लैम्प के साथ Arduino नियंत्रित फोन डॉक: 14 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

विचार काफी सरल था; एक फोन चार्जिंग डॉक बनाएं जो फोन चार्ज होने पर ही लैंप चालू करे। हालाँकि, जैसा कि अक्सर होता है, जो चीजें शुरू में सरल लगती हैं, अंत में उनके निष्पादन में थोड़ी अधिक जटिल हो सकती हैं। यह कहानी है कि कैसे मैंने एक डुअल फोन चार्जिंग डॉक बनाया जो मेरे सरल कार्य को पूरा करता है।

चरण 1: मैंने क्या उपयोग किया

यह मेरे द्वारा उपयोग की जाने वाली हर चीज की एक विस्तृत सूची नहीं है, लेकिन मैं अपने द्वारा उपयोग किए जाने वाले प्रमुख घटकों का एक सामान्य विचार देना चाहता था। मैंने इनमें से अधिकांश घटकों के लिए Amazon लिंक शामिल किए हैं। (ध्यान दें कि यदि आप इन लिंक का उपयोग करते हैं तो मुझे अमेज़न से एक छोटा कमीशन मिलता है। धन्यवाद!)

Arduino Uno: https://amzn.to/2c2onfeAdafruit 5V DC करंट सेंसर (x2): https://amzn.to/2citA0S2-Channel सॉलिड स्टेट रिले: https://amzn.to/2cmKfkA 4-पोर्ट USB बॉक्स: https://amzn.to/2cmKfkA 1' पैनल माउंट USB केबल (x2): https://amzn.to/2cmKfkA 6 AB USB केबल:

मैंने हार्डवेयर स्टोर से प्राप्त निम्नलिखित आपूर्तियों का भी उपयोग किया:4"x4" प्लास्टिक नाली बॉक्स (x2)40W एडिसन लाइट बल्ब (x2) लाइट बल्ब सॉकेटट्रैक लाइट ब्रैकेट मिश्रित ब्लैक आयरन पाइप (3/8") मिश्रित पीतल की पाइप फिटिंग3 'एक्सटेंशन कॉर्डवायर नट

चरण 2: प्रयोग, डिजाइन और वायरिंग

यह निर्धारित करने के लिए कि फ़ोन कब चार्ज हो रहा था, फ़ोन में वर्तमान प्रवाह की लगातार निगरानी करने की आवश्यकता होगी। हालांकि मुझे यकीन है कि सर्किट डिज़ाइन हैं जो वर्तमान स्तर के आधार पर वर्तमान को माप सकते हैं और रिले को नियंत्रित कर सकते हैं, मैं किसी भी तरह से एक विद्युत विशेषज्ञ नहीं हूं और एक कस्टम सर्किट बनाने से निपटना नहीं चाहता था। कुछ अनुभव से, मुझे पता था कि करंट को मापने के लिए एक छोटे माइक्रोकंट्रोलर (Arduino) का उपयोग किया जा सकता है और फिर रोशनी को चालू और बंद करने के लिए एक रिले को नियंत्रित किया जा सकता है। एडफ्रूट द्वारा एक छोटा डीसी करंट सेंसर खोजने के बाद, मैंने इसे एक यूएसबी केबल से जोड़ने के साथ प्रयोग करना शुरू कर दिया, ताकि इसके माध्यम से बहने वाले करंट को मापा जा सके क्योंकि यह एक फोन चार्ज करता है। एक विशिष्ट USB 2.0 केबल में 4 तार होते हैं: सफेद, काला, हरा और लाल। चूंकि काले और लाल तार केबल के माध्यम से बिजली ले जाते हैं, इनमें से किसी एक का उपयोग वर्तमान प्रवाह को मापने के लिए किया जा सकता है - मैंने लाल तारों का उपयोग किया। एक विशिष्ट करंट सेंसर को करंट फ्लो (सेंसर के माध्यम से प्रवाहित होने की वर्तमान जरूरत) के साथ इनलाइन रखा जाना चाहिए, और एडफ्रूट सेंसर इस नियम का अपवाद नहीं है। वर्तमान सेंसर पर दो स्क्रू टर्मिनलों से जुड़े दो कट सिरों के साथ लाल तार काट दिया गया था। एडफ्रूट सेंसर एक Arduino से जुड़ा था और मैंने सेंसर के माध्यम से वर्तमान प्रवाह की रिपोर्ट करने के लिए कुछ सरल कोड लिखा था। इस सरल प्रयोग ने मुझे दिखाया कि एक चार्जिंग फोन 100 और 400 एमए के बीच आ गया। फ़ोन के पूरी तरह चार्ज होने के बाद, करंट प्रवाह 100 mA से नीचे गिर जाएगा, लेकिन 0 तक नहीं पहुँचेगा।

अपने प्रयोग के साथ सफलतापूर्वक यह प्रदर्शित करते हुए कि मैं एक Arduino के साथ वर्तमान प्रवाह को माप सकता हूं, मैंने ऊपर दिखाए गए सर्किट को डिज़ाइन किया। दो 1' पैनल माउंट यूएसबी एक्सटेंशन केबल्स को 4-पोर्ट चार्जिंग बॉक्स से जोड़ा जाएगा। फोन चार्जिंग केबल्स इन एक्सटेंशन केबलों से जुड़े होंगे, जिससे सिस्टम किसी भी प्रकार के यूएसबी चार्जिंग केबल को समायोजित करने में सक्षम हो जाएगा - और उम्मीद है कि यह "भविष्य का फोन सबूत" बना देगा। विस्तार केबलों के लाल तारों को काट दिया जाएगा और वर्तमान सेंसर से जोड़ा जाएगा। वर्तमान सेंसर Arduino को सूचना की आपूर्ति करते हैं, जो बदले में दो-चैनल ठोस राज्य रिले को नियंत्रित करता है। रिले का उपयोग 110V बिजली को प्रकाश बल्बों में बदलने के लिए किया जाता है। यूएसबी बॉक्स और लाइट बल्ब की शक्ति को एक साथ बांधा जा सकता है जिससे सिस्टम एकल आउटलेट का उपयोग कर सके। मुझे विशेष रूप से पसंद है कि चार्जिंग बॉक्स में अतिरिक्त यूएसबी पोर्टों में से एक द्वारा Arduino को बिजली की आपूर्ति कैसे की जा सकती है।

चरण 3: फोन डॉक

फोन डॉक 3/8 "काले पाइप से बनाया गया था। मैंने दो पुरुष-महिला कोहनी, एक टी, एक छोटा खंड जो पूरी तरह से पिरोया हुआ था, और एक गोल निकला हुआ किनारा इस्तेमाल किया था। गोदी के शीर्ष पर पीतल के हिस्सों के लिए, मैंने काट दिया आधा में 1 1/2 "लंबा पीतल का पाइप और प्रत्येक भाग के लिए एक आधा इस्तेमाल किया। टी में एक छोटा सा छेद ड्रिल किया गया था, जो प्रकाश केबल्स के सिरों को समायोजित करने के लिए काफी बड़ा था। केबल्स कोहनी के माध्यम से काम कर रहे थे और जेबी वेल्डेड पीतल के पाइप में थे। यह समाप्त होने की तुलना में बहुत कठिन हो गया क्योंकि ऐसा लगता है कि कोहनी इतनी बड़ी नहीं थी कि प्रकाश केबल के अंत में फिट हो सके। जब तक वे फिट नहीं हो जाते, तब तक मैंने कोहनी के अंदरूनी हिस्से को फिर से भरना शुरू कर दिया।

अगर मुझे इस डॉक को दोबारा बनाना पड़ा, तो मैं इसे फोन के लिए और सपोर्ट दूंगा। जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, अगर डॉक पर होने पर फोन को धक्का दिया जाता है, तो बिजली के केबल के सिरों को बहुत आसानी से मोड़ा जा सकता है। मुझे यह अजीब लगता है कि Apple वास्तव में एक समान गैर-समर्थित कॉन्फ़िगरेशन के साथ एक डॉक बेचता है।

चरण 4: लैंप

मैं चाहता था कि लैंप गोदी के समान औद्योगिक रूप दें। पहले लैंप के लिए, मैंने 3/8 पाइप निकला हुआ किनारा के ऊपर एक सामान्य बल्ब सॉकेट सेट का उपयोग किया। कुछ छोटे पीतल के पाइप बेस को सॉकेट से जोड़ते हैं और डॉक पर पीतल के उच्चारण को पूरक करते हैं। 40W एडिसन बल्ब वास्तव में स्टार है मैं एडिसन बल्ब का उपयोग करना चाहता था क्योंकि वे इस गोदी के डिजाइन के साथ पूरी तरह से फिट होते हैं और वे आपको एक सुंदर उजागर-बल्ब लैंप बनाने की अनुमति देते हैं।

लोव में रहते हुए मुझे निकासी पर एक ट्रैक लाइट ब्रैकेट मिला जो मुझे लगा कि यह दिलचस्प है। मैंने ब्रैकेट को उल्टा कर दिया और आधार बनाने के लिए एक पाइप निकला हुआ किनारा जोड़ा। ट्रैक लाइट माउंट में सॉकेट इससे जुड़ा नहीं था क्योंकि इसे एक फ्लैट-फेस बल्ब द्वारा जगह में रखने के लिए डिज़ाइन किया गया था। चूंकि मैं एडिसन बल्ब का उपयोग कर रहा था, इसलिए मैंने ट्रैक लाइट ब्रैकेट के गोलाकार आवास के अंदर सॉकेट को पकड़ने के लिए एक छोटा एल्यूमीनियम ब्रैकेट बनाया। शेष प्रणाली के पूरक के लिए छोटे पीतल के घुंडी जोड़े गए थे।

एक बार गोदी और रोशनी पूरी हो जाने के बाद, उन्हें मैट ब्लैक पेंट किया गया - पीतल के टुकड़ों को छोड़कर।

चरण 5: Arduino संलग्नक

मैंने Arduino आवास के लिए दो 4 "x 4" पीवीसी बाड़ों का उपयोग किया। मैंने वेंटिलेशन स्लॉट को एक तरफ और प्रत्येक बाड़े के कवर को काट दिया। एक बाड़े की तरफ, मैंने पैनल माउंट यूएसबी केबल के लिए दो आयताकार छेद काटे। इन आयताकार छेदों के दोनों किनारों पर 1 1/8" की दूरी पर छेद ड्रिल किए गए थे और केबलों को बाड़े से जोड़ने के लिए इस्तेमाल किया गया था। दोनों बाड़ों के एक तरफ को काट दिया गया था ताकि दो बक्से एक ही बॉक्स बन सकें जब वे थे कंधे से कंधा मिलाकर सेट करें। एक 3/4 "मोटी लकड़ी के ब्लॉक का उपयोग इस तरफ बक्से को साइड कॉन्फ़िगरेशन में रखने के लिए किया गया था और उनके लिए बैठने के लिए एक सुविधाजनक आधार भी बनाता है।

चरण 6: USB बॉक्स संलग्न करें

संलग्नक में जोड़ने वाला पहला घटक 4-पोर्ट यूएसबी चार्जिंग बॉक्स है। मैंने इसे बस दो तरफा टेप के साथ तय किया।

चरण 7: संलग्नक में माउंट अरुडिनो

मैं इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को माउंट करने के लिए इलेक्ट्रिक बॉक्स फेसप्लेट स्पेसर्स का उपयोग करना पसंद करता हूं क्योंकि वे प्लास्टिक से बने होते हैं और उन्हें होल्ड डाउन या गतिरोध के रूप में काम करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। मैंने बस उन्हें अपने चाकू से काट दिया और फिर उनके माध्यम से स्क्रू को धक्का दिया। Arduino को छोटे फ्लैट हेड स्क्रू के साथ एक संलग्नक बॉक्स में रखा गया था, जिसमें Arduino और बॉक्स के बीच फेसप्लेट स्पेसर लगे थे।

Arduino के माउंट होने के बाद, Arduino के USB पोर्ट और चार्जिंग बॉक्स के निकटतम पोर्ट के बीच एक छोटा (6 ) AB प्रकार का USB केबल कनेक्ट किया गया था। यह कॉर्ड के लिए वास्तव में टाइट फिट था और मुझे वास्तव में वापस ट्रिम करना पड़ा केबल के अंत में तार के चारों ओर बेंडी प्लास्टिक बिट्स ताकि वह फिट हो जाए।

चरण 8: रिले को वायरिंग और माउंट करना

लैम्प की डोरियों को बाड़े में छेद के माध्यम से खिलाया गया था। प्रत्येक कॉर्ड से एक तार सॉलिड स्टेट रिले के दोनों चैनलों के आउटपुट (स्विच्ड 120V साइड) से जुड़ा था। तार के छोटे (4 ) खंड शेष स्क्रू टर्मिनलों से जुड़े हुए थे जहां ये लैंप तार जुड़े थे। इन तारों का उपयोग रिले के 120V पक्ष को बिजली की आपूर्ति के लिए किया जाएगा।

रिले के डीसी पक्ष पर, दिखाए गए कॉन्फ़िगरेशन के अनुसार 4 तार जुड़े हुए थे। दो तार रिले के संचालन के लिए आवश्यक + और - डीसी वोल्टेज की आपूर्ति करते हैं, जबकि शेष दो तार डिजिटल सिग्नल ले जाते हैं, जो चैनलों को चालू या बंद करने के लिए कहते हैं।

इन 4 तारों को तब Arduino से इस प्रकार जोड़ा गया था: लाल तार (DC+) 5V पिन से जुड़ा है। काला तार (DC-) GND पिन से जुड़ा है। ब्राउन वायर (CH1) डिजिटल से जुड़ा है आउटपुट पिन 7नारंगी तार (CH2) डिजिटल आउटपुट पिन से जुड़ा है 8

एक बार जब सभी तार रिले से जुड़ गए, तो इसे छोटे फ्लैट हेड स्क्रू का उपयोग करके बाड़े में लगाया गया।

चरण 9: वर्तमान सेंसर को वायरिंग और माउंट करना

दो मौजूदा सेंसर के लिए संचार और बिजली के तार सेंसर से Arduino तक जाने वाले तारों के दो सेटों को विभाजित करके बनाए गए थे। पहले की तरह, सेंसर को पावर देने के लिए लाल और काले तारों का इस्तेमाल किया जाता है। ये तार Arduino के विन (लाल तार) और GND (काले तार) पिन से जुड़े होते हैं। हैरानी की बात है कि संचार तारों (एसडीए और एसडीएल तार) को भी एक साथ जोड़ा जा सकता है। इसका कारण यह है कि एडफ्रूट वर्तमान सेंसर प्रत्येक को एक अद्वितीय पता दिया जा सकता है जो इस बात पर निर्भर करता है कि उनके पता पिन एक साथ कैसे बेचे जाते हैं। यदि बोर्ड में एक साथ मिलाप वाला कोई भी पता पिन नहीं है, तो बोर्ड को बोर्ड 0x40 के रूप में संबोधित किया जाता है और इसे Arduino कोड में संदर्भित किया जाएगा। A0 एड्रेस पिन को एक साथ मिलाने से, जैसा कि आरेख में देखा गया है, बोर्ड का पता 0x41 हो जाता है। यदि केवल A1 पता पिन जुड़े हुए हैं तो बोर्ड 0x44 होगा, और यदि A0 और A1 दोनों पिन जुड़े हुए हैं तो पता 0x45 होगा। चूंकि हम केवल दो वर्तमान सेंसर का उपयोग कर रहे हैं, मुझे केवल बोर्ड 1 पर एड्रेस पिन को मिलाप करना था जैसा कि दिखाया गया है।

एक बार जब बोर्डों को सही ढंग से संबोधित किया गया था, तो उन्हें छोटे पीतल के शिकंजे का उपयोग करके बाड़े से जोड़ा गया था।

सेंसर से SDA (नीला) और SCL (पीला) तार Arduino पर SDA और SCL पिन से जुड़े होते हैं। इन पिनों को मेरे Arduino पर लेबल नहीं किया गया था, लेकिन वे बोर्ड के डिजिटल पक्ष पर AREF पिन के बाद अंतिम दो पिन हैं।

चरण 10: यूएसबी एक्सटेंशन केबल्स कनेक्ट करें

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, यूएसबी एक्सटेंशन केबल्स को वर्तमान सेंसर के माध्यम से वर्तमान पारित करने की आवश्यकता है। यह तारों को केबल्स के लाल तारों में विभाजित करके सुगम बनाया गया था। एक बार जब यूएसबी केबल्स बाड़े में लगाए जाते हैं, तो स्प्लिस से ये तार वर्तमान सेंसर से जुड़े होते हैं। प्रत्येक यूएसबी केबल के लिए, इसके माध्यम से बहने वाली धारा इन तारों के नीचे, सेंसर के माध्यम से प्रवाहित होगी, और फिर केबल के माध्यम से चार्जिंग फोन पर जारी रहेगी। यूएसबी केबल्स के नर सिरों को यूएसबी चार्जिंग बॉक्स के दो खुले बंदरगाहों में प्लग किया गया था।

चरण 11: पावर कनेक्ट करें

इलेक्ट्रॉनिक्स बॉक्स में अंतिम चरण पावर कॉर्ड को यूएसबी बॉक्स और लैंप (उर्फ। रिले के 120V पक्ष) से जोड़ना है। सीधे लैंप की ओर जाने वाले काले तार चार्जिंग बॉक्स के भूरे रंग के तार के साथ पावर कॉर्ड के एक तार से जुड़े होते हैं। चार्जिंग बॉक्स की पावर केबल को केवल दो तारों के अंदर काट दिया गया था (वे नीले और भूरे रंग के तार हैं) वापस छीन लिए गए थे। अंत में, रिले से दो सफेद तारों को USB चार्जिंग बॉक्स से नीले तार के साथ-साथ पावर कॉर्ड के दूसरे तार से जोड़ा जाता है।

चरण 12: पूर्ण प्रणाली

एक बार बॉक्स पूरी तरह से इकट्ठा हो जाने के बाद, बाड़े के कवर को बदला जा सकता है। अब जब इस सिस्टम के लिए हार्डवेयर पूरा हो गया है, तो सॉफ्टवेयर पर जाने का समय आ गया है।

चरण 13: Arduino कोड

Arduino कोड का विकास काफी सीधा था, हालांकि इसे ठीक करने के लिए कुछ परीक्षण हुए। अपने सरलतम रूप में, कोड उपयुक्त रिले चैनल को शक्ति देने के लिए एक संकेत भेजता है जब भी यह एक वर्तमान प्रवाह को पढ़ता है जो 90mA से अधिक या उसके बराबर होता है। जबकि यह सरल कोड एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु था, सेल फोन 100% चार्ज नहीं करते हैं और फिर बहुत कम करंट खींचते हैं। बल्कि, मैंने पाया कि एक बार फोन चार्ज होने पर यह हर कुछ मिनटों में थोड़े समय के लिए कई सौ एमए खींचेगा। यह ऐसा है जैसे कि फोन एक टपका हुआ बाल्टी है जिसे हर कुछ मिनटों में बंद करना पड़ता है।

इस मुद्दे को हल करने के लिए, मैंने एक रणनीति विकसित की जहां प्रत्येक चैनल तीन राज्यों में से एक में हो सकता है। राज्य 0 को तब परिभाषित किया जाता है जब फोन को चार्जिंग डॉक से हटा दिया गया हो। व्यवहार में मैंने पाया कि फोन को हटाते समय वस्तुतः कोई धारा प्रवाहित नहीं हो रही थी, लेकिन मैंने इस राज्य की ऊपरी धारा की सीमा 10mA निर्धारित की। राज्य 1 वह राज्य है जहां फोन पूरी तरह से चार्ज होता है, लेकिन फिर भी डॉक पर होता है। यदि वर्तमान प्रवाह 90mA से नीचे और 10mA से ऊपर है, तो सिस्टम 1 अवस्था में है। राज्य 2 चार्जिंग स्थिति है, जहाँ फ़ोन 90mA या अधिक खींच रहा है।

जब फोन को डॉक पर रखा जाता है, तो स्थिति 2 शुरू हो जाती है और चार्जिंग के दौरान जारी रहती है। एक बार चार्जिंग समाप्त हो जाने पर और करंट 90mA से नीचे गिर जाता है, सिस्टम 1 अवस्था में होता है। इस बिंदु पर एक सशर्त बयान दिया गया था ताकि सिस्टम सीधे राज्य 1 से राज्य 2 में आगे न बढ़ सके। यह सिस्टम को 1 स्थिति में तब तक रखता है जब तक कि फोन नहीं है हटा दिया जाता है, जिस बिंदु पर यह राज्य 0 में प्रवेश करता है। चूंकि सिस्टम 0 से राज्य 2 तक आगे बढ़ सकता है, जब फोन को चार्जर पर वापस रखा जाता है और वर्तमान प्रवाह 90mA से ऊपर हो जाता है, तो राज्य 2 फिर से शुरू हो जाता है। केवल जब सिस्टम राज्य 2 में होता है, तो प्रकाश को चालू करने के लिए रिले को सिग्नल भेजा जाता है।

एक अन्य समस्या जिसमें मैं भाग गया, वह यह है कि फोन के पूरी तरह से चार्ज होने से पहले कभी-कभी करंट 90mA से नीचे गिर जाता है। यह सिस्टम को पहले राज्य 1 में रखना चाहिए था। इसे ठीक करने के लिए, मैं वर्तमान डेटा को 10 सेकंड से अधिक औसत करता हूं और केवल अगर औसत वर्तमान मान 90mA से नीचे आता है, तो सिस्टम राज्य 1 में प्रवेश करेगा।

यदि आप इस कोड में रुचि रखते हैं, तो मैंने इसमें कुछ और विवरणों के साथ एक Arduino.ino फ़ाइल संलग्न की है। कुल मिलाकर, यह बहुत अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन मैंने देखा है कि कभी-कभी ऐसा लगता है कि सिस्टम 0 की स्थिति में आगे बढ़ता है जब फोन अभी भी जुड़ा हुआ है और पूरी तरह से चार्ज है। इसका मतलब है कि समय-समय पर कुछ सेकंड के लिए प्रकाश आएगा (जब यह राज्य 2 में आगे बढ़ता है) और फिर बाहर चला जाता है। मुझे लगता है कि भविष्य के लिए काम करने के लिए कुछ।

चरण 14: समाप्त प्रणाली

मैंने अपने बुकशेल्फ़ पर चार्जिंग डॉक स्थापित किया, जिसमें कुछ किताबों के पीछे Arduino बॉक्स था। यदि आप इसे केवल देखते हैं तो आपको उस कार्य का कभी एहसास नहीं होगा जो इसमें चला गया - और यहां तक कि इसे संचालन में देखने के लिए भी यह न्याय नहीं करता है। फिर से, मुझे यह देखकर खुशी होती है कि रोशनी आती है और बाहर जाती है, और मैं उन पर भरोसा करने के लिए भी आया हूं कि फोन चार्ज हो रहा है या नहीं।