Автоматические шторы своими руками

Электроприводы рулонных штор с WiFi своими руками.

С чего все начиналось.

Еще с детства я мечтал об электрических шторах. Как было бы хорошо плавно и естественно просыпаться под утренние лучи солнца! Тогда еще у меня были обычные шторы. Электропривод для них был вполне реализуем, об этом я узнал в Сети. Интернет тогда только начал проникать в наши дома. Но единственной преградой были карнизы для штор. Они были металлическими и крючки в них немного застревали. Требовалась замена карнизов, а на это я тогда не был готов.

Прошло много времени…
Я переехал и начал снимать бюджетную квартиру. Там на окнах были горизонтальные жалюзи. На них-то я впервые и установил электроприводы. Это было замечательно! Утром ко времени подъема жалюзи открывались, комната освещалась утренними лучами солнца и мы просыпались легко и непринужденно.

Реализованы приводы были довольно своеобразно: из DVD плееров с разборки я достал моторы с редукторами, удалил лишнее и установил в два небольших пластиковых корпуса. Эти моторы были установлены на нижних частях двух окон и вращали трости жалюзи. Требовалось четыре оборота трости для открытия или закрытия. Для управления я собрал небольшой контроллер. Он представлял собой ATmega8 с дисплеем. Имелось два «будильника» на открытие и закрытие, а количество оборотов трости задавались задержкой «delay_ms». В добавок можно было вручную открыть или закрыть жалюзи, имелись автоматический и ручной режимы.

Единственным минусом как раз было управление при помощи задержки, а не счетом количества оборотов. Была разная нагрузка на двигатели при закрытии и открытии, т.е. жалюзи быстрее закрывались, чем открывались и через неделю-две систему приходилось подстраивать.

Планирование.

Прошло еще несколько лет.
Я снова переехал, в этот раз уже в свою квартиру. Познав все прелести электро окон я не хотел от них отказываться и еще на этапе ремонта проложил гофру под кабель. Какие приводы будут установлены, я еще не знал.
На Алиэкспресс есть моторы для рулонных штор. Для моей комнаты понадобилось бы три мотора и пульт. Да и шторы просто так не купить — нужно собирать самому. Все это выливалось в кругленькую сумму. Позвонил в фирму, которая продает моторы для штор и сами шторы с электроприводом — цена огорчила еще больше.
Выход остался один — снова сделать все собственными руками.
Без штор жить не комфортно и были куплены рулонные шторы оффлайн. Жизнь продолжалась, а тем временем в голове жужжали мысли и формировался план действий…

В итоге было принято решение к имеющимся рулонным шторам добавить моторы с редукторами, установить концевики, чтобы все было красиво и автоматично, и организовать управление при помощи Sonoff реле. Используя такое реле удалось получить такие функции как удаленное управление по WiFi и при помощи пультов на 433МГц, гибкие настройки дня и времени открытия/закрытия и др. К тому же это все стоит недорого, не нужно писать и отлаживать программу, травить плату. Берем на вооружение!

Во время написания статьи я обнаружил, что на Али есть и приводы цепи штор — и тут китайцы нас спасают. Можно было просто купить…

Подготовка и доработка комплектующих.

Итак, приступим. Для начала, перед покупкой двигателей, я попытался измерить требуемое усилие на открытие. Радиус колеса шторы примерно 1 см и измерив какая масса, приложенная к цепи, будет поднимать штору, получим приблизительное значение требуемого крутящего момента двигателя. Я использовал пластиковую бутылку, наполненную водой. Оказалось, что требовалось около 1,5-2 кг*см для смещения шторы, а это довольно много. Разобрав механизм фиксации я обнаружил, что штора фиксируется и не падает благодаря пружине.

В моем случае их было две. Одну я удалил, и вал смазал маслом. После сборки «измерения» показали, что уже с одним литром воды (1кг*см) штора приходила в движение и сама не падала. Отлично…

Дальше нужен двигатель.
Результатом поисков по Алиэкспресс стали двигатели с редуктором. Можно выбрать требуемый крутящий момент, напряжение и скорость вращения. Я остановился на двигателе 12В, 30 об/мин, 4кг*см. Забегая вперед скажу, что с этим двигателем при напряжении 10В окна открываются за 37 секунд.

Для двигателей нужны корпуса. Самыми компактными подходящими нашлись корпуса Gainta. У них большой выбор пластиковых и алюминиевых корпусов.

После примерки двигателя оказалось, что корпус нужно дорабатывать. Бормашиной и фрезерным станком корпуса были немного доработаны.

И самое интересное — как это все прикрутить к шариковой цепи? Для решения этой задачи я приобрел рем. комплект для таких же штор.

Из этого комплекта нам понадобится деталь, отмеченная стрелкой. Её нужно будет превратить в колесо с резьбой М6. На этой детали удаляем все лишнее, вклеиваем две гайки М6 на эпоксидную смолу, все накручиваем на резьбу и клеим на эпоксидку. Сразу скажу, что гайки не обычные, а резьбовые вставки М6-М8*1,5. Таких в продаже нет, они были честно спионерены позаимствованы на работе. Поэтому придется импровизировать, если осмелитесь повторить сие безумие. К сожалению, фотографий процесса переделки не сохранилось. Тут прошу меня извинить.
Имеем двигатели с редукторами и колесами для шариковой цепи в корпусах.

Собираем все в систему.

Пришло время паять. Ниже приведена упрощенная схема подключения.

Двигатель управляется драйвером для коллекторных моторов A4950 (PDF) от Allegro.

(Будьте осторожны! Микросхема драйвера чувствительна к статическому электричеству. Во время сборки умерло несколько микросхем.)
Управление на плату драйвера приходит от Sonoff реле через концевые выключатели в виде герконов, установленных внутри штапиков окон. В самом Sonoff реле нужно заменить реле 🙂 на другое с напряжением 5В и группой переключающих контактов. Напряжение 5В для управления берем с источника питания Sonoff реле (электролитический конденсатор с низким напряжением).
Двигатели питаются от отдельного импульсного блока питания.
На самом деле я реализовал все немного сложнее: для питания двигателей я дополнительно использовал понижающие преобразователи, т.к. в зависимости от длины провода скорость вращения двигателей может быть разной, да и скорость вращения можно регулировать. Но это не столь важно.
Корпуса двигателей оказались довольно компактными, что вызвало небольшие трудности с установкой понижающих преобразователей и драйверов. Но все благополучно уместилось.
Так выглядит двигатель с питанием и управлением.


Чтобы ограничить движение шторы, внутрь штапиков были установлены герконы, а на шторы — магниты. Вся проводка уложена в кабель каналы.

На очереди блок управления. Внутри пластикового корпуса уместились блок питания, Sonoff реле и плата задержки, о которой я расскажу чуть позже.

Так блок управления подключается к окнам. Он аккурат расположился под тумбочкой и такая конструкция никак не мешает.

В стене проложена гофра, протянут кабель по которому идет питание и управление. На каждое из трех окон приходит питание 19В, и два управления через герконы.

Запуск и наладка.

Во время сборки я по отдельности проверял работу каждого узла и постепенно собирал все воедино.
Напряжение было снижено до 10В с целью уменьшения шума. Как оказалось, китайские моторы, втроем, неплохо так жужжат, плюс ко всему рамы окон резонируют.
Так же важно, чтобы герконы надежно срабатывали, иначе штора упрется и цепь будет проскальзывать на колесе двигателя. Вся надежность системы упирается в герконы.

Все заработало, вроде как ничего сложного… Если бы не одно «но»! Если ветерок колышет штору, может возникнуть ситуация, когда магнит отодвинется от геркона и т.к. управление подается постоянно, штора начнет двигаться куда не нужно. Таких случаев было достаточно и я решил добавить в систему задержку на отключение управления. Таким образом, через 40 секунд после появления управляющего сигнала контроллер отключает управление на драйверы двигателей. И даже, если штора не остановилась по концевику — остановится по таймеру. К слову, остановки в любом положении не предусмотрено — только открыто или закрыто. Это меня устраивает.

Опыт эксплуатации и резюме.

Результатом моих домомучений стала возможность открывать/закрывать шторы простым нажатием на кнопку настенного пульта ДУ или через приложение eWeLink со смартфона, автоматически открывать и закрывать шторы по времени и по дню недели, удаленно управлять через Интернет. И это, я вам скажу, очень удобно.
К плюсам еще стоит отнести возможность ручного управления. Если система отказала или отключили электричество, можно снять цепи с двигателей и крутить все вручную. Да и сами шторы поменять — не проблема. При использовании шаговых двигателей на оси вала, зачастую, механизм необратимо переделывается и возможность ручного управления ставится под вопрос.
Шум двигателей немного раздражает, но я его слышу только утром, и зачастую сквозь сон. Вечером шторы закрываются, когда меня еще нет дома или я нахожусь в другой комнате.
Так же интересен сам опыт использования Sonoff реле не как устройства коммутации нагрузки, а в качестве управляющего устройства. Можно использовать таймеры, расписание, удаленное управление труднодоступными механизмами и пр.
Интересно, как бы получилось реализовать такое управление при помощи реле от Xiaomi. Гибкие настройки сценариев, интеграция в систему умного дома выглядят многообещающе.
А какие нестандартные варианты использования Sonoff реле знаете вы?
Благодарен, что дочитали до конца. Я не писатель, больше технарь. Старался…

Как сделать электропривод для карниза

Технология умного дома затрагивает и управление шторами. Карниз с электроприводом – оборудование, позволяющее управлять естественным светом, не вставая с дивана. Но не обязательно тратить деньги и покупать дорогую технику, можно сделать его самостоятельно. Все компоненты продаются в радиомагазинах, поэтому получится сильно сэкономить.

Принцип работы

При рассмотрении штор с электроприводом, можно заметить простую технологию, легко повторяемую дома.

Конструкция представляет собой привод, который крепится к жесткому алюминиевому профилю. Он требуется, чтобы создать опору для всей конструкции. Внутри располагается прочная стальная струна, которая соединяется с передвижной кареткой.

Электропривод подключен к каретке с помощью тросика. Начиная двигаться, трос передвигается и тем самым меняет расположение каретки. Одновременно на струне располагается и электроштора, которая также перемещается.

На некоторых моделях магазинных карнизов установлен таймер. Он позволяет задавать конкретное время открытия или закрытия штор на постоянной основе или периодически. В домашнем электрическом приводе для штор его также можно установить. Датчики и таймеры продаются отдельно и программируются с помощью любых сред.

Датчики освещения можно найти в китайских интернет-моллах или радиомагазинах. Это индикатор, который определяет уровень освещения в помещении и в соответствии с заданной программой определяет положение занавески.

Процесс сборки и монтажа

Электрический карниз для штор работает благодаря приводу, который осуществляет перемещение полотна по заданным координатам. Для этого требуется выполнить следующие инструкции.

Раздвижной электрокарниз собирается по следующей инструкции:

  1. Перед сборкой нужно найти все детали, а также убедиться, что все крепежные элементы присутствуют.
  2. Для установки потребуется алюминиевая опора. Лучше всего подойдет алюминиевый «П» образный профиль. Это доступный элемент, который может быть использован в системе автоматического карниза. В продаже есть профили разных параметров, подойдет 2х3 или имеющие подобные размеры.
  3. Слева встраивается привод. Лучше использовать готовый привод от автомобильного стеклоподъемника. Он дешев, продается в любом автомагазине, имеет малые размеры и подключается от 12 вольт, то есть можно использовать обычный блок питания.
  4. Справа монтируется каретка с колесиками.
  5. Между кареткой и приводным блоком натягивается трос. Можно воспользоваться обычной стальной бельевой веревкой или купить тросик в строительном магазине.

Ниже представлена схема сборки силовой части. Важно заметить, что для ее компоновки лучше использовать печатную или макетную плату. Для этого нужны навыки пайки и элементарное понимание работы электротехники.

Читайте также:  Автоматическая подсветка лестницы с помощью Arduino

На схеме ниже представлен также датчик определения освещения в помещении, в качестве которого подойдет фоторезистор. Он должен располагаться так, чтобы постоянно смотреть на улицу. Ему не должны препятствовать отливы, шторы, козырьки и прочие помехи.

Для управления используется обычный пульт. Он уже есть в готовых блоках управления, поэтому самостоятельно собирать его не нужно.

Лучше всего использовать радиопульт, который может работать из любой комнаты.

Подключить жалюзи можно двумя способами:

  1. Аккумуляторы. Удобством этого питания выступает отсутствие проводов. Но периодически аккумуляторы садятся и постоянный нагрев от солнца приведет к постепенной потере емкости.
  2. БП. Блок создаст постоянное напряжение без перебоев, но придется прятать провод и тянуть его к розетке.

Электропривод своими руками для жалюзи и ролл-штор

Если нет возможности использовать покупной двигатель для штор с электроприводом, возможно доработать уже существующие. Система моторчика — это электромагнитная комбинация двух катушек. Внутри них, при подаче электричества, создается электромагнитное поле, которое и вращает вал. Что делать в этой ситуации?

Сделать электрокарниз для римских штор можно на основе моторчика их электроотвертки и битодержателя, который продается отдельно в магазине.

Потребуется сделать несколько доработок:

  1. Снять корпус. Чтобы добиться компактности, достаточно просто разобрать корпус, там будет небольшая система из ротора и статера. Их требуется вытащить.
  2. Извлечь батареи. Элементы питания представляют собой несколько соединенных последовательно аккумуляторов. На место плюса и минуса припаиваются удлинители-провода.

Можно пойти дальше и изготовить электрошторы на собственном двигателе. Потребуется:

  1. Тонкий провод для намотки катушки (нужен специальный лакированный проводник);
  2. Ферритовый сердечник (Требуется в идеальной конструкции. Можно использовать любые другие немагнитные сердечники).
  3. Магнит.
  4. Провод.

В качестве сердечника можно использовать тубу шприца. На нее наматываются витками провод. Точных требований нет — чем больше, тем лучше. Чтобы установить вал, понадобится изготовить металлическую трубку и зафиксировать ее на опоре.

Подавая ток от изготовленной катушки, вал начнет крутиться. Полученный электрошторы нужно запитать от аккумулятора 18650 или внешнего БП.

Советы для домашних умельцев

Электрокарнизы для штор можно сделать самому, если требуется сэкономить. Но лучше придерживаться нескольких дополнительных правил.

  1. Двигатель должен быть реверсивным. То есть, привод должен иметь возможность обратного кручения. Нельзя использовать дешевые моторчики от игрушек, так как они могут вращаться только в одну сторону. Подойдут микромоторы для бормашинок, имеющие реверсивный ход.
  2. Дешевые моторчики лучше не использовать. Чем дешевле двигатель, тем ниже его качество. Это приведет к постоянному биению вала. Если изготавливается электрокарниз для римских штор, драпировка должна быть образована правильным образом. Поэтому биение вала недопустимо.
  3. Внутренняя изоляция. Мотор и плата могут иметь оголенные контакты, которые замкнутся о алюминиевую опору. Для этого можно использовать изоленту, жидкий компаунд или краску.
  4. Макетная плата. Небольшая печатная плата с прорезями и местами под пайку. Соединение между компонентами осуществляется с помощью проводов. Это лучше, чем навесной монтаж, так как снижает вероятность короткого замыкания.

Подробнее о сборке электрокарниза в видео.

Как сделать автоматические шторы

Новые способы улучшить нашу жизнь активно придумываются и на сегодняшний день их уже большое количество. Одними из таких технологий являются автоматические шторы на окна. Их преимущества и недостатки, а так же возможности и способ установки мы рассмотрим в этой статье.


Photo by Orlova Maria on Unsplash

Шторы с электроприводом – это удобная в эксплуатации конструкция и недорогая. Людям, которые любят комфорт, стоит проявить интерес к такому изобретению.

Умные карнизы придумали не так давно, но они быстро набирают популярность, что вскоре может заменить обычные карнизы. Ведь каждый человек стремится улучшить свой комфорт.

Для того, чтобы установить автоматические шторы на окна не требуется никакого особого оборудования. Нужно всего лишь сделать правильные замеры и подобрать механизм по мощности

Преимущества и недостатки

Приобретение рулонных штор или раздвижных обладает большим количеством преимуществ:

  • могут быть установлены своими силами практически на любые окна и подобраны к любому интерьеру;
  • не обязательно менять свой текстиль на новый при установке;
  • дешевая эксплуатация;
  • при правильном обслуживании проработаю довольно долго;
  • управление таким устройством очень простое, с помощью дистанционного управления его освоит даже ребенок;
  • работают практически бесшумно и не будет отвлекать вас;

Такое приспособление практически не имеет недостатков и идеально подойдет для вашего дома. Что не скажешь про его монтаж.

Возможности

Такой механизм с электроприводом обладает обширным спектром возможностей! Можно установить таймер, который будет закрывать или открывать шторы автоматически в заданное время. Например, задать такие параметры, которые будут закрывать шторы в ночное время и открывать рано утром.

Также можно приобрести карниз с датчиком света, при помощи которого конструкция будет реагировать на яркое солнце и механизм будет закрываться автоматически. Так можно уберечь растения от засухи.

Автоматические римские и рулонные шторы похожи только лишь способом крепления и применением в декоре окна. Их отличие состоит в конструкции поднятия текстиля.

Особенности установки и конструкции

Перед установкой требуется подобрать такой привод, которому не составит труда выдержать вес и величину ткани. Его можно установить в любом месте возле окна: под подоконник, спрятать за жалюзи либо оставить на виду.

Если в помещении имеется несколько окон, панорамные оконные проемы или путь к ним преграждается диваном, рациональнее поставить дистанционное управление. Также можно добавить к механизму таймер, который сможет автоматически открыть или закрыть карниз в заданное время.
Для установки такой технологии вам потребуется электропривод, который можно сделать самому или купить уже готовый в интернете. Качественный прибор будет работать бесшумно и правильно заданные настройки никак не нарушат ваш отдых. Кроме этого процесс открытия и закрытия штор выполняется за несколько секунд.

Рулонные шторы Блэкаут состоят из уникальных светонепроницаемых тканей, материал которых имеет особенность останавливать даже очень яркий солнечный свет. А также имеют иммунитет к выцветанию и деформации, не нуждаются в особом уходе и избавляют комнату от нагрева

Как сделать своими руками

Нам потребуется привод, который обладает достаточной мощностью. Так же из-за разницы температуры в летнее и зимнее время, повышенной влажности электропривод должен обладать еще и надежностью. Мы будем использовать автомобильный привод стеклоподъёмника.

Нам понадобится пластина, на которой мы будем устанавливать электропривод. Идеально подойдет текстолитовая, она достаточно крепкая и тонкая. Дабы виток на веревке не путался устанавливаем на нее металлический уголок с отверстиями для веревки.

Справа от уголка устанавливаем концевые выключатели, которые будут автоматически останавливать работу механизма в конечном положении. Так же на веревку крепятся две пластиковые трубочки, чтоб обозначить эти положения. Они устанавливаются в таком месте, где смогут надавить на выключатель по достижению конечного положения.

Далее крепим привод стеклоподъёмника, на который надевается ролик (отлично подойдет колесо от мебели, так же нужно сделать отверстия квадратными, чтобы надеть на вал привода), в котором проточена канава для двух витков веревки.

После крепим на доску три металлических стойки. Привод фиксируется на стенке балкона с помощью мебельных уголков.

Затем нужно хорошо натянуть веревку. Соединить ее концы можно с помощью особого винта и гайки. Также к нему крепится конец занавески.

Далее подключаем электропитание к двигателю приводу. Для этого нам потребуется блок питания (например, от принтера), который способен выдать напряжение до 30В и ток доя 0,7А, а так же DC-DC преобразователь до 5 В. Регулировка питания двигателя выполняется при помощи реле, предназначенного для смены полярности сигнала.

Функции, которые выполняет микроконтроллер:

  • управление через пульт;
  • управление питанием;
  • принятие решения о включении;
  • измеряет освещенность;

Если использовать блок питания с функцией Stand-by, которая переводит его в спящий режим после 30 секунд бездействия, удастся уменьшить потребление энергии

Через светодиод (красный и зеленый) устанавливается индикация работы привода. Если красный заморгал, значит появилась какая-то ошибка (по количеству миганий можно определить номер ошибки). При подаче напряжения на двигатель загорается зеленый.

Вся электроника устанавливается в пластиковую коробку, в которой делаются дырочки под выключатели, TSOP (нужен для приема данных с пульта) и светодиоды. Первый выключатель переводит ее в автоматический режим, а второй отключает питание. На светодиод надевается белый колпачок, чтобы видеть его под любым углом.

Автоматическая рулонная штора

В ранее я показал как просто и дешево сделать привод рулонной шторы. В процессе опытной эксплуатации через несколько месяцев собрал схему автоматики управления проводом шторы. Автор делится секретом построения своими руками системы автоматики управления приводом шторы. Принятые решения и электрическую схему с фото и видео смотрите и читайте ниже.

  1. Конструкция электронного блока управления рулонной шторой
  2. Концевые датчики схемы автоматики
  3. Конструкция электронного блока автоматики
  4. Детали устройства автоматики привода рулонной шторы

Конструкция электронного блока управления рулонной шторой

Итак через несколько месяцев заряда аккумуляторов едва хватало на подъем шторы.

Штатное зарядное устройство не могло обеспечить питание двигателя. В качестве источника питания применил сетевой источник питания напряжением 5 Вольт и током до 3 Ампер. С повышенным напряжением питания привод стал гораздо быстрее поднимать штору. Кнопкой остановить штору в нужном месте стало проблематичным. Жизнь потребовала автоматизировать этот процесс.

Для упрощения управления шторой разработал простое электронное устройство с кнопочным управлением. Устройство с успехом может быть применено и для управления подъемными гаражными воротами. Возможна модернизация схемы с применением контроллера Arduino. Работу начал с установки концевых датчиков.

Концевые датчики схемы автоматики

Для работы схемы автоматики установил концевые герконовые датчики. Датчики управлялись мощным магнитом установленным в нижней планке шторы. Магнит извлечен из старого HDD (подробнее читайте здесь). Датчики срабатывают при приближении магнита. Верхнее положение контролирует один датчик, а вот для нижней точки установлено два геркона включенных параллельно для надежной «ловли сигнала». Пластмассовые корпуса датчиков лучше крепить на проверенный двойной скотч или лучше сразу строительным клеем.

Конструкция электронного блока автоматики

На фото представлена схема электронного блока автоматики

Принцип работы схемы системы автоматики.

Допустим штора находится в открытом состоянии и концевой датчик GC2 находится во включенном состоянии:

  • Если нажать кнопку КН2 «↑» , то ничего не произойдет, так как кнопка закорочена на землю замкнутыми контактами геркона GC2.
  • Если кратковременно нажать кнопку КН1 «↓», то откроется транзистор VT1 током текущим через резистор R1. Сработает реле Р1. Контактами Р1.1 реле подаст питание на работу электромотора и штора начнет опускаться. Одновременно контакты P1.2 разорвут цепь питания кнопки КН1 и заблокируют работу кнопки КН2.
  • При опускании шторы в нижнее положение сработает датчик GC1 и выключит реле Р1 — устройство остановится в режим ожидания.

Аналогичный режим работы устройства и при движении вверх при срабатывании контактов Р2.1 двигатель будет вращаться в другую сторону.

Если требуется остановить штору в каком-либо промежуточном положении, то нажатие кнопки КН3 «Стоп» приведет к обесточиванию реле, соответственно к выключению двигателя и установки устройства в режим ожидания.
Схема питается от мостового выпрямителя выпрямляющего переменное напряжение 18 Вольт со вторичной обмотки трансформатора Т1. В цепь питания сетевым напряжением установлен плавкий предохранитель на 0,5 А. Электродвигатель питался от отдельного стабилизатора на микросхеме КРЕН5 закрепленной на мощный радиатор. В дальнейшем в привод был установлен элекродвигатель от принтера на 24 Вольта и схема приняла показанный вид.

Оказывается все двигатели в электроотвертках, шуруповертах, игрушках и принтерах по размеру и креплению унифицированы.

Читайте также:  Сделать телескоп своими руками? Нет ничего проще!

Конечно схему можно и нужно собрать на полупроводниковых ключах. Но собрал из того что было и жалко было выбросить

Детали устройства автоматики привода рулонной шторы

Транзисторы применил кремневые средней или большой мощности структуры n-p-n. Реле серии РЭС9 паспорт РС4524200. Диоды VD обыкновенные выпрямительные — устанавливать обязательно. Кнопки любые на размыкание. Конденсатор в фильтре емкостью 500- 100 мкф на 50 вольт. Мостовой выпрямитель любой на ток 3-4А.

Монтаж проведен своими руками навесным способом на контактах реле. Реле установлены на текстолитовой плате. Элементы управления, трансформатор и электроника помещены в подходящий корпус. На корпусе установлена розетка типа DB9 для для подачи сигналов от датчиков и питания двигателя привода. Смотрите фото.

Монтаж схемы Розетка DB9

Самодельное штора надежно работает (сейчас 2020 год). Схему автоматики можно с успехом использовать для управления и другими устройствами. В перспективе намечено сделать автоматику управления шторой на плате Arduino. Arduino позволит просто сделать управления через ИК пульт и автоматику работы от датчиков освещения.

Пример работы шторы в нынешнем состоянии смотрите на видео

Автоматические рулонные DIY шторы v2.0

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Этот проект был задуман два года назад, в мае 2018 года, ровно в тот момент, когда я купил свой 3D принтер. Немного ранее я стал интересоваться “Умным” домом. От идеи до первого “запуска” прошёл ровно год, за это время я перечитал тонну статей в интернете. Первый “запуск” произошёл в июне 2019 года.

Первая версия привода была на базе шагового двигателя 28BYJ-48 и драйвера ULN2003 ESP8266 (прошивка от wifi-iot), для рулонной шоры Blackout, купеной в “Леруа Мерлен”. Длина 2.0 м, вес 2,5 кг. Штора была куплена в 2014 году и ежедневно поднималась и опускалась “врукопашную”. Выбор пал на готовый вариант с Thingiverse, в том числе, из-за наличия прошивки, а также опубликованных автором исходников модели.

Мощности привода оказалось недостаточно. Поскольку штора расположена на застеклённой, но не отапливаемой лоджии, то во время дождей она впитывала в себя влагу и её и так не малый вес значительно возрастал. Как вариант увеличения мощности, было протестировано:

  • для 28BYJ-48-5V, поднятие напряжения до 7,5 вольт;
  • для 28BYJ-48-12V, поднятие напряжения до 19 вольт.

В обоих случаях был значительный нагрев двигателя, но и был прирост мощности на 20%-30%. По итогу, всё через пару недель было демонтировано и штора вернулась к заводским параметрам.

  • если штора была размотана, то приводу не хватало мощности на её поднятие;
  • если штора была поднята, то под собственным весом она сама постепенно опускалась, т.е. просто “падала”.

Поняв, что необходимо увеличить мощность, из имеющихся комплектующих была собрана следующая версия, но уже на Nema-17. Также была попытка “изобразить” редуктор, который, по задумке, должен был удерживать штору в поднятом состоянии.

Переход на Nema-17 потребовал новый контроллер управления шаговым двигателем на драйвере A4988. Также в момент проектирования контроллера были протестированы драйверы DRV8825 и TMC2208. Два последних тише, но и дороже, поэтому остановился на A4988.

За время проектирования было множество экспериментов и, как следствие, многие компоненты выпустили волшебный сизый дым на котором они работают, тут только некоторая их часть.

Версий контроллеров управления шаговым двигателем также было множество, были как на “готовых” платах для A4988 с Aliexpress, так и на полностью самодельных макетных платах.

Поскольку пришло понимание, что без редуктора штора будет постоянно “падать”, решил использовать Nema-17 с редуктором 27:1, хотя, возможно, хватило бы и редуктора 5:1.

Поскольку я уже получил полностью работоспособную штору на балконе, мне захотелось повторить опыт, но уже со шторой Blackout на Кухне. Длина 1.2 м, вес 1,4 кг. Поскольку Nema-17 я уже освоил, решил добавить в копилку 28BYJ-48 и ESP-01S.

После переделки 28BYJ-48 в биполярный, он заиграл новыми красками, а именно, значительно прибавился крутящий момент, примерно на 40%-50%, естественно, помогло поднятие напряжения:

  • для 28BYJ-48-5V, до 12 вольт;
  • для 28BYJ-48-12V, до 24 вольт.

Схема контроллера

Вариаций на тему было очень много, но, по итогу, остановился на одном, который в дальнейшем просто масштабировал, от управления с одной платы одним двигателем и до четырёх. Поскольку на схемах все компоненты подписаны, думаю нет необходимости их отдельно перечислять.

Отдельно хотелось бы обратить внимание на вопрос питания Nema-17, не вдаваясь в технические дебри. Напряжение 12 вольт – это минимум, намного правильнее использовать напряжение 24 вольта, т.к. мы получаем дополнительный прирост мощности и оборотов двигателя.

Программное обеспечение (прошивка)

Постоянные поиски достойной прошивки привели меня на статью уважаемого Андрея Попова (andreypopov), за что ему огромное спасибо. Благодаря его статье мне конечно удалось избежать некоторых ошибок, но и своих я наделал предостаточно.

В скетче управление двигателем 28BYJ-48, а мне требовалось управление двигателем NEMA-17. Поэтому скетч пришлось немного доработать. После чего я счастливо жил 4 месяца.

Далее поиски прошивки привели меня на гитхаб Tasmota, где в тот момент сделали первую версию поддержки драйверов A4988. В чате Discord поддержки я выложил схему моего контроллера для A4988 и несколько фотографий, схему далее добавили в первую статью.

И всё закрутилось, мне предложили принять участие, в качестве “тестировщика”, в новом варианте поддержки для A4988. По прошествии двух месяцев мной была написана часть новой статьи и нарисованы несколько схем для применения драйвера A4988 (с кратким описанием для каждого).

В итоговом варианте я использую прошивку от Tasmota, и переходить с неё не планирую. Всё, что мне нужно от прошивки – это стабильность и управление по MQTT.

Поскольку мне уже наскучило делать всё на макетных платах, то не долго думая принял решение сделать полноценную плату контроллера. На Easyeda были созданы и заказаны три разновидности платы привода.

Получив заказанные платы, я принялся за уже привычную по ночам работу – паять в тишине.

Первый рабочий контроллер на полноценной плате, на котором ставились множественные эксперименты.

Вдоволь наигравшись, плотно засел за Fusion 360, дабы окончательно решить вопрос со шторой на балконе.

Ну и войдя во вкус, решил доделать привод на кухне. Дабы не изобретать велосипед, взял за основу готовый проект.

И уже используя полученный опыт, начал делать автоматизацию для двух “карнизных” штор в комнате. Что, собственно, в настоящее время и продолжаю. Осталось спроектировать корпус для платы, и натянуть второй ремень.

Производители готовых комплектов приводов, как например DOOYA или XIAOMI, делают конечно хорошие вещи, но как мне кажется, это немного дороговато. Да и сделать самому намного приятнее, и ещё при этом сэкономив немного.

Ну поскольку, за время экспериментов, шторы мне несколько раз сильно “пожевало” – захотелось минимальной защиты.

Вариант 3.0 (в мечтах)

Изначально мне очень хотелось получать обратную связь от шагового двигателя, т.е. сделать свой серво-шаговый двигатель. Ну и естественно, я начал его делать. Использовал магнитный датчик положения AS5600, и мне даже удалось получить от него данные с помощью прошивки от wifi-iot, а также взяв из описания стороннего проекта готовый скетч.

Но, как обычно, споткнулся о программное обеспечение (ну не программист я, а клавиатуру в лесу нашёл), и не найдя готовой прошивки, отложил проект до лучших времён.

Итоги

Фактически за один год я получил огромный опыт в 3D проектировании и создании своих плат, а также подтянул навыки пайки.

Поскольку проект изначально планировался как не коммерческий, друзьям я иногда делаю автоматизацию штор, что называется по себестоимости комплектующих, т.е. абсолютно без прибыли для себя.

Все 3D модели, если кто-то захочет их повторить, вместе с исходниками в формате Fusion 360, мной выложены на Thingiverse, найти их там можно просто набрав в поиске мой ник.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Как сделать электросамокат – пошаговая инструкция с фотографиями

В интернете сейчас присутствует достаточно много предложений для покупки электрических самокатов различной мощности, дизайна и размеров. Но их стоимость зачастую не всем по карману. Как известно, самый дешевый способ получить какую-либо вещь – это создать ее собственными руками, используя только исходные материалы, подручный инструмент и б/у детали других устройств.

Вот небольшая пошаговая инструкция о том, как собрать собственный электросамокат своими же руками с минимальными вложениями.

Скутер рассчитан на максимальную скорость около 30 км в час, будет иметь около 3 лошадиных сил и сможет ехать на одном заряде примерно 18-20 км.

Шаг 1: Детали и инструменты

Ниже представлен базовый набор наиболее важных используемых компонентов (деталей) и необходимых инструментов. Насколько это возможно, максимально запаситесь б/у деталями от различных электрических приборов, которые зачастую пылятся на вашем чердаке или в гараже.

Как сделать хороший электросамокат, и что вам для этого понадобится:

Детали:

  • Колеса – 12,5-дюймовые низкоскоростные пневматические.
  • Мотор – 3x CIM.

  • Коробка передач. CIM представляют собой двигатели с высокой скоростью и низким крутящим моментом, поэтому в дополнение к сокращению оборотов от цепного привода требуется коробка передач. Как вариант подойдет franken, или Andy Mark Toughboxes (с 2005 года выпуска).
  • Контроллер двигателя + дроссель – вполне подойдет контроллер Kelly KDS72200E, 72V, 120 A, 200A.

  • Аккумуляторы – 8 шт. (количество зависит от требуемой мощности).
  • Алюминиевый угол, канал, плоский стержень различных размеров.
  • Амортизаторы – подойдут два задних амортизатора от горных велосипедов.

  • Гайки, болты, шпильки, шайбы и саморезы – множество различных размеров.
  • 1/2″ шпилька – 1-2 м и гайки для нее.
  • 1/2 » 8 мм стержень из нержавеющей стали + валковые хомуты – для опорных точек в подвеске.
  • Выключатель питания.

  • Держатель предохранителя, предохранитель.
  • Коннекторы высокого тока.
  • Инструменты:

    • Дрель/шуруповерт – с большим количеством бит.
    • Ленточная пила (если есть) – с металлическими режущими лезвиями.
    • Токарный станок – не обязательно, но он обеспечит сверление точно выровненных отверстий намного проще, чем с ручным сверлом.
    • Шлифовальная машинка – для сглаживания острых углов.
    • Горелки факельные и алюминиево-цинковые паяльные палочки.
    • Большой ассортимент зажимов.
    • Паяльник + припой – один с очень толстым наконечником для пайки больших разъемов питания и батарей, и сменное жало для более тонкой работы.
    • Зарядное устройство для литиевого аккумулятора с блоком питания.

  • Как минимум 2 разводных ключа и набор рожковых от 10 до 26 номера.
  • Шаг 2: Подбор базы для скутера

    Изготовление нового самодельного электрического самоката необходимо начинать с основы – рамы бывшего обычного скутера. Подойдет основа от любого классического скутера Razor, особенно передняя и задняя подвески колес, в которых используются пружины и амортизаторы, а не резина, при этом он имеет более элегантный механизм складывания. Переделка обычного самоката в электросамокат – это самый простой способ, но возникнет проблема с местом для подвесного оборудования.

    Колеса вряд ли получится использовать старые. Они, как правило, всегда стерты, а подшипники разболтаны или сломаны. Так что базовые колеса придется купить новые (лучше со сменными шинами). Подбирая раму и колеса, учтите, что будущая конструкция должна возвышаться на 10-15 см от поверхности земли при смонтированных колесах.

    Шаг 3: Задняя подвеска

    Чтобы разместить хорошие колеса, понадобится собрать совершенно новую заднюю подвеску из алюминия. Тут пригодятся несколько дешевых амортизаторов от горных велосипедов с силой пружин примерно 250-300 кг/см. Подобные детали в большом количестве продаются на специализированных рынках/магазинах, так же их много и на интернет аукционах. Опоры для амортизаторов выполняются из 1/4″, двух 2″ и 1″ U-образного канала алюминия.

    Читайте также:  Медицинский прибор Zapper своими руками

    Шаг 4: Вилка

    Как и задняя подвеска, вилка и передняя подвеска также подвергнутся значительной модернизации из-за новых колес. Тут также можно использовать пружины и амортизаторы из вилки горного велосипеда для создания новой пары амортизаторов с шарнирами на каждом конце.

    Такая конструкция намного проще и надежнее телескопической вилки. Переднее колесо при такой конструкции можно легко центрировать перед осью рулевой колонки. Очень важно установить колесо немного выдвинутым вперед – это значительно увеличит рулевые характеристики. Не бойтесь поднять переднюю часть скутера еще на пару сантиметров, если это понадобится.

    Шаг 5: Колеса

    Чтобы зафиксировать колеса на остальной части самоката, нужно изготовить собственные оси из 1/2 » резьбовых стержней (шпилек) и соответствующих гаек. Внутренний диаметр колесных подшипников подойдет 5/8″, поэтому, чтобы получить 1/2″ ось, которая будет плотно прилегать к подшипникам, понадобятся соответствующие подкладки. Производители электросамокатов выполняют свои детали уникальными, неподходящими для других моделей. Поэтому выбор колес у вас будет довольно большой.

    Гайки привинчиваются друг к другу, пока их фланцы не прижмутся к внешней стороне подшипников колеса. Чтобы зафиксировать распорки на месте, дополнительно навинчивается вторая гайка. Чтобы зафиксировать каждое колесо на раме, используются еще четыре гайки.

    Шаг 6: Коробка передач

    Поскольку моторы CIM, которые мы планируем использовать, являются относительно высокоскоростными двигателями с малым крутящим моментом, необходима коробка передач, чтобы снизить выходную скорость двигателей до приемлемого уровня. Самодельный электросамокат, выполненный своими руками, не сможет работать без коробки передач: это не игрушечная машинка, тут нужно обеспечить плавный старт.

    В принципе, подойдет любая двухступенчатая коробка передач. Опять же, подбираем б/у за минимальную цену. Вырезаем редукторы, чтобы избавиться от как можно большего количества потерянного пространства и полностью убираем корпус, чтобы получить 3-моторную коробку передач с одним выходным валом.

    Редуктор устанавливаем на скутере, используя оригинальные отверстия для болтов, встроенные в коробку передач, и некоторые детали из алюминиевого уголка, прикрепленные болтами к раме скутера. Наконец, к выходному валу прикрепляется 21 зубчатая звездочка для цепи №35.

    Шаг 7: Натяжитель цепи

    Самой сложной частью будущего электрического самоката в плане монтажа и последующей настройки является натяжитель цепи. Из-за его местоположения, при сжатии подвески скутера, эффективная длина цепи между звездочкой на коробке передач и звездочкой на заднем колесе увеличивается. Он должен сохранять (компенсировать) дополнительную натяжку цепи. В дополнение к натяжителю цепи, скутеру потребовалась и холостая звездочка.

    При движении по неровной поверхности, прыжках или незначительных ударах корпуса, цепь может слетать с задней звездочки. Чтобы этого не происходило, придется выточить специальный ограничитель. Построить электросамокат своими руками из обычного шуруповерта не выйдет: слишком маленький вращательный момент.

    Шаг 8: Тормоз

    Двигатели и приводные цепи – это конечно хорошо, но возможность вовремя остановить свой самокат еще важнее. Поскольку роторы дисковых тормозов – это просто большие вращающиеся металлические диски, прикрепленные к колесу, то можно просто использовать ведущую звездочку колеса в качестве дискового тормоза.

    Необходимо будет построить суппорт для захвата звездочки из алюминиевого блока. Для этого используем алюминиевый U-образный канал, две тормозные колодки, пружины и несколько болтов. Колодки можно брать абсолютно любые – это гоночный болид.

    Правую тормозную колодку закрепляем на стержне, который проходит через суппорт, пружины и алюминиевую раму подвески. Поскольку пружина расширяется посередине, тормоз неактивен, и при необходимости тормозной кабель тянет две половинки суппорта в направлении друг к другу так, что они оба движутся к звездочке и сжимают ее с обеих сторон, обеспечивая торможение.

    Шаг 9: Руль

    Для большего и уверенного контроля нам понадобится более широкий руль, ведь колеса у нас будут достаточно широкие. Легко подойдет практически любой руль как от советской модели, так и от современных горных велосипедов.

    Фиксируем его на рулевой колонке, предварительно отрегулировав зажим алюминиевой скобой с болтовой затяжкой. Если руль будет довольно толстым, то в нем с легкостью можно разместить дроссель и датчик холла.

    Шаг 10: Рама (основа)

    Как сделать электросамокат из самого обычного самоката? Оригинальная рама от стандартного Райзер скутера будет довольно мала. Ее можно использовать как основную площадку для крепления дополнительной поверхности из облегченных материалов. Это обеспечит больше места для подвешивания компонентов, таких как батареи. Новую поверхность можно выполнить из углеродного волокна или высокопрочного пластика – это значительно увеличит ее износостойкость. Новую основу привинчиваем сверху старой, винтами из нержавеющей стали с потайной головкой.

    Шаг 11: Монтаж и подключение электроники

    Контроллер электродвигателя устанавливаем на лицевой стороне коробки передач на максимально близком расстоянии от алюминиевого угла рамы, чтобы оставить как можно больше места для батарей. Главный выключатель питания прикрепляем болтами непосредственно к палубе скутера, в то время как держатель предохранителя и сам предохранитель прикрепляем болтами к нижней части рамы (можно использовать алюминиевый угол или канал). Лучше использовать плавкий предохранитель на 200А, так как такой ток является пиковым током двигателя.

    Все электрические соединения должны быть подключены с помощью прочных соединительных токопроводящих разъемов. Схемы электросамоката своими руками и чертежи подключений можно легко найти в интернете для различных типов двигателей, коробок передач и аккумуляторов любой мощности.

    Шаг 12: Аккумулятор

    Для максимального облегчения веса всей конструкции и запаса энергии оптимальным вариантом будет использовать литиевые полимерные батареи 5 Ah (например LiPo от HobbyKing).

    При таком объеме достаточно будет 8 батарей, еще одну берем как запасную. В крупных партиях часто попадаются бракованные элементы. Их конечно можно будет потом заменить в магазине на новую батарею, но лучше сразу взять с запасом. В итоге мы получим батарею с характеристиками примерно в 60В и около 600 Вт выходной мощности.

    Шаг 13: Держатель батареи

    Сборка для электросамоката своими руками не будет завершена без прикрепленной к нему батареи. При этом необходимо продумать возможность быстрой замены источников питания. Чтобы установить батареи на раму скутера, сооружаем небольшую алюминиевую или пластиковую коробку.

    Лучше конечно использовать поликарбонат и обклеить его углеродным волокном для большей прочности. Фиксировать коробку нужно обязательно болтами с потайной шляпкой, чтобы при движении ее головка не цеплялась за ноги и не выступала на поверхности рамы.

    Шаг 14: Завершающий этап сборки

    Финальным этапом будет сборка и спайка всей конструкции вместе. Для этого используем шуруповерт с битами, рожковые ключи и отвертку. Плотно затягиваем все болтовые соединения, дважды их проверяем.

    На этом примерно все – сборка электросамоката своими собственными руками закончена, можно отправляться на первые полевые испытания, после чего дорабатывать или усовершенствовать полученную модель.

    Видео

    Как сделать электросамокат?

    Электросамокат – это простое, но довольно быстрое средство передвижения по городу. При желании его можно собрать самостоятельно. Работа займет от 2 часов и более, в зависимости от того, насколько сложная схема подобрана. Но потребуются определенные технические знания. Если опыта в таких делах не было, лучше проводить работы в присутствии знающего человека.

    Цена вопроса

    Подразумевается, что электросамокат кустарной сборки обойдется намного дешевле, чем модели, которые продаются в магазине. Однако это не совсем так. Если делать электросамокат на базе обычного и покупать под сборку все необходимые детали, то общая стоимость будет примерно одинаковая.

    Однако некоторые умельцы смогут сэкономить. Например, мотор можно взять от шуруповерта, остальные детали также можно получить, порывшись в старом оборудовании в гараже. Если делать все из подручных материалов, то общая стоимость самодельного электросамоката будет почти в 2 раза ниже, чем в магазинах.

    Обратите внимание! В любом случае самокат собственной сборки не будет таким стильным и вылизанным, как заводской. Такие устройства в основном делают для детей, который быстро убивают любую технику.

    Электросамокат своими руками: что нужно?

    Для создания рабочего электросамоката потребуется:

    • база;
    • мотор;
    • контроллер;
    • аккумулятор;
    • элементы управления.

    Дополнительно потребуются крепежи (гайки, болты) и инструменты для сборки. Предварительно рекомендуется собрать все части для электрификации самоката, создать схему подключения и только после этого приступать к “сварке” и полноценной укомплектации.

    База – это рама, дека и колеса. Собирать электросамокат можно на базе обычного самоката или скутера. А можно сделать ее самостоятельно. В этом случае особое внимание стоит уделить выбору колес. Они бывают разных диаметров:

    • До 8 дюймов. Они не используются для самодельных электросамокатов, так как очень низкие, а при креплении аккумулятора под деку с колесами очень высок риск повреждения и батареи, и всего корпуса.
    • 10-12 дюймов. Оптимальный вариант для небольшого электросамоката собственной сборки.
    • Более 12 дюймов. Такие колеса смогут ездить даже по разбитым дорогам, но стоят они дорого и установка их на простой самокат нецелесообразна.

    Мотор

    В продаже можно найти специальное мотор-колесо, в которое уже встроен двигатель. Устанавливать мотор можно как на переднее, так и на заднее колесо. К плюсам установки мотора спереди относится простота управления транспортным средством. Двигатель на заднем колесе устанавливается сразу с тормозом, поэтому сброс скорости происходит более плавно.

    Справка! Мотор-колесо достаточно дорогое, взять двигатель можно из шуруповерта, но тогда потребуется и крутящий элемент. Наиболее простым является цепь или муфта.

    Контроллер

    Контроллер – это соединяющий механизм. Благодаря ему самокат запускается и тормозит по желанию владельца. Его лучше покупать отдельно уже после того, как владелец определиться с мощностью мотора. Под характеристики двигателя и подбирается контроллер.

    Аккумулятор

    На самодельный электросамокат нельзя ставить свинцовые батареи, так как они слишком тяжелые и повлияют на центр тяжести и управление. Оптимальным вариантом является легкая литий-ионная батарея (или ее аналоги).

    Аккумулятор устанавливается в любое место:

    • под деку с колесами (потребуется дополнительное крепление для защиты батареи);
    • на рулевую трубу в бутылку, если под нее есть крепление;
    • на рулевую трубу, если их 2 и между ними есть место;
    • на багажник;
    • в корзину или сумку на руле.

    При установке аккумулятора важно, чтобы он не перевешивал остальную часть самоката, поэтому установка под деку – наилучший вариант.

    Интересно! Если мотор берется из шуруповерта, то можно использовать аккумулятор из того же устройства (если он рабочий) или купить аналогичный. Сегодня в продаже есть батареи под шуруповерты разного объема, которые вполне подойдут для электросамоката.

    Элементы управления

    Для того, чтобы первая поездка на самостоятельно собранном самокате не стала последней, потребуются элементы управления:

    • кнопка пуска;
    • тормозные ручки;
    • газулька.

    Если покупать набор для электрификации самоката, можно дополнительно подобрать даже спидометр. Но для создания самоката с мотором по самой простой схемы достаточно 3 перечисленных выше элементов.

    Все они проводятся через рулевую трубу от контроллера и фиксируются на ручках. Даже при наличии управляющих элементов самокаты могут запускаться с толчка. Управляющие элементы помогают контролировать скорость во время движения.

    Самостоятельно сделать электросамокат для новичка довольно сложно. Некоторые проблемы возникают даже у опытных мастеров. Часто оригинальную базу приходится расширять, сверлить дополнительные отверстия, чтобы аккумулятор и другие элементы электрификации правильно встали и не отвалились по дороге.

    Ссылка на основную публикацию