Slimme Jaloezieën: Geautomatiseerd Lichtbeheer met Arduino & Zonne-energie
Onderdelen en Benodigdheden
| Onderdeel | Aantal |
|---|---|
| SparkFun Arduino Pro Mini 328 - 5V/16MHz | 1 |
| Arduino UNO (voor programmeren Pro Mini) | 1 |
| Temperatuursensor (LM35DZ) | 1 |
| PN2907A PNP Transistor | 1 |
| LDR (Lichtgevoelige Weerstand) | 1 |
| Weerstand 10k ohm | 1 |
| Weerstand 1k ohm | 1 |
| Zonnepaneel 5V 1.5W | 1 |
| DC-DC Booster 5V | 1 |
| Lithium-batterij Oplademodule | 1 |
| JST Connectoren | 1 set |
| 4xAA Batterijhouder | 1 |
| Servo Motor (Tower Pro MG996R of equivalente) | 1 |
| Herlaadbare 3.6V Lithium Batterij | 1 |
| Servo Motor Koppeling | 1 |
| Condensator 100 nF | 1 |
| OSH Park Custom PCB | 1 |
| Gemengde Soldeerdraad | 1 |
Benodigde Tools en Machines
- Solderbout
- Boormachine
- Solderdraad
- Dradenkniptang
- Draadstripper
- Multimeter
- Dremel of vergelijkbaar snijgereedschap
- Printplaat / Solderbreadboard
- Krimpkous
Apps en Online Services
- Arduino IDE
Over dit Project
Dit project presenteert de verbeteringen aan mijn oorspronkelijke (en eerste) project: de Geautomatiseerde Zonne-energie Aangedreven Horizontale Jaloezieën. Het oorspronkelijke design werkte bijna 4 maanden perfect voordat enkele ontwerpfouten zich voordeden.
Doelstellingen
De jaloezieën moeten:
- Openen (draaien naar 85 graden) 's ochtends om licht binnen te laten
- Sluiten (draaien naar 0 graden – lamellen naar beneden) 's avonds voor privacy
- Sluiten (draaien naar 165 graden – lamellen naar boven, tegen de zon in) als de temperatuur 30°C (~86°F) overschrijdt
- Alle functies uitvoeren zonder externe bedrading, dozen of apparaten (voldoen aan de "Wife Acceptance Factor")
- Duurzaam genoeg zijn om niet opgegeven te hoeven worden door frequente batterijwissels
- Kosteneffectief zijn (ongeveer $50 VS excl. tools en tijd)
Ontdekte Problemen en Oplossingen
| Probleem | Oplossing |
|---|---|
| Huis niet precies zuidgericht → zomer: onvoldoende zonnestraling op paneel | Betere positionering zonnepaneel |
| Servo motor trekt continu 13 mA in slaapstand | High-Side Switch met PNP Transistor |
| 6V zonnepaneel werkt tegen LiPo-oplaadmodule (max 5.5V input) | Correct gedimensioneerd 5V paneel |
| Geen logging/telemetrie → moeilijk diagnosticeren | EEPROM Logging functie |
| Geen loskoppelbare verbindingen voor diagnose | JST Connectoren tussen batterij/print en zonnepaneel/print |
| Metingen tegen ongeregelde 5V van DC-DC booster → onnauwkeurig | Gebruik geregelde 5V (VCC) van Arduino Pro Mini |
Stap 1: Onderdelenlijst
De belangrijkste onderdelen met indicatieve prijzen:
- Arduino Pro Mini ($10 – SparkFun)
- Arduino Uno (voor programmeren)
- LM35DZ temperatuursensor ($1.23 – Tayda)
- PN2907A PNP transistor ($0.05 – Tayda)
- LDR ($1.24 voor 10 stuks – banggood.com)
- 10k & 1k Ohm weerstanden
- 5V 1.5W Zonnepaneel ($4.07 – banggood.com)
- 5V DC-DC Booster ($1.38 – banggood.com)
- LiPo Oplademodule ($2.89 voor 3 – banggood.com)
- JST Connectoren ($3.33 voor 60 – banggood.com)
- 3.6V Lithium Batterij ($15.39 voor 4 – Amazon)
- 18650 Batterijhouder ($1 – SparkFun)
- Servo Motor (Hitec HS-325HB of equivalente)
- Servo Koppeling ($5 – SparkFun)
- 100 µF Condensator
- Soldeerdraad & PCB
Stap 2: Prototypen
Alles eerst op breadboard bouwen om code te testen en stroomverbruik te meten. Belangrijke ontdekking: de servo trekt 14 mA in rust. Een PNP-transistor (PN2907A) in High-Side Switch configuratie lost dit op – de servo wordt volledig van de stroom afgehaald wanneer niet in gebruik.
Stap 3: Programmeren
De Arduino Pro Mini wordt geprogrammeerd via een Arduino Uno (IC verwijderen, TX/RX/RESET/GND/VCC verbinden). In de Arduino IDE "Arduino Pro or Pro Mini" selecteren. De complete sketch (SmartBlinds) en de EEPROM Logging bibliotheek zijn beschikbaar op GitHub.
Stap 4: Montage
- JST connectoren solderen met vast draad voor extra lengte (zonnepaneel ~60cm voor optimale positionering)
- PCB inkorten en netjes bestukken
- Indicator LED van DC-DC booster uitschakelen (bespaart ~1 mA)
- Temperatuursensor zo ver mogelijk van warmtebronnen (servo/transistor) plaatsen
Stap 5: Finale Montage & Herprogrammeren
EEPROM logging activeren (1024 KB EEPROM → ~42 entries voor wrapping). Laatste stroommeting: ~1.5 mA in slaapstand (LowPower bibliotheek). Bij 900 mAh batterij ≈ 600 uur zonder laden. Bij beweging 200-500 mA piekstroom.
Stap 6: Installatie in Jaloezieën
- Korkendraaier voor trekkoord verwijderen (te veel weerstand)
- Gat boren voor LDR (buitenzijde)
- Vierkant uitzakken voor servo motor (buitenzijde, strak passend)
- Randen afwerken met tape
- PCB in bovenkant jaloezie schuiven, LDR door gat
- Servo koppelen aan staaf (90° startpositie afstemmen)
- Jaloezieën ophangen
- Zonnepaneel centraal in bovenste derde van raam monteren, draden minimaal zichtbaar
- Batterij aansluiten, decoratieve lijst terugplaatsen
Stap 7: Genieten!
Na maanden werking: gedrag precies zoals bedoeld. Grappige bijwerking: als boven- en benedenverdieping verlichting aanstaan, blijft jaloezie open – perfect voor demonstraties. Op hete zomerdagen sluiten jaloezieën tijdig door hitte (raam warmer dan woonkamer).
Code
Beschikbaar op GitHub:
Schema's
Fritzing schema: SmartBlinds.fzz
Productieproces
- Slimme Barman: Bouw Je Eigen Raspberry Pi-Cocktailstation
- Slimme Jaloezieën: Geautomatiseerd Lichtbeheer met Arduino & Zonne-energie
- Een eenvoudige obstakelsensor bouwen met Arduino – IR LED & Fotodiodo Tutorial
- Slimme Zelfzittende Schoenen met Ingebouwde Energie-opwekking
- IoT-zonnesturing: Slimme energiemanagement met Arduino
- Bouw een Slimme Arduino-gestuurde Robotarm: Eenvoudige DIY Handleiding
- Slim Temperatuurmonitoring Systeem voor Scholen: Nauwkeurig, Real-time en Beveiligd
- Slimme gebaar-naar-tekst handskoen voor gebarentaal
- Geavanceerde slimme batterijlader met multiplexing en digitaal display
- Geïsoleerde analoge ingangsschakeling voor Arduino bouwen
- Bouw een Betrouwbare Slimme Energiemonitor met Arduino UNO – Stapsgewijze Handleiding