Rideau automatique avec Arduino : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Le temps du projet !: Ouvre/fermeture de rideau automatique.

J'ai vu d'autres projets pour fermer et ouvrir (automatiquement) les rideaux, je voulais certainement en construire un moi-même maintenant.

La plupart des autres modèles que j'ai vus ont été construits à l'aide d'une ligne de pêche. Je ne voulais pas utiliser une ligne de pêche, car les lignes de pêche se cassent toujours à un moment donné ?

Pour ce rideau automatique j'ai utilisé une courroie dentée (à serrage métallique, donc très résistante) et une poulie de distribution (20 dents), qui sont également utilisées pour certaines imprimantes 3D.

L'objectif était que les rideaux s'ouvrent et se ferment automatiquement, quand il fait clair ou sombre, et une commande manuelle bien sûr. J'ai également envisagé une minuterie avec un RTC, mais jusqu'à présent, cela fonctionne bien maintenant, sans RTC.

(pour une collection de photos et de films, j'ai créé un album partagé:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Voir aussi le petit manuel et cette vidéo du résultat final:

fermer-ouvrir-rideaux-2

Étape 1: Matériaux et outils dont vous avez besoin

Étape 1:

Rassembler toutes les choses dont vous avez besoin. Cela peut varier dans d'autres situations.

Les matériaux que j'ai utilisé:

Les composants

« Mécanique »:

Courroie de distribution pour imprimantes 3D: 3 ou 6 mètres, selon la taille de votre fenêtre/rideau.

(exemple: si votre rideau doit couvrir 1,5 mètre, il vous faut une ceinture de 3 mètres)

(commandé ceci sur AliExpress: GT2 largeur de la courroie 6 mm RepRap imprimante 3D 10 mtr.)

Roue de poulie 20 dents

(Commandé ceci sur AliExpress: GT2 poulie de distribution 20 dents en aluminium alésage 5 mm pour courroie GT2 largeur 6 mm RepRap imprimante 3D Prusa i3)

Roue à axe lisse (sans dents) (ou une deuxième roue à poulie libre)

Bois 20x10x1.8cm

Bois 2x2x6 cm

Bandes d'aluminium avec trou coulissant (elles sont parfois utilisées pour aligner des cadres photo sur un mur, je les ai fait traîner quelque part)

Quelques écrous et boulons de 5 mm

Quelques écrous et boulons de 3 mm

Quelques vis et chevilles pour la fixation au mur

Plaque aluminium 0.2x2x30cm, découper 4 bandes de 2x1.5 cm

Matériel électrique:

Arduino Uno R3

Alimentation 12V 2A (selon le moteur que vous utilisez)

Moteur avec réducteur (60 à 120 tr/min)

Pilote de moteur L298n

Petit circuit imprimé 3x2,5 cm

3 LED

3 résistances 220 ou 330 ohm (résistances de limitation de courant pour LED)

LDR

1 résistance 330 Ohm (diviseur analogique avec LDR)

4 résistances 10K (résistances de rappel pour les commutateurs)

Quelques en-têtes pour petit circuit imprimé

Fils (fils Dupont/Arduino), mâle-mâle – mâle-femelle

Boîtier (115x90x55)

Interrupteur avec trois positions marche/arrêt/marche

2x (petits) relais Reed avec aimants

Tube/fil thermorétractable

Les outils utilisés:

Fer à souder / Soudure

Percer

Vu

Tournevis

Colle chaude

Pinces

Pince à dénuder

Ciseaux

Patience

Étape 2: Étapes de création des modules

Étape 2:

Tout d'abord, j'ai prévu de rendre les choses aussi modulaires que possible: rig moteur, rig deuxième axe, Arduino, contrôleur de moteur, interface de connexion, boîtier.

J'ai commencé par créer la plate-forme et le connecteur du moteur (pour connecter le moteur, les commutateurs Reed et le LDR au contrôleur via un connecteur RJ45) sur un morceau de bois fabriqué.

Le tout dépend un peu du type de moteur que vous avez/utilisez, mais l'essentiel est que la courroie entraînée par la poulie soit très près des rails du rideau (environ 1 à 1,5 cm à côté).

J'avais quelques moteurs avec des engrenages qui traînaient, que j'ai sauvés il y a longtemps d'un brasseur de café professionnel. Ils étaient de 24 volts avec un engrenage qui réduit le régime du moteur à environ 120 tr/min lorsqu'il est en 24 volts. J'utilise le moteur sur 12 volts ici, donc le régime réducteur est d'environ 60. J'ai utilisé 12 V car l'Arduino est également alimenté par l'alimentation que j'avais pour ce projet, et pour réduire le max. puissance pour le connecteur (voir plus à ce sujet ci-dessous).

Fixez la roue dentée de la poulie à l'axe du moteur/de l'engrenage. L'axe de l'engrenage était de 6 mm, la roue de poulie de 5 mm. J'ai donc dû percer le trou de la roue de poulie plus grand à 6 mm.

Ensuite, vous avez créé un support pour ce moteur donné, en découpant le bois pour que le moteur et l'engrenage s'intègrent bien et pour pouvoir monter les commutateurs Reed à côté de celui-ci et le fixer au mur avec deux chevilles et vis.

Ensuite, j'ai utilisé un connecteur RJ45 (femelle), pour connecter tous les fils du moteur et deux commutateurs à lames et un LDR. Les huit fils (4 paires) d'un câble réseau suffisent juste pour faire le travail.

Le moteur ne consomme qu'entre 0,1 et 0,3 ampères (avec 12 volts, 1,2 à 4 watts) (selon la charge qu'il reçoit du rideau). Un seul fil dans un câble réseau (au moins dans ceux que j'ai) peut facilement maintenir 10 watts. En fait, la norme PoE est de 15 watts par paire, mais vous avez également besoin d'un bon câble PoE certifié.

Et la longueur utilisée du câble n'est que d'environ 2 mètres. C'était ma principale préoccupation: le câblage du moteur sera-t-il capable de supporter la puissance dont le moteur a besoin. Jusqu'à présent, aucun problème, aucun échauffement des connexions ou des fils, et j'ai intégré une sécurité logicielle: il faudra pour fermer ou ouvrir le rideau). Vous devez adapter cela à votre propre situation.

Si cette durée de fonctionnement est dépassée, le moteur s'arrêtera et ne sera plus entraîné par le contrôleur de moteur. La raison du dépassement de la durée d'exécution doit ensuite être étudiée et résolue avant de réinitialiser l'Arduino/le contrôleur (il suffit de débrancher/brancher le câble d'alimentation pour réinitialiser).

Un câble réseau droit un à un serait idéal, mais la plupart des câbles Ethernet (sinon tous) auront une torsion dans le connecteur, de sorte que les fils de couleur que vous utilisez à une extrémité ne seront pas les mêmes à l'autre extrémité, si vous sais ce que je veux dire. Vous devez garder une trace précise de la façon dont vous branchez les choses.

Deux paires que je pouvais utiliser telles quelles, les paires orange et marron étaient les mêmes aux deux extrémités, mais la paire bleue et verte à une extrémité est devenue un mélange des deux à l'autre extrémité. Pas de problème, tant que vous savez quelle combinaison de couleurs est reliée à quoi à l'autre extrémité.

Étape 3: Création du deuxième axe

C'est une étape simple: voir les photos. Création d'un petit deuxième axe sur lequel la courroie doit rouler, j'ai utilisé une bande d'aluminium avec trou de coulissement qui permet de mettre facilement la bonne tension sur la courroie. Attachez-le près du rail à l'autre extrémité du rideau/fenêtre. Regarde la photo.

Ainsi, avec un petit bloc de bois, une bande d'aluminium avec une bande coulissante, un boulon de 5 mm et 2 écrous assemblez ce truc sur la photo, et percez des trous pour le fixer au mur avec des chevilles et des vis près du rail à l'extrémité droite du rideau.

Étape 4: La ceinture

La ceinture:

Cela doit vraiment être fait avec précision. Parce que j'ai utilisé des axes réglables et des interrupteurs à lames, j'ai créé des marges, mais la longueur de la ceinture doit être assez précise, et l'emplacement des aimants et des clips encore plus.

J'ai acheté cette courroie sur AliExpress, courroie dentée dentée renforcée de 10 m (pour roue de poulie à 20 dents (également depuis/via AliExpress)), qui n'a coûté que 7,60 euros.

En fin de compte, j'ai utilisé les 10 mètres, un pour un rideau de 3 mètres de large (donc j'avais besoin d'environ 6 mètres de cette ceinture), et un autre pour une fenêtre plus petite, un rideau de 1,7 m de large, donc un autre de 3,4 mètres utilisé

Pour obtenir la longueur exacte de la courroie, vous devez monter la plate-forme du moteur et la plate-forme du deuxième axe aux endroits souhaités sur le mur. Enroulez la courroie avec suffisamment de tension autour des roues et coupez la courroie.

Dans les 4 bandes d'aluminium de 0,2x1,5x2 cm percez des trous de 3 mm. Fixez deux bandes l'une sur l'autre et percez trois trous (afin que les trous soient bien alignés, pour faire passer les boulons plus tard). Deux trous sur les bords/extrémités et un quelque part au milieu, mais assurez-vous que la ceinture peut se déplacer entre deux trous. Il s'agit d'attacher un jeu de bandes à la ceinture pour une extrémité du rideau, et les deux autres bandes en aluminium sont utilisées pour attacher/serrer les deux extrémités de la ceinture ensemble à l'aide d'un petit morceau de ceinture de 1,5 cm de long (voir photo).

Cette connexion sert donc à deux fins, connecter les extrémités de la ceinture pour former une boucle et agir comme l'une des deux attaches du rideau. Serrez fermement les écrous de ce clip pour que la ceinture soit suffisamment solide pour tirer et pousser le rideau. La force n'est pas tant que ça, 2 à 3 kg au maximum (à moins que quelque chose ne tourne mal ?!).

L'autre clip ne doit pas encore être serré, car la position de ces clips doit être ajustée pour l'autre rideau plus tard.

Une fois la courroie terminée, enroulez-la autour de la roue de traction et de la roue d'axe et tendez la courroie fermement avec l'axe réglable/la bande d'aluminium à une extrémité.

N'attachez pas encore les rideaux aux clips, vous devez tout tester et ajuster correctement avant de pouvoir attacher les rideaux.

Le clip qui n'est pas la connexion "boucle" doit donc toujours être "coulissant".

Étape 5: L'Arduino, le contrôleur de moteur et la carte d'interface

L'Arduino, le contrôleur de moteur et la carte d'interface.

Pour la modularité, j'ai utilisé une petite carte d'interface (PCB) pour créer les en-têtes et les résistances nécessaires pour le pull-up et pour le diviseur LDR, puis connecter avec des en-têtes femelles tous les fils du connecteur RJ45 et du commutateur de dérogation manuelle.

En fin de compte, la carte d'interface est peut-être un point faible dans l'ensemble, et était peut-être inutile, et les connexions directes étaient peut-être meilleures et plus faciles.

L'allocation des broches sur l'Arduino est la suivante;

// allocation des broches:

// A0 - LDR

// 0 + 1 - Impression en série

// 2 - led verte

// 3 - led rouge

// 4, 5 - pilote de moteur L298n

// 6, 7 - GRATUIT

// 8 - Interrupteur à lames supérieur - close(d)

// 9 - interrupteur à lames bas - open(ed)

// 10 - Interrupteur manuel ouvert

// 11 - Fermeture manuelle de l'interrupteur

// 12 - GRATUIT

// 13 - clignotement de la led vivante (jaune externe)

Connectez tous les fils à la carte d'interface via les fils Arduino (mâle-femelle) selon les emplacements des broches ci-dessus.

Soudez les 3 leds avec l'anode (jambe longue) + résistance aux broches 2, 3 et 13 de l'Arduino, et les cathodes à la masse.

J'ai utilisé:

Broche 2 à Vert, pour indiquer l'ouverture du rideau. (rideau gauche à gauche vu de face)

Broche 3 à Rouge, pour indiquer la fermeture du rideau. (rideau gauche à droite vu de face)

Broche 13 à Jaune pour un clignotement vivant (Pourtant, je ne l'utilisais plus, car une led clignotante dans le noir peut devenir agaçante, mais est-elle là pour l'utiliser ?, j'ai programmé la led pour qu'elle ne soit pas vraiment utilisée, par contre, en utilisant l'indication DARK ou LIGHT pour clignoter uniquement pendant la journée, est également facilement possible).

En fait, la programmation de tout cela est allée de pair avec la construction de ce contrôleur. L'idée de la led rouge et verte est venue plus tard, et l'utilisation du/un jaune est devenue moins/pas importante.

Étape 6: Tout assembler

Construit le cas. Le boîtier qui est CASE115x90x55MM à l'extérieur, à l'intérieur il était un peu plus petit (107x85x52, Percez des trous de 5 mm pour les Leds, un trou de 6 mm pour le switch, un trou de 6 mm pour le fil de connexion/câble réseau, et des trous pour le connecteur d'alimentation Arduino et le connecteur USB (ce qui est facile pour programmer/mettre à jour l'Arduino)

De plus, soudez deux fils du connecteur d'alimentation Arduino au contrôleur de moteur. L'arduino est alimenté via ce connecteur d'alimentation externe, tout comme le contrôleur de moteur.

Mettez l'Arduino, le contrôleur de moteur et le PCB dans le boîtier et connectez tous les fils (LED avec des résistances de 220 ohms, interrupteur avec des résistances de rappel, et faites également passer le câble Ethernet à travers le trou au PCB et connectez-vous aux en-têtes.

Fixez la plate-forme du moteur au mur sur le côté gauche de la fenêtre, la deuxième roue d'axe sur le côté droit de la fenêtre, placez la courroie autour des roues de poulie, connectez le câble Ethernet au connecteur RJ45 sur la plate-forme du moteur, allumez l'Arduino avec seulement l'USB au début.

Téléchargez le programme/firmware « curtain-2.ino », et testez les valeurs des LED et les commutateurs à lames, ainsi que le commutateur manuel via la sortie du moniteur série IDE Arduino. Attention particulière pour les premiers tests, selon la façon dont vous avez câblé le moteur au contrôleur de moteur, le moteur doit tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour la fermeture du rideau et dans le sens des aiguilles d'une montre pour l'ouverture. Si ce n'est pas correct, vous pouvez soit croiser les fils sur le contrôleur de moteur ou PCB, soit reprogrammer les fonctions "motor_open()" et "motor_close()" pour faire le contraire. (contrôleur de signal à tourner dans le sens horaire ou anti- dans le sens des aiguilles d'une montre).

Les aimants des interrupteurs à lames doivent être placés aux bons endroits stratégiques. Lorsque le clip pour le rideau de droite est au bon endroit (donc aussi loin à droite, lorsque le rideau est ouvert), alors le clip pour le rideau de gauche est loin à gauche (rideau ouvert), et l'aimant pour l'interrupteur à lames inférieur doit être très proche à gauche du clip pour le rideau gauche (voir aussi la vidéo et les photos).

L'aimant de l'interrupteur à lames supérieur doit alors se trouver en haut de la ceinture au milieu de la fenêtre (encore une fois, lorsque le rideau est ouvert). Les photos et la vidéo le montreront clairement.

L'aimant supérieur se déplacera vers la gauche (vers la plate-forme du moteur), lors de la fermeture du rideau, et devrait activer le commutateur à lames, lorsque les rideaux se rencontrent au milieu (position fermée) Si le commutateur à lames est activé trop tard, vous avoir un (gros) problème. Le moteur essaiera de tirer les rideaux ensemble, mais ils le sont déjà, ainsi la courroie calera ou glissera, ou le moteur calera, tirant un courant élevé. Le réglage est donc très important, et cela vaut également pour la position de fermeture bien sûr. Mais de toute façon, le réglage n'a pas vraiment pris beaucoup de temps et d'efforts, vraiment. les marges pour le régler juste: voir ce film pour un dernier test

Le premier film de cet album partagé est un test de la ceinture et des interrupteurs de lecture:

photos.google.com/share/AF1QipNMP3QPAfzsXe…

Vous pouvez utiliser le swith override manuel pour tester cela.

En couvrant/découvrant le LDR, vous pouvez simuler l'obscurité et la lumière.

Lorsque les clips de la ceinture s'arrêtent aux bons endroits, vous pouvez attacher les rideaux aux clips et profiter de la fermeture et ouverture automatique de vos rideaux:-)