Ventilateur de bureau automatique : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Fait par Tan Yong Ziab.

Ce projet vise à construire un simple ventilateur automatique adapté à un usage bureautique ou d'étude afin de réduire notre dépendance à l'égard de la climatisation. Cela aiderait à réduire son empreinte carbone en fournissant un mode de refroidissement ciblé capable de s'allumer et de s'éteindre automatiquement, au lieu de dépendre d'une climatisation très gourmande en énergie. De plus, il est suffisamment économe en énergie pour être alimenté par une banque d'alimentation, ce qui signifie qu'il est plus portable que des solutions de ventilateur de bureau similaires tout en étant plus intelligent que les ventilateurs portables.

Fournitures

Vous auriez besoin de:

1x Arduino UNO

1x stripboard

En-têtes d'empilage mâle-femelle

En-têtes de broche mâles

En-têtes de broche femelles

Fils monoconducteurs (suffisants et de différentes couleurs pour faciliter la référence)

1x commutateur SPDT

1x capteur à ultrasons HC-SR04

1x 3386 potentiomètre 2 kiloohms

1x transistor de puissance TIP110

1x pale de ventilateur (montable sur le moteur de votre choix)

1x moteur 3V

Équipements de test, d'assemblage et de programmation:

1x coupe-panneau

1x multimètre numérique (DMM)

1x planche à pain

1x pince à dénuder

1x coupe-fil

1x pince

1x fer à souder

1x support de fer à souder

1x nettoyeur de panne de fer à souder

Soudure (suffisante)

1x pompe à dessouder (Wick si vous préférez)

1x toute machine capable d'exécuter l'IDE Arduino

Arduino IDE, installé sur la machine de votre choix

Étape 1: Test du matériel

Tout d'abord, testez le matériel. Une maquette est extrêmement utile pour cela, bien que des câbles de démarrage puissent également être utilisés lorsqu'une maquette n'est pas disponible. Les images montrent le processus de test ainsi qu'une capture d'écran Tinkercad de la façon dont le circuit est câblé. Il n'y a pas grand-chose à dire à part s'assurer que vos composants fonctionnent seuls et fonctionnent ensemble dans un circuit de test simple. Un multimètre numérique à ce stade est également utile pour vérifier si vos composants ne sont pas défectueux.

Étape 2: Construire le circuit

Ensuite, soudez le circuit. Vous devriez avoir votre Arduino, votre stripboard et vos en-têtes d'empilage pour cette étape.

Alignez le stripboard et les en-têtes avec les en-têtes de l'Arduino. Une fois que vous avez confirmé que votre espacement est correct, soudez les en-têtes d'empilage. Pensez à découper des traces là où vous ne voulez pas de short. Vous pouvez utiliser votre multimètre numérique pour vérifier la continuité entre le blindage et l'Arduino lui-même. Lorsque vous avez terminé vos contrôles de continuité, commencez à souder les pièces.

Vous pouvez vous référer au schéma Tinkercad plus tôt ou au schéma EAGLE et aux images de stripboard montrés ici pour câbler le circuit.

La disposition des composants est telle que la soudure peut être minimisée. Ce n'est peut-être pas le plus compact, mais il serait plus facile de disposer les composants dans un bouclier plus grand.

À l'endroit où se trouvent les embases femelles du capteur à ultrasons sur le stripboard, je peux déjà utiliser les broches GND, D13 et D12 pour fournir GND, Echo et Trigger au capteur à ultrasons. Il me suffisait de couper la trace entre l'embase femelle dans laquelle se trouve le capteur à ultrasons et la broche D11 afin de fournir +5V au capteur.

De même, le potentiomètre se trouve là où il y a déjà des broches +5V et GND de sorte que je n'ai qu'à couper la trace entre l'essuie-glace du potentiomètre (c'est la broche du milieu) et la deuxième broche GND à laquelle il est adjacent afin de fournir mon réglage de vitesse analogique sur la broche A3 sans envoyer le signal à GND, ce qui irait à l'encontre du point de l'entrée analogique.

L'embase de dérivation du moteur est positionnée de telle sorte que je puisse profiter de l'emplacement de la broche émettrice du TIP110 et qu'il suffirait de souder la masse du moteur à celle située près du capteur à ultrasons. J'ai utilisé un connecteur Molex à 4 broches comme câble de dérivation, bien que tout ce qui correspond soit également très bien. Choisissez votre poison, je suppose.

La seule exception est le commutateur SPDT, qui est positionné plus loin du bord du stripboard de manière à être accessible à l'utilisateur une fois le capteur à ultrasons inséré dans les en-têtes femelles.

La ligne +5V est partagée entre le capteur à ultrasons, la broche collectrice du TIP110 et le potentiomètre.

La broche de base du TIP110 est connectée à la broche 9 de l'Arduino via le blindage. N'hésitez pas à utiliser d'autres broches disponibles pour le contrôle PWM.

Encore une fois, votre multimètre numérique est utile ici pour s'assurer qu'il y a des connexions là où il devrait y en avoir, et rien là où il n'y en a pas. N'oubliez pas de vérifier si les composants du blindage sont correctement connectés à l'Arduino lui-même en effectuant un test de continuité entre les joints de soudure de l'Arduino et le ou les composants que vous avez l'intention de tester.

Étape 3: Programmation (et test de la programmation) du circuit

Cette étape est soit la moins amusante, soit la plus frustrante des étapes. L'objectif du programme est de réaliser les tâches suivantes:

1. Vérifiez la distance

2. Si la distance < seuil prédéterminé, commencez à envoyer un signal PWM au moteur en fonction de l'entrée analogique du potentiomètre.

3. Sinon, arrêtez le moteur en réglant le signal PWM sur 0

Les deux étapes 2 et 3 contiennent un debug() qui imprime la distance ultrasonore et l'entrée analogique détectée. Vous pouvez le supprimer si vous le souhaitez.

Les variables "refresh" et "max_dist" dans le programme contrôlent chacune respectivement le taux d'interrogation et la distance de détection maximale. Réglez cela à votre convenance.

Le fichier est joint ici.

Étape 4: assemblez tout

Si vous avez le circuit qui se comporte comme il se doit et que vous êtes arrivé à cette étape, félicitations ! Ce projet peut désormais fonctionner tout seul. Sur la photo, vous pouvez voir que l'ensemble du circuit est alimenté par une batterie via un connecteur Micro USB intégré et n'est plus lié à votre ordinateur portable.

À ce stade, vous pouvez modifier le circuit ou, si vous vous sentez plus aventureux, créer votre propre interprétation.

En temps utile, j'espère pouvoir ou tenter de fraiser le PCB pour ce projet à l'aide d'un routeur CNC. Vous pouvez voir la disposition PCB générée dans l'image ci-dessus

Étape 5: Plans futurs et quelques notes

Une fois ce projet terminé, certaines des choses les plus immédiates que j'espère pouvoir réaliser avec ce projet pendant mon temps libre incluent, sans s'y limiter:

- Un vrai support pour le ventilateur

- Réduisez-le à une taille encore plus compacte et autonome; J'aurais probablement besoin d'un Arduino Nano pour cela

- Une solution d'alimentation plus appropriée, c'est-à-dire que la banque d'alimentation que vous voyez à l'étape précédente est un peu trop grande pour une conception autonome que je viens de référencer

Quelques notes (pour mon futur moi et toute âme s'aventurant sur Internet):

Vous remarquerez peut-être que bien que la liste des pièces appelle une carte Uno, la carte que vous voyez à travers ce guide est tout sauf une Uno. Il s'agit en fait d'une variante de l'Uno appelée SPEEEduino, qui a été développée à l'école polytechnique de Singapour par un groupe d'étudiants et leur conférencier superviseur. Il est fonctionnellement très similaire, à l'exception des ajouts tels que l'entrée d'alimentation Micro USB uniquement que vous voyez conduire le projet à l'étape précédente et a même des en-têtes pour brancher le module Wi-Fi ESP01. Vous pouvez en savoir plus sur le SPEEEduino ici.