Lixeira automática: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Oi amigos!

Se você assiste meu canal há muito tempo, provavelmente se lembra de um projeto sobre uma lixeira com tampa automática. Este projeto foi um dos primeiros em Arduino, pode-se dizer minha estreia. Mas tinha uma grande desvantagem: o sistema consumia mais de 20 miliamperes, o que tornava impossível trabalhar de forma autônoma com baterias. E hoje, com novos conhecimentos e dezenas de projetos atrás de mim, irei corrigir esse problema.

Etapa 1: Componentes

Para criar isso, precisamos de um balde com uma abertura de tampa nas dobradiças. Isso era comprado em produtos domésticos e chamado de balde para sabão em pó. Como placa do Arduino tirei o modelo Nano. O servo drive é desejável com um redutor de metal. Em seguida - um sensor de distância ultrassônico e um compartimento de bateria para baterias de 3 dedos. Para uma beleza, vamos pegar esta elegante caixa de plástico.

• Arduino NANO
• Sensor de alcance
• Servo
• Suporte de bateria
• Box
• MOSFET Altamente recomendado usar capacitor eletrolítico 10V 470-1000 uF
• Resistor 100 Ohm
• Resistor 10 kOhm

Etapa 2: Hardware

Primeiro, nos livramos do excesso de plástico na capa. É uma trava e a alça. O sensor de distância encaixa perfeitamente na caixa, apenas os pinos de conexão ficam salientes. Vamos removê-los. Primeiro, vamos cortar o plástico dos pinos. No servoconversor, estendemos os fios, pois eles devem alcançar a frente da lixeira. E estamos conectando tudo de acordo com este circuito simples. O sensor será alimentado por um dos pinos do Arduino, para não soldar uma pilha de fios ao pino de alimentação, pois o servo já está conectado ali.

Agora colocamos tudo na caixa. Primeiro faremos orifícios para o sensor. Marquei os centros com uma faca. Primeiro fiz o furo com uma broca comum para a precisão do centro e depois aumentei com uma broca escalonada. Encha tudo com cola quente. O compartimento da bateria é colado com uma fita adesiva dupla-face e o fio do servo driver sairá pelo orifício lateral.

Etapa 3: Servo e montagem em caixa

Agora limpe com lixa lateral servo e a tampa do compartimento neste local. Nós os colamos com a cola instantânea usual. Além disso, podemos reforçá-lo com as braçadeiras. Além disso, você precisa fazer a ranhura sob os fios, para que eles não fiquem presos com força. Claro, o servo drive deve entrar no balde e não se agarrar a nada. Fios estavam presos ao longo da borda do balde com cola quente.

A própria caixa é fixada ao balde com parafusos e porcas. É necessário fixá-lo para que o feixe do sensor não pegue a tampa do cesto. Para isso, você pode colocar algumas porcas sob os parafusos superiores.

Etapa 4: Mecanismo

Primeiro eu fiz com um pedaço de sorvete. Mas era muito grosso e não permitia que a tampa fechasse livremente. Então fiz a mesma coisa com o pedaço de jarro de metal de uma comida enlatada. Na parte superior a haste do servo driver é fixada com um clipe de papel. E essa peça é colada com supercola e refrigerante na tira de metal.

Bem, vamos montá-lo. Com muito cuidado, gire o servo para a posição extrema e fixe o balancim na posição da tampa aberta. Bem, agora nosso balde fecha e abre. Faça com cuidado, pois este produto da China pode quebrar, se funcionar ao contrário. Em princípio, a parte de hardware está pronta, vamos prosseguir com a programação. A princípio, escreveremos um algoritmo simples, sem economia de energia.

Etapa 5: Programação em XOD

Eu uso a linguagem de programação baseada em visual XOD, é baseada em nós. Um nó é um bloco que representa algum dispositivo físico, como um sensor, motor ou relé, ou alguma operação, como adição, comparação ou concatenação de texto. Você pode assistir todo o processo de criação do projeto whis em XOD no meu vídeo sobre a lixeira. Além disso, a primeira foto é um programa XOD simples sem alguma "histerese", e a terceira foto está com ele.

Você pode baixar o projeto de lixeira XOD na página do projeto no GitHub.

Como você já notou, para criar este dispositivo não precisamos do conhecimento de nenhuma linguagem de programação. Tínhamos apenas que pensar a lógica de trabalho corretamente e saber quais nós existem no programa. É uma tarefa para algumas noites de ler a documentação. No xod, vemos claramente quais dados são transmitidos, de onde são transmitidos e de onde vêm. Criar a folha longa do código é a próxima etapa dos fãs do Arduino. Você pode começar aqui com a programação funcional.

Então, funciona! Vamos falar sobre economia de energia.

Etapa 6: Economia de energia. Modificações de hardware

Portanto, temos 3 consumidores de energia, o próprio Arduino, o sensor e o servo drive. Para fazer o Arduino comer menos da bateria, você precisa desligar o LED "pwr", que brilha constantemente quando há energia na placa. Basta cortar a trilha que leva a ele.

Em seguida, há um regulador de tensão na parte de trás da placa, não precisamos dele também, morda seu pino esquerdo. Agora, o Arduino em modo de espera precisa literalmente de algumas dúzias de micro amperes. O sensor pode ser ligado e desligado diretamente por um Arduino.

Mas o servo no modo standby consome muita energia. Assim, usaremos o transistor mosfet como no vídeo sobre o meteorologista eletrônico. Você pode pegar qualquer mosfet desta lista. Também precisa de um resistor de 100 Ohms e 10 kilo Ohm. Vou deixar a lista completa de componentes do projeto na descrição abaixo do vídeo.

O novo circuito será parecido com este, o servo alimentado pelo mosfet. No início do movimento, o servo leva uma grande corrente, então você precisa colocar o capacitor na entrada de energia.

Etapa 7: Programação. IDE Arduino

A lógica do trabalho é a seguinte. Infelizmente, o xod ainda não adicionou modos de energia, então escrevi o firmware classicamente no Arduino IDE, onde regulo o sistema com a biblioteca "LowPower". Acorde, alimente o sensor, pegue a distância e desligue o sensor. Se você precisar abrir e fechar a tampa, conecte a alimentação ao servo, ligue-o e desligue-o novamente.

Você pode baixar o esboço do Arduino IDE na página do projeto GitHub

Etapa 8: Conclusões

Agora, o circuito em modo de espera consome cerca de 0,1 miliamperes e pode funcionar com segurança por um longo tempo com baterias de dedo. Mas vejam qual é o problema: para um funcionamento estável, é necessária uma tensão superior a 3,6 Volts, ou seja, acima de 1,2 Volts por bateria.

A julgar pelo gráfico para uma bateria alcalina, pode-se ver que a bateria descarrega exatamente a metade, ou seja, cerca de 1,1 Ampere hora. São aproximadamente 460 dias de trabalho em modo standby, não é ruim? Mas a bateria vai gastar apenas metade da capacidade, e depois pode ser inserida, por exemplo, no controle remoto da TV. Mas se você usar baterias de lítio, elas trabalharão quase 100% da capacidade, e isso é quase 3 amperes hora, ou seja, 3 vezes mais tempo. As baterias de lítio são mais caras do que as alcalinas, mas acho que vale a pena.

Obrigado pela atenção, e não se esqueça, que existe um vídeo sobre a realização deste projeto!