Držák na dálkoměr

3D tiskárnu používám na výrobu mechanických dílů pro své projekty. Typicky se jedná o různé držáky elektroniky, které potom vlepuji do krabiček. Krabičky se nevyplatí tisknout. Trvá to zbytečně dlouho. Pro návrh 3D modelů používám nástroj OpenSCAD. Pro mě, jako programátora, je výrazně jednodušší než jiná 3D kreslítka. 3D objekt totiž popisujete pomocí jednoduchého programovacího jazyka.

Ve spodní části držáku je vytvořen rámeček, který slouží k překrytí otvoru v krabičce. Otvor do krabičky se nejsnadněji dělá metodou odvrtání. Ta ale udělá hodně zubaté okraje, které právě zakryje rámeček, takže to vypadá pěkně i bez velkého opracovávání.

Pro tisk je potřeba model vyexportovat do formátu STL. Je to univerzální formát pro popis 3D objektů. Takto vyexportovaný model je potřeba „naplátkovat“ na jednotlivé vrstvy pro tisk. K tomu slouží aplikace Slic3r. Výsledkem jsou příkazy pro pohyb tiskové hlavy tzv. GCODE. STL je nezávislý na 3D tiskárně, ale GCODE se už generuje pro konkrétní tiskárnu. Tisk pak probíhá pomocí další aplikace, která v podstatě jen posílá příkazy do tiskárny přes sériový port. Tisk tohoto držáku trvá na mé tiskárně cca 30 minut.

Vytištěný držák jsem pak vlepil do připraveného otvoru v krabičce. Na trhu je k dostání nepřeberné množství krabiček různých velikostí. Většinou jsou z materiálu ABS, který se dá dobře lepit i opracovávat. Z vlastní zkušenosti je lepší si pořídit krabičku raději větší, než pak zjistit, že se do ní něco nevejde o milimetr.

Montáž v garáži

Asi největší problém je najít vhodně umístěnou zásuvku. Já použil zásuvku, která je na stropě a je určena pro pohon vrat garáže. Senzor lze samozřejmě umístit i na stěnu garáže ve vhodné výšce. Jak jsem již psal, Arduino Yún si při připojení k Wi-Fi a s vloženou SD kartou bere přes 300 mA. Napájení z baterie je tak velmi problematické.

K přichycení zařízení jsem využil elektrikářské stahovací pásky, které jsem si na podobné účely velmi oblíbil.

Alternativní řešení

Pokud vynecháme řešení určená lamám, jako je telefonování, zvedání vrat od garáže, atd., tak se nám naskýtá mnoho dalších možností. Některá řešení, která jsem zvažoval, popíši dále.

Raspberry Pi

Hardware by šel výrazně zlevnit použitím Raspberry Pi. Nevýhodou Raspberry Pi je jeho GPIO, které nepodporuje např. analogový vstup a využívá 3,3 V logiku. Při použití ultrazvukového dálkoměru SRF02, který jsem použil, bych musel přidat konvertor logických úrovní 5 V – 3,3 V. Další věc je ne úplně snadná konfigurace Raspberry Pi pro I²C. Je potřeba nakonfigurovat zavedení modulu pro I²C do jádra. To lze nyní už udělat přes raspi-config, ale není to moc přímočaré řešení. Využití Raspberry Pi se chci věnovat v samostatném článku.

Jiný typ ultrazvukového dálkoměru

Použitý ultrazvukový dálkoměr SRF02 má na sobě již elektroniku, která informaci z ultrazvukového měniče rovnou zpracovává a předává sběrnicí I²C. Lze použít levnější variantu, kde je ultrazvukový vysílač a přijímač samostatně (dva měniče) a signály zpracovávat přímo na Arduino Yún. V podstatě dáte povel ultrazvukovému vysílači pro vyslání signálu a počítáte čas než ultrazvukový přijímač zaregistruje odraz. Na základě času pak spočítáte vzdálenost.

Infračervený dálkoměr

Vzhledem ke vzdálenostem a prostředí, kde potřebujeme měřit, se jako použitelné a levnější řešení jeví infračervený dálkoměr. Tyto dálkoměry poskytují typicky analogový výstup. Pravděpodobně by asi stačila jen infračervená dioda a infračervená fotodioda pro detekci auta systémem je odraz, není odraz. Pak se dostanete na jednotky korun.

Senzorová síť

Toto řešení je výhodné v situaci, kdy máte více senzorů rozmístěných v domě. Pro načtení hodnoty ze senzoru a její odeslání pak stačí použít velmi jednoduchý mikrokontolér, např. Picaxe. Bezdrátový přenos je už trochu složitější, resp. velmi záleží na vzdálenostech a finančních možnostech. Osobně mám zkušenost s řešením postaveným na protokolu Zigbee. Bohužel moduly pro tento protokol jsou finančně velmi náročné. Jako další varianta, kterou nemám zatím odzkoušenou, jsou bezdrátové moduly nRF24L01. Dají se pořídit za cca 70 Kč. Moduly pro ZigBee stojí asi desetinásobek. Další modul pro bezdrátovou komunikaci, na který jsem narazil, je ESP8266. Je to Wi-Fi modul připojený přes sériový port. Bohužel ani tento modul jsem zatím nevyzkoušel.

Žádný backend

AWS nebo jiné cloud řešení lze samozřejmě úplně vynechat. Stačí přijet do blízkosti garáže a pokud vám dosahuje Wi-Fi síť, tak se můžete připojit přímo na Arduino Yún.

Závěr

V seriálu jsem vám chtěl ukázat, že Arduino není jen o blikání LED a práce s hardware je výrazně komplexnější než software. Kromě znalostí programování je třeba vědět něco o elektronice a mechanice. Pro mě je to hlavně možnost, jak si odpočinout a něco nového se naučit.