E-Switch: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Este instrutível foi criado em cumprimento ao requisito do projeto do Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com).

O e-Switch é um dispositivo que usa um Arduino Uno, um receptor IR e um sensor de proximidade HCSR04 para controlar um servo motor conectado a um interruptor de luz. Este produto foi criado para economizar energia e adicionar facilidade de acesso por meio de recursos de controle remoto. O produto difere dos existentes por estar pronto para instalar, bastando ser aparafusado sobre um interruptor de luz existente, sem necessidade de montagem ou fiação adicional. Os materiais necessários estão listados abaixo:

• Arduino Uno
• Sensor de proximidade HCSR04
• Receptor IR + Remoto
• Servo motor SG90
• Impressora 3D + filamento PLA
• Fios
• Prancha de pão pequena
• Velcro
• Fita isolante

Etapa 1: Fiação

Para este circuito existem 3 componentes externos, o servo, sensor de proximidade e receptor IR. Todos os componentes devem ser conectados em paralelo usando o mesmo aterramento e alimentação VCC.

Receptor IR: O receptor IR tem 3 pinos, o esquerdo é o pino de sinal, que é conectado ao pino digital 2. O pino do meio é o pino de aterramento e o último pino é o pino de tensão que requer + 5V

Sensor de proximidade HCSR04: O sensor de proximidade tem 4 pinos, da esquerda para a direita são VCC (+ 5V), Trig (pino 4), Eco (pino 3) e terra

Servo Motor SG90: O servo tem 3 conexões, vermelho é VCC (+ 5V), marrom é terra e amarelo é sinal (pino 5)

Etapa 2: Código

* O código foi carregado como um arquivo.rar, deve ser descompactado *

O código do Arduino usa o HCSR04 e o receptor IR como entradas, enquanto o servo motor é a única saída. Uma variável apelidada de "estado" é usada para registrar a posição atual dos servo motores. 0 corresponde ao servo estar na posição desligado, 1 é indicativo da posição ligado.

No loop, a primeira etapa é atualizar a última distância registrada do sensor de proximidade (lastValue), a próxima é registrar a distância atual (distância) e, em seguida, esses valores são comparados. Se o últimoValor for maior que a distância atual, então uma mão está se aproximando, e o servo irá virar 90 graus para baixo, desligando as luzes, dado que o estado atual é 1. Do contrário, se o últimoValor for menor que a distância, uma mão é retraindo, e o servo irá girar 90 graus para cima, acendendo as luzes, visto que o estado atual é 0. Se nenhuma dessas condições for atendida, o receptor IR verifica os sinais e os decodifica, produzindo "resultados". Dependendo do resultado, o receptor IR aumentará ou diminuirá. O código 0xFFE01F corresponde ao botão mais dos controles remotos IR, e se recebido irá girar o servo para cima para ligar a luz, visto que o estado atual é 0. O código 0xFFA857 corresponde ao botão menos dos controles remotos IR, e se recebido irá girar o servo para baixo para desligar a luz, dado que o estado atual é 1. Se nenhum sinal for recebido, o código faz um loop e continua a busca (irrecv.resume).

Etapa 3: componentes impressos em 3D

Para este projeto, dois componentes tiveram que ser projetados e impressos, um suporte de interruptor de luz para o servo e um invólucro para todos os componentes, que pudesse caber prontamente sobre interruptores existentes.

• Suporte do Interruptor de Luz: Esta peça foi projetada para segurar um interruptor de luz entre seus pinos, também foi projetada para se conectar a um servo motor, e possui um orifício para tal.
• A caixa possui 4 compartimentos: um para o sensor de proximidade, que fica na base frontal da caixa, com uma abertura retangular. Diretamente acima dele está um compartimento para o Arduino e o receptor IR, ele possui orifícios embutidos que levam aos outros compartimentos (para fiação), bem como orifícios para parafusos. A parte traseira da caixa é escavada. A grande área contendo dois pinos é o servo motor e o compartimento da placa de ensaio, os pinos são espaçados e dimensionados para a montagem do servo motor. O compartimento menor é o último e está equipado para uma bateria de 9V.

Etapa 4: Montagem

1. Conecte os fios aos pinos do HCSR04 e, em seguida, coloque o sensor em seu compartimento, conforme ilustrado. Passe os fios pelas aberturas e para o compartimento do servo motor.
2. Conecte os fios aos pinos do receptor IR e, em seguida, prenda o receptor ao painel frontal interno do compartimento do Arduino usando fita isolante, garantindo que a cabeça do receptor esteja projetada para fora da lateral, para evitar problemas de comunicação. Coloque o mais próximo possível do topo da caixa. Passe os fios até o compartimento do servo motor.
3. Passe o cabo do conector da bateria pelo orifício mais longo da caixa, perto da abertura principal. Certifique-se de que ambas as partes do conector estão no lado apropriado (conector do Arduino para o compartimento do Arduino, conector da bateria para o compartimento da bateria).
4. Usando um servo parafuso, conecte o suporte do interruptor de luz impresso em 3D ao servo motor conforme ilustrado. Em seguida, monte o servo motor usando os pinos, com os fios apontando para cima.
5. Use Velcro para instalar a placa de ensaio.
6. Antes de colocar o Arduino em seu invólucro, conecte todos os componentes à placa de ensaio e, em seguida, aos pinos apropriados do Arduino. Todos os componentes devem ter sua alimentação fornecida em paralelo. Ao terminar, coloque o Arduino em seu compartimento, com a porta da bateria de 9 V voltada para fora.
7. Coloque a bateria de 9 V em sua caixa e conecte ao Arduino.

Etapa 5: Uso

Para usar o dispositivo, pode-se levar a mão em direção ao dispositivo para desligar as luzes ou afastar-se do dispositivo para acender as luzes. Pressionar o botão mais do controle remoto IR acenderá as luzes e pressionar menos apagará as luzes.