ตัวเปิดมู่ลี่อัตโนมัติแบบโฮมบรูว์ราคา $30
(sifter.org)- เป็น โปรเจกต์อัตโนมัติสุดสัปดาห์ ที่ทำจากอะไหล่สำรองและชิ้นส่วนพิมพ์ 3D โดยต้นทุนชิ้นส่วนหลักที่ประเมินไว้ประมาณ $30
- เป้าหมายไม่ใช่การเปิด-ปิดอย่างรวดเร็ว แต่เพื่อเปิดมู่ลี่ในตอนเช้าอย่าง ช้า ๆ และเงียบ ๆ แทนแสงอาทิตย์ขึ้นตามธรรมชาติที่มาเร็วเกินไป และแม้ที่ความเร็วสูงสุดในตอนนี้ก็ยังใช้เวลาประมาณ 8 นาที
- ประกอบด้วยมอเตอร์พร้อมเกียร์บ็อกซ์, magnetic angle encoder, รีเลย์ 2 ตัว และ ESP8266 โดยขับมอเตอร์ 12V ที่ 5V ด้วยกระแสต่ำราว 50mA เพื่อลดเสียงรบกวน
- การตรวจจับแรงบิดใช้วิธีอ่านการบิดตัวเล็กน้อยของมอเตอร์ภายในเมานต์ซิลิโคนด้วย magnetic encoder แต่สัญญาณไม่เป็นโมโนโทนิกและขึ้นกับเส้นทาง จึงทำตามตรง ๆ ได้ยาก
- การใช้งานจริงคือกำหนดสัดส่วนการเปิดเป้าหมายผ่านเครือข่าย home automation หรือแผงควบคุมบนโทรศัพท์ โดยรูทีนพื้นฐานคือ ปิดตอนพลบค่ำ และเปิดตอนเช้ามืดตามเวลาที่ต้องการ
ระบบอัตโนมัติมู่ลี่ที่เปิดอย่างช้า ๆ
- เช่นเดียวกับโปรเจกต์เทอร์โมสตัทและคอนโทรลเลอร์เครื่องล้างจานก่อนหน้านี้ อุปกรณ์นี้เป็น ระบบอัตโนมัติแบบโฮมบรูว์ ที่ประกอบอย่างรวดเร็วจากชิ้นส่วนที่มีอยู่
- ตัวแบบไม่ได้เป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปสำหรับทำซ้ำมากนัก แต่ใกล้เคียงกับชุดประกอบที่ทำได้ภายในสุดสัปดาห์จากชิ้นส่วนที่มีอยู่ตอนนั้น
- ตั้งใจทำให้ทำงานช้ามาก
- เป้าหมายคือเปิดมู่ลี่ในตอนเช้าอย่าง ค่อยเป็นค่อยไป เพื่อให้แสงธรรมชาติค่อย ๆ เข้ามา
- เมื่อทำงานที่ความเร็วสูงสุดประมาณ 8 นาที มู่ลี่จะเปิดได้ค่อนข้างเสถียรถึงตำแหน่งกึ่งกลาง
- สามารถปรับให้ช้าลงได้อีก เช่น ให้ทำงานครั้งละ 30 วินาทีแล้วหยุด
- การปิดสนิทตัดสินจากการตรวจพบแรงบิดที่เพิ่มขึ้น ส่วนตำแหน่งระหว่างกลางส่วนใหญ่หาโดยอิง เวลา
ส่วนประกอบและกระบวนการทำ
- ต้นทุนชิ้นส่วนหลักมีดังนี้
- เมานต์มอเตอร์ใช้ เมานต์ซิลิโคน ที่ถอดมาจากเครื่องฉีดน้ำทำความสะอาดฟัน Phillips ที่เสียแล้ว
- ไม่รวมอยู่ในการคำนวณต้นทุน
- ยังคงเป็นชิ้นส่วนสำคัญของทั้งชุดที่หาได้ยาก
- โครงสร้างที่เหลือออกแบบอย่างรวดเร็วด้วย FreeCAD แล้วพิมพ์ 3D
- ปลอกแม่เหล็กทำสองครั้งเพราะแม่เหล็กหลวมเกินไป
- ชิ้นส่วนอื่นพอดีตั้งแต่ครั้งแรก
- การทำทั้งหมดรวมซอฟต์แวร์ใช้เวลาประมาณวันครึ่ง และเพราะมีระบบ home automation เดิมอยู่แล้ว การเชื่อมต่อจึงเสร็จในไม่กี่นาที
พลังงาน การควบคุมมอเตอร์ และวิธีเชื่อมต่อ
- ใช้รีเลย์ 2 ตัวควบคุมทิศทางมอเตอร์
- ขั้วมอเตอร์เชื่อมต่อเข้ากลางรีเลย์
- +5V และกราวด์เชื่อมต่อเข้ากับ NO และ NC ตามลำดับ
- รีเลย์ตัวหนึ่งรับผิดชอบทิศเดินหน้า อีกตัวรับผิดชอบทิศถอยหลัง
- แม้เผลอเปิดทั้งสองตัวพร้อมกัน ก็ไม่เป็นอันตราย เพราะเพียงแต่ขั้วทั้งสองของมอเตอร์ถูกต่อกับ 5V
- วงจรง่ายกว่าที่คาดไว้
- มอเตอร์ 12V ทำงานได้เงียบแม้ที่ 5V
- กระแสประมาณ 50mA
- encoder มีตัวต้านทาน pull-up สำหรับ I2C ในตัว
- รีเลย์ทำงานจากสัญญาณ 3.3V บนแหล่งจ่าย 5V
- ใช้ขา 5V และ 3.3V ของ ESP ดึงพลังงานจากไฟ USB ได้โดยตรง
- ก้านมู่ลี่กับมอเตอร์เชื่อมต่อกันด้วยท่อยางผ่าตัด
- ช่วยตัดแรงสั่นสะเทือนและลดเสียงรบกวน
- แต่แรงบีบยึดมู่ลี่ที่ปลายยังไม่แน่นพอ จึงเสริมด้วยเทปซิลิโคนและเทปสีน้ำเงิน
ข้อดีและข้อจำกัดของการตรวจจับแรงบิด
- วิธีใช้ magnetic encoder นั้นไม่ค่อยแนะนำให้ทำตามตรง ๆ
- มอเตอร์ไม่ได้หมุนเฉพาะรอบแกนภายในเมานต์ แต่บิดไปหลายทิศทาง
- ทำให้แม่เหล็กเบี่ยงออกจากศูนย์กลางของ encoder
- สัญญาณที่ได้จึง ไม่เป็นโมโนโทนิก และขึ้นกับเส้นทาง
- ถึงอย่างนั้นก็เพียงพอสำหรับประมาณแรงบิดคร่าว ๆ และหยุดเมื่อมู่ลี่ถูกบีบแน่นพอดี
- แนวคิดที่ใช้แรงบิดเป็นฟีดแบ็กหลักมีประโยชน์ในตัวเอง
- เพราะไม่ว่าด้วยเหตุผลใด หากแรงบิดสูงขึ้นก็ควรหยุด
- สามารถตรวจจับตำแหน่งปิดจากทั้งสองทิศทางได้ด้วย “ความรู้สึก”
- เสียงค่อนข้างต่ำ
- เมานต์นุ่มช่วยตัดแรงสั่นของมอเตอร์ได้เกือบหมด
- รีเลย์เสียงค่อนข้างดัง แต่กล่องช่วยลดเสียงลง
- ตอนนี้ยังเหลือเสียงคลิกเบา ๆ หนึ่งครั้งตอนเปิดทำงาน
- เมื่อมู่ลี่ขยับช้า ๆ จะมีเสียงเอี๊ยดเล็กน้อย แต่เงียบกว่าเสียงฝนทั่วไป
การเชื่อมต่อกับ home automation และบทความต่อเนื่อง
- ในระบบ home automation สามารถส่งค่า percent-open เป้าหมายไปยังมู่ลี่ได้
- ใช้งานได้ด้วยปุ่มเปิด/ปิดที่เพิ่มไว้ในแผงบนโทรศัพท์
- การทำงานพื้นฐานคือปิดตอนพลบค่ำและเปิดตอนเช้ามืดตามเวลาที่ต้องการ
- อัปเดตเมื่อ 2025-07-17 มีบทความต่อเนื่อง Homebrew Automated Roller Blackout Blinds เชื่อมไว้
ยังไม่มีความคิดเห็น