Проект №11 «Звонок-замок»
Помимо проектов, связанных с управлением светом, с использованием индикации и со звуковыми сигналами, есть огромное количество задач механизации элементов нашего жилища. К относительно простым элементам такого типа, например, относятся разного рода замки, а точнее их запорные механизмы.
Мы все привыкли к тому, что замки закрываем вручную. Но это также можно делать автоматически и организовать электрический привод замка. В этом случае замок будет открываться и закрываться в одно касание кнопки.
Поэтому можно развить ситуацию с учтивым звонком. После того, как позвонят в дверь, открытие замка этой двери производить с помощью дополнительной кнопки. С помощью нее же и закрывать замок.
Конструкция устройства для проекта
У нас в распоряжении есть модель дома в виде каркаса, у которого предусмотрены окна и дверь. Поэтому можно не просто сделать замок, а вообще реализовать механизацию открытия и закрытия двери, чтобы она открывалась и закрывалась автоматически. То есть, сама дверь в модели будет выполнять роль большого замка. Для этого потребуется оснастить ее сервоприводом, управляемым контроллером.
Для сборки же механизма открытия/закрытия необходимо прибегнуть к использованию универсальных металлических деталей конструктора. В них предусмотрены отверстия со стандартными размерами и с постоянным шагом 8 мм между ними, что позволяет удобным образом соединять детали друг с другом посредством винтов и гаек. Из данных деталей исконструируем подвижный механизм, который будет представлять собой дверь, закрепленную на шарнирах к стене дома, и тягу, соединенную через шарниры с дверью и и качалкой серводвигателя. Таким образом при повороте вала сервопривода он будет тянуть за тягу и поворачивать нанужный угол дверь.
Электронная система управления также претерпит заметные изменения по сравнению с предыдущими проектами. В связи с добавлением сервопривода, который обладает высоким токопотреблением, потребуется специальная плата расширения. Она предназначена как раз для питания таких потребителей в виде моторов и серводвигателей.
Итого получается, что для сборки устройства будет использоваться датчик освещенности, звукоизлучатель, 2 кнопки, плата расширения, серводвигатель и контроллер, которые соединим в общую связку с открывающим механизмом.
Алгоритм работы устройства
Как уже было сказано, проект «Звонок-замок» является развитием проекта «Учтивый звонок». Следовательно и алгоритм является доработанным алгоритмом предыдущего проекта.
К набору действий системы по звучанию звонка с переменной громкостью в зависимости от освещения добавляются еще действия по управлению сервоприводом двери с помощью второй кнопки.
Получается, что алгоритм работы устройства «Звонок-замок» будет выглядеть следующим образом. Кто-то приходит в гости и нажимает кнопку дверного звонка, чтобы позвонить в дверь. Контроллер обнаруживает нажатие на кнопку и включает звонок громко или тихо в зависимости от того, светло или темно. Дальше хозяева решают впускать гостя в дом или нет. Если необходимо открыть дверь, то нажимается вторая кнопка, которая условно находится внутри помещения. Контроллер получает данные о ее нажатии и на основе них дает сигнал сервоприводу на поворот вала, тем самым открывая дверь.
Дальше осуществляется проверка дальнейшего нажатия данной кнопки, и, если оно состоялось, то подается сигнал на поворот вала серводвигателя уже в обратную сторону, и дверь закрывается. При этом углы поворота серводвигателя при открытии и при закрытии подобраны так, чтобы дверь открывалась на максимальный угол, а при закрытии находилась вровень с торцевой стеной дома.
В результате контроллер бесконечно проверяет состояния кнопок и в зависимости от их нажатия управляет бузером и механическим приводом.
Сборка устройства
По сравнению с предыдущими проектами при сборке этого придется потрудиться. По причине наличия в данном проекте относительно сложного механизма привода двери, состоящего из нескольких десятков деталей, сборочных операций предстоит выполнить немало. К тому же в нем применяется серводвигатель, который требует настройки с помощью контроллера в процессе сборки механизма.
Целью проекта является знакомство с серводвигателем и его управлением, а также изучение базовых принципов работы с деталями для сборки из них базовых механизмов.
1. Отключение и демонтаж элементов для дальнейшей сборки
1.1 Отсоединение модулей от контроллера
1.2 Демонтаж контроллера и снятие платы расширения
1.3 Вырезка двери и удаление остатков перемычек
2. Соединение плат расширения с контроллером
3. Установка соединенных плат в каркас дома
4. Крепление опор двери к каркасу дома
5. Подготовка модулей тактовых кнопок и их установка на каркас
6. Сборка и установка двери
6.1 Крепление к двери базовых опорных элементов
6.2 Соединение опорных элементов с шарнирными уголками
6.3 Крепление тяги к шарнирному уголку
6.4 Установка конструкции двери на модель дома
7. Монтаж привода двери
7.1 Крепление серводвигателя к кронштейну
7.2 Установка собранной конструкции на монтажную пластину дома
7.3 Соединение качалки с рычагом и установка на серводвигатель
7.4 Соединение тяги двери с рычагом привода
8. Монтаж батарейного отсека и установка в него элементов питания
9. Подключение модулей к контроллеру и загрузка в него программы
Программу (скетч) для загрузки из Arduino IDE, реализующую указанный алгоритм, можно найти на прилагаемом к конструктору DVD-диску или скачать со страницы проекта на сайта «Академии Эвольвектор»: academy.evolvector.ru/umdom_osn_proekt11_zvonok-zamok
Принципы составления программы описаны в соответствующем методическом пособии.
Проверка устройства в работе
Поэкспериментируйте с нажиманием кнопок и убедитесь, что устройство работает в соответствии с ранее описанным алгоритмом.
Написать отзыв
Ваше Имя:Ваш отзыв: Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
Оценка: Плохо Хорошо
Введите код, указанный на картинке: