Papelera automática: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

¡Hola amigos!

Si ha estado viendo mi canal durante mucho tiempo, lo más probable es que recuerde un proyecto sobre un cubo de basura con tapa automática. Este proyecto fue uno de los primeros en Arduino, se puede decir que fue mi debut. Pero tenía un inconveniente muy grande: el sistema consumía más de 20 miliamperios, lo que hacía imposible trabajar de forma autónoma con baterías. Y hoy, con nuevos conocimientos y decenas de proyectos a mis espaldas, corregiré este problema.

Paso 1: componentes

Para crear esto, necesitamos un cubo con una tapa que se abre en las bisagras. Esto se compraba en artículos para el hogar y se llamaba cubo para detergente en polvo. Como placa de Arduino tomé el modelo Nano. El servodrive es deseable con un reductor de metal. A continuación, un sensor de distancia ultrasónico y un compartimento de batería para baterías de 3 dedos. Para una belleza, tomemos este elegante estuche de plástico.

• Arduino NANO
• Sensor de rango
• Servo
• Soporte de batería
• Cuadro
• MOSFET Se recomienda encarecidamente utilizar condensador electrolítico de 10 V 470-1000 uF
• Resistencia 100 ohmios
• Resistencia 10 kOhmios

Paso 2: hardware

Primero nos deshacemos del exceso de plástico en la funda. Es un pestillo y la manija. El sensor de distancia encaja perfectamente en la caja, solo sobresalen los pines de conexión. Los eliminaremos. Primero cortaremos el plástico de los pines. En el servodrive, extendemos los cables ya que deben llegar al frente del contenedor de basura. Y estamos conectando todo de acuerdo con este simple circuito. El sensor se alimentará desde uno de los pines del Arduino, para no soldar un montón de cables al pin de alimentación, porque el servo ya está conectado allí.

Ahora colocamos todo en el estuche. Primero haremos agujeros para el sensor. Marqué los centros con un cuchillo. Primero perforé un agujero con un taladro común para la precisión del centro y luego lo amplié con un taladro escalonado. Rellena todo con pegamento termofusible. El compartimento de la batería está pegado con una cinta adhesiva de doble cara y el cable del servocontrolador saldrá por el orificio lateral.

Paso 3: Montaje en caja y servo

Ahora limpie con papel de lija el lado del servo y la tapa del depósito en este lugar. Los pegamos con pegamento instantáneo habitual. También podemos reforzarlo con las bridas. También debe hacer la ranura debajo de los cables, para que no estén fuertemente sujetos. Por supuesto, el servoaccionamiento debe entrar al cubo y no aferrarse a nada. Los alambres se sujetaban a lo largo del borde del cubo con pegamento caliente.

La caja en sí está sujeta al cubo con tornillos y tuercas. Es necesario arreglarlo para que el haz del sensor no atrape la cubierta de la canasta. Para ello puedes poner un par de tuercas debajo de los tornillos superiores.

Paso 4: mecanismo

Primero lo hice con una barra de helado. Pero era demasiado grueso y no permitía que la tapa se cerrara libremente. Luego hice lo mismo con el trozo de frasco de metal para una comida enlatada. En la parte superior, la varilla del servodriver se fija con un clip. Y esta pieza se pega con superpegamento y soda a la tira de metal.

Bueno, montémoslo. Gire con mucho cuidado el servo hasta la posición extrema y fije el balancín en la posición de la tapa abierta. Bueno, ahora nuestro cubo se cierra y se abre. Hágalo con cuidado, porque este producto de China puede romperse, si se trabaja al contrario. En principio, la parte de hardware está lista, pasemos a la programación. Al principio, escribiremos un algoritmo simple, sin ahorro de energía.

Paso 5: Programación en XOD

Yo uso el lenguaje de programación basado en visual XOD, se basa en nodos. Un nodo es un bloque que representa algún dispositivo físico como un sensor, motor o relé, o alguna operación como suma, comparación o concatenación de texto. Puedes ver todo el proceso de creación de un proyecto en XOD en mi video sobre la papelera. Además, la primera foto es un programa XOD simple sin alguna "histéresis", y la tercera foto está con él.

Puede descargar el proyecto de la papelera de XOD en la página del proyecto en GitHub.

Como ya habrás notado, para crear este dispositivo no necesitábamos conocimientos de ningún lenguaje de programación. Solo teníamos que pensar en la lógica del trabajo correctamente y saber qué nodos existen en el programa. Es una tarea para un par de tardes leer la documentación. En xod, vemos claramente qué datos se transmiten, de dónde se transmiten y de dónde vienen. Crear la hoja larga del código es el siguiente paso de los fanáticos de Arduino. Puede comenzar desde aquí con la programación funcional.

¡Así que funciona! Hablemos de ahorro energético.

Paso 6: Ahorro de energía. Modificaciones de hardware

Entonces, tenemos 3 consumidores de energía, el propio Arduino, el sensor y el servoaccionamiento. Para que el Arduino consuma menos batería, es necesario apagar el LED "pwr", que se ilumina constantemente cuando hay energía en la placa. Simplemente corte la pista que conduce a él.

A continuación, hay un regulador de voltaje en la parte posterior de la placa, no lo necesitamos también, muerda su pin izquierdo. Ahora Arduino en modo de suspensión necesita literalmente un par de docenas de microamperios. El sensor se puede encender y apagar directamente con un Arduino.

Pero el servo en modo de espera consume mucha energía. De modo que usaremos el transistor mosfet como en el video sobre el pronosticador electrónico del clima. Puede tomar cualquier mosfet de esta lista. También necesita una resistencia de 100 ohmios y 10 kilo ohmios. Dejaré la lista completa de componentes para el proyecto en la descripción debajo del video.

El nuevo circuito se verá así, el servo alimentado a través del mosfet. Al comienzo del movimiento, el servo toma una gran corriente, por lo que debe colocar el capacitor en la entrada de energía.

Paso 7: Programación. IDE de Arduino

La lógica del trabajo es la siguiente. Desafortunadamente, xod aún no ha agregado modos de energía, así que escribí el firmware de manera clásica en Arduino IDE, donde regulo el sistema con la biblioteca "LowPower". Despierta, alimenta el sensor con energía, mide la distancia y apaga el sensor. Si necesita abrir y cerrar la tapa, conecte la energía al servo, enciéndalo y apague la energía nuevamente.

Puede descargar el boceto del IDE de Arduino desde la página del proyecto de GitHub

Paso 8: Conclusiones

Ahora, el circuito en modo de espera consume aproximadamente 0,1 miliamperios y puede funcionar de forma segura durante mucho tiempo con las baterías de los dedos. Pero mire cuál es el problema: para un funcionamiento estable, necesita un voltaje superior a 3,6 voltios, es decir, superior a 1,2 voltios por batería.

A juzgar por el gráfico de una batería alcalina, se puede ver que la batería se descarga exactamente la mitad, es decir, aproximadamente 1,1 amperios hora. Eso es aproximadamente 460 días de trabajo en modo de espera, ¿no está mal? Pero la batería gastará solo la mitad de la capacidad y luego se puede insertar, por ejemplo, en el control remoto del televisor. Pero si usa baterías de litio, funcionarán casi al 100% de su capacidad, y esto es casi 3 amperios hora, es decir, 3 veces más. Las baterías de litio son más caras que las alcalinas, pero creo que vale la pena.

¡Gracias por su atención y no olviden que hay un video sobre cómo hacer este proyecto!