Wie beginne ich mit dem Erstellen eines Geräts?

Ich habe mich kürzlich gefragt, ob ich ein nützliches und cooles Gerät bauen könnte, das einige Sensoren verwendet, Signale überträgt und etwas damit macht - ich denke, Leute, die Fragen auf dieser Site beantworten, werden wissen, was ich meine - einige wollen etwas basteln.

Also habe ich mich über das Internet gewundert und nach Ideen gesucht und eine gefunden, die ich gerne umsetzen möchte.

Die Idee ist also, dass es eine Tür gibt, und wenn sie sich öffnet und es Nacht ist, sollten die Lichter für ein oder zwei Minuten eingeschaltet sein, wenn noch keine anderen Lichter an sind. Ich denke, es ist eine Grundidee und ich könnte die Erfahrung machen, etwas zu machen, indem ich es implementiere. Jetzt weiß ich, dass es möglicherweise bereits vorhandene Lösungen gibt und ich das Rad möglicherweise neu erfinde, aber ich möchte es versuchen.

Meine Frage ist - wie gehe ich das an?

Wenn ich richtig verstehe, 1. sollte ein Sensor vorhanden sein, der erkennt, ob die Tür offen ist. 2. auch ein anderes Gerät, das die Tageszeit verfolgt, damit ich weiß, ob es Nacht ist oder nicht. 3. Einige Schalter für den Betrieb mit den Ein- und Ausschaltzuständen. 4. Eine Möglichkeit, das Signal von den Schaltern zu übertragen. 5. Einige Faktoren, die entscheiden, ob die Lichter in der Nähe der Tür eingeschaltet werden sollen oder nicht

Über die Anforderungen - diese Dinge sollten wahrscheinlich leicht mit Strom versorgt werden, damit sie viel Zeit laufen können, ohne dass sie aufgeladen werden müssen (möglicherweise mit einigen AA-Batterien oder etwas Kleinerem, welche Art von Stromquelle könnte ich verwenden?), So ziemlich die meisten Mal sollten die Geräte automatisch offline sein (vielleicht nur nachts einschalten?). In Anbetracht dessen, dass ich möchte, dass die Abmessungen minimal sind, damit ich es problemlos überall dort installieren kann, wo ich möchte - wenn das Gerät fertig ist, sollte es etwas kompakt sein (vielleicht an Wänden oder so?), Und das sollte es natürlich nicht kostet Hunderte von Dollar zu kaufen und zu machen, ich meine, es ist so ziemlich ein kleines Schmuckstück?

Angesichts all dessen lautet meine Frage: Wo fange ich an? was soll ich mir ansehen Kann mir jemand den ganzen Prozess beschreiben? Einschließlich des letzten Schritts, die Elektronik so zu verpacken, dass sie sich in Plastik befindet und die Kabel und Patches usw. nicht anzeigt? Alle Ratschläge und Erklärungen sind willkommen.

Sie haben bereits eine allgemeine Vorstellung davon, also dokumentieren Sie, was Sie wissen - erstellen Sie ein Blockdiagramm. Zeichnen Sie die Blöcke (Prozessor, Batterie, Lichtschalter) und bestimmen Sie, wo Sie Linien zeichnen müssen, die sie miteinander verbinden. Legen Sie eine Menge '?' Überall für alles, was Sie nicht wissen.

Stellen Sie vor allem konkrete Fragen!

Sie wissen zum Beispiel, dass Sie einen Türsensor benötigen - aber welche? Ich habe gerade das erste gemacht, woran ich dachte - Google it. Trotz all der Ergebnisse weiß ich (aus Erfahrung) , dass Sie wahrscheinlich eine Tür - Sensor ähnlich wollen werden diese oder zumindest eine , die die gleichen Prinzipien folgt. Lesen Sie also nach, finden Sie heraus, wie es funktioniert (in diesem Fall ist eine Seite ein Magnet und die andere ein Hall-Effekt-Sensor, der den Magneten erkennt), und finden Sie dann weitere Fragen: Wie verbinde ich dies beispielsweise mit einem Mikrocontroller?

Sie haben viele Einzelheiten und viele Fragen. Schreiben Sie alles auf und skizzieren Sie alles, was Sie wissen , finden Sie heraus, was Sie nicht wissen, recherchieren Sie und überlegen Sie sich spezifische Fragen, die Sie hier stellen können. Vertrauen Sie mir - wir bekommen genug schlechte, vage allgemeine Fragen (falsches Beispiel: "Wie mache ich einen Roboter, der auf meine Stimme reagiert?"), Aber wir sind mehr als glücklich, bestimmte gut begründete Fragen wie "Ich habe diese Halle" zu beantworten Effektsensor, aber ich kann dem Datenblatt nicht entnehmen, ob der Ausgang TTL oder nur eine analoge Spannung ist. Wie kann dieser am besten an einen Mikrocontroller angeschlossen werden, um festzustellen, ob ein Magnet vorhanden ist? "

Und leider erwarten Sie viele Verzögerungen und Frustrationen. Ich habe dieses Jahr versucht, ein Halloween-Kostüm herzustellen, und ich arbeite aus verschiedenen Gründen immer noch daran: Ich habe die Rücksetzschaltung für meinen Mikrocontroller falsch entworfen, sodass ich sie nicht programmieren konnte, bis ich alles auseinander gerissen hatte, für die ich den falschen PCB-Platzbedarf hatte Meine Kontaktschalter funktionierten so, dass keiner von ihnen funktionierte. Ich habe keinen externen Stromanschluss an die Platine angeschlossen, sodass ich nur daran arbeiten konnte, wenn ich 9 V-Batterien bereit hatte. Meine PWM-Ausgänge verursachen so viel Rauschen auf meinem Beschleunigungsmesser (analog) ) Ausgangsleitungen, die unbrauchbar sind, mein Beschleunigungsmesser ist so laut, dass ich seinen Ausgang nicht integrieren kann, um die Geschwindigkeit zu erhalten. Mein Bus-Pirat benötigte ein Firmware-Upgrade, damit er meine seriellen Daten nicht verschluckt, yada, yada, yada. Ich kann nicht bis zum nächsten Halloween fertig sein! Du'

Viel Glück.

Ich werde versuchen, dies Stück für Stück anzugehen:

Zunächst benötigen Sie etwas, das Hell / Dunkel erkennt. Das ist schön und einfach, es gibt verschiedene lichtempfindliche Komponenten, von denen eine als LDR (Light Dependent Resistor) bezeichnet wird.
Mit diesem Widerstand und einem Transistor können Sie eine einfache Schaltung erstellen, die "hoch" ausgibt (z. B. die Versorgungsspannung) , oder "logisch hoch") oder niedrig (0 V oder "logisch niedrig") Welcher Weg ist nicht zu wichtig, aber wählen wir einen hohen Ausgang, wenn es dunkel wird.

Komponenten:

• LDR - hier sind einige Beispiele , lassen Sie uns dieses auswählen (kein besonderer Grund, außer dass es wirklich billig ist).
  Laut Datenblatt hat es einen Widerstand von 1 MΩ, wenn es dunkel ist, und einen Widerstand von 40,5 kΩ, wenn es hell ist (10 Lux).

Je nachdem, wie scharf das Einschalten sein soll (z. B. wenn der Ausgang bei Dunkelheit allmählich ansteigt oder an einem bestimmten Punkt vollständig umschaltet, können Sie Ihre Schaltung entsprechend gestalten. Wir machen es einfach und verwenden einen allgemeinen Zweck NPN-Transistor:

Hier ist die Simulation: Der LDR-Widerstandswert wird von 40,5 kΩ auf 1 MΩ gewobbelt (dies ist die X-Achse). Wir zeichnen die OUT-Spannung auf, wenn der Widerstand ansteigt (es wird dunkler). Beachten Sie, dass der Ausgang um 600 kΩ ansteigt und bei 5 V fast ansteigt 800 kΩ

Sie können den Einschaltpunkt leicht ändern, indem Sie R1 ändern. Wenn Sie möchten, dass der Ausgang früher ansteigt, verringern Sie R1 (z. B. wird er bei Verwendung von 50 kΩ bei etwa 350 kΩ eingeschaltet.
Wenn Sie die Möglichkeit haben möchten, ihn einfach zu ändern, können Sie dies tun Ersetzen Sie R1 durch ein Potentiometer (z. B. würde ein 100-kΩ-Topf gut funktionieren). Sie würden ein Ende mit Masse und das andere Ende sowie den Scheibenwischer mit der Transistorbasis / dem LDR-Knoten verbinden.
Die Transistornummern sind nicht so wichtig - ein Allzweck-NPN Der Transistor wird funktionieren. Der BC337-40 ist jedoch ein ausgezeichneter Transistor, daher ist es sehr nützlich, wenn ein Haufen herumliegt.

Sensor

Als nächstes benötigen Sie den Sensor, um festzustellen, ob die Tür offen oder geschlossen ist. Es gibt einige Möglichkeiten, dies zu tun (magnetisch, Druck, optisch, Mikroschalter usw.).
Ich werde einen Mikroschalter wie diesen auswählen (viel mehr hier ), da wir mit einer geringfügigen Änderung der vorherigen Schaltung haben könnten eine sehr einfache Lösung.
Wenn wir einen MOSFET (anstelle des obigen NPN-Transistors) auswählen, der eine weiße Hochstrom-LED ansteuern kann (z. B. ein 600-mA-Teil - die angezeigte LED-Teilenummer ist kein Vorschlag, sondern nur eine der in LTSpice verfügbaren LEDs, die ich verwende um diese Schaltungen zu simulieren), kann diese Schaltung Ihren Anforderungen entsprechen:

Wir verwenden eine 9-V-Versorgung für diese Schaltung, diese kann jedoch bei Bedarf geändert werden.
Hier verwenden wir beide den Mikroschalter, um den MOSFET auszuschalten, wenn die Tür geschlossen ist, sodass die Lichterkennung nur funktioniert, wenn die Tür geöffnet ist, und der Stromkreis fast keinen Strom zieht, wenn die Tür geschlossen ist oder der Raum hell ist bedeutet, dass die Batterien eine lange Lebensdauer haben sollten.
Wir haben hier einen anderen LDR verwendet , der von 12 kΩ (hell) bis 200 kΩ (dunkel) reicht (wir könnten immer noch den anderen LDR verwenden, tatsächlich wäre es besser für die Batterielebensdauer - ich habe nur an Dingen herumgebastelt und diesen verwendet, um es zu versuchen und Idee raus und es wurde dort gelassen)
Ich habe auch einen MOSFET in einem Durchgangslochpaket ausgewählt, damit es einfach zu handhaben ist. Das Teil ist für die Aufgabe, eine kleine LED / ein kleines Licht anzusteuern, weit übersteuert, aber es ist billig, leicht in Ihre Schaltung einzulöten und Sie können auf ein Licht mit höherem Strom aufrüsten, wenn Sie dies wünschen.

Simulation:

Die blaue Kurve stellt nur die geschlossene / geöffnete Tür dar (dies ist die einzige Möglichkeit, sie in SPICE einfach zu simulieren). Alles, was bedeutet, ist, wenn der Füllstand niedrig ist, die Tür / der Mikroschalter offen ist und wenn sie hoch ist, ist der Mikroschalter / die Tür geschlossen.)
Sie können sehen, dass die Tür offen beginnt, da die blaue Spur bei 0 V liegt. Der Lichtpegel fällt ab und der MOSFET schaltet sich ein, wenn der LDR etwa 80 kΩ erreicht. Dann simulieren wir das Schließen der Tür. Sie können sehen, wann die DOOR_CLOSEDSpannung hoch wird, obwohl der LDR dunkel ist (daher sollten der MOSFET und die LED leuchten), wird die LED ausgeschaltet.

Lassen Sie mich wissen, wenn Sie Fragen haben, etwas nicht verstehen oder die Funktionsweise ändern möchten. Es gibt viele Möglichkeiten, dies zu tun. Ich habe gerade versucht, eine sehr einfache Lösung für Sie zu finden (wir können es ganz einfach komplizieren ;-)).

Zeitgesteuerte Version

Hier ist eine Version, die das Licht nach ~ 2 Minuten wieder ausschaltet:

Simulation:

Es wird angenommen, dass der Raum für diese Simulation dunkel ist (LDR auf 200 kΩ eingestellt). Ich werde die Lichtraumsimulation nicht anzeigen, da wir bereits wissen, dass die LED nicht aufleuchtet.
Sie können sehen, dass die Tür geschlossen beginnt (dargestellt durch die blaue Kurve bei 1,1 V). Nach 10 Sekunden öffnet sich die Tür und die LED leuchtet auf. Gegen 130s schaltet es sich wieder aus (obwohl die Tür noch offen ist).
Hoffentlich ist dies in der Nähe der Art von Dingen, die Sie erreichen möchten. Die Versorgungsspannung beträgt 12V, so dass Sie eine LED - Lampe oder Streifen wie eine nutzen könnten diese :

Dieser Streifen wird anstelle der abgebildeten LED und des Widerstands verwendet (da er über eine integrierte Stromregelung verfügt). Es stehen viele andere Optionen zur Auswahl. 12 V sind eine übliche Lampenspannung. Schauen Sie sich also Farnell, Digikey usw. an und nehmen Sie Ihre pick - Der gezeigte FET verarbeitet einen großen Strom, sodass Sie auf Wunsch eine sehr helle Lampe verwenden können. Zum Beispiel hat diese LED-Lampe eine Nennleistung von 17,2 W, verbraucht 12,3 V und wäre heller als der obige Streifen:

Liste der Einzelteile

• 555 Timer
• Einige Allzwecktransistoren wie BC337-40 (oder BC337-25) oder 2N3904, 2N2222 (Auswahl hier )
• Widerstände (greifen Sie zu den angezeigten Werten und ein paar zusätzlichen Zwischenwerten) Ein Kit von einem Ort wie Sparkfun ist keine schlechte Idee.
• Keramikkondensatoren - 100 nF (auch als 0,1 uF erhältlich), 10 nF, 1 nF, 100 pF
• Elektrolytkondensatoren - einige Werte im Bereich von 100 uF bis 1000 uF versuchen eine Spannung von über 16 V.
• LDR (aus dem obigen Beispiellink) und / oder Fototransistor, Fotodiode kann gut zur Hand sein.
• Einige Logikgatter - NAND, OR, Inverter können nützlich sein.
• Stromquelle - Eine 9-V- oder 12-V-Wandwarze mit einer Nennspannung von> 500 mA (hängt hauptsächlich davon ab, wie hell Ihre LED-Karte sein soll) sollte in Ordnung sein. Oder es könnten Batterien verwendet werden, z. B. 6 * AA Ni-Mh.
• Viele der oben genannten können in Form eines Kits wie gekauft werden dies . Weitere Kits hier (beachten Sie, dass es 4 Seiten gibt)