Modelno dvigalo, ki ga upravlja Arduino: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

V tem navodilu vam bom pokazal, kako sem zgradil dvostopenjsko dvigalo za igrače z delovnimi drsnimi vrati in avtomobilom, ki se na zahtevo premika gor in dol.

Srce dvigala je Arduino Uno (ali v tem primeru Adafruit Metro), na njem pa je nameščen motorni ščit Adafruit. Ščitnik olajša vožnjo z dvema servomotorjema, ki sta potrebna za odpiranje in zapiranje vrat, ter s koračnim motorjem, ki avto pripelje gor in dol.

Dejanska struktura je res enostaven del in jo lahko naredite tako, kot želite. Zapleten del je, da se vse prilega notranjosti in poskrbi, da so stvari pravilno poravnane.

Torej, povejmo, pojdimo k temu!

Zaloge

• Arduino Uno (ali enakovreden)
• Motorni ščit Adafruit
• Perf tabla
• Glave za Arduino in ščit
• Servomotorji z neprekinjenim vrtenjem (2)
• Koračni motor NEMA 17
• Nosilec koračnega motorja
• Vlaknaste plošče srednje gostote (MDF) 1/2 "in 1/4" kosov
• Aluminijaste pločevine
• Aluminijasta palica
• Aluminijaste palice
• A-kanal iz aluminija
• Jeklena palica
• PVC cevi (1/8 "in 1/4")
• Zobati jermen 10 mm
• 10 mm jermenice
• pištola za vroče lepilo
• vijaki
• listi iz pleksi stekla
• Vzorci talnih oblog
• Lepilni trak
• Žice
• Gumbi gor/dol
• Mikro stikala
• Velik linearni aktuator - načrti so tukaj

Korak: Vrata

Prva težava, s katero sem se odločil rešiti, so bila vrata. Vrata so se morala premikati naprej in nazaj ter biti pritrjena na dnu in na vrhu, da se niso zavihtila.

Za zaključek vrat sem uporabil aluminijaste u-kanale, ki se običajno uporabljajo kot obrobe za plošče. Vrh je bil nekoliko bolj zapleten. Na spletu sem našel 3D natisnjene načrte za linearni pogon in ugotovil, da bi bili to odlični za potiskanje vrat in njihovo odpiranje. Vrata sem naredila iz majhnih plošč iz MDF -ja, okrog plošče pa sem zavila nekaj aluminijastih plošč, da sem dobila kovinski videz. (glej fotografije)

Na vrh vrat sem položil jekleno palico in na vrh vratne plošče vroče zlepil kos PVC cevi. Palica se je prilegala notranjosti cevi in omogočala, da se vrata prosto gibljejo naprej in nazaj, medtem ko je bil spodnji osem centimetrov vrat znotraj u-kanala, da ostanejo naravnost.

Linearni pogon sem postavil nad jekleno palico in uporabil več pvc cevi in več vročega lepila, da je aktuatorju pomaknil vrata. Linearni pogon je zasnovan okoli servo motorja velikosti hobija, zato sem jih dodal.

2. korak: Struktura

Najprej sem naredil grobo skico, kako naj bi izgledalo dvigalo. Imeti je morala 2 nadstropja, z avtomobilom, ki gre gor in dol in vrati, ki se odpirajo v vsakem nadstropju. Končni izdelek je odstopal od začetne skice, vendar je to v redu!

Nato sem zgradil strukturo iz vlaknenih plošč srednje gostote (MDF), izmeril tla in odprtine vrat ter izrezal oblike z vbodno žago in žago za luknje. Podstavek in vrh sta nekoliko večja od stavbe, da ji dajeta nekaj stabilnosti in vizualne privlačnosti. Struktura ima samo 3 strani, saj sem se odločil, da pustim hrbet odprt, da lahko pogledate noter.

Stranski deli so visoki 24 cm in široki 12 cm, zgornji in spodnji del pa sta 15 cm kvadratna, vsa iz 1/2 MDF plošč. Vrata so visoka 6 cm in široka približno 4 cm. Poskrbite, da pustite dovolj prostora da se vrata, ko so odprta, skrijejo na stran.

Dodal sem tudi majhno pristajalno polico za zunaj 2. nadstropja.

Naredil sem tudi 2 -palčno luknjo na vsakih vratih za okenski ali talni indikator, luknje za klicne tipke ob vsakih vratih in majhno luknjo za LED nad vsako odprtino vrat (ki je nisem zavil)

Vse skupaj sem pobarval v kovinsko modro barvo.

Korak: Avto

Dvigalo je bilo narejeno iz MDF -ja in kosa pleksi stekla za hrbet, tako da lahko vidite avtomobile iz vžigalice ali Lego fante, ki jih postavite v dvigalo. Sam avto je preprosta škatla, nič preveč domišljijskega. Naslikal sem ga in notri dal nekaj razglednic kot plakate. Izkazalo se je, da je težko, zato nisem vedel, kako bi ga motor dvignil po mojem prvotnem načrtu. K temu se bomo še vrnili.

Težki del avtomobila je bil, kako ga dvigniti in preprečiti, da bi se nihal. S preizkušeno in resnično metodo vročega lepila in pvc -ja (vrnil se bom tudi k temu, da ne pozabim) sem vstavil štiri aluminijaste palice, ki gredo od vrha do dna konstrukcije, in jih poravnal z avto in cev sem zlepil na vsakem vogalu. Tako je dvigalo ostalo na mestu, ko je šlo gor in dol.

3D natisnjeni deli so precej štrleli iz notranje stene konstrukcije, zato sem moral dvižni avto zadržati nekaj centimetrov od odprtine vrat. Nisem hotel imeti gomile trupel na dnu jaška dvigala iz mini figur Lego, ki jim ni "mar za veliko vrzel", zato sem v vratih dodal kratko ploščad, ki se je precej približala odprti strani dvigala, kar je rešilo težavo.

4. korak: Motor in protiutež

Naslednji problem je bil, kako pripeljati avto gor in dol. Od Adafruit-a sem kupil koračni motor NEMA-17 (to je velikost, ne moč) in poskušal z njim dvigniti dvigalo z uporabo neke vrvice in 3D-tiskane tuljave, pritrjene na gred steperja, da je navijal vrvico.

To ni delovalo, zato sem začel razmišljati o tem, kako deluje pravo dvigalo s protiutežjo. Tako motorju ni treba dvigniti celotne teže avtomobila, le zagnati mora začetno gibanje, ki zahteva veliko manj navora. Pri tem projektu sem se veliko naučil o navoru.

Kakor koli že, moja ideja protiuteži je bila trdna in končal sem s sistemom pasov in jermenic, širokim 10 mm, podobno tistemu, ki se uporablja za izdelavo 3D tiskalnika. Avto je tehtal približno en kilogram (2 kilograma), koračni motor pa je bil ocenjen kot sposoben dvigniti 2 kilograma na en centimeter od središča gredi. (Več težav z navorom) Tako je bilo dobro.

En konec pasu je bil pritrjen na vrh dvižne ploščadi (z uporabo vijačne kovinske plošče), nato pa je pas šel naravnost navzgor in na zobato prestavo na koračnem motorju, ki je bil nameščen na strop konstrukcije. Pas je nato šel za 90 stopinj čez vrh konstrukcije do drugega zobatega jermenice, ta je bil pritrjen na drugo jekleno palico, nameščeno na nosilcih. (glej slike) Od tam se je pas še 90 stopinj obrnil naravnost navzdol in ta je bil pritrjen na protiutež. (Očitno morate vse to izmeriti in jih natančno namestiti, da se izognete dodatnemu stresu na pasu)

Protiutež je bila narejena iz štirih kosov vzorčnih lesenih talnih oblog iz podjetja Home Depot, ki sem jih privijačil in lepil skupaj. Pas je bil vpet na sredino kosov, odvečni rep pa je bil privit tudi na zunanji strani. Za protiutež sem položil 2 jekleni palici za premikanje navzgor in navzdol, pri čemer sem za pritrditev uporabil PVC cevi, lepljene na obeh straneh svežnja protiuteži.

Ko so bili postavljeni vsi strukturni deli, je bil čas za delo na elektroniki.

5. korak: Stikala in elektronika

Možgani tega projekta so Arduino Uno z motornim ščitom Adafruit na vrhu. Ščit olajša vožnjo dveh servo motorjev in koračnega motorja, hkrati pa omogoča dostop do večine zatičev na Arduinu. Koračni motor zahteva tudi več kot 5 -voltni izhod Arduina, ščit pa vam omogoča, da povečate napetost do motorja in jo znižate za Arduino. Motor porabi do 12V, vendar sem na koncu šel z vhodom 9V, saj sem na enem Arduinu ocvrt regulator napetosti, ko so se ena od vrat zataknila.

Vzel sem še eno stran od načina izdelave 3D tiskalnikov in uporabil majhna stikala za stike na vseh mestih, kjer želite, da se stvari nehajo premikati. Tako sem imel trenutna stikala na 6 lokacijah. Odkrili so, kje je avto in kakšno je stanje vsakih vrat. Ko je bil avto na dnu konstrukcije, je pritisnil stikalo pod avtomobilom. Ko je bilo na vrhu, je bilo aktivirano stikalo na dnu protiuteži. Vrata so tudi odprla ali zaprla stikalo na obeh straneh.

Če želite poklicati dvigalo, sem na sprednjo stran konstrukcije postavil osvetljene gumbe. To so kul trikotni gumbi z LED diodami, ki zasvetijo, ko jih pritisnete (če jih tako priključite).

Dejanska koda za ta projekt ni preveč zapletena. Glavna zanka skice Arduino preverja pritisk tipk gor ali dol. Odvisno od položaja avtomobila se program odzove tako, da avto premakne, nato za nekaj sekund odpre vrata in zapre vrata. Ali pa, če je avto na tleh, kjer je bil pritisnjen gumb, samo odpre vrata in jih po 5 sekundah zapre.

Odpravljanja težav je bilo veliko, a sčasoma mi je vse delovalo zanesljivo. Zadnji korak je bil velik kos pleksi stekla na hrbtni strani z izvrtano luknjo za dostop do vtičnice.

To je bil res zabaven projekt in veliko sem se naučil. Ko sem ga gradil, sem povsod iskal načrte za kaj takega, vendar nisem našel veliko. Zato upajmo, da lahko ta Instructable pomaga nekomu, ki želi zgraditi podoben projekt.

6. korak: Zapiranje misli

Ena stvar, ki bi jo dodal drugi zgradbi, bi bil način zaznavanja, če nekaj blokira vrata, kot pravo dvigalo. Mislim, da bi lahko deloval kakšen svetlobni senzor, toda nekdo pametnejši od mene lahko to ugotovi.

Tudi to je bil projekt za stranko, ki sem mu ga poslal z UPS -om. Vendar sem pustil UPS, da se zapakira, kar se je izkazalo za veliko napako. Dvigalo je prispelo z odlomljenimi kosi, pas je bil odpet in ena od vrat niso delovala. S stranko sem delal, da je začela delovati, vendar mi je nekaj vroče lepljenih PVC cevi odlepilo in v prihodnosti bi verjetno poskušal najti bolj elegantno rešitev kot vroče lepilo. Tudi naslednjič ga bom sam zapakiral! Upam, da ste uživali v tem navodilu. Več projektov si oglejte na cascobaystudios.com

Hvala za branje in se vidimo naslednjič!

7. korak: Koda

Koda Arduino je v priloženi datoteki. Krvava zmešnjava, ampak deluje!

Podprvak na tekmovanju Arduino 2020