Pikap24.ru

Автомобильный журнал
33 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шторы на двигателе своими руками

Как сделать электропривод для карниза

Технология умного дома затрагивает и управление шторами. Карниз с электроприводом – оборудование, позволяющее управлять естественным светом, не вставая с дивана. Но не обязательно тратить деньги и покупать дорогую технику, можно сделать его самостоятельно. Все компоненты продаются в радиомагазинах, поэтому получится сильно сэкономить.

Какую выбрать ткань

Самая лучшая ткань для любых подъемных штор, в том числе и рулонных, это полиэстер. Такой материал имеет специальную пропитку защищающую от воды, пыли и грязи. Полиэстровые шторы не придется полностью снимать и стирать при небольших загрязнениях, достаточно обработки пятен влажной тряпкой. Хотя полиэстер обладает такими положительными качествами, это совсем не значит, что другие ткани не подходят для рулонных штор. Вы можете использовать плотный хлопок, лен, батист и даже мешковину.

Цвет и рисунок на ткани должен соответствовать основной идее интерьера. Горизонтальные полосы расширяют оконный проем, но могут значительно опустить потолки. Яркие цветочные рисунки лучше чтобы были мелкими, ведь крупный наляпистый узор может невыгодно акцентировать внимание на скромном окне. Если комната в дневные часы слишком сильно освещается дневным светом, вы можете повесить рулонные шторы из плотной ткани темных оттенков. Белые и бежевые ткани делают помещение светлым и радостным, и хорошо пропускают солнечные лучи.

Программная часть: Интерфейс

Сам код написан в среде Arduino IDE.

Код находится на стадии доработки и переработке.

Покажу только WEB-интерфейс и расскажу примерно как работает.

Это главная страница

Здесь после калибровки мы можем спокойно из браузера управлять положение штор. Открывать и закрывать наши шторы.

Настройки и калибровка

Этот раздел где мы проводим калибровку нашей шторы. Этим разделом мы воспользуемся только после прошивки.

Страница о нашем проекте где будет ссылка на статью как настроить данную прошивку и как использовать.

Информация об обновлениях.

Приложение для телефона позволяющее управлять шаговым двигателем.

Планировал сделать приложение в mit app inventor, но, к сожалению что-то случилось с данным сервисом и приложение для тестирования перестало работать. Возможно, на данный момент все работает, но на момент, когда я делал проект «управление шаговым двигателем по bluetooth» наблюдалась данная проблема. Поэтому сделал приложение в APP Thunkable, по функционалу они очень похожи и исходные материалы приложений будут работать в обоих сервисах.

Интерфейс приложения достаточно простой. Несколько текстовых полей, кнопок, бегунок и список.

Блоки программы для mit app inventor.

Эта часть программы, отвечающая за подключение по bluetooth.

Управление шаговыми двигателями происходит с помощью данных элементов.

Я сделал процедуру, которая позволяет реже отправлять значения при перемещении бегунка.

Вот такое приложение для телефона, позволяющее управлять шаговым двигателем с помощью блютуз.

Для проекта понадобиться следующая электроника:

  • ARDUINO NANO
  • HC-05 hc-06 Bluetooth
  • Шаговый двигатель 28BYJ-48 С ULN2003

Схема подключения шагового двигателя 28BYJ-48, Bluetooth модель HC-05 к Arduino.

Как видно из схемы к Arduino NANO, подключаем шаговый двигатель 28BYJ-48, Bluetooth модель HC-05. Драйвер шагового двигателя ULN2003 запитать лучше от отдельного блока питания 5-12 В.

Если делать умные рулонные шторы, то желательно добавить в схему конечный выключатель. А лучше геркон или KY-003 модуль датчика Холла. На штору поместить магнит. Что позволит определять границы перемещения полотна.

Код (скетч) управления шаговым двигателем на Arduino через bluetooth.

В коде всего 2 переменные, которые нужно поменять в том случае если вы будете использовать другой шаговый двигатель. Первая переменная устанавливает скорость по умолчанию – это 5 оборотов в минуту. Вторая определяет сколько нужно шаговому двигателю сделать шагов, чтобы совершить 1 оборот вала.

В следующем блоке кода подключаем библиотеку AccelStepper, которую можно скачать внизу статьи в разделе «Файлы для скачивания ».

Затем определяем тип двигателя (точнее тип драйвера шагового двигателя), данное подключение можно использовать с другими драйверами, такими как L293, L298 и пр.

Дальше идут переменные, которые нужны для работы алгоритма.

В блоке setup() определяем параметры скорости и ускорения шагового двигателя.

И инициализируем соединение с Bluetooth модулем и скорость работы. У вашего Bluetooth модуля скорость работы может быть другая.

В основном цикле loop() проверяем, пришли данные или нет. Если данные получили, сохраняем их в переменную val и поднимаем флаг.

После поднятия флага проверяем, какую команду получили. Если ни одна не совпадает, то проверяем, возможно, это число скорости вращения шагового двигателя.

Читать еще:  Датчик неисправности двигателя матиз

Затем переходим к алгоритму управления шаговым двигателем, в котором определяем статус запуска вращения шагового двигателя «flagStart».

После чего, проверяем направление вращения двигателя и устанавливаем скорость вращения с учетом направления.

Следующие 2 строчки заставляют шаговый двигатель сделать один оборот.

И затем мы проверяем, достиг ли шаговый двигатель заданного положения. При достижении нужного положения,обнуляем позицию двигателя это необходимо, чтобы в следующий раз двигатель вращался в нужном направлении и нужное количество оборотов. Или вращался бесконечно, за это отвечает вот это условие.

Такой небольшой код, который можно дополнить и сделать управление рулонными шторами с помощью телефона. А также другие интересные проекты с использованием Arduino и шагового двигателя.

Дополнения к шторам

Все рольшторы работают по одному принципу, но в конструкции могут быть дополнительные элементы, которые предназначены для улучшения функциональности, внешнего вида. Дополнением, отличающимся наибольшей практичностью, являются направляющие или магнитные ленты. Их присутствие в конструкции исключает перекосы, образование щелей.

Комфортность эксплуатации повышает кассета, в которой в нерабочем состоянии спрятан тканевый рулон. Короб защищает его от пыли и повреждений. Кассетная конструкция позволяет закрыть шторой как стекло, так и полностью раму. Чаще данное сооружение устанавливают на стене. Устройство простое, легко делается самостоятельно.

Изготовление привода

Подъемные механизмы для рулонных штор продаются. На вале остается закрепить полотнище. В комплект могут входить кассета, направляющие, утяжелитель, защелки.

Для самостоятельного изготовления привода сначала на стене закрепляют деревянный брусок. Он будет основанием для всей конструкции.

  1. Подбирают деревянную трубу для вала или трубу из нержавейки. Нужны еще 2 подшипника с внутренним диаметром, при котором вал будет входить плотно.
  2. По длине трубы болгаркой делают ровную прорезь для фиксации края ткани.
  3. Вал вставляют в подшипники, укрепляют на брусе.
  4. Закрепляют фиксирующую ленту.

Подъемный механизм можно оборудовать электроприводом. Применяют мотор с редуктором, обеспечивающим не более 15 оборотов в минуту. Мощность двигателя – 12 Вт.

С работой справится электродвигатель от ненужного струйного принтера. Кроме того, аппарат имеет встроенный блок питания. Эти узлы и приспосабливают под электропривод для рольштор.

Направляющие для штор

Это необходимые элементы, фиксирующие полотно и не дающие ему прогибаться. Они продлевают службу материала штор, образуют зазор между стеклом и тканью. Летом воздушная прослойка спасает от перегрева, зимой – от переохлаждения.

Производятся направляющие 2 видов: боковые и П-образные. Ими оснащают также шторы, закрепленные на стене. Это гарантирует, что в доме не будет сквозняков. Если использовать светонепроницаемое полотно, затемнение будет полным.

Корпус контроллера

Корпус для устройства был спроектирован в программном комплексе Autodesk Fusion 360 и распечатан на 3D принтере из ABS пластика. Точность печати меня не устроила, поэтому детали корпуса были зашпатлеваны, отшлифованы, загрунтованы и окрашены акриловой краской из баллончика, это скрыло все изъяны 3D печати. После чего была изготовлена силиконовая форма и корпуса были отлиты из жидкого полиуретана. Про изготовление корпусов методом литья жидкого полиуретана в силиконовые формы постараюсь описать отдельной статьей.

Корпус спроектировал в программе Autodesk Fusion 360

Доработка механизма рулонной шторы

  • Внешний вид механизма рулонной шторы. Нам необходимо обрезать козырек над шестерней цепочки
  • Нажимаем плоскогубцами защелку
  • Снимаем верхнюю втулку
  • Выступ во втулке служит механизмом стопора, при попытке размотать штору за полотно, выступ упирается в пружины и тем самым сжимает их на валу не позволяя втулке вращаться.
  • Полностью разобранный механизм
  • Сначала откусываем козырек бокорезами
  • Зажимаем в патрон шуруповерта
  • На крупнозернистой наждачной бумаге немного стачиваем край по окружности до нужного диаметра
  • Должно получиться примерно вот так
  • Примеряем, проворачиваем вал и смотри чтобы ничего не задевало и не подклинивало
  • Собираем все в обратной последовательности
  • Идеально

Электроприводы рулонных штор с WiFi своими руками.

С чего все начиналось.

Еще с детства я мечтал об электрических шторах. Как было бы хорошо плавно и естественно просыпаться под утренние лучи солнца! Тогда еще у меня были обычные шторы. Электропривод для них был вполне реализуем, об этом я узнал в Сети. Интернет тогда только начал проникать в наши дома. Но единственной преградой были карнизы для штор. Они были металлическими и крючки в них немного застревали. Требовалась замена карнизов, а на это я тогда не был готов.

Читать еще:  Что такое тип блокировки двигателя

Прошло много времени…
Я переехал и начал снимать бюджетную квартиру. Там на окнах были горизонтальные жалюзи. На них-то я впервые и установил электроприводы. Это было замечательно! Утром ко времени подъема жалюзи открывались, комната освещалась утренними лучами солнца и мы просыпались легко и непринужденно.

Реализованы приводы были довольно своеобразно: из DVD плееров с разборки я достал моторы с редукторами, удалил лишнее и установил в два небольших пластиковых корпуса. Эти моторы были установлены на нижних частях двух окон и вращали трости жалюзи. Требовалось четыре оборота трости для открытия или закрытия. Для управления я собрал небольшой контроллер. Он представлял собой ATmega8 с дисплеем. Имелось два «будильника» на открытие и закрытие, а количество оборотов трости задавались задержкой «delay_ms». В добавок можно было вручную открыть или закрыть жалюзи, имелись автоматический и ручной режимы.

Единственным минусом как раз было управление при помощи задержки, а не счетом количества оборотов. Была разная нагрузка на двигатели при закрытии и открытии, т.е. жалюзи быстрее закрывались, чем открывались и через неделю-две систему приходилось подстраивать.

Планирование.

Прошло еще несколько лет.
Я снова переехал, в этот раз уже в свою квартиру. Познав все прелести электро окон я не хотел от них отказываться и еще на этапе ремонта проложил гофру под кабель. Какие приводы будут установлены, я еще не знал.
На Алиэкспресс есть моторы для рулонных штор. Для моей комнаты понадобилось бы три мотора и пульт. Да и шторы просто так не купить — нужно собирать самому. Все это выливалось в кругленькую сумму. Позвонил в фирму, которая продает моторы для штор и сами шторы с электроприводом — цена огорчила еще больше.
Выход остался один — снова сделать все собственными руками.
Без штор жить не комфортно и были куплены рулонные шторы оффлайн. Жизнь продолжалась, а тем временем в голове жужжали мысли и формировался план действий…

В итоге было принято решение к имеющимся рулонным шторам добавить моторы с редукторами, установить концевики, чтобы все было красиво и автоматично, и организовать управление при помощи Sonoff реле. Используя такое реле удалось получить такие функции как удаленное управление по WiFi и при помощи пультов на 433МГц, гибкие настройки дня и времени открытия/закрытия и др. К тому же это все стоит недорого, не нужно писать и отлаживать программу, травить плату. Берем на вооружение!

Во время написания статьи я обнаружил, что на Али есть и приводы цепи штор — и тут китайцы нас спасают. Можно было просто купить…

Подготовка и доработка комплектующих.

Итак, приступим. Для начала, перед покупкой двигателей, я попытался измерить требуемое усилие на открытие. Радиус колеса шторы примерно 1 см и измерив какая масса, приложенная к цепи, будет поднимать штору, получим приблизительное значение требуемого крутящего момента двигателя. Я использовал пластиковую бутылку, наполненную водой. Оказалось, что требовалось около 1,5-2 кг*см для смещения шторы, а это довольно много. Разобрав механизм фиксации я обнаружил, что штора фиксируется и не падает благодаря пружине.

В моем случае их было две. Одну я удалил, и вал смазал маслом. После сборки «измерения» показали, что уже с одним литром воды (1кг*см) штора приходила в движение и сама не падала. Отлично…

Дальше нужен двигатель.
Результатом поисков по Алиэкспресс стали двигатели с редуктором. Можно выбрать требуемый крутящий момент, напряжение и скорость вращения. Я остановился на двигателе 12В, 30 об/мин, 4кг*см. Забегая вперед скажу, что с этим двигателем при напряжении 10В окна открываются за 37 секунд.

Для двигателей нужны корпуса. Самыми компактными подходящими нашлись корпуса Gainta. У них большой выбор пластиковых и алюминиевых корпусов.

После примерки двигателя оказалось, что корпус нужно дорабатывать. Бормашиной и фрезерным станком корпуса были немного доработаны.

И самое интересное — как это все прикрутить к шариковой цепи? Для решения этой задачи я приобрел рем. комплект для таких же штор.

Из этого комплекта нам понадобится деталь, отмеченная стрелкой. Её нужно будет превратить в колесо с резьбой М6. На этой детали удаляем все лишнее, вклеиваем две гайки М6 на эпоксидную смолу, все накручиваем на резьбу и клеим на эпоксидку. Сразу скажу, что гайки не обычные, а резьбовые вставки М6-М8*1,5. Таких в продаже нет, они были честно спионерены позаимствованы на работе. Поэтому придется импровизировать, если осмелитесь повторить сие безумие. К сожалению, фотографий процесса переделки не сохранилось. Тут прошу меня извинить.
Имеем двигатели с редукторами и колесами для шариковой цепи в корпусах.

Читать еще:  В холодное время двигатель глохнет

Собираем все в систему.

Пришло время паять. Ниже приведена упрощенная схема подключения.

Двигатель управляется драйвером для коллекторных моторов A4950 (PDF) от Allegro.

(Будьте осторожны! Микросхема драйвера чувствительна к статическому электричеству. Во время сборки умерло несколько микросхем.)
Управление на плату драйвера приходит от Sonoff реле через концевые выключатели в виде герконов, установленных внутри штапиков окон. В самом Sonoff реле нужно заменить реле 🙂 на другое с напряжением 5В и группой переключающих контактов. Напряжение 5В для управления берем с источника питания Sonoff реле (электролитический конденсатор с низким напряжением).
Двигатели питаются от отдельного импульсного блока питания.
На самом деле я реализовал все немного сложнее: для питания двигателей я дополнительно использовал понижающие преобразователи, т.к. в зависимости от длины провода скорость вращения двигателей может быть разной, да и скорость вращения можно регулировать. Но это не столь важно.
Корпуса двигателей оказались довольно компактными, что вызвало небольшие трудности с установкой понижающих преобразователей и драйверов. Но все благополучно уместилось.
Так выглядит двигатель с питанием и управлением.


Чтобы ограничить движение шторы, внутрь штапиков были установлены герконы, а на шторы — магниты. Вся проводка уложена в кабель каналы.

На очереди блок управления. Внутри пластикового корпуса уместились блок питания, Sonoff реле и плата задержки, о которой я расскажу чуть позже.

Так блок управления подключается к окнам. Он аккурат расположился под тумбочкой и такая конструкция никак не мешает.

В стене проложена гофра, протянут кабель по которому идет питание и управление. На каждое из трех окон приходит питание 19В, и два управления через герконы.

Запуск и наладка.

Во время сборки я по отдельности проверял работу каждого узла и постепенно собирал все воедино.
Напряжение было снижено до 10В с целью уменьшения шума. Как оказалось, китайские моторы, втроем, неплохо так жужжат, плюс ко всему рамы окон резонируют.
Так же важно, чтобы герконы надежно срабатывали, иначе штора упрется и цепь будет проскальзывать на колесе двигателя. Вся надежность системы упирается в герконы.

Все заработало, вроде как ничего сложного… Если бы не одно «но»! Если ветерок колышет штору, может возникнуть ситуация, когда магнит отодвинется от геркона и т.к. управление подается постоянно, штора начнет двигаться куда не нужно. Таких случаев было достаточно и я решил добавить в систему задержку на отключение управления. Таким образом, через 40 секунд после появления управляющего сигнала контроллер отключает управление на драйверы двигателей. И даже, если штора не остановилась по концевику — остановится по таймеру. К слову, остановки в любом положении не предусмотрено — только открыто или закрыто. Это меня устраивает.

Опыт эксплуатации и резюме.

Результатом моих домомучений стала возможность открывать/закрывать шторы простым нажатием на кнопку настенного пульта ДУ или через приложение eWeLink со смартфона, автоматически открывать и закрывать шторы по времени и по дню недели, удаленно управлять через Интернет. И это, я вам скажу, очень удобно.
К плюсам еще стоит отнести возможность ручного управления. Если система отказала или отключили электричество, можно снять цепи с двигателей и крутить все вручную. Да и сами шторы поменять — не проблема. При использовании шаговых двигателей на оси вала, зачастую, механизм необратимо переделывается и возможность ручного управления ставится под вопрос.
Шум двигателей немного раздражает, но я его слышу только утром, и зачастую сквозь сон. Вечером шторы закрываются, когда меня еще нет дома или я нахожусь в другой комнате.
Так же интересен сам опыт использования Sonoff реле не как устройства коммутации нагрузки, а в качестве управляющего устройства. Можно использовать таймеры, расписание, удаленное управление труднодоступными механизмами и пр.
Интересно, как бы получилось реализовать такое управление при помощи реле от Xiaomi. Гибкие настройки сценариев, интеграция в систему умного дома выглядят многообещающе.
А какие нестандартные варианты использования Sonoff реле знаете вы?
Благодарен, что дочитали до конца. Я не писатель, больше технарь. Старался…

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector