اموزش مدار و الکترونیک

اموزش طرز ساخت سوئیچ ذخیره انرژی

اموزش طرز ساخت سوئیچ ذخیره انرژی

آیا فراموش کاری روی قبض برق شما هم تاثیر می‌گذارد؟ از پشت میز کار بلند می‌شوید و یادتان می‌رود چراغ، پنکه و سایر وسایل برقی روی میز را خاموش کنید و در نتیجه باید بیشتر از میزان برقی که استفاده کرده اید، پول بدهید. اگر حافظه شما هم این مشکل را دارد، سوئیچ ذخیره انرژی راه حل خوبی است. سوئیچ ذخیره انرژی حضور شما روی صندلی را تشخیص می‌دهد و وسایلی که بهش وصل کرده اید را روشن میکند. وقتی هم که صندلی را ترک کنید، وسایل خاموش می‌شوند!

این سوئیچ یک سنسور اولترا سونیک دارد که به مغز دستگاه یعنی برد Linkit ONE وصل میشود. Linkit ONE با تشخیص فاصله شما از طریق سنسور روی صندلی، متوجه حضور شما پشت میز کار می‌شود. سپس رله متصل به Linkit ONE فعال می‌شود و در نتیجه دستگاه‌های متصل به سوئیچ ذخیره انرژی روشن می‌شوند. وقتی از پشت میز کار بلند می‌شوید هم فرایندی مشابه باعث خاموش شدن دستگاه‌ها می‌شود. همانطور که می‌بینید طرز کار این سوئیچ ذخیره انرژی بسیار ساده است اما می‌تواند تاثیر زیادی روی برق مصرفی تان داشته باشد.

اگر تابحال به کیت Linkit ONE کار نکرده اید، این پروژه ساده می‌تواند نقطه شروع خوبی باشد. خیلی راحت می‌توانید سوئیچ را مطابق با نیازهای خودتان تغییر بدهید و آن را شخصی سازی کنید.

گام اول : وسایل مورد نیاز

  • یک برد Linkit ONE
  • یک باتری لیتیومی‌برای تغذیه برد
  • یک سنسور اولترا سونیک
  • یک رله سه یا پنج ولتی
  • یک ترانزیستور BC547
  • یک مقاومت ۱K
  • یک ترمینال سوئیچی
  • یک آداپتور USB 5 ولتی
  • چهار سیم جامپر نر به ماده
  • یک جعبه پروژه
  • پرف برد
  • کابل رنگین کمانی

ابزار مورد نیاز

  • هویه
  • چسب حرارتی
  • سیم چین و سیم لخت کن
  • انبردست
  • دریل

گام دوم : سنسور اولترا سونیک را وصل کنید

مرحله اول ساخت سوئیچ ذخیره انرژی اتصال سنسور اولترا سونیک به برد linkit one است. این سنسور کار وظیفه اصلی سوئیچ یعنی محاسبه فاصله با شما از صندلی را انجام می‌دهد. این سنسورها یا ارسال امواج اولترا سونیک و ردیافت امواج بازگشتی، فاصله اشیای مقابلش را محاسبه میکند.

هیچ نوع سنسور تشخیص حضور انسانی وجود ندارد که بتوانیم از آن در این پروژه استفاده کنیم. اما با استفاده صحیح از سنسور اولترا سونیک می‌توانیم این نیاز مهم را پاسخ بدهیم. وقتی سنسور را طوری روی میز کار بگذارید که روبروی صندلی باشد، در هر کجای اتاق که باشید فاصله تان با سنسور بیشتر از وقتی است که روی صندلی نشسته اید. بنابراین وقتی فاصله کمتر از این میزان بشود، برد سیگنال‌های سنسور را پردازش میکند و رله را فعال میکند.

برای اتصال سنسور اولترا سونیک به برد linkit one از سیم جامپر نر به ماده استفاده کنید و طبق راهنمای زیر پیش بروید :

  • Vcc به پین ۵ ولتی برد linkit one
  • GND به GND
  • Trigger به D2
  • Echo به D3

گام سوم : برد رله بسازید و وصل کنید

همانطور که در ابتدا گفتیم هدف این پروژه روشن کردن دستگاه‌های روی میز هنگام حضور شماست. جریان پین‌های خروجی پین‌های دیجیتال رله کمتر از آن است که بتواند دستگاهی را روشن کند. ترفندی که اینجا به کار برده ایم، تغذیه رله با یکی از پین‌های دیجیتال است (رله یک سوئیچ آهنربایی است که با دریافت یک سیگنال ضعیف هم می‌تواند دستگاه‌های متصل را روشن یا خاموش کند). بنابراین وقتی سنسور حضور شما را تشخیص بدهد، پین دیجیتال یک سیگنال ضعیف به رله می‌دهد و سپس دستگاه‌های متصل به رله روشن می‌شوند.

با این حال جریان خروجی برد linkit one روشن کردن رله هم کافی نیست و به همین خاطر باید از یک ترانزیستور خارجی استفاده کنیم. چون می‌خواهیم دستگاه‌ها وقتی روشن بشوند که خروجی HIGH است، باید از پین‌های Pole و NO رله استفاده کنیم. به محض دریافت خروجی HIGH، این دو پین متصل می‌شوند و در نتیجه سوئیچ را می‌بندند.

نکته مهمی‌که باید در حین استفاده از رله آن را در نظر داشته باشید، میزان جریان و ولتاژ است. میزان ولتاژ حداقل ولتاژ مورد نیاز برای فعال کردن رله است. اما میزان جریان حداکثر جریانی است که پین‌های Pole، NC و NO می‌توانند تحمل کنند. ما از یک رله ۳V-3A استفاده کرده ایم. شما می‌توانید از رله ۵ ولتی هم استفاده کنید اما ولتاژ بیشتر از ۵ یا کمتر از ۲ کار نخواهد کرد. در ضمن اگر می‌خوهید از سوئیچ ذخیره انرژی برای روشن کردن دستگاه‌های AC استفاده کنید، باید از رله ۵ ولتی استفاده کنید.

برای اتصال رله، ابتدا باید همه قطعات را به یک تکه پرف برد لحیم کنید و سپس آن را به برد linkit one وصل کنید. برای ساخت برد رله از شماتیک بالا کمک بگیرید. برای اتصال سیم‌هایی که بعداً به دستگاه‌های میز کارتان وصل خواهند شد از یک ترمینال پیچی استفاده کنید.

گام چهارم : کدها را آپلود کنید

کدها را آپلود کنید

کدها را آپلود کنید

کدهای زیر – که در قالب فایل ino هستند – را دانلود کنید و روی برد linkit one آپلود کنید. قبل از آپلود کدها مطمئن شوید که سوئیچ‌های on_board یک، دو و سه به ترتیب در پوزیشن‌های UART، USB و SPI باشند.

قبل از کامپایل کردن کدها باید کتابخانه NewPing را دانلود کنید تا برد ارود ندهد. اگر بخواهید می‌توانید آستانه فاصله را تغییر بدهید (فاصله ای که با عبور از آن سوئیچ ذخیره انرژی دستگاه‌ها را روشن میکند). برای اینکار، ابتدا فاصله صندلی و محل نگه داری سوئیچ را به سانتیمتر اندازه بگیرید. سپس آستانه را کمی‌کمتر از عددی که اندازه گرفته اید، تعیین کنید.

 

Icon

کدهای سوئیچ ذخیره انرژِی ۰٫۵۳ KB

گام پنجم : باتری را وصل کنید

بعد از آپلود کردن کدها، باتری لیتیومی‌را به سوکت ماده گوشه سمت چپ (از پایین) برد وصل کنید. سوئیچ را در حالت BAT قرار بدهید تا LEDهای روی برد روشن بشوند.

حالا همه قطعات را با چسب حرارتی داخل یک جعبه بچسبانید. ما از یک ظرف پلاستیکی دارو استفاده کرده ایم که کار با آن بسیار ساده است. همانطور که می‌بینید سنسور اولترا سونیک را باید طوری نصب کنید که بصورت عمودی روبروی شما قرار بگیرد. اگر لازم بود ارتفاع سنسور را کمی‌بیشتر کنید تا بهتر حضور شما را تشخیص بدهد.

در نهایت هم تمام سیم‌ها را با چسب برق عایق کنید.

گام ششم : منبع تغذیه خارجی (اختیاری)

اگر می‌خواهید از سوئیچ ذخیره انرژی برای مدت طولانی استفاده کنید، بهتر است جایگزینی برای این باتری که فقط دو تا سه ساعت دوام می‌آورد پیدا کنید. یک شارژر USB ساده یا یا یک منیع تغذیه دیواری بهترین انتخاب است.

برای اتصال منبع تغذیه خارجی ابتدا باید باتری را از برد linkit one جدا کنید. سپس شارژر USB را با یک کابل میکرو به آن وصل کنید. سوئیچ را در حالت USB قرار بدهید و تا LED روی برد روشن بشود.

گام هفتم : سوئیچ را به دستگاه وصل کنید

حالا ساخت سوئیچ ذخیره انرژی تمام شده و می‌توانید آن را به هر دستگاهی که می‌خواهید، وصل کنید. همانطور که گفتیم رله کار سوئیچ را میکند و باعث روشن شدن دستگاه‌ها میشود. پس برای وصل کردن دستگاه کافی است مثل وقتی عمل کنید که می‌خواهید دستگاهی را به یک سوئیچ وصل کنید. فقط به جای اینکه دو سیم را به سوئیچ وصل کنید، باید آن سیم‌ها را به پین‌های رله (NO و Pole) وصل کنید.

ابتدا دو تکه سیم بلند ببرید و به ترمینال پیچی که قبلاً لحیم کرده اید، وصل کنید. این سیم‌ها باید از جعبه بیرون بزنند. حالا می‌توانید این سیم‌ها را به دستگاه‌های روی میز کارتان وصل کنید. البته باید نکات زیر را رعایت کنید.

نکته اول، میزان جریان رله سوئیچ ذخیره انرژی است. روشن کردن دستگاه‌های DC کوچک مشکلی ایجاد نمی‌کند اما برای دستگاه‌های AC باید بیشتر دقت کنید. از این سوئیچ نمی‌توانید برای دستگاه‌های بزرگی مثل بخاری برقی و کولر استفاده کنید (میزان جریان باید بیشتر از ۱۵ آمپر باشد). اما برای دستگاه‌های کوچکتری مثل چراغ مطالعه و فن رومیزی، براحتی می‌توانید از رله سه تا پنج آمپری استفاده کنید. از همین رله هم می‌توانید برای وشن کردن دستگاه‌های DC با جریان کمتر از ۲ آمپر استفاده کنید (البته این رله برای دستگاه‌های بزرگتر هم جواب میدهد اما امکان سوختن ترمینال‌های رله وجود دارد). در ضمن باید مطمئن شوید که ترمینال‌های می‌توانند میزان جریان وارد شده را تحمل کنند. استفاده از رله‌های بزرگتر همیشه بهتر و ایمن تر است.

در تصاویر بالا می‌توانید ببینید که ما سوئیچ را به یک LED، یک فن ۱۲ ولتی و یک لامپ AC ده وات وصل کرده ایم. برای ایجاد اتصالات از شماتیک گالری بالا استفاده کنید.

سوئیچ ذخیره انرژی آماده است

سوئیچ ذخیره انرژی آماده است

سوئیچ ذخیره انرژی آماده است

با دریافت قبض برق بعدی شاهد تاثیر این دستگاه روی میزان برق مصرفی تان خواهید بود. می‌توانید براحتی آستانه فاصله را افزایش یا کاهش بدهید و ویژگی‌های بیشتری را به دستگاه اضافه کنید. مثلاً می‌توانید سنسورهای دیگری را امتحان کنید یا با استفاده از رله‌های بزرگتر امکان اتصال به دستگاه‌های بزرگتر را هم فراهم کنید.

اگر شما هم پیشنهادی برای بهبود این ساختنی دارید، آن را با ما به اشتراک بگذارید.

«مطالب پیشنهادی به شما»

درباره نویسنده

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.