„Arduino“valdomas modelio liftas: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Šioje instrukcijoje aš jums parodysiu, kaip sukūriau dviejų lygių žaislinį liftą su veikiančiomis stumdomomis durimis ir automobilį, kuris pagal poreikį juda aukštyn ir žemyn.

Lifto širdis yra „Arduino Uno“(arba šiuo atveju „Adafruit Metro“), ant jo sumontuotas „Adafruit Motor Shield“. Skydas leidžia daug lengviau vairuoti dvi servo sistemas, reikalingas durims atidaryti ir uždaryti, ir žingsninį variklį, kuris pakelia automobilį aukštyn ir žemyn.

Faktinė struktūra yra tikrai lengva dalis ir gali būti pagaminta bet kokiu būdu. Sudėtingiausia yra viską sutalpinti į vidų ir įsitikinti, kad viskas tinkamai sulygiuota.

Taigi, pasakykime, eikime prie to!

Prekės

• „Arduino Uno“(arba lygiavertis)
• „Adafruit“variklio skydas
• Perfo lenta
• „Arduino“ir skydo antraštės
• Nuolatinio sukimosi servos (2)
• Žingsninis variklis NEMA 17
• Žingsninio variklio laikiklis
• Vidutinio tankio medienos plaušų plokštės (MDF) 1/2 "ir 1/4" gabalų
• Aliuminio lakštai
• Aliuminio strypas
• Aliuminio strypai
• Aliuminio U kanalas
• Plieninis strypas
• PVC vamzdis (1/8 "ir 1/4")
• 10 mm paskirstymo diržas
• 10 mm skriemuliai
• karštas klijų pistoletas
• varžtai
• plexiglas lakštai
• Grindų pavyzdžiai
• Lipni juosta
• Laidai
• Mygtukai aukštyn/žemyn
• Mikro jungikliai
• Didelė linijinė pavara - planai čia

1 žingsnis: durys

Pirmoji problema, kurią nusprendžiau išspręsti, buvo durys. Durys turėjo judėti pirmyn ir atgal ir būti pritvirtintos apačioje ir viršuje, kad jos neslystų.

Aš baigiau naudoti aliuminio U kanalus, paprastai naudojamus kaip lentų apvadai, išilgai apačios, kad durys nenukryptų. Viršuje buvo šiek tiek sudėtingiau. Internete radau 3D spausdintus linijinės pavaros planus ir supratau, kad jie puikiai tinka uždaryti duris ir jas ištraukti. Aš padariau duris iš mažų MDF plokščių ir apvyniojau aliuminio lakštus aplink skydą, kad jis taptų metalinis. (žr. nuotraukas)

Aš uždėjau plieninį strypą ant durų viršaus ir karštai priklijavau PVC vamzdžio gabalėlį ant durų skydo viršaus. Strypas tilpo vamzdžio viduje ir leido durims laisvai judėti pirmyn ir atgal, o apatinis maždaug 8 colių durys buvo u-kanalo viduje, kad jos būtų tiesios.

Aš pastatiau linijinę pavarą virš plieninio strypo ir naudojau daugiau PVC vamzdžių ir daugiau karštų klijų, kad pavara galėtų perkelti duris. Linijinė pavara sukurta aplink pomėgio dydžio servo variklį, todėl pridėjau tuos.

2 žingsnis: struktūra

Pirmiausia padariau apytikslį eskizą, kaip norėčiau, kad atrodytų liftas. Jis turėjo būti 2 aukštų, su automobiliu, kuris eina aukštyn ir žemyn, ir kiekviename aukšte atsidarančiomis durimis. Galutinis produktas nukrypo nuo pradinio eskizo, bet tai gerai!

Tada aš pastatiau konstrukciją iš vidutinio tankio medienos plaušų plokštės (MDF), išmatavau grindis ir durų angas, o dėlionę ir skylės pjūklą iškirpiau. Pagrindas ir viršus yra šiek tiek didesni už pastatą, kad suteiktų jam tam tikrą stabilumą ir vizualų patrauklumą. Konstrukcija turi tik 3 šonus, nes nusprendžiau palikti nugarą atvirą, kad galėtumėte pažvelgti į vidų.

Šoninės dalys yra 24 colių aukščio ir 12 colių pločio, o viršutinė ir apatinė dalys yra 15 colių kvadrato, visos pagamintos iš 1/2 colio MDF plokščių. Durys yra 6 colių aukščio ir apie 4 colių pločio. Įsitikinkite, kad paliekate pakankamai vietos kad atidarytos durys būtų paslėptos į šoną.

Aš taip pat pridėjau mažą nusileidimo briauną, skirtą ne antrame aukšte.

Aš taip pat padariau 2 colių skylę virš kiekvienų durų, skirtų langui ar grindų indikatoriui, skylutes skambinimo mygtukams šalia kiekvienų durų ir mažą skylę šviesos diodui virš kiekvienos durų angos (kurios aš nesinaudojau)

Aš viską nudažiau metaline mėlyna spalva.

3 žingsnis: automobilis

Lifto kabina buvo pagaminta iš MDF plokštės ir plexiglas gabalas galinei daliai, todėl galite pamatyti „Matchbox“automobilius ar „Lego“vaikinus, kuriuos įdėjote į liftą. Pats automobilis yra paprasta dėžutė, nieko per daug įmantraus. Aš jį nudažiau ir įdėjau keletą atvirukų į vidų kaip plakatus. Jis pasirodė sunkus, todėl aš nežinojau, kaip variklis jį pakels pagal mano pradinį planą. Prie to dar grįšime.

Sunkioji automobilio dalis buvo tai, kaip jį pakelti ir neleisti jam suktis. Naudodamas išbandytą karštą klijų ir PVC metodą (aš taip pat grįšiu, neleisk man pamiršti), aš įdėjau keturis aliuminio strypus, einančius nuo konstrukcijos viršaus iki apačios, ir išklijau juos automobilis ir vamzdis, kuriuos klijavau kiekviename kampe. Tai leido liftui judėti aukštyn ir žemyn.

3D atspausdintos dalys gana šiek tiek įstrigo nuo vidinės konstrukcijos sienos, todėl turėjau lifto vagoną laikyti porą centimetrų nuo durų angos. Nenorėjau, kad lifto šachtos apačioje būtų kūnas iš „Lego“minifigų, kuriems „nerūpėjo didžiulis tarpas“, todėl durų viduje pridėjau trumpą platformą, kuri buvo gana arti atviros pusės lifto kabinos, kuri išsprendė problemą.

4 žingsnis: variklis ir atsvara

Kita problema buvo, kaip priversti automobilį pakilti aukštyn ir žemyn. Aš nusipirkau „Adafruit“žingsninį variklį NEMA-17 (tai dydis, o ne galia) ir bandžiau pakelti lifto vagoną, naudodamas virvelę ir 3D atspausdintą ritės elementą, pritvirtintą prie žingsninio veleno, kad suvyniotų stygą.

Tai nepadėjo, todėl pradėjau galvoti apie tai, kaip veikia tikras liftas su atsvaru. Tokiu būdu variklis neturi pakelti viso automobilio svorio, jis tiesiog turi pradėti pradinį judesį, kuriam reikia daug mažiau sukimo momento. Šiame projekte daug sužinojau apie sukimo momentą.

Šiaip ar taip, mano atsvaros idėja buvo tvirta ir aš baigiau naudoti 10 mm pločio diržo ir skriemulio sistemą, panašią į tai, kas naudojama 3D spausdintuvui kurti. Automobilis svėrė apie vieną kilogramą (2 svarus), o žingsninis variklis buvo įvertintas kaip galintis pakelti 2 kilogramus vienu centimetru nuo veleno centro. (Daugiau sukimo momento problemų) Taigi buvo gera eiti.

Vienas diržo galas buvo pritvirtintas prie lifto kabinos viršaus (naudojant atsukamą metalinę plokštę), tada diržas pakilo tiesiai į viršų ir ant žingsninio variklio krumpliaračio, kuris buvo sumontuotas ant konstrukcijos lubų. Tada diržas 90 laipsnių kampu perėjo konstrukcijos viršuje ant antrojo dantyto skriemulio, kuris buvo pritvirtintas prie kito plieninio strypo, sumontuoto ant laikiklių. (žr. paveikslėlius) Iš ten diržas pasuko dar 90 laipsnių tiesiai žemyn ir buvo pritvirtintas prie atsvaro. (Akivaizdu, kad jūs turite viską išmatuoti ir tiksliai įdėti, kad išvengtumėte papildomo diržo įtempimo)

Atsvara buvo pagaminta iš keturių „Home Depot“medinių grindų pavyzdžių, kuriuos aš prisukiau ir priklijavau. Diržas buvo prispaustas gabalų viduryje, o uodegos perteklius taip pat buvo prisukamas išorėje. Aš įdėjau 2 plieninius strypus, kad atsvara galėtų keliauti aukštyn ir žemyn, naudodama PVC vamzdžius, priklijuotus iš abiejų atsvaro ryšulio pusių.

Kai visi konstrukciniai elementai buvo vietoje, atėjo laikas dirbti su elektronika.

5 žingsnis: jungikliai ir elektronika

Šio projekto smegenys yra „Arduino Uno“su „Adafruit Motor Shield“viršuje. Skydas labai palengvina dviejų servo variklių ir žingsninio variklio valdymą, tuo pačiu leisdamas pasiekti daugumą „Arduino“kaiščių. Žingsninis variklis taip pat reikalauja daugiau nei „Arduino“5 V išėjimas, o skydas leidžia padidinti variklio įtampą ir sumažinti „Arduino“. Variklis užima iki 12 V įtampą, bet galiausiai aš įėjau su 9 V įėjimu, nes, kai užstrigo vienos iš durų, ant vieno „Arduino“kepiau įtampos reguliatorių.

Aš paėmiau kitą puslapį iš 3D spausdintuvų kūrimo būdo ir naudojau mažus kontaktinius jungiklius visuose taškuose, kur norite, kad viskas nustotų judėti. Taigi, aš turėjau momentinius kontaktinius jungiklius 6 vietose. Jie nustatė, kur yra automobilis ir kokia yra kiekvienų durų būklė. Kai automobilis buvo konstrukcijos apačioje, jis paspaudė jungiklį po automobiliu. Kai jis buvo viršuje, buvo įjungtas jungiklis, esantis atsvaros apačioje. Durys taip pat paspaudė jungiklį iš abiejų pusių, kai jis buvo atidarytas arba uždarytas.

Norėdami paskambinti liftui, aš uždėjau apšviestus mygtukus konstrukcijos priekyje. Tai šaunūs trikampiai mygtukai, kurių viduje yra šviesos diodai, todėl jie užsidega, kai paspaudžiami (jei juos prijungiate taip).

Tikrasis šio projekto kodas nėra pernelyg sudėtingas. Pagrindinė „Arduino“eskizo kilpa tikrina, ar mygtukai spaudžiami aukštyn arba žemyn. Priklausomai nuo automobilio padėties, programa reaguoja judindama automobilį, kelias sekundes atidarydama dureles ir uždarydama duris. Arba, jei automobilis yra ant grindų, kur buvo paspaustas mygtukas, jis tiesiog atveria duris, o po 5 sekundžių jas uždaro.

Buvo daug ir daug trikčių šalinimo, bet galų gale viskas veikė patikimai. Paskutinis žingsnis buvo didelis plexiglas gabalas ant nugaros su išgręžta skyle, skirta prieigai prie maitinimo lizdo.

Tai buvo tikrai įdomus projektas ir aš daug išmokau. Kai jį kūriau, aš visą laiką ieškojau tokių planų, bet neradau daug. Taigi tikimės, kad ši instrukcija gali padėti tiems, kurie nori sukurti panašų projektą.

6 žingsnis: uždarykite mintis

Vienas dalykas, kurį pridėčiau prie antrojo korpuso, būtų būdas pajusti, ar kažkas blokuoja duris, kaip tikras liftas. Manau, kad kažkoks šviesos jutiklis galėtų veikti, bet kažkas protingesnis už mane gali tai išsiaiškinti.

Be to, tai buvo kliento projektas, ir aš jį išsiunčiau naudodamas UPS. Tačiau aš leidau UPS jį supakuoti, o tai pasirodė didžiulė klaida. Liftas atvyko su sulaužytomis dalimis, diržas buvo atjungtas, o vienos iš durų neveikė. Dirbau su klientu, kad jis pradėtų veikti, tačiau dalis mano karštai klijuoto PVC vamzdžio atsilaisvino ir ateityje tikriausiai bandysiu rasti elegantiškesnį sprendimą nei karšti klijai. Be to, kitą kartą aš pats jį supakuosiu! Tikiuosi, jums patiko ši instrukcija. Peržiūrėkite daugiau projektų cascobaystudios.com

Dėkojame, kad skaitote, ir iki kito susitikimo!

7 žingsnis: kodas

„Arduino“kodas yra pridėtame faile. Tai kruvina netvarka, bet tai veikia!

Antroji vieta „Arduino“konkurse 2020 m