Arduino kontrolēts modeļa lifts: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā es uzbūvēju divu līmeņu rotaļlietu liftu ar strādājošām bīdāmām durvīm un automašīnu, kas pēc pieprasījuma pārvietojas uz augšu un uz leju.

Lifta sirds ir Arduino Uno (vai šajā gadījumā Adafruit Metro), virs kura ir uzstādīts Adafruit Motor Shield. Ar vairogu ir daudz vieglāk vadīt divus servos, kas nepieciešami durvju atvēršanai un aizvēršanai, kā arī pakāpju motoru, kas paceļ automašīnu uz augšu un uz leju.

Faktiskā struktūra patiešām ir vieglā daļa, un to var izgatavot jebkurā veidā. Sarežģītā daļa ir panākt, lai viss ietilptu iekšpusē un pārliecinātos, ka lietas ir pareizi izlīdzinātas.

Tātad, sakām, ķersimies pie tā!

Piegādes

• Arduino Uno (vai līdzvērtīgs)
• Adafruit motora vairogs
• Perf dēlis
• Arduino un vairoga galvenes
• Nepārtrauktas griešanās servopārvadi (2)
• NEMA 17 soļu motors
• Stepper motora stiprinājums
• Vidēja blīvuma šķiedru plātnes (MDF) 1/2 "un 1/4" gab
• Alumīnija loksnes
• Alumīnija stienis
• Alumīnija stieņi
• Alumīnija U-kanāls
• Tērauda stienis
• PVC caurule (1/8 "un 1/4")
• 10 mm zobsiksna
• 10 mm skriemeļi
• karstās līmes pistole
• skrūves
• plexiglas loksnes
• Grīdas seguma paraugi
• Santehnikas līmlente
• Vadi
• Pogas uz augšu/uz leju
• Mikro slēdži
• Liela lineārā izpildmehānisms - plāni ir pieejami šeit:

1. solis: durvis

Pirmā problēma, kuru nolēmu risināt, bija durvis. Durvīm bija jāvirzās uz priekšu un atpakaļ, un tām jābūt nostiprinātām apakšā un augšpusē, lai tās neatlocītos.

Es likvidēju, izmantojot apakšā esošos alumīnija u-kanālus, kurus parasti izmanto kā dēļu apmales, lai durvis būtu ceļā. Augšdaļa bija nedaudz sarežģītāka. Es tiešsaistē atradu 3D drukātus lineārās pievada plānus un sapratu, ka tie būtu lieliski piemēroti durvju aizvēršanai un atvēršanai. Es izgatavoju durvis no maziem MDF paneļiem un ap paneli apliku alumīnija loksnes, lai tas iegūtu metāla izskatu. (skatīt fotoattēlus)

Es uzliku tērauda stieni pāri durvju augšai un karsti pielīmēju PVC caurules gabalu durvju paneļa augšpusē. Stienis iederējās caurules iekšpusē un ļāva durvīm brīvi pārvietoties uz priekšu un atpakaļ, savukārt durvju apakšējā 8 colla atradās u-kanāla iekšpusē, lai tās būtu taisnas.

Es novietoju lineāro izpildmehānismu virs tērauda stieņa un izmantoju vairāk PVC caurules un vairāk karstas līmes, lai izpildmehānisms varētu pārvietot durvis. Lineārais izpildmehānisms ir veidots ap hobija izmēra servomotoru, tāpēc es pievienoju tos.

2. solis: struktūra

Vispirms es izveidoju aptuvenu skici, kā es gribēju, lai lifts izskatās. Tai bija jābūt 2 stāviem, ar automašīnu, kas iet uz augšu un uz leju, un durvīm, kas atveras katrā stāvā. Galaprodukts atkāpās no sākotnējās skices, bet tas ir labi!

Tālāk es uzbūvēju konstrukciju no vidēja blīvuma šķiedru plātnes (MDF), izmērīju grīdas un durvju atveres un izgriezu formas ar finierzāģi un caurumu zāģi. Pamatne un augšdaļa ir nedaudz lielāki par ēku, lai tai piešķirtu stabilitāti un vizuālu pievilcību. Konstrukcijai ir tikai 3 malas, jo es nolēmu atstāt muguru atvērtu, lai jūs varētu paskatīties iekšā.

Sānu gabali ir 24 collas augsti un 12 collas plati, un augšējā un apakšējā daļa ir 15 collu kvadrātveida, visi ir izgatavoti no 1/2 collu MDF paneļiem. Durvis ir 6 collas augstas un aptuveni 4 collas platas. Noteikti atstājiet pietiekami daudz vietas lai durvis būtu atvērtas uz sāniem.

Es pievienoju arī nelielu nolaišanās malu ārpus 2. stāva.

Es arī izveidoju 2 caurumu virs katrām durvīm logam vai grīdas indikatoram, caurumus zvana pogām blakus katrām durvīm un nelielu caurumu gaismas diodei virs katras durvju atveres (ko es neizmantoju)

Es visu nokrāsoju metāliski zilā krāsā.

3. solis: automašīna

Lifta vagons tika izgatavots no MDF plātnes un plexiglas gabala aizmugurē, lai jūs varētu redzēt Matchbox automašīnas vai Lego puišus, kurus ievietojat liftā. Automašīna pati par sevi ir vienkārša kaste, nekas pārāk grezns. Es to krāsoju un ievietoju dažas pastkartes iekšā kā plakātus. Tas izrādījās smags, tāpēc es nebiju pārliecināts, kā motors to pacels, izmantojot manu sākotnējo plānu. Mēs pie tā atgriezīsimies.

Automašīnas grūtā daļa bija tā, kā to pacelt un neļaut šūpošanos. Izmantojot pārbaudīto un patieso karstās līmes un pvc metodi (es arī pie tā atgriezīšos, neļaujiet man aizmirst), es ievietoju četrus alumīnija stieņus, kas iet no konstrukcijas augšas uz leju, un izklāju tos ar automašīna un caurule, ko pielīmēju katrā stūrī. Tas turēja liftu vietā, kad tas gāja augšup un lejup.

3D drukātās detaļas diezgan daudz izlīda no konstrukcijas iekšējās sienas, tāpēc man vajadzēja lifta vagonu turēt pāris collas no durvju atveres. Es negribēju, lai Lifta šahtas apakšā būtu ķermeņu kaudze no Lego minifigiem, kuri “neiebilstu pret milzīgo plaisu”, tāpēc es pievienoju īsu platformu durvju iekšpusē, kas bija diezgan tuvu atvērtajai pusei no lifta vagona, kas atrisināja problēmu.

4. solis: motors un pretsvars

Nākamā problēma bija, kā panākt, lai automašīna iet uz augšu un uz leju. Es no Adafruit iegādājos pakāpju motoru NEMA-17 (tas ir izmērs, nevis jauda) un mēģināju ar to pacelt lifta vagonu, izmantojot kādu auklu un 3D drukātu spoles elementu, kas piestiprināts pie pakāpiena vārpstas, lai pārtītu auklu.

Tas nedarbojās, tāpēc es sāku domāt par to, kā darbojas īsts lifts ar pretsvaru. Tādā veidā motoram nav jāpaceļ viss automašīnas svars, tam vienkārši jāsāk sākotnējā kustība, kas prasa daudz mazāku griezes momentu. Šajā projektā es daudz uzzināju par griezes momentu.

Jebkurā gadījumā mana pretsvara ideja bija stabila, un es likvidēju, izmantojot 10 mm platu siksnu un skriemeļu sistēmu, līdzīgu tai, ko izmanto 3D printera izveidošanai. Automašīna svēra apmēram vienu kilogramu (2 mārciņas), un pakāpeniskais motors tika novērtēts kā spējīgs pacelt 2 kilogramus viena centimetra attālumā no vārpstas centra. (Vairāk griezes momenta problēmu) Tāpēc bija labi iet.

Viens jostas gals tika piestiprināts lifta kabīnes augšdaļai (izmantojot skrūvējamu metāla plāksni), pēc tam josta pacēlās taisni uz augšu un uz zobu zobrata uz pakāpiena motora, kas tika uzstādīts uz konstrukcijas griestiem. Pēc tam josta pārcēlās par 90 grādiem pāri konstrukcijas augšdaļai uz otru zobu skriemeli, kas tika piestiprināts pie cita tērauda stieņa, kas uzstādīts uz kronšteiniem. (skat. attēlus) No turienes josta pagriezās vēl par 90 grādiem taisni uz leju, un tā tika piestiprināta pie pretsvara. (Acīmredzot jums tas viss jāmēra un jānovieto precīzi, lai izvairītos no papildu slodzes uz jostas)

Pretsvaru veidoja četri koka grīdas seguma paraugi no Home Depot, kurus es pieskrūvēju un salīmēju kopā. Josta tika saspiesta gabalu vidū, un liekā aste tika pieskrūvēta arī no ārpuses. Es ievietoju 2 tērauda stieņus, lai pretsvars varētu pārvietoties augšup un lejup, tā uzstādīšanai izmantojot PVC caurules, kas pielīmētas abās pretsvara saišķa pusēs.

Kad visi konstrukcijas elementi bija savās vietās, bija pienācis laiks strādāt pie elektronikas.

5. solis: slēdži un elektronika

Šī projekta smadzenes ir Arduino Uno, un augšpusē ir Adafruit Motor Shield. Aizsargs ievērojami atvieglo divu servomotoru un pakāpju motora vadīšanu, vienlaikus ļaujot piekļūt lielākajai daļai Arduino tapu. Stepper motors prasa arī vairāk nekā Arduino 5V izeja, un vairogs ļauj palielināt motora spriegumu un samazināt to Arduino. Motors patērē līdz 12 V spriegumu, bet galu galā es devos ar 9 V ieeju, jo es uz vienas Arduino cepu sprieguma regulatoru, kad viena no durvīm iestrēdza.

Es paņēmu citu lapu no tā, kā tiek veidoti 3D printeri, un izmantoju mazus kontaktu slēdžus visos punktos, kur vēlaties, lai lietas pārstātu kustēties. Tātad, man bija īslaicīgi kontaktu slēdži 6 vietās. Viņi atklāja, kur atrodas automašīna un kāds ir katra durvju statuss. Kad automašīna atradās konstrukcijas apakšā, tā nospieda slēdzi zem automašīnas. Kad tas atradās augšpusē, tika aktivizēts slēdzis pretsvara apakšā. Durvis arī trāpīja slēdzim abās pusēs, kad tas bija atvērts vai aizvērts.

Lai izsauktu liftu, es ievietoju apgaismotas pogas konstrukcijas priekšpusē. Tās ir foršas trīsstūrveida pogas, kuru iekšpusē ir gaismas diodes, lai tās iedegas, kad tās tiek nospiestas (ja tās pieslēdzat šādā veidā).

Faktiskais šī projekta kods nav pārāk sarežģīts. Arduino skices galvenā cilpa pārbauda pogas augšup vai lejup nospiešanu. Atkarībā no automašīnas stāvokļa programma reaģē, vai nu pārvietojot automašīnu, pēc tam dažas sekundes atverot durvis un aizverot durvis. Vai arī, ja automašīna atrodas tajā stāvā, kur tika nospiesta poga, tā vienkārši atver durvis un pēc 5 sekundēm aizver tās.

Bija daudz un daudz problēmu novēršanas, bet galu galā man viss darbojās droši. Pēdējais solis bija liels plexiglas gabals aizmugurē ar urbtu caurumu, lai piekļūtu strāvas ligzdai.

Šis bija patiešām jautrs projekts, un es uzzināju daudz jauna. Kad es to būvēju, es visur meklēju plānus par kaut ko līdzīgu šim, bet es nevarēju atrast daudz. Cerams, ka šī pamācība var palīdzēt kādam, kas vēlas izveidot līdzīgu projektu.

6. solis: domu slēgšana

Viena lieta, ko es pievienotu otrajai būvei, būtu veids, kā nojaust, vai kaut kas bloķē durvis, piemēram, īsts lifts. Es domāju, ka kaut kāds gaismas sensors varētu darboties, bet kāds gudrāks par mani to var izdomāt.

Turklāt tas bija projekts klientam, un es to nosūtīju viņiem, izmantojot UPS. Tomēr es ļāvu UPS to iepakot, kas izrādījās milzīga kļūda. Lifts ieradās ar dažiem nolauztiem gabaliem, josta bija atslēgta, un vienas no durvīm nedarbojās. Es strādāju kopā ar klientu, lai to sāktu darboties, taču dažas no manām karsti pielīmētajām PVC caurulēm atdalījās, un nākotnē es, iespējams, mēģinātu atrast elegantāku risinājumu nekā karstā līme. Arī nākamreiz es to iesaiņošu pati! Es ceru, ka jums, puišiem, patika šī pamācība. Pārbaudiet citus projektus vietnē cascobaystudios.com

Paldies, ka lasījāt, un tiekamies nākamreiz!

7. solis: kods

Arduino kods ir pievienotajā failā. Tas ir asiņains haoss, bet tas darbojas!

Otrā vieta Arduino konkursā 2020