この記事では、バルコニーに設置された自動カーテンドライブの設計について説明します。 そこでは、直射日光に有害な花を育てています。 さらに、夏には、バルコニーの窓が閉まっていると、直射日光の下で、バルコニーの空気がすぐに過熱します。 ただし、直接光がない場合は、カーテンを開くことをお勧めします-影も色の成長に寄与しません。 そのため、バルコニーの許容照明を維持するために、カーテンを自動化しました。
力学
カーテンはもともとバルコニーにありました。 それらの2つがあり、どちらも天井からバルコニーの一方の壁からもう一方の壁まで伸びた金属ケーブルに吊り下げられています。 両方のカーテンを一度に動かす必要があることは明らかです。一方、ケーブル上のカーテンの摩擦のため（かなり粗い）、必要な力はかなり大きくなければなりません。 さらに、カーテンの途中に障害物がある場合があります。たとえば、半開きのバルコニー窓は、強度要件をさらに高めます。
したがって、ドライブは十分に強力で信頼性が高い必要があります-バルコニーには湿度が高いことが多く、冬と夏でかなり大きな温度差が生じる可能性があります。 したがって、ドライブの基礎は、車のパワーウィンドウドライブを作りました。 十分なパワーを持ち、高トルクを伝達でき（ウォームギアが組み込まれています）、非常に信頼性があります。
ドライブの機械部分の図を以下に示します。
デザインの詳細をご覧ください。 ロープのコイルが巻かれる溝のあるプラスチックローラーは、パワーウィンドウの駆動軸（図の左側）に固定されています。 ドライブはバルコニーの壁の1つに取り付けられています。 同じローラーが反対側の壁に取り付けられており、そこからロープも投げられます。
その後、ロープが引っ張られ、駆動ローラー上のロープの摩擦がカーテンを動かすのに十分です。 各カーテンの両端はロープに取り付けられているため、モーターが回転すると、カーテンが離れたり移動したりします。
ドライブの動作を確認するために、縮小モデルを作成しました。 パワーウィンドウドライブと独立したローラーをボードに固定し、それらの間にロープを引っ張った後、電子機器の動作を確認し、ドライブが発生する力を測定することができました。
レイアウト上のドライブ自体の写真：
写真からわかるように、かなり大きな薄いプレートがウィンドウレギュレータドライブに取り付けられています（私はtextoliteを使用しました）。 金属製のコーナーには、ロープを通す2つの穴があります。 ローラーのロープのコイルが混同されないようにする必要があります。これは、コーナーの穴がプレートに対して異なる高さに作られているためです。
コーナーの右側には、カーテンを極端な位置に停止するために必要なリミットスイッチがあります。 これらの位置を示すために、2本のプラスチックチューブがロープに取り付けられています（下のスイッチの隣の写真では、そのうちの1つだけが見えます）。 チューブは、カーテンがその極端な位置に達すると、その1つがスイッチを押すように配置されています。確実に押すために、各スイッチの隣に金属板が取り付けられています。
ドライブカバーを固定するには、プレートに取り付けられた3つの金属ポストが必要です。
ロープの両方のローラーは、家具の車輪で作られています。 ドリルとヤスリを使用して、それぞれに溝を刻む必要があり、ロープを2回転させてドライブローラーの溝に入れる必要があります。 駆動ローラーは張力のためにシャフトに取り付けられていますが、駆動シャフトは正方形であるため、その穴を正方形に開ける必要がありました。
ドライブは、適切な家具コーナーを使用してバルコニーの壁に取り付けられています（左側の写真にそのうちの1つが表示されています）。 パワーウィンドウドライブには十分な取り付け穴があるため、取り付けの問題はありません。
すでに壁に取り付けられ、カバーで閉じられているドライブのタイプ：
ロープを引っ張るために、ナット付きの特別なネジが使用され、ロープの端がそれに取り付けられます：
また、カーテンの1つの端がそれに取り付けられます。
エレクトロニクス
私の電子機器はすべて、電力と制御という2つの部分に分かれています。 パワーユニットの主なタスクは、駆動モーターに電力を供給することです。 パワーウィンドウドライブは非常に大きな電流を消費する可能性があります。 この電流を減らすために、ドライブの供給電圧を5ボルトに減らしましたが、それでも、モーターが消費する最大電流は3Aに達する可能性があります。 このような電流を提供するために、約30Vの電圧と最大0.7Aの電流を供給できるプリンターからの電源、および最大5VのDC-DCコンバーターを使用しました。 電圧を下げることにより、DC-DCは目的の電流を供給できます。
モーターへの電源供給は、信号の極性を変更するように設計された強力なリレーと、モーターへの電圧供給を制御するMOSFETによって制御されます。 MOSFETを使用しているため、エンジン速度を調整できますが、この機能は現在使用されていません。
また、電源側には、制御電子回路とエンジン出力制御回路に電力を供給するように設計された安定装置があります。 スタビライザーは、電源の低電圧回路から電力を供給され、そこの電圧は12Vを超えません。
電源回路 
制御電子機器は、STM8Sマイクロコントローラーによって表されます。 コントローラーは、リモコンのコマンドに従って、照明の測定、駆動開始の決定、リミットスイッチによるカーテンの位置の制御、駆動の出力の制御、手動モードでの駆動の制御など、非常に多くの機能を実行します。 さらに、NRF24L01の無線モジュールと1-Wireバスがコントローラーに接続され、3つの温度センサーが接続されています。 無線モジュールを使用すると、バルコニーと通りのさまざまなポイントでドライブを制御して温度値を読み取ることができますが、現時点では、2番目の無線モジュールはブレッドボードにのみ接続されているため、この機能についてはこれ以上検討しません。
プリンタの使用済み電源には、スタンバイ状態にするための入力があります。 構造体のエネルギー消費が削減されるため、私もそれを使用します。 プログラムは、電源装置が一定の遅延で動作モードに入ることを考慮し、30秒間ドライブが非アクティブになった後、電源装置は再びスタンバイモードに入ります。
ドライブ動作の表示-3色のLEDを使用（青と赤のダイオードのみが使用されます）。 モーターに電圧が印加されると青が点灯し、ドライブにエラーがあると赤が定期的に点滅し始めます。 フラッシュの数により、エラー番号を判別できます。
一部のイベントの音声信号（たとえば、既に閉じたカーテンを閉じるコマンドが発行された場合）には、駆動モーター自体が使用されます。 小さなデューティサイクルのPWM信号が適用され、その結果、モーターのビープ音が非常に大きくなります。
制御回路 
光センサーとして、吸引カップによって窓に取り付けられたフォトレジスタが使用されます。 吸引カップが窓から落ちる可能性があるため、フォトレジストの隣に小さなボタンがあります。 吸引カップが窓に保持されている間、ボタンは窓に押し付けられます。 吸引カップが落ちると、ドライブの自動動作が停止し、赤いダイオードが点滅します。 センサーがコネクタに接続されていない場合、これもコントローラーによって検出されます。
光センサーのタイプ：
センサーの照度は劇的に変化する可能性があるため、路上でのさまざまな発生、変動する雲量により、センサーからのデータをフィルタリングする必要があります。 次の処理アルゴリズムを実装しました。センサーからのデータは10 Hzの周波数でデジタル化され、アレイに書き込まれます。 1秒に1回、この配列の値が平均化されます（まず、ノイズとフラッシュをフィルタリングするために必要です）。 さらに、得られた値は600要素の次元を持つ別の配列に追加され、配列の最後に到達した後、記録は最初から開始されます。 また、このアレイは1秒ごとに分析されます-コントローラーは、アレイ要素のパーセンテージが特定のしきい値よりも低いことを計算します（照度が増加すると、フォトセンサーの出力電圧が低下します）。 要素の66％を超える値が指定されたしきい値よりも小さい場合、照明が非常に高いと見なされ、カーテンを閉じることができます。 したがって、照明の周期的な変化のフィルタリング。 同時に、ドライブの周波数にも制限が課せられます-自動モードでは、モーターは10分に1回しかオンになりません。
上で述べたように、リモコンからカーテンを制御することは可能です。 リモコンを使用すると、カーテンを完全に開閉したり、カーテンを部分的に開いたり、照度の瞬時値でドライブを開始したりできます。リモコンから制御する場合、ドライブの動作周波数に制限はありません。
コントローラをプログラムで再起動することもできます。
カーテンを動かすと、コントローラーはリミットスイッチの状態を監視します。 移動開始後、対応するスイッチが20秒以内に動作しない場合、モーターは動作を停止します。 トラブルシューティング後にドライブの操作を続行するには、コントローラーを再起動するだけです。
すべての電子機器は、標準のプラスチックケースに取り付けられています。
スイッチの1つは、電子機器を自動操作に移行するために必要です。2番目のスイッチでは、モーターの電源を完全にオフにすることができます。
ジャック3.5mmジャックを使用して、光センサー、リモートコントロールからデータを受信するためのTSOP、および外部温度センサーをデバイスに接続します。
LEDは白いキャップで閉じられているため、どの角度からでも見ることができます。
その場所の電子ユニットに組み立てられて設置されたタイプ：
ドライブ操作ビデオ（リモートコントロール）：
コントローラープログラムのソースコード