پایه تلفن کنترل شده آردوینو با لامپ: 14 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

ایده به اندازه کافی ساده بود ؛ یک پایه شارژ تلفن ایجاد کنید که فقط در هنگام شارژ تلفن لامپ را روشن کند. با این حال ، همانطور که اغلب اتفاق می افتد ، چیزهایی که در ابتدا ساده به نظر می رسند ، ممکن است در اجرای آنها کمی پیچیده تر شوند. این داستان نحوه ایجاد یک پایه شارژ تلفن دوگانه است که وظیفه ساده من را انجام می دهد.

مرحله 1: آنچه من استفاده کردم

این به هیچ وجه یک لیست جامع از همه چیزهایی نیست که من استفاده کردم ، اما من می خواستم یک ایده کلی از اجزای اصلی مورد استفاده خود ارائه دهم. پیوندهای آمازون را برای اکثر این اجزا قرار داده ام. (توجه داشته باشید که اگر از این پیوندها استفاده می کنید ، کمی از آمازون دریافت می کنم. با تشکر!)

آردوینو Uno: https://amzn.to/2c2onfeAdafruit 5V DC سنسور جریان (x2): https://amzn.to/2citA0S2-Channel حالت جامد رله: https://amzn.to/2cmKfkA 4 پورت USB جعبه: https://amzn.to/2cmKfkA 1 'Panel Mount USB Cable (x2): https://amzn.to/2cmKfkA 6 AB USB Cable:

من همچنین از لوازم زیر که در فروشگاه سخت افزار خریداری کردم استفاده کردم: 4 جعبه پلاستیکی 4 x 4 اینچ پلاستیکی (x2) لامپ 40W ادیسون (x2) سوکت لامپ براکت چراغ لوله لوله آهنی مشکی (3/8 اینچ) اتصالات لوله برنجی 3 'آجیل Extension CordWire

مرحله 2: آزمایش ، طراحی و سیم کشی

به منظور تعیین زمان شارژ تلفن ، جریان جاری به تلفن باید به طور مداوم کنترل شود. اگرچه مطمئن هستم که طراحی مدارهایی وجود دارد که می توانند جریان را اندازه گیری کرده و رله را بر اساس سطح فعلی کنترل کنند ، اما من به هیچ وجه متخصص برق نیستم و نمی خواستم با ساخت یک مدار سفارشی مقابله کنم. با تجربه ، می دانستم که می توان از یک میکروکنترلر کوچک (آردوینو) برای اندازه گیری جریان و سپس کنترل یک رله برای روشن و خاموش کردن چراغ ها استفاده کرد. پس از یافتن یک سنسور کوچک جریان DC توسط Adafruit ، من آزمایش اتصال آن را به کابل USB برای اندازه گیری جریان عبوری از آن هنگام شارژ تلفن انجام دادم. یک کابل USB 2.0 معمولی دارای 4 سیم سفید ، مشکی ، سبز و قرمز است. از آنجا که سیم های سیاه و قرمز قدرت را از طریق کابل منتقل می کنند ، می توان از یکی از این موارد برای اندازه گیری جریان استفاده کرد - من از سیم های قرمز استفاده کردم. یک سنسور جریان معمولی باید داخل خط جریان قرار گیرد (جریان باید از طریق سنسور عبور کند) و سنسور Adafruit نیز از این قاعده مستثنی نیست. سیم قرمز با دو سر بریده شده به دو پایانه پیچ روی سنسور فعلی متصل شد. سنسور Adafruit به یک آردوینو متصل بود و من چند کد ساده برای گزارش جریان جاری از طریق سنسور نوشتم. این آزمایش ساده به من نشان داد که یک تلفن شارژ بین 100 تا 400 میلی آمپر شارژ می کند. پس از شارژ کامل تلفن ، جریان فعلی به زیر 100 میلی آمپر می رسد ، اما به 0 نمی رسد.

با آزمایش خود که با موفقیت نشان داد می توانم جریان را با آردوینو اندازه گیری کنم ، مدار بالا را طراحی کردم. دو کابل USB اضافی با پنل 1 اینچی به جعبه شارژ 4 پورت متصل می شوند. کابل های شارژ تلفن به این کابل های فرعی متصل می شوند و این سیستم را قادر می سازد تا هر نوع کابل شارژ USB را در خود جای دهد - و امیدوارم آن را "اثبات تلفن آینده" کند. سیمهای قرمز کابلهای فرمت بریده شده و به سنسورهای فعلی متصل می شوند. سنسورهای فعلی اطلاعاتی را به آردوینو ارائه می دهند که به نوبه خود یک رله حالت جامد دو کانالی را کنترل می کند. از رله برای تغییر توان 110 ولت به لامپ استفاده می شود. برق کابل USB و لامپ ها را می توان به هم وصل کرد و به سیستم اجازه می دهد از یک پریز واحد استفاده کند. من به خصوص نحوه تامین برق آردوینو توسط یکی از پورت های USB اضافی موجود در جعبه شارژ را دوست دارم.

مرحله 3: اتصال تلفن

پایه تلفن از لوله سیاه 3/8 اینچی ساخته شده است. من از دو آرنج زن و مرد ، یک T ، یک قسمت کوتاه که کاملاً پیچ خورده بود و یک فلنج گرد استفاده کردم. برای قطعات برنجی بالای بارانداز ، من برش یک لوله برنجی 1 1/2 اینچی به نصف و از یک نصف برای هر قسمت استفاده کنید. یک سوراخ کوچک در T حفر شد که به اندازه کافی بزرگ بود تا انتهای کابل های روشنایی را در خود جای دهد. کابل ها از طریق آرنج کار شده و JB در لوله های برنجی جوش داده شده است. این کار بسیار سخت تر از آن چیزی است که به نظر می رسد زیرا آرنج ها آنقدر بزرگ نبودند که داخل کابل روشنایی را در انتها قرار دهند. من در نهایت با آرنج ها داخل آرنج ها را جور کردم تا جا بیفتد.

اگر مجبور شدم دوباره این داک را بسازم ، از تلفن بیشتر پشتیبانی می کنم. همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید ، اگر تلفن هنگامی که روی داک قرار دارد اصلاً فشار داده شود ، انتهای کابل برق به راحتی خم می شود. برای من عجیب است که اپل در واقع داک را با پیکربندی مشابه پشتیبانی نمی کند.

مرحله 4: لامپ ها

من می خواستم لامپ ها دارای ظاهر صنعتی مشابه با اسکله باشند. برای اولین لامپ ، من از یک سوکت لامپ معمولی در بالای فلنج لوله 3/8 اینچی استفاده کردم. برخی از لوله های برنجی کوچک پایه را به سوکت متصل می کنند و تأکید برنج را بر روی حوض تکمیل می کنند. لامپ ادیسون 40 وات واقعاً ستاره است از این لامپ. من می خواستم از لامپ های ادیسون استفاده کنم زیرا کاملاً با طراحی این اسکله مطابقت دارند و به شما امکان می دهند یک لامپ زیبا با لامپ روشن ایجاد کنید.

در حالی که در Lowe's من یک براکت چراغ راه را در مورد فاصله دیدم که به نظرم جالب بود. من براکت را وارونه کردم و یک فلنج لوله برای ایجاد پایه اضافه کردم. سوکت در پایه چراغ پیست به آن وصل نشده بود زیرا طراحی شده بود که توسط یک لامپ مسطح در جای خود نگه داشته شود. از آنجا که از لامپ ادیسون استفاده می کردم ، یک براکت آلومینیومی کوچک ساختم تا سوکت را در داخل محفظه دایره ای براکت چراغ پیست نگه دارد. دستگیره های کوچک برنجی برای تکمیل بقیه سیستم اضافه شد.

پس از اتمام بارانداز و چراغ ها ، به جز قطعات برنجی ، سیاه مات رنگ آمیزی شدند.

مرحله 5: محفظه آردوینو

من از دو محفظه PVC 4 در 4 اینچی برای محفظه آردوینو استفاده کردم. من شکافهای تهویه را به یک طرف و جلد هر محفظه را بریدم. در کنار یک محفظه ، دو سوراخ مستطیلی را برای کابل های USB نصب شده روی پانل بریدم. سوراخ هایی با فاصله 1 1/8 اینچ در مرکز در دو طرف این سوراخ های مستطیلی حفر شده و برای اتصال کابل ها به محفظه استفاده می شود. یک طرف هر دو محفظه بریده می شود تا هر دو جعبه هنگام جعبه یک جعبه واحد ایجاد کنند. یک بلوک چوبی ضخیم 3/4 اینچ برای نگه داشتن جعبه ها در این پیکربندی کنار هم استفاده شد و همچنین یک پایه مناسب برای نشستن آنها است.

مرحله 6: USB Box را وصل کنید

اولین قطعه ای که به محفظه اضافه می شود جعبه شارژ USB 4 پورت است. من به سادگی آن را با نوار دو طرفه در جای خود ثابت کردم.

مرحله 7: Mount Arduino در محوطه

من دوست دارم از اسپیسرهای روکش جعبه برقی برای نصب قطعات الکترونیکی استفاده کنم زیرا آنها از پلاستیک ساخته شده اند و می توانند به گونه ای عمل کنند که به عنوان نگهدارنده یا ایستاده عمل کنند. من آنها را به سادگی با چاقو برش می دهم و سپس پیچ ها را در آنها فشار می دهم. آردوینو در یک جعبه محفظه با پیچ های سر تخت کوچک نصب شده است و فاصله بین صفحه بین آردوینو و جعبه نصب شده است.

هنگامی که آردوینو نصب شد ، یک کابل USB کوتاه (6 اینچی) از نوع AB بین پورت USB آردوینو و نزدیکترین پورت جعبه شارژ متصل شد. این برای سیم بسیار مناسب بود و من در واقع مجبور شدم عقب را برش دهم تکه های پلاستیکی خم کننده که سیم را در انتهای کابل احاطه کرده اند تا جا بیفتد.

مرحله 8: سیم کشی و نصب رله

سیم های لامپ ها از طریق سوراخ های داخل محفظه تغذیه می شدند. یک سیم از هر سیم به خروجی ها (سمت روشن 120V) هر دو کانال رله حالت جامد وصل شد. بخشهای کوتاه (4 ) سیم به پایانه های پیچ باقی مانده مجاور محل اتصال سیمهای لامپ متصل شده است. این سیمها برای تامین برق طرف 120 ولت رله مورد استفاده قرار می گیرند.

در سمت DC رله ، 4 سیم مطابق پیکربندی نشان داده شده متصل شده است. دو سیم ولتاژ + و - DC لازم برای عملکرد رله را تأمین می کند ، در حالی که دو سیم باقی مانده سیگنال های دیجیتالی را حمل می کنند که به کانال ها می گوید که باید روشن یا خاموش شوند.

این 4 سیم سپس به آردوینو وصل شد: سیم قرمز (DC+) به پین 5 ولت متصل است. سیم سیاه (DC-) به پین GND متصل است. سیم قهوه ای (CH1) به دیجیتال متصل است پین خروجی 7 سیم نارنجی (CH2) به پین خروجی دیجیتال 8 متصل است

هنگامی که همه سیم ها به رله متصل شدند ، با استفاده از پیچ های کوچک سر تخت در محفظه نصب شد.

مرحله 9: سیم کشی و نصب سنسورهای کنونی

سیمهای ارتباطی و برق برای دو سنسور فعلی با اتصال دو مجموعه سیم از سنسورها به آردوینو ایجاد شده است. مانند گذشته ، سیم های قرمز و سیاه برای تغذیه سنسورها استفاده می شوند. این سیم ها به پین های Vin (سیم قرمز) و GND (سیم سیاه) آردوینو متصل می شوند. به طور شگفت انگیزی ، حتی سیم های ارتباطی (سیم های SDA و SDL) را می توان به هم متصل کرد. این به این دلیل است که حسگرهای فعلی Adafruit بسته به نحوه لحیم کاری پین های آدرس آنها به یکدیگر ، می توانند آدرس منحصر به فردی داشته باشند. در صورتی که هیچ یک از پین های آدرس به هم چسبانده نشده باشند ، صفحه به عنوان تخته 0x40 خطاب شده است و در کد آردوینو به آن اشاره خواهد شد. با چسباندن پین های آدرس A0 به هم ، همانطور که در نمودار دیده می شود ، آدرس برد 0x41 می شود. اگر فقط پین های آدرس A1 متصل باشند ، صفحه 0x44 خواهد بود ، و اگر هر دو پین A0 و A1 متصل باشند ، آدرس 0x45 خواهد بود. از آنجا که ما فقط از دو سنسور فعلی استفاده می کنیم ، فقط مجبور شدم پین های آدرس را روی صفحه 1 به شکل زیر لحیم کنم.

هنگامی که تخته ها به درستی خطاب شده اند ، با استفاده از پیچ های کوچک برنجی به محفظه وصل شده اند.

سیم های SDA (آبی) و SCL (زرد) از حسگرها به پین های SDA و SCL در آردوینو متصل می شوند. این پین ها روی آردوینو من برچسب گذاری نشده اند ، اما دو پین آخر پس از پین AREF در سمت دیجیتالی برد هستند.

مرحله 10: کابل های USB اضافی را وصل کنید

همانطور که قبلاً ذکر شد ، کابل های USB باید جریان را از طریق سنسورهای فعلی عبور دهند. این امر با اتصال سیمها به سیمهای قرمز کابلها تسهیل شد. هنگامی که کابل های USB در محفظه نصب می شوند ، این سیم ها از اتصالات به سنسورهای فعلی متصل می شوند. برای هر کابل USB ، جریانی که از طریق آن عبور می کند از طریق این سیمها ، از طریق سنسور ، جریان می یابد و سپس برای ادامه از طریق کابل به تلفن شارژ کننده باز می گردد. انتهای نر کابل های USB به دو درگاه باز جعبه شارژ USB متصل شده است.

مرحله 11: برق را وصل کنید

آخرین مرحله در جعبه لوازم الکترونیکی اتصال سیم برق به جعبه USB و لامپ ها (معروف به طرف 120 ولت رله) است. سیمهای مشکی که مستقیماً به لامپها منتهی می شوند به همراه سیم قهوه ای جعبه شارژ به یک سیم سیم برق متصل می شوند. کابل برق جعبه شارژ به سادگی قطع شد و دو سیم داخل آن (سیمهای آبی و قهوه ای) برداشته شد. در نهایت ، دو سیم سفید از رله به سیم دیگر سیم برق متصل می شود و سیم آبی از جعبه شارژ USB.

مرحله 12: سیستم کامل شده

هنگامی که جعبه به طور کامل مونتاژ شد ، قاب های محفظه را می توان تعویض کرد. اکنون که سخت افزار این سیستم کامل شده است ، وقت آن است که به سراغ نرم افزار برویم.

مرحله 13: کد آردوینو

توسعه کد آردوینو نسبتاً ساده بود ، هرچند برای انجام صحیح آن چند آزمایش طول کشید. در ساده ترین شکل ، کد سیگنالی را برای تغذیه کانال رله مناسب ارسال می کند هر زمان که جریان جریان را بیشتر یا مساوی 90mA بخواند. در حالی که این کد ساده نقطه شروع خوبی بود ، تلفن های همراه تا 100 درصد شارژ نمی شوند و سپس در آنجا جریان بسیار کمی را می نشینند. در عوض ، متوجه شدم که هنگامی که تلفن شارژ می شود ، هر چند دقیقه چند صد میلی آمپر برای مدت کوتاهی شارژ می کند. گویی تلفن یک سطل نشتی است که باید هر چند دقیقه یکبار آن را خاموش کنید.

برای حل این مسئله ، من یک استراتژی ایجاد کردم که در آن هر کانال می تواند در یکی از سه حالت باشد. حالت 0 زمانی تعریف می شود که تلفن از داک شارژ خارج شده باشد. در عمل متوجه شدم که هنگام برداشتن تلفن عملاً هیچ جریانی جریان نمی یابد ، اما حد بالای جریان این حالت را روی 10 میلی آمپر تنظیم کردم. حالت 1 وضعیتی است که تلفن در آن به طور کامل شارژ شده است ، اما هنوز روی پایه است. اگر جریان فعلی به کمتر از 90 میلی آمپر برسد و بالای 10 میلی آمپر باشد ، سیستم در حالت 1 قرار دارد. حالت 2 حالت شارژ است ، جایی که تلفن 90 میلی آمپر یا بیشتر می کشد.

هنگامی که تلفن روی داک قرار می گیرد ، حالت 2 شروع می شود و در حین شارژ ادامه می یابد. پس از اتمام شارژ و پایین آمدن جریان از زیر 90 میلی آمپر ، سیستم در حالت 1 قرار دارد. در این مرحله شرطی شرط بندی شد تا سیستم نتواند مستقیماً از حالت 1 به حالت 2 ادامه دهد. این کار سیستم را در حالت 1 نگه می دارد تا زمانی که تلفن به حالت اولیه برسد. حذف می شود ، در این مرحله به حالت 0 وارد می شود. از آنجا که سیستم می تواند از حالت 0 به حالت 2 برسد ، هنگامی که تلفن دوباره روی شارژر قرار می گیرد و جریان از 90 میلی آمپر بالاتر می رود ، حالت 2 دوباره شروع می شود. تنها زمانی که سیستم در حالت 2 قرار دارد ، سیگنال به رله ارسال می شود تا چراغ را روشن کند.

یکی دیگر از مواردی که با آن روبرو شدم این است که گاهی اوقات قبل از شارژ کامل تلفن ، جریان برای مدت کوتاهی به زیر 90 میلی آمپر می رسد. این امر سیستم را قبل از اینکه لازم باشد وارد وضعیت 1 کند. برای رفع این مشکل ، داده های جاری را بیش از 10 ثانیه متوسط می کنم و تنها در صورتی که مقدار جریان فعلی به کمتر از 90 میلی آمپر برسد ، سیستم وارد حالت 1 می شود.

اگر به این کد علاقه مند هستید ، من یک فایل.ino آردوینو با توضیحات بیشتری در آن ضمیمه کرده ام. به طور کلی ، بسیار خوب کار می کند ، اما من متوجه شده ام که گاهی اوقات وقتی تلفن هنوز متصل است و کاملاً شارژ شده است ، سیستم به حالت 0 می رود. این بدان معناست که هر از چند گاهی چراغ برای چند ثانیه روشن می شود (هنگامی که به حالت 2 پیش می رود) و سپس خاموش می شود. من فکر می کنم چیزی برای کار در آینده وجود دارد.

مرحله 14: سیستم تمام شده

من پایه شارژ را روی قفسه کتاب هایمان نصب کردم و جعبه آردوینو در پشت برخی از کتابها قرار داشت. اگر به سادگی به آن نگاه کنید ، هرگز متوجه کار انجام شده در آن نخواهید شد - و حتی دیدن آن در حال اجرا به هیچ وجه عدالت را نشان نمی دهد. سپس باز هم می بینم که چراغ ها روشن و خاموش می شوند و من حتی به آنها تکیه کرده ام تا ببینم تلفن در حال شارژ است یا خیر.