Arduino Dusk/dawn საათი ტაიმერი: 15 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

Შემაჯამებელი:

Arduino– ზე დაფუძნებულ ქრონომეტრს შეუძლია ჩართოს ერთი 220 ვ ნათურა შებინდებისას, გამთენიისას ან განსაზღვრულ დროს.

შესავალი:

ჩემს სახლში ზოგიერთი შუქი ავტომატურად ჩაქრება შებინდებისას, წინასწარ განსაზღვრულ დრომდე ან გამთენიისას (მთელი ღამე).

განათების მდებარეობა არ იძლევა შუქის სენსორის გამოყენებას. რეგულარული ხელმისაწვდომი საათის ქრონომეტრები ჩართულია კონკრეტულ დროს. ბინდის ირგვლივ ჩართვისთვის საჭიროა რეგულარულად შეცვალოთ ტაიმერის პროგრამის პარამეტრი.

როგორც სასიამოვნო გამოწვევა, მე გადავწყვიტე ავაშენო Arduino– ზე დაფუძნებული ცალკეული ტაიმერი. ის იყენებს რეალურ დროში საათს და Dusk2Dawn ბიბლიოთეკას, რათა დადგინდეს დრო, როდესაც განათება უნდა იყოს ჩართული ან გამორთული. ამ ტაიმერის დანართი არის 3D დაბეჭდილი და შეგიძლიათ ნახოთ Thingiverse– ზე. ამ პროექტის Arduino კოდი შეგიძლიათ იხილოთ GitHub– ზე.

ამ ტაიმერის შექმნისას მე მივიღე შთაგონება ინტერნეტში არსებული მრავალი დიზაინისა და სქემისგან. მადლობას ვუხდი ყველა იმ კონტრიბუტორს, რომლებიც პირდაპირ არ არის ნახსენები.

წაკითხვისთვის ნაწილობრივი დიაგრამები ნაჩვენებია საჭიროებისამებრ, სრული სქემის ნაცვლად.

ალტერნატიული გადაწყვეტილებები:

იმის ნაცვლად, რომ ცალკეული ტაიმერი იყოს, ბევრი გამოსავალია, სადაც ჭკვიანი სახლის ავტომატიზაციის სისტემა შუქებს მართავს. ჩემი მიზანი იყო მქონოდა დამოუკიდებელი გადაწყვეტა, რომელიც არ იყო დამოკიდებული WIFI (ან სხვა) კავშირზე.

შეზღუდვები:

ამ პროექტით გათვალისწინებული კოდი მოიცავდა დღის გადარჩენის ცვლილებების დანერგვას, რომელიც ეფუძნებოდა დღისით დაზოგვის ევროპულ სისტემას.

ნაბიჯი 1: ნაწილების სია და ინსტრუმენტები

ნაწილები:

ნაწილების საერთო ღირებულება (3D ბეჭდვის გამოკლებით) დაახლოებით 30 ევრო, -.

• Arduino Nano V3 (თავსებადია) სათაურების გარეშე
• კვების ბლოკი 5V 0.6A (34 x 20 x 15 მმ)
• მყარი მდგომარეობის რელე 5V - აქტიური დაბალი - 2A 230VAC
• რეალურ დროში საათი DS3231 (პატარა)
• 0.96”OLED დისპლეი SPI 128*64 პიქსელი
• მბრუნავი კოდირება - EC11 - 20 მმ
• სახელური 6 მმ ლილვი 15 მმ * 17 მმ
• პურის დაფაზე დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა,
• 4* M3x25 მმ ხრახნები
• 3D დაბეჭდილი დანართი
• გათბობის შემცირება მილები
• მავთულები
• ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკი (ნეიტრალური მავთულის დასაკავშირებლად)

საჭირო ინსტრუმენტები:

• გასაყიდი რკინა
• Solder Wire
• შედუღების ტუმბო
• მავთულის სტრიპტიზორები
• საჭრელები
• 3D პრინტერი (დანართის დასაბეჭდად)
• მცირე ზომის ინსტრუმენტები

გაფრთხილება

ეს წრე მუშაობს 230 ვ AC– ზე და თუ არ ხართ მიჩვეული ქსელის ძაბვასთან მუშაობას ან არ გაქვთ 230 ვ AC ძაბვის ძაბვაზე მუშაობის დიდი გამოცდილება, გთხოვთ თავი შეიკავოთ ამ პროექტისგან

მე არ ვიღებ პასუხისმგებლობას რაიმე ზარალის ან დაზიანებისათვის, რომელიც წარმოიქმნება უშუალოდ ამ პროექტის შემდგომ ან შედეგად

ყოველთვის გირჩევთ მიიღოთ სათანადო ზრუნვა და სიფრთხილე AC Main– თან მუშაობისას

ნაბიჯი 2: მოამზადეთ OLED ეკრანი და რეალურ დროში საათი

3D დაბეჭდილი დანართი განკუთვნილია მინიმალური ზომისთვის. შედეგად, საჭიროა OLED ეკრანის სათაურები და რეალურ დროში საათის ამოღება.

მომდევნო ნაბიჯისათვის მოსამზადებლად, გაასუფთავეთ ხვრელებისგან დარჩენილი შედუღება გამოსაშლელი ტუმბოს საშუალებით.

ნაბიჯი 3: მოამზადეთ მბრუნავი კოდირება

მბრუნავ კოდირებას აქვს სუსტი კონექტორები. დაზიანების თავიდან ასაცილებლად, მიამაგრეთ დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა კოდს.

სურათზე ადგილზე კავშირი (ზედა მარჯვენა და შუა ქვედა) ასევე მომზადებულია.

შენიშვნა: დარწმუნდით, რომ ბეჭდური მიკროსქემის მბრუნავი კოდირება მოთავსებულია შიგთავსში არდუინოსთან შეხების გარეშე. შეიძლება საჭირო გახდეს დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფის დაფქვა, რომ მოერგოს.

ნაბიჯი 4: დანართი

დაბეჭდეთ გარსაცმის სამი ნაწილი 3D პრინტერით. იხილეთ ინსტრუქციები Thingiverse– ზე.

ნაბიჯი 5: გამორთეთ Arduino Power LED (სურვილისამებრ)

ტაიმერში მწვანე ბზინვის თავიდან ასაცილებლად, Arduino– ს ენერგიის LED შეიძლება გამორთოთ.

გაითვალისწინეთ, რომ ეს მოდიფიკაცია არჩევითია.

არდუინო ნანოს მოდიფიკაცია შედგება რეზისტორის მოხსნისგან, რომელსაც გააჩნია ძალა (იხ. წითელი წრე სურათზე).

ნაბიჯი 6: კვების ბლოკი + მყარი მდგომარეობის რელე

ამ ეტაპზე ელექტროენერგიის მიწოდება და მყარი მდგომარეობის რელე გაერთიანებულია და დამონტაჟებულია შიგთავსის ქვედა ნაწილში.

დენის წყაროს და სარელეოს შორის კავშირი ხდება ამ კომპონენტების ბოლოში. რელეს ხრახნიანი ტერმინალური ბლოკი გამოყენებული იქნება არდუინოსთან დასაკავშირებლად.

შენიშვნა: კავშირის დამყარებისას დარწმუნდით, რომ მყარი მდგომარეობის რელეს სამონტაჟო ხვრელები თავისუფალია.

• შეაერთეთ დამაკავშირებელი მავთული მყარი მდგომარეობის რელე A1 დენის წყაროს ერთ -ერთ AC კავშირს შორის
• შეაერთეთ მავთული კვების ბლოკის სხვა AC შეერთებაზე (ეს იქნება დაკავშირებული ნეიტრალური ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკთან მე –7 საფეხურზე)
• შეაერთეთ მავთული ელექტრომომარაგებას შორის -Vo სარელეო DC-
• შეაერთეთ მავთული დენის წყაროს დასაკავშირებლად +Vo სარელეო DC +

შენიშვნა: შეიძლება საჭირო გახდეს ელექტროენერგიის მიწოდებისა და რელეს მიწოდების შემცირება, რათა შესაძლებელი იყოს დანართში მოთავსება.

ნაბიჯი 7: არდუინო ნანო + კვების ბლოკი + მყარი მდგომარეობის რელე

ამ ეტაპზე, არდუინო ნანო უკავშირდება კვების ბლოკს და მყარი მდგომარეობის რელეს.

• გაჭერით ორი მავთული დაახლოებით 70 მმ სიგრძისა. ერთ მხარეს 30 მმ იზოლაცია, ხოლო მეორე მხარეს 4 მმ.
• შედუღეთ გვერდი 30 მმ -იანი იზოლაციით Arduino +5V და GND- ზე, მავთული გამყარებულია
• გაჭერით ორი სითბოს შესამცირებელი მილაკი 20 მმ სიგრძის და დააინსტალირეთ ისინი 25 მმ-იან გაშიშვლებულ ნაწილზე. ეს გამოყოფს მავთულხლართებს მყარი მდგომარეობის რელეს სამონტაჟო ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკთან DC+ და DC- კავშირამდე.
• გაითვალისწინეთ, რომ GND და +5V მავთულები უნდა გადაიკვეთოს სარელეო ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკთან სწორად დასაკავშირებლად.
• გაჭერით მავთული დაახლოებით 40 მმ სიგრძისა და გაწურეთ ორივე ბოლოდან 4 მმ იზოლაციით. შეაერთეთ ერთი მხარე არდუინოს უკანა მხარეს A2 კავშირზე და შეაერთეთ მეორე მხარე მყარი მდგომარეობის სამაგრი ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკის CH1 კავშირზე.

გაფრთხილება

Arduino იკვებება უშუალოდ სტაბილური +5V კვების წყაროდან, ნაცვლად Arduino- ს შიდა კვების მარეგულირებლის გამოყენების. ამრიგად, არ არის უსაფრთხო USB– ის დაკავშირება, როდესაც Arduino იღებს ენერგიას კვების ბლოკიდან.

Arduino USB კავშირის გამოყენებამდე ყოველთვის გათიშეთ 230VAC ქსელი.

ნაბიჯი 8: Arduino Nano + რეალურ დროში საათი

ამ ეტაპზე რეალური დროის საათი უკავშირდება არდუინოს, ნაწილობრივ წინა საფეხურზე მომზადებული კაბელების გამოყენებით.

• შეაერთეთ მავთული, რომელიც მოდის არდუინო GND– დან (ასევე უკავშირდება რელეს DC– ს) რეალურ დროში საათის „-“- ზე.
• შეაერთეთ მავთული, რომელიც მოდის არდუინოდან+5V (ასევე უკავშირდება რელეს DC+ - ს) რეალურ დროში საათის "+" - ზე.
• გაჭერით დაახლოებით 40 მმ სიგრძის ორი მავთული და გაწურეთ ორივე ბოლოდან 4 მმ იზოლაციით.
• შეაერთეთ მავთული Arduino A4 და რეალურ დროში საათის D (SDA) შორის.
• შეაერთეთ მავთული Arduino A5 და რეალურ დროში C (SCL) შორის.
• ჩამოაყალიბეთ რეალურ დროში საათის მავთულები, რათა დარწმუნდეთ, რომ ისინი ხელს არ შეუშლიან მბრუნავ კოდირებას. ამისათვის მავთულები უნდა იყოს დანართის ბოლოში.

ნაბიჯი 9: შეაერთეთ OLED ეკრანი

ამ ეტაპზე OLED SPI ეკრანი ემატება არდუინოს.

• გაჭრა 65 მმ სიგრძის 2 მავთული და ორივე ბოლოდან 4 მმ იზოლაცია.
• შეაერთეთ მავთული OLED ეკრანის GND შეერთებაზე. შეაერთეთ ეს მავთული Arduino GND– დან მომდინარე სითბოს შესამცირებელ მილსადენზე (იხ. ნაბიჯი 4) და შეაერთეთ ორივე მავთული მყარი მდგომარეობის რელეს DC– მთაზე ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკთან.
• შეაერთეთ მავთული OLED ეკრანის VCC შეერთებაზე. შეაერთეთ ეს მავთული Arduino + 5V– დან მომდინარე სითბოს შემცირების მილსადენზე (იხ. ნაბიჯი 4) და შეაერთეთ ორივე მავთული მყარი მდგომარეობის რელეს DC + სამაგრი ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკთან.
• გაჭრა 65 მმ სიგრძის 5 მავთული და ორივე ბოლოდან 4 მმ იზოლაცია.
• შეაერთეთ მავთული D0 (CLK) Arduino D10– თან დასაკავშირებლად
• შეაერთეთ მავთული D1 (MOSI / DATA) Arduino D9– თან დასაკავშირებლად
• შეაერთეთ მავთული RES (RT) Arduino D8– თან დასაკავშირებლად
• შეაერთეთ მავთული DC– ს Arduino D11– თან დასაკავშირებლად
• შეაერთეთ მავთული CS– ს Arduino D12– თან დასაკავშირებლად

შენიშვნა: ჩვენების მავთულის თანმიმდევრობა არ არის ლოგიკური. ეს არის შედეგი ჯერ ადაფრუტის მაგალითის გამოყენებით, შემდეგ კი კავშირების შეცვლით, რადგან D13- ის გამოყენება იწვევს წითელ LED- ს არდუინოზე მუდმივად.

ალტერნატიული

შესაძლებელია გამოიყენოთ "ნორმალური" შეკვეთა SPI კავშირებისთვის. ამისათვის, Arduino პროგრამის ციფრული გამომავალი განმარტება oledcontrol.cpp- ში უნდა იყოს მორგებული შესაბამისად:

// პროგრამული უზრუნველყოფის SPI გამოყენება

// განსაზღვრებების დაყენება

#განსაზღვრეთ CS_PIN 12

#განსაზღვრეთ RST_PIN 8

#განსაზღვრეთ DC_PIN 11

#განსაზღვრეთ MOSI_PIN 9

#განსაზღვრეთ CLK_PIN 10

ნაბიჯი 10: მბრუნავი კოდირება

დიაგრამა გვიჩვენებს არდუინოს კავშირებს მბრუნავ კოდირებასთან (ზემოდან დაშიფრული).

• გაჭერით 45 მმ -იანი 4 მავთული და ორივე ბოლოდან 4 მმ იზოლაცია.
• შეაერთეთ Arduino GND დამშიფვრის ზედა მარჯვენა და ქვედა შუა კონექტორებთან
• შეაერთეთ Arduino D2 კოდირების ქვედა მარცხენა მხარეს
• შეაერთეთ Arduino D3 კოდირების ქვედა მარჯვენა მხარეს
• შეაერთეთ Arduino D4 კოდირების მარცხენა ზედა ნაწილში

ნაბიჯი 11: ინსტალაცია დანართში

დააინსტალირეთ ყველა ელექტრონიკა დანართის ქვედა ნაწილში:

• გადაიტანეთ არდუინო ვერტიკალურ სლოტზე
• გადაიტანეთ რეალურ დროში საათი ქვედა ნაწილში
• გადაიტანეთ კვების ბლოკი და სარელეო ზედა ნაწილში, დარწმუნდით, რომ რელე ზის მის საყრდენებზე.

ნაბიჯი 12: დაკავშირება ქსელთან / სინათლის შესაცვლელად

გაფრთხილება

უზრუნველყეთ სათანადო ზრუნვა და სიფრთხილე AC Mains– თან მუშაობისას, დარწმუნდით, რომ AC ქსელი გათიშულია

მე არ ვიღებ პასუხისმგებლობას რაიმე ზარალის ან დაზიანებისათვის, რომელიც წარმოიქმნება უშუალოდ ამ პროექტის შემდგომ ან შედეგად

• შეაერთეთ AC ქსელის ფაზა რელეს A1 (მარცხნივ) ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკთან.
• რელეს B1 (მარჯვნივ) ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკზე გადასაერთებელი შუქის ფაზა შეაერთეთ.
• გამოიყენეთ ცალკე ხრახნიანი ტერმინალის ბლოკი AC ქსელის ნეიტრალური მავთულის, მსუბუქი ნეიტრალური მავთულის და კვების ბლოკის ნეიტრალური მავთულის დასაკავშირებლად.
• დაძაბულობის შესამსუბუქებლად, დააინსტალირეთ ჰალსტუხი თითოეულ დენის კაბელზე.

ნაბიჯი 13: დანართის დასრულება

ამ საფეხურზე დამონტაჟება დასრულებულია

• გადაიტანეთ OLED დისპლეი ჩვენების სამონტაჟო ხვრელის მეშვეობით შიგთავსის შუა ნაწილში.
• გადაიტანეთ მბრუნავი კოდირება შუა ნაწილის ხვრელში, დარწმუნდით, რომ ბრუნვის საწინააღმდეგო ხაზები შეესაბამება. დაამონტაჟეთ მბრუნავი კოდირება ჩართული გამრეცხი და თხილის გამოყენებით.
• დაამონტაჟეთ შიგთავსის ზედა ნაწილი და დახურეთ შიგთავსი ქვედა მხრიდან ოთხი M3x25 მმ ხრახნით.

ნაბიჯი 14: არდუინოს დაპროგრამება

გაფრთხილება

Arduino იკვებება უშუალოდ სტაბილური +5V კვების წყაროდან, ნაცვლად Arduino- ს შიდა კვების მარეგულირებლის გამოყენების. ამრიგად, არ არის უსაფრთხო USB– ის დაკავშირება, როდესაც Arduino იღებს ენერგიას კვების ბლოკიდან.

Arduino USB კავშირის გამოყენებამდე ყოველთვის გათიშეთ 230VAC ქსელი.

მიიღეთ Arduino ტაიმერის პროგრამა GitHub– დან.

ეს პროგრამა იყენებს Arduino IDE- ს, რომლის მიღება აქ შეგიძლიათ.

პროგრამა იყენებს შემდეგ დამატებით ბიბლიოთეკებს:

SSD1303Ascii

Arduino Wire ბიბლიოთეკა

გაითვალისწინეთ, რომ dusk2dawn ბიბლიოთეკა ასევე გამოიყენება, მაგრამ შედის როგორც კოდი მისი ინტერფეისის ცვლილების გამო.

ბინდის / გათენების სწორი გაანგარიშების უზრუნველსაყოფად, უნდა განისაზღვროს გრძედი და გრძედი და დროის ზონა.

როგორც აღწერილია dusk2dawn– ის მაგალითში, ნებისმიერი ადგილის გრძედის და გრძედის საპოვნელად მარტივი გზაა Google Maps– ში ადგილის პოვნა, მარჯვენა ღილაკით ადგილის რუქაზე და აირჩიეთ „რა არის აქ?“. ბოლოში ნახავთ ბარათს კოორდინატებით.

გრძედი და გრძედი მყარად არის კოდირებული პროგრამაში, Dusk2Dawn.cpp ხაზებში 19 და 20:

/* აქ უნდა იყოს მითითებული თქვენი მდებარეობის გრძედი და გრძედი.

* * მინიშნება: ნებისმიერი ადგილის გრძედის და გრძედის საპოვნელად მარტივი გზაა * იპოვოთ ადგილი Google Maps- ში, დააწკაპუნეთ მარჯვენა ადგილას რუკაზე და * აირჩიეთ "რა არის აქ?". ბოლოში ნახავთ ბარათს * კოორდინატებით. */ #განსაზღვრეთ LATITUDE 52.097105; // უტრეხტი #განსაზღვრეთ LONGTITUDE 5.068294; // უტრეხტი

დროის ზონა ასევე მყარად არის კოდირებული Dusk2Dawn.cpp სტრიქონში 24. ნაგულისხმევად ის მითითებულია ნიდერლანდებზე (GMT + 1):

/* შეიყვანეთ თქვენი დროის სარტყელი (ოფსეტური GMT– ით) აქ.

*/ #განსაზღვრეთ TIMEZONE 1

Arduino– ს პირველად პროგრამირებისას საჭიროა EEPROM მეხსიერების ინიციალიზაცია. ამისათვის შეცვალეთ timer.cpp ხაზი 11 EEPROM ინიციალიზაციის გასაკეთებლად:

// გადავიდეს true პირველად პროგრამირებაზე

#განსაზღვრეთ INITIALIZE_EEPROM_MEMORY ყალბი

ატვირთეთ პროგრამა არდუინოში და ჩატვირთეთ არდუინო.

გამორთეთ EEPROM ინიციალიზაცია და კვლავ ატვირთეთ პროგრამა Arduino– ზე. ტაიმერს ახლა ახსოვს გადატვირთვის დროს გადართვის დროის პარამეტრები.

ნაბიჯი 15: დროის დაყენება და დროის შეცვლა

მომხმარებლის ურთიერთქმედების კონცეფციები:

• შერჩევის დასადასტურებლად გამოიყენება მოკლე დაჭერა. გარდა ამისა, ტაიმერის მთავარ ეკრანზე მოკლე დაჭერით შუქს ჩართავს ან გამორთავს.
• გრძელი დაჭერით გამოიყენება მენიუს შესვლა ტაიმერის ძირითადი ეკრანიდან. მენიუს ნებისმიერ ადგილას, გრძელი დაჭერა დაუბრუნდება ტაიმერის მთავარ ეკრანს.
• ‘>’ შერჩევის კურსი. ეს კურსორი მიუთითებს არჩეულ ვარიანტს მენიუში.

ტაიმერის მთავარი ეკრანი

ტაიმერის ძირითადი ეკრანი აჩვენებს:

კვირის დღე სუ

მიმდინარე დრო 16:00 საათი

ტაიმერის ამჟამინდელი მდგომარეობა და შემდეგი გადართვის დროის ტაიმერი გამორთულია 17:12 საათამდე

ცისკრისა და ბინდის დრო გათენება 08:05 ბინდი 17:10

სწორი დროის დაყენება

ხანგრძლივად დააჭირეთ მენიუში შესასვლელად. ნაჩვენებია შემდეგი პარამეტრები:

დროის უკან დაყენება კვირის სამუშაო დღე შაბათ -კვირის პროგრამა ვარიანტები

შეარჩიეთ მითითებული დრო რეალური დროის საათის თარიღისა და დროის დასაყენებლად. შეიყვანეთ სწორი მნიშვნელობები:

YearMonthDayTime

ტაიმერი ავტომატურად განსაზღვრავს კვირის დღეს. დღის შენახვის დროის გადართვა ასევე ხდება ავტომატურად. დღის განათება ხორციელდება მხოლოდ ევროპის დროის ზონისთვის.

ტაიმერის პროგრამის დაყენება

ტაიმერს აქვს 2 პროგრამა, ერთი კვირის დღეებში, ერთი შაბათ -კვირას. გაითვალისწინეთ, რომ პარასკევი ითვლება შაბათ -კვირის ნაწილად, განათება შეიძლება დარჩეს ცოტა ხნით.

თითოეულ ტაიმერს აქვს ჩართვის და გამორთვის მომენტი. მომენტი შეიძლება იყოს:

• დრო: ზუსტად განსაზღვრული დრო
• გამთენიისას: შეცვალეთ გათვლილი გათენების დროს
• ბინდი: გადართეთ შებინდების გამოთვლილ დროზე დაყრდნობით

შებინდებისას და გამთენიისას შესაძლებელია შესწორების მნიშვნელობის შეყვანა 59 წუთით ადრე ან მის შემდეგ.

მაგალითები:

მთელი ღამის შუქის ჩასაქრობად აირჩიეთ ჩართვა (დაბნელება + 10 წთ), გამორთვა (გამთენიისას - 10 წთ)

საღამოს შუქის ჩასართავად შეარჩიეთ შებინდებისას, გამორთეთ დრო: 22:30.

Პარამეტრები

პარამეტრების ეკრანზე შესაძლებელია ეკრანის გადართვის დროის ამოწურვა.

როდესაც ეკრანი გამორთულია, მბრუნავი კოდირების ღილაკის დაჭერა დაუბრუნდება ტაიმერის მთავარ ეკრანს.