და - DC ძაბვას, რომელიც აუცილებელია რელეს მუშაობისთვის, ხოლო დანარჩენი ორი მავთული ატარებს ციფრულ სიგნალებს, რომლებიც არხებს აცნობებენ ჩართვას ან გამორთვას.

ეს 4 მავთული შემდეგ Arduino– ზე იყო მიმაგრებული შემდეგნაირად: წითელი მავთული (DC+) უკავშირდება 5V პინს. შავი მავთული (DC-) უკავშირდება GND pin– ს. ყავისფერი მავთული (CH1) დაკავშირებულია ციფრულთან ფორთოხლის მავთული (CH2) უკავშირდება ციფრულ გამომავალ პინს 8

მას შემდეგ, რაც ყველა მავთული უკავშირდებოდა სარელეოს, იგი დამონტაჟდა დანართში პატარა ბრტყელი ხრახნების გამოყენებით.

ნაბიჯი 9: მიმდინარე სენსორების გაყვანილობა და მონტაჟი

საკომუნიკაციო და დენის მავთულები შეიქმნა ორი მიმდინარე სენსორისთვის მავთულის ორი ნაკრების მიერთებით სენსორებიდან არდუინოსკენ მიმავალი. როგორც ადრე, წითელი და შავი მავთულები გამოიყენება სენსორების გასაძლიერებლად. ეს მავთულები უკავშირდება Arduino– ს Vin (წითელ მავთულს) და GND (შავი მავთულის) ქინძისთავებს. გასაკვირია, რომ საკომუნიკაციო მავთულებიც კი (SDA და SDL მავთულები) შეიძლება გაერთიანდეს ერთმანეთთან. ეს იმიტომ ხდება, რომ ადაფრუტის მიმდინარე სენსორებს თითოეულს შეიძლება მიენიჭოს უნიკალური მისამართი, იმისდა მიხედვით, თუ როგორ იკვრება მათი მისამართების ქინძისთავები ერთად. თუ დაფას არ აქვს მისამართის ქინძისთავები ერთად შეკრული, დაფა მიმართულია როგორც დაფა 0x40 და მითითებული იქნება Arduino კოდში. A0 მისამართის ქინძისთავების ერთმანეთთან შედუღებით, როგორც დიაგრამაზე ჩანს, დაფის მისამართი ხდება 0x41. თუ მხოლოდ A1 მისამართის ქინძისთავები არის დაკავშირებული, დაფა იქნება 0x44, და თუ ორივე A0 და A1 ქინძისთავები დაკავშირებული იქნება, მისამართი იქნება 0x45. ვინაიდან ჩვენ მხოლოდ ორ მიმდინარე სენსორს ვიყენებთ, მე მომიწია მხოლოდ ბორტზე 1 მისამართის ქინძისთავების შეკვრა, როგორც ეს ნაჩვენებია.

მას შემდეგ, რაც დაფები სწორად იქნა მიმართული, ისინი მიმაგრებული იყო შიგთავსზე პატარა სპილენძის ხრახნების გამოყენებით.

სენსორების SDA (ლურჯი) და SCL (ყვითელი) მავთულები დაკავშირებულია არდაინოს SDA და SCL ქინძისთავებთან. ეს ქინძისთავები არ იყო ეტიკეტირებული ჩემს არდუინოზე, მაგრამ ისინი არის ბოლო ორი ქინძისთავები დაფის ციფრული მხარის AREF პინის შემდეგ.

ნაბიჯი 10: შეაერთეთ USB გაფართოების კაბელები

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, USB გაფართოების კაბელებმა უნდა გაიარონ მიმდინარე სენსორები. ამას ხელი შეუწყო კაბელების წითელ მავთულებში მავთულის შერევამ. მას შემდეგ, რაც USB კაბელები დამონტაჟებულია შიგთავსში, ეს მავთულები მიერთებულია მიმდინარე სენსორებთან. თითოეული USB კაბელისთვის, მასში გამავალი დენი ჩაედინება ამ მავთულხლართებზე, სენსორზე და შემდეგ დაბრუნდება კაბელის მეშვეობით დატენვის ტელეფონში. USB კაბელების მამრობითი ბოლოები ჩართული იყო USB დატენვის ყუთის ორ ღია პორტში.

ნაბიჯი 11: შეაერთეთ დენი

ელექტრონიკის ყუთში ბოლო ნაბიჯი არის დენის კაბელის დაკავშირება USB ყუთთან და ნათურებთან (ანუ რელეს 120 ვ მხარე). შავი მავთულები, რომლებიც პირდაპირ ნათურებამდე მიდის, დაკავშირებულია დენის კაბელის ერთ მავთულთან ერთად ყავისფერ მავთულთან დატენვის ყუთიდან. დენის კაბელი დატენვის ყუთში უბრალოდ გათიშული იყო შიგნით არსებული ორი მავთულით (ეს არის ლურჯი და ყავისფერი მავთულები). დაბოლოს, სარელეოდან ორი თეთრი მავთული მიმაგრებულია დენის კაბელის მეორე მავთულთან ერთად ლურჯ მავთულთან USB დამტენის ყუთიდან.

ნაბიჯი 12: დასრულებული სისტემა

მას შემდეგ, რაც ყუთი მთლიანად შეიკრიბება, გარსაცმის გადასაფარებლები შეიძლება შეიცვალოს. ახლა, როდესაც ამ სისტემის აპარატურა დასრულებულია, დროა გადავიდეთ პროგრამულ უზრუნველყოფაზე.

ნაბიჯი 13: Arduino კოდი

არდუინოს კოდის შემუშავება საკმაოდ მარტივი იყო, თუმცა მისი სწორად გამოსავლენად რამდენიმე ტესტი დასჭირდა. მისი უმარტივესი ფორმით, კოდი აგზავნის სიგნალს შესაბამისი სარელეო არხის გაძლიერებისთვის, როდესაც ის კითხულობს მიმდინარე დინებას, რომელიც აღემატება ან ტოლია 90mA. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მარტივი კოდი იყო კარგი ამოსავალი წერტილი, მობილური ტელეფონები არ იტენება 100% -მდე და შემდეგ იჯდეს იქ, სადაც ძალიან ცოტა დენი დგას. უფრო მეტიც, აღმოვაჩინე, რომ ტელეფონის დამუხტვისთანავე იგი რამდენიმე ასეულ წუთში მოკლე დროში ამოიღებდა რამდენიმე ასეულ mA- ს. თითქოს ტელეფონი არის გაჟღენთილი ვედრო, რომლის ამოღებაც საჭიროა ყოველ რამდენიმე წუთში.

ამ საკითხის გადასაჭრელად, მე შევიმუშავე სტრატეგია, სადაც თითოეული არხი შეიძლება იყოს სამიდან ერთ სახელმწიფოში. მდგომარეობა 0 განისაზღვრება, როდესაც ტელეფონი ამოღებულია დატენვის დოკიდან. პრაქტიკაში აღმოვაჩინე, რომ ტელეფონის ამოღებისას, ფაქტობრივად, არანაირი დენი არ მიედინება, მაგრამ მე ამ მდგომარეობის ზედა დენის ლიმიტი 10 mA- მდე დავაყენე. მდგომარეობა 1 არის მდგომარეობა, სადაც ტელეფონი სრულად არის დამუხტული, მაგრამ მაინც დოკზეა. თუ მიმდინარე ნაკადი 90mA- ზე დაბლაა და 10mA- ზე მეტია, სისტემა არის 1. მდგომარეობაში 2 მდგომარეობა არის დატენვის მდგომარეობა, სადაც ტელეფონი ხატავს 90mA ან მეტს.

როდესაც ტელეფონი დოკზეა მოთავსებული, იწყება მდგომარეობა 2 და გრძელდება დატენვის დროს. მას შემდეგ რაც დატენვა დასრულდება და დენი დაეცემა 90mA- ზე დაბლა, სისტემა მდგომარეობს 1. ამ ეტაპზე გაკეთდა პირობითი განცხადება ისე, რომ სისტემა ვერ გადადის უშუალოდ 1 მდგომარეობიდან მეორეში. ეს ინახავს სისტემას 1 მდგომარეობაში სანამ ტელეფონი ამოღებულია, ამ მომენტში ის შედის 0. მდგომარეობას 0. მას შემდეგ, რაც სისტემას შეუძლია გადავიდეს 0 მდგომარეობიდან მეორე მდგომარეობამდე, როდესაც ტელეფონი დადგება დამტენიზე და მიმდინარე ნაკადი 90 mA- ზე მაღლა იწევს, მეორე მდგომარეობა კვლავ იწყება. მხოლოდ მაშინ, როდესაც სისტემა არის 2 მდგომარეობაში, სიგნალი იგზავნება რელეში შუქის ჩასართავად.

კიდევ ერთი საკითხი, რომელსაც წავაწყდი ის არის, რომ დენი ხანმოკლედ 90 მამ ქვემოთ ჩამოდის სანამ ტელეფონი სრულად დატენოდა. ეს დააყენებს სისტემას 1 მდგომარეობამდე, ვიდრე უნდა ჰქონოდა. ამის გამოსასწორებლად, მე ვთვლი საშუალო მონაცემებს 10 წამის განმავლობაში და მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ საშუალო ამჟამინდელი მნიშვნელობა 90mA- ზე დაბლა დაეცემა, სისტემა შევა 1 -ის მდგომარეობაში.

თუ თქვენ გაინტერესებთ ეს კოდი, მე დავამატე Arduino.ino ფაილი მასში კიდევ რამდენიმე აღწერილობით. საერთო ჯამში, ის საკმაოდ კარგად მუშაობს, მაგრამ მე შევამჩნიე, რომ ზოგჯერ სისტემა, როგორც ჩანს, განაგრძობს 0 მდგომარეობას, როდესაც ტელეფონი ჯერ კიდევ ჩართულია და სრულად არის დამუხტული. ეს ნიშნავს, რომ დროდადრო შუქი აინთება რამდენიმე წამით (როდესაც ის გადადის 2 მდგომარეობაში) და შემდეგ ჩაქრება. რაღაც მომავლისთვის მემგონი.

ნაბიჯი 14: დასრულებული სისტემა

მე დავამონტაჟე დამტენი დოქი ჩვენს წიგნის თაროზე, არდუინოს ყუთი განთავსებული იყო რამდენიმე წიგნის უკან. თუ თქვენ უბრალოდ შეხედავთ მას, ვერასდროს მიხვდებით იმ სამუშაოს, რომელიც მასში შევიდა - და მისი დანახვაც კი სამართლიანად არ გამოდგება. შემდეგ ისევ მახარებს იმის დანახვა, რომ შუქები ჩაქრება და ჩაქრება, მე კი მოვედი მათზე დაყრდნობით, რომ დავინახო ტელეფონი დამტენია თუ არა.