Samodejni drsnik za vrata pod 100 USD: 15 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Čez poletje me je oče spodbudil k nakupu sistema za avtomatizacijo vrat in njegovi postavitvi. Tako sem začel raziskovati in preučevati paketne rešitve na AliExpressu in lokalnih prodajalcih. Lokalni prodajalci so ponujali celovite rešitve, vključno z namestitvijo za> 1000 USD. To so bili italijanski sistemi in naj bi bili zelo kakovostni. Toda cena je bila daleč od našega proračuna. Tudi sistemi na AliExpressu so bili precej dragi, najcenejši je bil 500 dolarjev pred davki. Precej sem opustil idejo o nakupu celotnega sistema in preučil nekaj DIY pristopov.

Po začetnih raziskavah sem ugotovil, da bo gradnjo iz nič zelo težko in dolgotrajno. Tudi z uporabo omejenih virov. Potem pa sem to vzel kot izziv in začel sestavljati okvirni načrt.

Vzelo mi je veliko poskusov in napak ter veliko trdega dela, vendar sem lahko postavil zanesljiv sistem za ceno, ki je ne more premagati noben drug sistem.

Če razmišljate o gradnji česa takega, vas k temu spodbujam, ko razložim vse težave, s katerimi sem se srečal med gradnjo. Upam, da boste lahko dobili vpogled in se izognili napakam, ki sem jih naredil.

Če vam je všeč, kar sem napisal in razložil, prosim, dajte mi glas. Vsaka podpora je zelo cenjena. _

Spremljajte me tudi na drugih platformah, ko delim svoj napredek med projekti.

Facebook: Badarjeva delavnica

Instagram: Badarjeva delavnica

Youtube: Badarjeva delavnica

1. korak: Načrt

Začel sem razmišljati, kako bi se tega lotil. Na takšen projekt se lahko lotite na različne načine, vsak s svojimi prednostmi in slabostmi.

Najprej sem razumel obstoječi sistem, s katerim sem delal. Zame je to pomenilo moja težka, vse kovinska drsna vrata. Za vas bi to lahko pomenilo nekaj drugega in priporočam vam, da najprej popolnoma razumete svoj sistem, preden se odločite za strategijo.

Spoznal sem, da moja vrata niso bila dobro zgrajena in da so se gibala. Torej, ne glede na to, kakšen bo moj način prevajanja, bi bilo treba upoštevati to različico. To me je spravilo v razmišljanje o uporabi verige motornih koles. Uporabljal sem jih že prej, zato sem bil seznanjen z njihovim delovanjem. So poceni in široko dostopni. Njihovi veliki odseki pomenijo, da manjša neusklajenost ne bo pomembna. Pritrditev verige na zgornji rob mi je dobro uspela, saj sem imel na vrhu nosilec za montažo sklopa motorja, tako da je vse lahko lepo sedelo na vrhu vrat.

Sledila je izbira motorja. Streljal sem po nizki ceni, zato sem vkopal v levi koš za dele in našel avtomobilski motor brisalca vetrobranskega stekla iz mojega bojnega robota. Spomnil sem se, da je imel ta motor velik navor in je bil zelo dobro izdelan. Zato sem bil prepričan, da bo imel dovolj moči za pogon vrat.

Zaenkrat sem imel vse načrte, ki sem jih potreboval. Elektronika in krmiljenje sta povsem druga zgodba in bosta prišli kasneje.

2. korak: "Natančno" testiranje motorja

Tako sem bil prepričan, da bo motor lahko premaknil vrata, vendar nisem nameraval zgraditi celotne stvari in se potem izkazati za napačnega. Zato sem naredil tisto, kar bi morali narediti inženirji. Testiranje.

Mislim, da bi morali najprej narediti izračune, vendar nisem imel nobenih vrednosti za izračun. Tako sem prašil svojega starega bojnega robota in ga privezal na vrata. Bojni robot za pogon uporablja dva motorja brisalcev vetrobranskega stekla. In to je bilo najbližje, kar sem lahko hitro nastavil v imenu testiranja.

Robotu sem dal polni plin in kaj veste, vrata so se začela premikati. Kljub pomanjkanju oprijema je robot premaknil vrata. To je bilo zame dovolj dobro, zato sem nadaljeval.

3. korak: Izdelava nosilca motorja

Iz pretekle nesreče sem vedel, da ti motorji niso šala. In če dobite prst v zobniku, ga lahko poljubite. Ko sem gradil bojnega robota, sem imel skoraj izgubo prstov, zato govorim iz izkušenj.

Na podlagi teh izkušenj sem želel, da bi bil sklop čim bolj pospravljen. Zato sem se odločil, da ga namestim na nosilec, ki drži vrata na mestu.

Najprej sem med dva kota železa pritrdil jekleno pločevino. Tako sem lahko montiral motorni sklop na vrh, ne da bi mi bilo treba skrbeti za trdno podlago.

Odločil sem se, da bom sestavil motor, ki ga je mogoče odstraniti z osnove glavnih vrat, ker bi morda želel na tem delati ločeno. Odstranitev motorja bi bila zelo težka, zlasti ker sem delal v tesnem prostoru. To se mi je pozneje izplačalo, saj sem sklop motorja večkrat snemal, da sem na njem delal.

Kot lahko vidite, sem motor pritrdil na sklop motorja. Pritrdil sem tudi zobnik na motor in nekaj zobnikov na obeh straneh, da vodim verigo na zobnik motorja in ne dovolim, da zdrsne pod obremenitvijo.

4. korak: Izdelava nosilca verige

Celotna tema tega projekta je bila znižati stroške, zato sem želel namesto nakupa novih uporabiti stare delce jekla, ki sem jih imel. Našel sem star kos kota, ki je bil dovolj debel za mojo uporabo.

Z mojo kotno brusilko sem narezal zalogo po velikosti in jo nato zvaril skupaj, da sem naredil nosilec. Nato sem na vrata zavaril nosilec. Pomembno je omeniti, da ne želite variti na pobarvani površini. Barvo vedno zbrusite na območju varjenja.

Varjenje sem moral ponoviti trikrat. Prvič je bilo, ker nosilca nisem namestil zunaj fizičnih trdih zapor vrat. Torej, ko sem ga testiral in po nesreči zlomil eno od žic do končnega stikala, je nosilec prisilil v končno stikalo in ga prekinil. Zato je pomembno, da nosilce vedno namestite tako, da ne morejo poškodovati drugega dela sistema, če elektronska končna stikala ne uspejo.

Drugič je bilo, ker sem nosilce montiral krivo. To je bil moj prvi varilni projekt in nisem imel ustreznih sponk, zato sem težko poravnal nosilec.

Zadnja napaka, ki sem jo naredil, je bila, da sem po popolnem varjenju nosilca izvrtal luknjo. In ker varjenje jeklo naredi veliko težje, ga je veliko težje izvrtati. Porabil sem tri svedre in eno uro neprestanega vrtanja, da sem naredil samo dve luknji.

Zato se učite iz teh napak, če nameravate narediti kaj podobnega. Preidimo na namestitev verige.

5. korak: Namestitev verige

Najprej sem imel v mislih različne zamisli, kako verigo namestiti tako, da bo imela absorpcijo udarcev, da prepreči preobremenitev motorja pri zagonu iz statičnega položaja. Toda nič se ni zdelo dovolj preprosto za izvedbo. Zato sem se odločil za najcenejšo in najpreprostejšo rešitev.

Vzel sem eno verigo in na končnem kosu odrezal srednji ležaj. Nato sem vzel 3 -palčni vijak in odrezal glavo. Vijak sem pritrdil v zadnji kos verige in ga zvaril. Morda to ni najlepša rešitev. Bo pa delovalo.

Vse verige sem povezal od konca do konca in nato pritrdil konec matice v nosilec verige na eni strani. Izmeril sem, da vidim, kje bom moral prerezati verigo na drugi strani. Označil sem ga in ponovil postopek varjenja matice.

Nato sem verigo namestil na vrata. Za pritrditev obeh koncev sem uporabil nekaj vijakov, tako da se vijak ne bo sprostil.

Ključ v mojem primeru ni bil preveč zategniti verigo, ker bi to močno obremenilo motor in zobnike. Namesto tega se je zdelo, da je težka veriga počivala na zgornjem robu vrat, najboljši način, da se izognete stalni obremenitvi motorja.

Na ta način, ko motor začne premikati vrata, mora najprej potegniti težo verige, preden dejansko vleče vrata. To deluje kot nekakšna vzmet, da se izognete preobremenitvi motorja.

Mehanski del odpirača vrat je popolnoma dovršen. Lahko nadaljujemo s testiranjem, da vidimo, ali dejansko deluje.

6. korak: Testiranje

Zdaj, ko je bila mehanska stran projekta končana, bi jo lahko preizkusil, da bi ugotovil nekaj napak in možnih pasti. Uporabil sem 12v svinčeno baterijo in motor ročno priključil na baterijo. In ja! Vrata so se začela premikati. Vsi dosedanji napori niso bili zaman.

Med testiranjem sem spoznal nekaj stvari. Eno je bilo, da mora biti kanal vrat čist in vse potrebno ustrezno mazati. V nasprotnem primeru bo majhen motor morda imel težave pri premikanju vrat.

Druga pomembna stvar je bila, da sem moral imeti nekakšno elektronsko zaščito pred preobremenitvijo motorja, v primeru, da elektronska končna stikala prenehajo delovati. Motorja nisem hotel prepražiti, če se je to zgodilo.

Prav tako sem določil pravo napetost verige za optimalno delovanje, ko sem preizkusil trenutno napetost motorja z različnimi napetostmi. Manjša napetost je bila boljša, ker je z mahanjem v levo in desno brez napetosti motorja absorbiral vse pomanjkljivosti poravnave.

S temi rezultati sem bil pripravljen začeti delati na električni strani stvari.

7. korak: Načrt elektronike

Zato je bil načrt z vidika elektronike čim bolj preprost, hkrati pa imeti želeno funkcionalnost.

Napajanje bo prihajalo iz 12V baterije s suho svinčeno kislino, ki bo priključena na polnilnik baterij. Čeprav sem imel s polnilnikom veliko težav, o katerih bom govoril kasneje.

Možganska skrinja bo arduino plošča. Nič lepega, samo arduino uno. Krmiljenje motorja bo potekalo prek 4-kanalne relejne plošče, ki deluje kot H-most. RF komunikacija se upravlja s sprejemnim modulom 433 mhz. Ena izmed poceni plošč za 1 dolar. Čeprav za nazaj to ni najboljša ideja. Več o tem kasneje. Zaznavanje toka bo uporabljalo senzor toka 20A. Končno bodo končna stikala in stikala za ročno upravljanje le običajna stikala.

Daljinski upravljalniki, ki sem jih uporabljal, so bili programabilni daljinski upravljalniki za avto. Čeprav so mi delali težave.

To je bil torej načrt. Pojdimo v pesek.

8. korak: Izdelava elektronike

Postopek izdelave elektronike ni bil nič zapleten. Vse sem sestavil tako, da sem lahko po potrebi hitro zamenjal dele. Uporabil sem zatiče glave in priključke lopatic, kjer koli je to mogoče, da omogočim hitro demontažo. Za povezavo mejnih stikal in RF plošče sem uporabil relativno veliko proto ploščo. Ob veliki plošči mi lahko v prihodnosti dodam več funkcij, ne da bi mi bilo treba obnavljati obstoječi okvir.

V zvezi z elektroniko sem naletel na nekaj težav. Najprej je bila relejna plošča. Sledi na relejni plošči niso bile zasnovane za delo z velikimi tokovi pri nizkih napetostih. Nekatere relejne plošče imajo konzervirane sledi, moje pa ne. In ena od sledi je čez nekaj časa počila. Tako sem vse žice velikega toka premostil z žico ustrezne velikosti.

Druga velika težava je bil polnilnik, ki povzroča veliko EM motenj. To je bilo zato, ker polnilnik ni bil blagovne znamke in ni imel nobenih certifikatov. In motnje so motile vezje. Naključno se ne bi odzval na ukaze rf. Spoznal sem, da je to problem EM, ko sem svoj prenosnik približal elektroniki za programiranje in je popolnoma ušel izpod nadzora. Kupil sem polni kovinski polnilec za telo, ki je bil za mojo uporabo zelo močan, vendar se zdi, da zaenkrat deluje v redu. Bom pa kasneje spremenil.

Prav tako sem imel težave s priključki, ki sem jih uporabil za zunanja stikala. So zelo krhki in se zlomijo, če jih večkrat odstranite. Še vedno moram najti nekaj boljših priključkov za to.

Modul RF, ki sem ga uporabil, je zelo osnovni modul in njegov obseg sploh ni impresiven. Ampak to je bilo tisto, kar sem imel pri roki in kar je delovalo, zato sem se zaenkrat držal tega. Čeprav nameravam nadgraditi na boljši modul, še posebej zato, ker želim, da obseg ni problem. Sovražim, da moram hoditi proti sistemu samo zato, da deluje.

9. korak: Ohišje elektronike

Sprva sem samo montiral elektroniko na kos vezanega lesa in nameraval na njej zgraditi plastično škatlo. Potem pa sem spoznal, da bo to veliko dela. Zato sem namesto tega kupil veliko posodo za hrano, na kateri je bilo vodotesno tesnilo.

Baterijo in polnilnik sem namestil na dno. Elektroniko sem namestil na kos plastike, ki je priložen škatli. Zapolnil sem zareze za vse žice, ki so prišle iz škatle, nato pa uporabil nekaj silikonske masti, da sem zagotovil, da voda ne more priti noter. Naredil sem tudi 3D natisnjen pokrov antene, da bi povečal doseg.

Škatla deluje odlično. Jasno je, tako da lahko vidim, ali je v notranjosti vse v redu, ne da bi ga bilo treba odpreti. In preživel je nekaj hudih dežev, zato bi moralo biti dobro. Čeprav je ena skrb zaskrbljujoča toplota v škatli, ker je jasna in sonce lahko hitro segreje elektroniko. Enostavna rešitev tega je, da ga pokrijete z drugim odprtim pokrovom, da se izognete neposredni sončni svetlobi.

10. korak: Končno stikalo

Končno stikalo za vrata je bilo resna bolečina, saj sem moral skozi več ponovitev zasnove, da je deloval zanesljivo.

Sprva sem le prilepil dve ročici na obeh straneh nosilca in lepil odbijače na vratih, da sem zadel stikala. Načeloma je bila to dobra ideja, saj sem videl, da deluje v 3D tiskalnikih. Toda po nekaj testiranjih sta se obe stikali poškodovali in odbijači so se odlomili. Nadgradil sem na večja stikala in dodal peno pred odbijače v upanju, da se bom izognil udarcu. A vseeno sta se prekinila.

Spoznal sem, da imajo vrata pri vzponu na mejno stikalo veliko vztrajnost, zato mejno stikalo za zaustavitev sile verjetno ne bo delovalo. Šel sem na trg elektronike iskati ideje in našel valjčno stikalo.

Naredil sem zanj 3D natisnjen nosilec in 3D natisnjeno rampo. Na ta način bi se stikalo aktiviralo, ko pride do njegove meje, vendar ne bo oviralo, če se vrata iz nekega razloga sploh ne ustavijo ali se zaradi vztrajnosti še naprej premikajo.

11. korak: Programiranje elektronike

Programiranje elektronike je bilo dokaj preprosto. Za RF sprejemnik sem uporabil knjižnico rcswitch, ki obravnava vse podrobnosti o sprejemu signala z daljincev. Preostanek je bil le kup if zank za preverjanje različnih pogojev. Eden od teh pogojev je bil preverjanje zaščite pred prevelikim tokom. Za preverjanje sem uporabil števec zank. Priloženo kodo lahko najdete in komentirate, če jo želite podrobneje pojasniti.

12. korak: Odkrivanje težav in njihovo odpravljanje

Med tem projektom sem se soočal s številnimi mehanskimi in električnimi težavami. Nekaj sem jih že omenil, vendar jih bom navedel spodaj.

1. Mejna stikala za trdo zaustavitev: To je postalo problem, saj bi končna stikala prejela veliko silo tudi po prekinitvi napajanja vrat. Tako težka masa ima veliko vztrajnosti. In vsako stikalo za zaustavitev, ki sem si ga zamislil, ni bilo dovolj, da bi absorbiralo to vztrajnost. Popravek je v tem, da uporabljam kotalna stikala, kot sem jaz.

2. Namestitev končnih stikal znotraj trdih omejitev: Vaša fizična postavitev končnega stikala mora biti takšna, da tudi če končno stikalo ne deluje, se vrata ne morejo zapeljati v stikalo in ga uničiti. To je postalo težava, ko se je ena od žic končnega stikala pretrgala in vrata zavila v stikalo ter uničila nosilec in stikalo. To sem popravil tako, da sem nosilec verige premaknil navzven, da pod nobenim pogojem ne more udariti v končno stikalo.

3. Napetost verige je previsoka: Ko sem prvič nataknil verigo, sem jo zategnil tako močno, da je močno vplival na gred motorja pravokotno na njeno ravnino gibanja. Zaradi tega je bil motor neučinkovit, saj se je boril z velikim trenjem. To ne bi bil problem, če bi naredil ustrezen nosilec motorja z ležaji in vsem, vendar za to nisem imel strokovnega znanja. Poleg tega vrata niso bila ravna po dolžini, zato se je veriga premaknila od leve proti desni. Če želite odpraviti to težavo, sem preprosto sprostil verigo. Ne teče gladko.

4. EM Motnje polnilnika: Polnilec baterij, ki sem ga želel uporabiti, je ustvarjal toliko EMI, da je bil sprejemnik neučinkovit in izmuznjen. Poskušal sem uporabiti zaščito, vendar menim, da je bila kombinacija prevodnega in sevanega EMI prevelika za vezje. Popravek za to ni trajna rešitev, vendar sem uporabil veliko večji kovinski polnilec, ki je skoraj 20 -krat močnejši od potrebnega. Ampak zaenkrat deluje.

5. RF območje: RF sprejemnik, ki sem ga uporabil, ni bil najboljši. Bil je eden tistih poceni 1 dolar. Doseg, čeprav ni grozen, ni dovolj, da bi mi bilo udobno. Zaenkrat sem ga optimiziral z žično anteno, vendar bom iskal boljšo RF rešitev.

6. Kopiranje RF daljincev: To je bilo tako neumno vprašanje, ko sem končno ugotovil, sem se nasmejal. Zato sem kupil te programabilne daljince, ki se lahko naučijo kod od drugih daljincev. Eno od njih sem uporabil kot osnovno črto in nato poskušal prepisati kode te v drugo. Po urah igranja sem ugotovil, da daljinskega upravljalnika ne morete kopirati z drugega, podobnega njemu. Kode lahko kopirate samo s standardnih daljincev. Nekaj ur sem potreboval, da sem to ugotovil. Zato poskusite ne pasti v isto past. Popravek je, da uporabite kateri koli drug standardni daljinski upravljalnik in ga nato kopirate na vse programabilne daljince.

7. Vrtanje v trdo jeklo: To je bilo nadležno vprašanje. Ko sem na vrata namestil nosilce za verigo, sem želel v njih izvrtati luknjo. Takrat sem ugotovil, da se je jeklo utrdilo, ker sem ga varil. Poskušal sem to prebroditi. Zato svetujem, da pred varjenjem vrtate. Prihranili boste veliko težav.

To so bila nekatera vprašanja, s katerimi sem se soočal med gradnjo. Ko bom razmišljal o več vprašanjih, bom dodal ta seznam.

13. korak: Dokončanje gradnje (Ali je gradnja kdaj končana?)

Gradnjo sem dokončal tako, da sem vse sestavil. Škatla z elektroniko je šla na svoje mesto in se napajala. Dokončal sem 3D tiskano ohišje za ročna stikala za premikanje in jih namestil tako, da so do njih enostavno dostopni. Na žice sem dal rokave in jih privezal, da se izognemo, da bi se katera koli žica ujela v gibljive dele. Motorni sklop sem razstavil, da sem ga pobarval. Naslikal sem tudi nosilce verige, saj so že začeli rjaveti.

In to je bilo to. Drsnik za avtomatska vrata je bil pripravljen za uporabo. Minila sta dva meseca, odkar sem ga končal, in še vedno deluje po pričakovanjih. Ko se vrnem domov, ga bom še izboljšal, zato ga ne morem imenovati končana zgradba. Ampak za zdaj končano.

Zanj sem porabil več kot 100 dolarjev, glede na vse stvari, ki sem jih kupil, ki sem jih zlomil ali jih nikoli nisem končal. Vendar bom še vedno navedel specifikacijo, da pokažem, da je to mogoče storiti pod 100 USD, če se odločite.

14. korak: Predmet materiala

Mnogi deli, vključno z jeklom, motorjem itd., So bili reciklirani. Zato niso najboljše debeline ali pa so jih morali očistiti. Toda na koncu sem prihranil veliko denarja.

1. Motor brisalnika vetrobranskega stekla AliExpress = 10 USD iz odlagališča
2. 12V 4.5Ah svinčena kislinska baterija = 10 USD
3. 12V polnilnik baterij = 10 USD
4. Motorna veriga = 20 USD (manj od smetišča)
5. Relejni modul AliExpress = 3 USD
6. Arduino Uno AliExpress = 4 USD
7. Trenutni senzor AliExpress = 2 USD
8. RF modul AliExpress = 2 USD
9. RF daljinski upravljalnik AliExpress = 5 USD
10. Stanovanje = 15 USD
11. Končno stikalo AliExpress = 5 USD
12. Razno (jeklo, žica itd.) = 14 USD

Skupaj = 100 USD

Korak 15: Zaključek

Ta projekt poteka že dve leti. In nadaljnjih težav ni bilo. Ne glede na to pa vsake toliko naredim postopne izboljšave. Nadgradil sem daljinske upravljalnike, dodal vodotesna stikala, ponovno izvedel ožičenje, dodal zaznavanje napetosti, nadgradil polnilnik in še veliko več.

Konstrukcija se je izkazala za zelo zanesljivo zaradi visoke vročine in dežja. Ponosen sem na to, kar sem uspel zgraditi, in to tudi po zelo nizki ceni. Kmalu bom zgradil še en sistem za nekatere sorodnike z nekaj izboljšavami moje prvotne zasnove.

Upam, da ste se z moje poti skozi to gradnjo kaj naučili. Če imate kakršno koli vprašanje ali pripombo, prosim vprašajte.