Автоматизируем рулонные шторы при помощи 3D принтера

Подписаться на 3Dtoday
Madjo
Идет загрузка
Загрузка
07.02.18
4816
27
печатает на ZAV-MAX-PRO
Творчество
47
Надоело вручную подымать и опускать рулонные шторы. Жена поддержала в данном вопросе.
В квартире на окнах висят рулонные прорезиненные шторы из IKEA (внутренний диаметр штока около 22мм). При чес есть в старой вариации с веревкой, и с автоматическим подъемным механизмом (пружина внутри стоит, фото будут далее).
Посмотрев цены на готовые решения на Али - от 2800руб и выше. Печальный ценник. Решил сам сделать.
Сразу скажу. У меня сделано три версии подъемных механизмов, с разными моторами (но куплены у одного продавца MannHwa Smart Home Electrical). Все покупалось на Али, либо уже было в наличии. В порядке очередности изобретения и доведения до ума:
1) Мотор 12В 37мм с редуктором 30 об/м ZGA37RG 12 В DC редукторный
2) Мотор 12В 37мм с редуктором 50 об/м - тот же, что и выше но с другим редуктором
3) Мотор 12В 25мм с редуктором 30 об/м - ZGA25RP 12 В DC
Все моторы справляются со своей задачей и подъемом прорезиненных штор длиною 1,7м.
Ток потребеления - 50 - 150мА.

Так же лежит еще 17мм мотор ZGA17ru 17 мм 12 В DC . Были мысли вставить его внутрь шторы, но шторы закончились, мотор остался.
c7bfb3a09569c57443465c1fc8ed6d5e.jpg
С 50 об/м мотором возникли неудобства в работе, сразу скажу, - после подачи команды "СТОП" штора еще проезжает некоторое расстояние. Из-за это есть неудобства (не однозначность) в настройке, ниже опишу. С 30 об/м таких проблем не замечено, быстро останавливается.

А вообще первой "глупой" версией был подъемный механизм на NEMA17 (лежат без дела). О том, что я не прав, понял только после того как все напечатал и увидел падающую штору при снятии напряжения с мотора. И ток потребляемый при подъеме шторы не порадовал. Полез на Али за моторами с редуктором.

Вот окно с мотором №1 . И не кажешь, что есть привод
e922c0f334d944ed0dcab232830ab694.jpg
Сама конструкция c приводом №1 (37мм)выглядит так, скрытая шторами:
69c039a8336317af5af0024466fb6fa9.jpg
С приводом №3 (25мм):
a71e39c1a65067f0cc27d048e17c6a9f.jpg
В виде сборочных чертежей:
Версия 37мм
640469896249f040214626320c921e78.JPG
Разложенная 25мм:
04104f5f723ba73dfd165d6e9d05edd7.JPG
Мозгом каждой шторы является Arduino (Nano или Pro Mini). К которому подключены приемники 433Мгц. Я взял готовые решения с 4 выходами RF приемник (как раз один на вниз, вверх, стоп и калибровка). Но с целью удешевления можно использовать дешевые RF 433Mhz Pair вкупе с библиотекой RCSwitch, возложив на Ардуино функции декодирования.
Для управления моторами можно использовать любый драйвера на 12В. В моем случае в каждой шторе стоят разные: L298N, TB6612 и vnh2sp30. Ставил по принципу - что было в наличие. Принцип управления у них у всех один.
Вот "техническая" схема подключения:
a3e1c0af223cfd08ce36f1712dd3a256.jpg
Всё это добро размещается в напечатанной отдельной коробочке
0182c70ab2ab1e8ea406aadc6121b0f1.jpg
Правда в случае с L298N пришлось еще одну рядом ставить, из-за его габаритов.

После долгих размышлений: "Как считывать положение штор" - было принято решения остановиться на датчиках холла и магнитах. Выбор пал на датчики холла A3144, фиксирующие "Да" или "Нет".
Один ставлю вверху окна, который фиксирует нулевое положение, другой на самом приводе для подсчета числа оборотов.
Для поиска нуля поставлен на стене, при помощи высокотехнологичной клейкой ленты:
4d085c6d9737e831777ee27685c010b5.jpg
К шторе магниты прикрепил посредством суперклея.

Второй датчик холла поставил на самом приводе.
830b84fd16174477c8941ff1a2fe69e7.jpg
По кругу с равным шагом приклеил при помощи суперклея магниты. На первой версии штор сделал только 4 магнита, и однозначно этого мало. Пришлось играться с высотой холла на стене. Но новых версиях уже по 8 магнитов поставило и получил нужную точность.
Итоговая конструкция представлена на фото ранее.
Вынимаем из штор Ikea механизмы автоматического подъема:
e8b03ebf1f65979ce7b2adb8083d0220.jpg
На их место вставляем нашу новую втулку:
e1657627b634ddcd817530cf3e2439fd.jpg
На старых версиях была веревочка и этого механизма не было. А теперь они модернизировали свои шторы.
С другой стороны оставляем штатное крепление, правда усиленное алюминиевом уголком (хлипкие они у Ikea):
1676fc2a054a56e0bce4edaef7f1a19c.jpg
Т.к. обычно окно у нас находится в режиме "проветривания"и штора из-за ветра болтается - поставил снизу улавливатели штор:
44535a29cc584f840a1c4435418500c0.jpg
Печатал все из ABS от FDPlast, но это отдельная история... С бесконечной борьбой с расслаиванием и проклеиванием итоговых моделей. Хотя улавливатели напечатал из PLA натурального, к нему претензий уже не было.
Подписаться на 3Dtoday
47
Комментарии к статье

Комментарии

07.02.18 в 15:25
3
По каким-то причинам пост ушел раньше времени, наверное мои кривые руки сработали. Редактировать нельзя. Вписываю сюда.
Управление через BroadlinkRM3. Коды сам заносил через библиотеку RCSwitch. Через неё и передатчик генерировал посылку с нужным мне кодом и записывал её в RM3 и приемник на шторе.
Принцип управления. Нажимаем кнопку "калибровка" - штора подопускается вниз, далее едет вверх до момента сработки первого геркона. Ноль найден.
Далее опытным путем за счет второго геркона подсчитываем кол-во оборотов до нижней границы. Вписываем в скетч.
Можно шторами пользоваться.
Скетч и исходники чуть позже выложу.
Ссылка на скетч: https://yadi.sk/d/QHL3Xel83SB5cz
Ссылка на исходные 3D модели - чуть позже на Thingeverse выложу и дам ссылку.

Еще в одной комнате в своем техническом уголке поставил клаву, с телефона не всегда удобно управлять. Подключил к отдельной Arduino Mega с 433Мгц передатчиком и RCSwitch (уже стояло в комнате).
a34d2728d720414150b442cabd423c71.jpg
07.02.18 в 15:56
1
Спасибо за пост!
Почему не использовать более простое решение (возможно глупость напишу):
подача напряжения напрямую на движок с ардуино нано, а в скетче просто указать время подачи напряжения, входной сигнал любой (IR,BT,Wifi).
07.02.18 в 16:21
0
Ссылка на модели в исходниках https://www.thingiverse.com/thing:2785109
07.02.18 в 16:25
1
больше 20мА есть вероятность спалить порт на мк. такие дела...
07.02.18 в 16:47
0
Спасибо, я имел ввиду питание отдельно , но управление питанием через МК
07.02.18 в 16:33
1
1. 12В через ардуино не пропустишь.
2. И вообще что либо кроме светодиода подключать напряму к выходом микроконтроллера не стоит. Есть еще пусковые токи.
3. Время подачи - штука не однозначная. Она не фиксируется фактический оборот шторы. Где-то подтупит движок, или ещё чего-нибудь - и штора не понятно где остановится. И ловить миллисекунды, чёт не привлекательная затея. Тут всё четко.
Плюс данное решение позволяет еще и стопорить где надо по кнопке "стоп". С таймером, с учетом времени на разгон уже не отловишь нужное положение.
Долго форумы штудировал, и у всех главный затык при реализации автоматики штор - как фиксировать положения. В итоге понял, что надо фиксировать кол-во оборотов.
07.02.18 в 18:41
-1
2. И вообще что либо кроме светодиода подключать напряму к выходом микроконтроллера не стоит. Есть еще пусковые токи.
Где ж Вы раньше были, когда я сунул динамик к ардуине. Спалил таймер. Ну да ладно... Ардуина на халяву досталась.
1. 12В через ардуино не пропустишь.
Можно купить драйвер (хотя бы L293) для движка и через него управлять.

С остальным согласен.
07.02.18 в 15:51
0
Не сильно жужжат моторчики при работе?
07.02.18 в 16:22
0
Слышно, но не напряжно. Они за 10 сек поднимаются. Тем более пользуемся ими пару раз в день - утром и вечером.
Кот на это жужжание даже внимание не обращает.
07.02.18 в 16:27
0
Понятно. Идея зачетная, но у меня шторы к самой створке крепятся. Провода просто так не протянуть :)
07.02.18 в 16:35
0
Я в спальне 12В пустил через аудио розетку на стене. Акустику уже давно убрали, а розетки и провода в стене остались. Как раз 0,5 до штор от розетки получилось.
07.02.18 в 16:36
0
ну, нам так не жить... Нужно либо мудрить с проводкой, либо искать варианты беспроводной передачи энергии :)
08.02.18 в 07:11
0
Если окна пластиковые, то проблем не будет. Там в раме
вагон полостей. Остается дотянуть до рамы и сверху от рамы до мотора.
07.02.18 в 16:10
0
Были мысли вставить его внутрь шторы, но шторы закончились, мотор остался.
Идея воще клевая.
Самому периодически приходит мысль, опуская поднимая шторы на окнах, хочу кнопками это все управлять ))

Но у меня шторы прям на окне .... и скорее всего придется вкручивать мотор внутрь шторы ......
07.02.18 в 16:20
0
Отличная работа. в закладки. Я сейчас мучим вопросом какие шторы\ жалюзи на лоджии сделать.
Обратил внимание, на фото у вас следы гари на окне. Это в ходе испытаний чего-то горело?
07.02.18 в 16:23
0
Это следы "чистейшего воздуха" с улицы и хренового монтажа оконных рам.
07.02.18 в 17:06
0
У меня москитные сетки не снимаются круглый год, ну только на помыть их. в них дофига пыли "задерживается". Внизу рамы тоже бывает пыль, но если можно так выразиться "чище". У вас видимо на дорогос интенсивным потоком окна смотрят, и деревьев мало. Сочувствую.
07.02.18 в 18:14
1
помню в 2002-2003-м годах механизм привода с дистанционным управлением стоил нуворишам на 4-хкомнатную квартиру порядка 18000 долларов :)
07.02.18 в 19:02
4
Реализовано на Wemos D1 mini
С телефона устанавливается время
Привод - шаговик 28BYJ - на 5 вольтах хватает за глаза.
Один раз отмерял шаги и в путь...
На телефоне выставляю время когда открыть и закрыть - ни каких кнопок
07.02.18 в 21:08
0
Тут еще многое зависит от веса и длины штор.
08.02.18 в 09:07
1
Ширина шторы 1,3 метра
Длина 4 метра (окно 5,5 метров высотой)

И ни че, 28BYJ мега безшумно с этим справляется - не мега быстро, но справляется. Я уже просто не обращаю внимания на скорость - шторы просто сами когда надо откроются и когда надо закроются - забыл про них. :)

28BYJ можно до 12 вольт питать, что даст мощности.

На ШД и Wemos плюс в том, что не надо ни каких датчиков, пультов и кнопок. Все настройки с телефона через Blynk, время берется с таймсервера.
Один раз шаги отмерял и далее программно делай что хочешь.
Можно шаги в EEPROM записывать, чтобы знать положение шторы ВСЕГДА и таким образом можно приоткрыть и не до закрыть и т.п.
08.02.18 в 09:20
0
Использую данные шаговики для ptz камер, и их удерживающая способность не впечатлила. Со шторами даже не стал экспериментировать, с таким маленьким крутящим моментом и пластиковым редуктором. Может и зря.
Для 12в это отдельная версия мотора. 5 вольтовые от такого напряжения греются адски. Заказал как раз на пробу 12в версию.

И по шторам. У вас они тряпошные обычные или ночные (глухие,прорезиненные). У тряпошных вес ни какущий. У меня ещё в каждой шторе по шпильке М8 всунуто в качестве груза, чтоб лучше натягивалась :)

Готовый софт Блинка это не интересно;)
07.02.18 в 21:15
0
Как раз то, что надо. А то я уже почти собрался на шуруповертах, которые ревут так, что мама не горюй.
08.02.18 в 09:34
0
Почему готовый софт ? Он с нуля пишется самостоятельно. Блинк - это только интерфейс, который заменяет дисплей, кнопки, таймеры и прочее.

У меня на плате написано 5-12 вольт. На 12 - да греется. На 5 тянет и не греется. На другом проекте 28BYJ целый день молотит со сменой режимов (туда-сюда) на 5 вольтах и не греется совсем.

Перед установкой шторы взвешивал - 1200 грамм. Не то чтобы плотные но и не простыня.

На другом окне место ограничено и поэтому туда рассматриваю ШД от ломаных принтеров, там есть большого (относительно) диаметра, но плоские ШД.

Я ставил на уровне эксперимента - получилось и уже как 3 месяца работает на 5 вольтах с 28BYJ - и с этим окном вопрос закрыт.
08.02.18 в 14:45
0
я давно хочу на NEMA17 не опускать-поднимать, а раздвигать шторы :D пока идеи крутятся в голове
08.02.18 в 15:13
0
Тросик и моторчик. Проблема будет только в одном - рукой шторы запросто можно будет сдвинуть, после снятия питания с шаговиков. Нету у них удержания. И встанет вопрос как ловить конечные положения, после такой ручной подвижки
08.02.18 в 17:17
0
Конечно концевиком по оси X ;)

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Халява для самых внимательных и придирчивых

Медицинский проект HoloDoctor объединяет дополненную реальность и 3D-печать

Formlabs приглашает на вебинар по стереолитографической 3D-печати

Прозрачный куб и пирамида - детские головоломки на 3д принтере

Обзор 3D-принтера WANHAO D9/300: видео

Поговорим об основах?