Қос осьті қадағалаушы V2.0: 15 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

2015 жылы біз көңілді студент немесе әуесқойлық жоба ретінде пайдалану үшін қарапайым қос осьті бақылау құралын жасадық. Бұл кішкентай, шулы, сәл күрделі және қоғамдастықтың көптеген таңқаларлық пікірлерін тудырды. Айтуынша, үш жарым жылдан кейін бізге әлі де бүкіл әлем бойынша жеке меншік құрылысын жасағысы келетіндерден электрондық хаттар мен телефон қоңыраулары келеді.

Біздің алғашқы жобалық жазбамыздың, youtube -тегі бейнелердің және біз сататын жиынтықтардың сәтті болуына байланысты біз көптеген пайдаланушылардан кең пікір алдық. Көбісі жақсы, кейбірі тітіркендіргіш, ал кейбіреулері «бұл нәрсені сыммен байланыстыру өте қиын, сондықтан оны түсіну үшін бізбен бір сағат телефонмен сөйлесіңіз». Осыны ескере отырып, біз бірнеше ай бойы жобаны әлдеқайда жеңілдетілген және жеңілдету үшін оны қайта құрдық.

Бұл жазбада сіз біздің жаңартуларымыз, күн трекерлерінің қалай жұмыс істейтіні, бөлшектер тізімі, біздің ашық бастапқы жабдыққа сілтемелер, ашық бастапқы код және осы заттарды сатып алуға болатын сілтемелер туралы ақпаратты таба аласыз.

Толық ақпарат: Біз бұл жобаны және оның барлық бөліктерін оқу жиынтығы ретінде сатамыз. Бұл жобаны жасау үшін бізден ештеңе сатып алудың қажеті жоқ. Шындығында, сіз біздің барлық ресурстарымызды пайдалана отырып, өзіңіздің ПХД -іңізді жасау үшін, жергілікті Maker Space немесе Университетінде ағашты лазермен кесуіңіз мүмкін, тіпті өзіңіздің керемет туындыңызды жасау үшін картон мен ыстық желімді қолданыңыз. Бұл ашық және бастапқы коды бар жоба.

Беріңіз: Біз 2019 жылы жаңа нәрсені іздейміз. Бізді нұсқаулықтарда, фейсбукте, инстаграмда немесе youtube -те қадағалаңыз, кейбір тегін бөліктерді ұтып алу үшін (тек АҚШ тұрғындары үшін). Бұл жобаға біздің жарияланымдар мен бейнелерді ұнатыңыз және оларға түсініктеме беріңіз, біз келесі айда бірнеше жеңімпаздарды таңдаймыз. Біз ПХД -нің бірнеше партиясын және бірнеше жиынтығын береміз.

1 -қадам: Неліктен күн бақылаушылар?

Күн панельдері барлық жерде бар. Олар арзан, қол жетімді және қолдануға өте ыңғайлы. Ютуб пен DIY веб -сайттарында күн батареяларының он мыңдаған шағын жобалары бар.

Көптеген адамдар Solar Group сатып алуларының кеңеюі мен үкіметтің ынталандыруының арқасында жақын маңда бірнеше үлкен күн қондырғылары бар шығар. Бұл қондырғылардың басым көпшілігінде күн батареялары оңтүстікке қарай 45 градусқа бағытталған ғимараттың төбесіне бекітілген (Солтүстік жарты шарда болғанда). Тұрақты күн қондырғылары - бұл үйді немесе ғимаратты электрмен қамтамасыз етудің ең қарапайым әдісі, себебі өте аз күтім мен күтімді қажет етеді. Біз жиі хабарласатын адамдарға сіздің үйіңізге күн іздеу құралын жасамау, оның орнына массивке көбірек күн батареяларын қосу тиімдірек екенін айтамыз.

Алайда, бір панельден энергия жинаудың ең тиімді әдісі - күн трекері. Бұл күн батареясының күндізгі уақытта оңтайлы күйде болуына мүмкіндік береді, бұл энергия өндірісін 20%-ға арттырады. Мұндай жүйе шатырдың кеңістігі жоқ ғимараттарға немесе қондырғыларға немесе күн энергиясы тұрақсыз жағдайға өте ыңғайлы.

Біз X және Y осінде қозғалатын белсенді күн бақылау құралын демонстрациялаймыз. Мұндай жүйе күн панелін дұрыс күйде ұстау үшін микроконтроллерді немесе жақсы жасалған аналогтық схеманы және сенсорларды қолданады. Бұл сыныпта фонарьды қолдана отырып көрсетуге болатын керемет демо жасауға мүмкіндік береді, бірақ ол көп қуатты жұмсайды және көптеген қозғалмалы бөліктерге ие.

Күнге негізделген трекер немесе жоспарланған бақылаушы күн мен уақыт ақпаратын қолданады, себебі күннің қозғалысы 100% болжамды. Бұған мысал - pdaniel7 Instructable пайдаланушысының жобасы және ол күнді тиімді бақылау үшін жаңа дизайндағы екі серводы қолданады. Дизайндың бұл түрінің кілті - бұл сіздің орналасқан жеріңіз үшін бағдарламалық қамтамасыз етудің ең тиімді болуын қамтамасыз ету.

Тұлғамен жұмыс жасайтын трекер - бұл адамдармен жұмыс жасайтын құрал. Бұл күн батареяларының бұрышын жылына екі рет өзгерткен адам сияқты қарапайым нәрседен бастап, әр таңертең қалпына келтірілетін салмақты шкивке бекітілген айналмалы платформаға панель қоюға дейін болуы мүмкін. Мысалы, біз білетін жергілікті фермердің ауласында ПВХ құбырларына бірнеше күн батареялары орнатылған. Ай сайын олардың орналасуы мен бұрышын сәл өзгертті. Бұл өте қарапайым және оның жүйесінен бірнеше ампер энергия алуға көмектеседі.

2 -қадам: түпнұсқалық дизайнға жаңартулар

Біздің түпнұсқа нұсқа электроникаға қарағанда физикалық механикаға көбірек қатысты болды және бұл оның ең үлкен құлдырауы болды. Біз бұл жобаны қайта жобалауды бастаған кезде, біз сымдарды «сымдар жиынтығынан» оңай «қосуға және ойнауға» ауыстыруға шешім қабылдадық, өйткені біздің аудитория студенттер болды.

Біз жасаған бірінші нәрсе - серверлер мен сенсорларды қосуға арналған арнайы Arduino Shield құру. Түпнұсқалық дизайнда сервистер үшін жақсы жұмыс істейтін, бірақ сенсорлар үшін жақсы емес жалпы Arduino сенсорлық қалқаны қолданылды. Біздің қалқан - бұл ерекше ештеңе емес және бұл дизайнның ең қарапайым аспектісі болды. (Біз оны басқа сенсорлар мен серво қосу қажет болатын басқа жобалар үшін де қолдандық.)

Сенсорларды орнында ұстау үшін біз ағашқа оңай бұралып кететін өте қарапайым сенсор ұстағышын жасадық. Ілмекті тақырыптардың жиынтығы бізге сенсорлық ПХД қалқанға әйел секіргіштермен қосылуға мүмкіндік берді. Бұл қондырғыны іздеу ақаулары біздің түпнұсқа «сымдар жиынтығына» немесе тақтаға қарағанда әлдеқайда оңай.

Ақырында біз дизайнды қарап шығып, салмақты азайту үшін ағаштың бір бөлігін ширек дюймден сегізінші дюймге ауыстырдық. Бізде адамдарда 9G сервосының салмағы аз болған сайын күйіп қалатыны туралы есептер болған жоқ. Бұл біз үшін шығындар мен жеткізілім салмағын азайтады, өйткені біз халықаралық жиынтықтарды көп жеткіземіз.

3 -қадам: қажет бөлшектер

Бұл жобаны құру үшін сізге келесі элементтер қажет:

Құралдар:

• Бұрандалы драйверлер
• Компьютер
• Егер сіз бөлшектерді өзіңіз кесіп алсаңыз, лазерлік кескіш немесе CNC маршрутизаторы

Электроника:

• Ардуино Уно
• Күн қадағалаушы қалқан (түйреуіштер мен 10 000 Ом резисторлары)
• ПХД сенсорлық ұстағыш (түйреуіштер мен жарық анықтайтын резисторлар)
• Әйелден әйелге секіргіш кабельдер
• 2 x 9G өлшемді металл редукторлары

Жабдық:

• Лазерлік кесу немесе CNC ағаш бөлшектері
• Ұзындығы 14-16 мм болатын 4 x M3 бұранда + жаңғақ
• 4 x Өлшемі 1/4 дюйм болатын 2 ағаш бұранда немесе ұқсас ұзындықтағы M1 бұрандалар
• Ұзындығы 1/2 дюйм болатын 21 x 8-32 бұрандалар
• 1/4 дюймде 1 x 8-32
• 1 x 8-32 Ұзындығы 2,5 дюймдік бұранда және қосымша гайка
• 24 x 8-32 жаңғақтар
• 4 x Резеңке табан

Қосымша:

• Solar Cell (6V 200mA - біз қолданатын нәрсе)
• Жарықдиодты вольт өлшегіш
• Екеуін біріктіретін сым

Бұл бөліктердің көпшілігін табу өте оңай. Егер сіз өзіңіздің жеке ПХД жасағыңыз келсе, мұны OSHPark.com немесе басқа ПХД қызметтері арқылы жасауға болады. Металл Gear 9G серверлерін олар ұсынатын қосымша ток үшін алғаныңызға көз жеткізіңіз.

Ақырында, біз іс жүзінде бәрін қамтитын жиынтықты жасаймыз және сатамыз. Біз сонымен қатар ағаштан жасалған бөлшектер мен электрониканы ғана сатамыз, себебі бізге опционға сұраныс көп түсті. Біздің жинақтар қазірдің өзінде дәнекерленген, бұл жобаны жасауға қажет барлық бөлшектерді қамтиды және біз тұтынушыларға қолдау көрсетеміз.

Ааааааааа және біз адамдардан көптеген таңқаларлық түсініктемелерді алуды бастамас бұрын, бұл 100% Ашық көзі бар жоба. Біздің нұсқауларды қолдана отырып, өз бетіңізше жасаңыз.

4 -қадам: ПХД дайындау

Егер сіз біздің жинақтарды немесе бөлшектерді қолдансаңыз, екі ПХД сізге дәнекерленген болады.

Егер сіз өз бетіңізше жасағыңыз келсе, біздің PCB файлдарын GitHub Repo -дан таба аласыз, содан кейін кейбір ПХД жасау үшін OSHPark сияқты қызметті қолдана аласыз. Тақталарды толтыру үшін сізге 10 000 Ом резисторлары, түйреуіштер мен жарық анықтайтын резисторлар қажет болады.

Жалпы, бұл тесіктерді дәнекерлеу арқылы өте оңай. Соңында тиісті ұшы бар дәнекерлеуішті қолданғаныңызға сенімді болыңыз.

Қалқанды дәнекерлеу: Серво мен сенсордың түйіспелі бастарын жоғары қаратып, Arduino қосқыш түйінінің бастарын төмен қаратып дәнекерлеңіз.

Датчикті дәнекерлеу: Жарықты анықтайтын резисторлар жоғары қаратып, түйреуіштер төмен қарайды.

Бізде Arduino Nano қолданылатын ПХД бар, бірақ ол тексерілмеген. Егер біреу осының бірін жасаса, біз оны іс жүзінде көргіміз келеді!

5 -қадам: ағаш бөлшектерді дайындау

Бізде шеберханада лазерлік кескіш пен CNC маршрутизаторы бар, бұл бізге бөлшектерді кесуді жеңілдетеді. Көптеген адамдар өздерінің жергілікті Maker Space, University немесе Library кітапханасынан машинаны іздеуі қажет болады. Кез келген жұмыс үстеліндегі лазерлік кескіш немесе CNC маршрутизаторы біз қолданатын 1/8 және 1/4 дюймдік ағашты өңдей алады. Бізде бірнеше студенттік топтар бұл жобаны қолмен көбік тақтасы немесе картонмен сәтті құрды.

Біз қолдануға кеңес бермейтін бір нәрсе - акрил. Бұл өте ауыр және тығыз, бұл екі Сервоны жеңе алады.

Векторлық сызықтары бар PDF файлдарын біздің GitHub Repo -да оңай табуға болады. Оларды өзіңіз қалаған лазерлік кескіш бағдарламалық жасақтамаға, бояу экранына немесе басқа сурет салу бағдарламасына салыңыз. Біздің файлдарда CUT және ETCHING жолдары бар екенін ескеріңіз.

Егер сіз бұл жобаны жеңілдеткіңіз келсе, күн батареяларының платформасын басқаратын Y Servo жүйесін жоюға тырысыңыз, содан кейін Y осін қолмен реттеңіз. Бұл оны бір осьті бақылаушыға айналдырады.

Бізде ағаштан жасалған бөлшектерді лазермен кесуге сұраныс көп. Біз оларды веб -сайтта опция ретінде сатамыз және барлық сәйкес бұрандаларды жіберуді ұмытпаңыз.

6 -қадам: X Servo, Legs және Base бекітіңіз

Ескерту: Бұл жобаны біріктірудің көптеген әдістері бар және оны құру тәртібі маңызды емес. Егер сіз желілік өнер стилінің кейбір бағыттарын көргіңіз келсе, оны біздің веб -сайттағы нұсқаулар арқылы жасауға болады.

Құру кезінде бірінші қадам - айналма сервоприводына сервоприводтардың біреуін бекіту.

Сервомен бірге келетін бұрандаларды қолданып, оны ағаш бөліктің түбіне бекітіңіз. Бұл жағы жоқ.

Содан кейін төрт аяқты бір 8-32 бұрандалармен және жаңғақтармен бекітіңіз. Оларды әбден бұрмаламаңыз, бос орын қалдырыңыз.

Ақырында, төрт аяқты тағы да 8-32 бұрандалар мен жаңғақтармен бірге ағаштан жасалған үлкен ағаш негізге қосыңыз. Олар қауіпсіз болғаннан кейін, шеңбердің өзегі бар басқа төрт бұранданы бекітіңіз.

Бұрандалар үстеліңізді сызатпауы үшін, бұл сіздің Project Base ағаш бөлігінің түбіне резеңке табандар қоюдың жақсы уақыты болар еді.

7 -қадам: Y сервисін бекітіп, ортаны құрыңыз

Жоғарыда келтірілген диаграмманы пайдаланып орталық бөліктерді құрыңыз.

Сервоны онымен бірге келген бұрандалармен бекітіңіз. Ағаш бөліктің қай жағын қолданғаныңыз маңызды емес, тек қана серво корпусы ішке бағытталған.

Әрі қарай, ұзын төртбұрыштың екі бөлігін және ұзын бұрандалы бағыттауыштың екі бөлігін еркін қосыңыз.

8 -қадам: Серво мүйіздерін бекітіңіз

Ескерту: Бұл құрылыстың ең тітіркендіргіш бөлігі. Егер сіз серво мүйізін сындырсаңыз, уайымдамаңыз, сізде қосымша себеп бар.

Сервомен бірге келетін X пішінді Servo Horns -дің бірін орталық шеңбердің үлкен бөлігіне бекітіңіз. Сіз оны астыңғы жағына бұрап алатын боласыз, ол жағы жазылмаған. Ол үшін №2 ағаш бұрандалардың екеуін қолданыңыз.

Үшбұрышты екі қанаттың бірімен басқа серво мүйізін қолданып дәл осылай жасаңыз.

9 -қадам: Connect Center мен Base, Home X Servo

Жаңа ғана мүйіз бекітілген орталық шеңберді жалғаңыз және оны Y Servo Center бөлшектерімен бұрыннан қосыңыз. Бөліктерді жалғап, оларды ұстап тұру үшін 8-32 төрт бұранда мен гайканы қолданыңыз.

Содан кейін, оны қосылу нүктесі ретінде Серво мүйізін пайдаланып, базаға қойыңыз. Оны әлі орнына қоймаңыз.

X Servo қондырғысы

Сервоға енді қосылған серво мүйізін қолданып, серводы сағат тілінің бағытымен бұраңыз. (Сонымен қатар, сол жақ серво мүйізінің бірін қолдана аласыз.)

Орталықты алыңыз және оны сағат тіліне қарсы ең алыс болатын жерге қойыңыз. Жобалық базаның бұрышын сілтеме нүктесі ретінде пайдаланыңыз.

Соңында мүйізді сервоға бұрау үшін сервомен бірге келген өте кішкентай бұранданы қолданыңыз. Мүмкіндігінше магниттік ұшы бар бұрағыштың болуына көмектеседі.

10 -қадам: Бетті, үйге Y сервосын жасаңыз және бәрін қосыңыз

Алдымен, сенсорлық ПХД-ны бет тақтасына жарты дюймдік (немесе 1/4 дюймдік) 8-32 гайка мен бұранда көмегімен бұраңыз. Содан кейін 8-32 бұрандаларды қолдана отырып, екі бөлгішті бекітіңіз.

Содан кейін үшбұрышты екі қанатты бет тақтасына бұраңыз.

Серво мүйізі бар қанаттың Y осі сервисі орналасқан жерге сәйкес келетініне көз жеткізіңіз.

Сервоға қоныс аудару

Біз мұнда дәл осылай істейміз. Серво мүйізін қолдана отырып, Серваны сағат тілінің бағытымен бұраңыз.

Содан кейін бүкіл тақтайшаны тігінен болатындай етіп бекітіңіз, бірақ ол басқа ағаш бөлшектерге соғылмайды.

Барлығын байланыстыру

2,5 дюймдік бұранда үлкен пластикалық тесік арқылы бет тақтасының бір жағын орталықпен байланыстырады.

Содан кейін мүйізді Y осьтік сервисіне бұрау үшін басқа өте кішкентай серво бұрандасын қолданыңыз.

11 -қадам: Arduino мен Connect Wires жалғаңыз

Ақырында, біз M3 бұрандалары мен жаңғақтарын пайдаланып Arduino -ны негізгі табаққа бұрауымыз керек. Біз әдетте тек екі бұранданы қолданамыз, бірақ төртеуіне тесік қосамыз. Содан кейін Қалқанды Arduino -ға бекітіңіз.

Серверлерді қалқанға қосыңыз. Горизонтальды сервисті X осіне, ал вертикальды - осьтік қосылымға қосуды ұмытпаңыз.

Сенсорлық ПХД мен Қалқан арасындағы бес қосылысты сәйкестендіріңіз, олардың екеуі де белгіленген. Барлық төрт сымды қосыңыз.

Ескерту: Егер сізде қиындықтар туындаса, бұл дұрыс емес нәрсені қосқаныңызға байланысты болады. Егер күмән туындаса, сенсор сымдарын екі рет тексеріңіз және сервоприводтардың дұрыс жерде екенін тексеріңіз.

12 -қадам: кодты жүктеңіз

Біздің код өте қарапайым. Ол жарық анықтайтын төрт резистордың әрқайсысына түсетін жарықты салыстырады және оларды біркелкі етуге тырысады. Бұл сондай -ақ жұмыс жасаудың өте тиімсіз әдісі және бұл үлкен жобаларға сәйкес келмейді. Бұл кодтың ең үлкен артықшылығы - қараудың қызықты болуы. Трекер фонарьды оңай басқарады. Ең үлкен минус - бұл дәл емес және егер сіз күндіз күн астында қалсаңыз, ол жиі қозғалмайды. Сіз кодты сезімтал ету үшін түзете аласыз, бірақ бұл көптеген сынақтар мен қателіктер.

Егер сіз өзіңіздің жеке кодты жазғыңыз келсе немесе басқа нәрсені көргіңіз келсе, керемет! Түсініктемелерде оған сілтемені бөлісуді ұмытпаңыз.

Ресми Arduino бағдарламалық жасақтамасының көмегімен бұл кодты Arduino -ға жүктеңіз.

Егер сіздің сервоприводтар мен сенсорлар қосылған болса, сіз оның «Үй» күйіне ауысқанын көресіз, бір секундқа кідіріп, қайтадан жылжытыңыз.

13 -қадам: Жалпы сұрақтар мен жауаптар

Адамдар бізбен хабарласатын жалпы мәселелер.

Q1) Ол күн астында және жұмыс істемейді! Қандай сұмдық

A1) Ол USB қуат көзіне қосылған ба? Трекер өздігінен жұмыс жасамайды және толығымен Arduino -ға кіретін USB кабелінен басқарылады.

2 -сұрақ) Басы басқа бөліктерге немесе денеге қатты ұрылады

A2) Серваларды қайтадан «үйге» қою керек. Біз Servo шектеулерін беруіміз керек. (Мұны кодта да жасауға болады)

Q3) Бұл өте қозғалмайды, мен оны қалай өзгертемін?

A3) Жарық шамы төмен бөлмеде фонарь қолданып көріңіз. Сыртта күн сәулесі түскенде оны басып қалуға болады.

Q4) Менің Arduino жүктемейді. Мен не істеп жатырмын?

A4) Arduino драйверлерінің орнатылғанына көз жеткізіңіз, тақталар тізімінен Arduino Uno таңдағаныңызға және байланыс портын дұрыс таңдағаныңызға көз жеткізіңіз.

4 -сұрақ) Бұл - толық үзіліс! Жиынтық үшін сонша ақы алуға қалай батыл болдыңыз! Балалар сендер сорасыңдар

A4) Сұрақ болмаса да, түсінікті түсініктеме үшін рахмет, сіз YouTube -тен осында келдіңіз бе? Иә, біз жинақ нұсқасы үшін ақша аламыз, бірақ біз сізге барлық қажетті компоненттерді береміз және сізге нақты, тірі, тұтынушыларға қолдау көрсетеміз. Егер сіз оны бізден сатып алғыңыз келмесе, оны ашық бастапқы файлдар мен осы нұсқаулық бойынша өзіңіз жасаңыз.

14 -қадам: әшекейлер

Біз бұл жобаның Kit нұсқасын жасаған кезде бізде 6В 200мА күн батареясы, сондай -ақ арзан жарықдиодты вольт өлшегіш бар. Бұл кішкентай күн батареясы көп нәрсе істемейді, бірақ сіз бұл туралы кейбір мәліметтерді ала аласыз.

Біз әдетте күн батареясын бетке велкро немесе көбік таспасы арқылы бекітеміз. Есіңізде болсын, егер сіз бұл жобаға алып күн панелін техникалық түрде қоса алатын болсаңыз да, сіз оны бірден қиратасыз. Күн батареясының тым үлкен болуы сервоға қосымша күш береді. (Үлкен трекерлер редукторлы моторды қолданғысы келеді.)

Біздің лазерлік кесілген файлдарымызда сіз 8-32 бұранданы қолдана отырып, негізге бекітілетін жарық диодты вольт өлшегішінің қарапайым ұстаушысын таба аласыз. Біз вольт өлшегішті күн батареясына қосу үшін сым жаңғақтарды қолданамыз. Вольтметрдің бұл түрлері олардың көзінен, бұл жағдайда күн батареясынан қуат алады. Қара сым теріске, қызыл және ақ сым оңға.

15 -қадам: ләззат алыңыз

Біз бұл жаңарту көптеген адамдарға көмектеседі және одан да көп адамдарды жұмыс үстеліндегі күн трекерін құруға қызығушылық тудырады деп үміттенеміз. Егер сізде сұрақтар, түсініктемелер немесе өзіңіздің жеке пікіріңіз болса, төменде пікір қалдырыңыз. Біз адамдардың қандай қызықты нұсқаларын ойлап табуды жақсы көреміз.

Егер сіз біздің бөлшектерге немесе жабдықтарға қызығушылық танытсаңыз, оларды BrownDogGadgets.com сайтынан алыңыз. Біз бірнеше рет айтқанымыздай, бұл Ашық көзі бар жоба, сондықтан сіз өз бөлшектеріңіз бен жабдықтарыңызды қалағаныңызша қолдана аласыз.