Arduinon ohjaama mallihissi: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tässä ohjeessa näytän sinulle, kuinka rakensin kaksitasoisen leluhissin, jossa oli toimivat liukuovet ja auton, joka liikkuu ylös ja alas tarpeen mukaan.

Hissin sydän on Arduino Uno (tai tässä tapauksessa Adafruit Metro), jonka päälle on asennettu Adafruit Motor Shield. Kilpi helpottaa huomattavasti ovien avaamiseen ja sulkemiseen tarvittavien kahden servon sekä askelmoottorin ajamista, jotka tuovat auton ylös ja alas.

Varsinainen rakenne on todella helppo osa ja se voidaan tehdä haluamallasi tavalla. Hankala osa on saada kaikki mahtua sisälle ja varmistaa, että asiat ovat kohdakkain oikein.

Joten, sanottiin, mennään asiaan!

Tarvikkeet

• Arduino Uno (tai vastaava)
• Adafruit -moottorisuoja
• Perf -lauta
• Otsikot Arduinolle ja kilpelle
• Jatkuvan pyörimisen servot (2)
• NEMA 17 askelmoottori
• Askelmoottorin kiinnike
• Keskitiheä kuitulevy (MDF) 1/2 "ja 1/4" kappaletta
• Alumiinilevyt
• Alumiinitanko
• Alumiinitangot
• Alumiininen U-kanava
• Teräsvarsi
• PVC -putki (1/8 "ja 1/4")
• 10 mm jakohihna
• 10mm hihnapyörät
• kuuma liimapistooli
• ruuvit
• pleksilasit
• Lattianäytteet
• Ilmastointiteippi
• Johdot
• Ylös/Alas -painikkeet
• Mikrokytkimet
• Suuri lineaarinen toimilaite - suunnitelmat ovat täällä

Vaihe 1: Ovet

Ensimmäinen ongelma, jonka päätin ratkaista, oli ovet. Ovien piti liikkua edestakaisin, ja ne on kiinnitettävä alhaalta ja ylhäältä, jotta ne eivät läpäise.

Päädyin käyttämään alumiinisia u-kanavia, joita käytetään tavallisesti lautojen reunana, pohjaa pitkin pitämään ovet raiteillaan. Yläosa oli hieman hankalampi. Löysin verkossa 3D -tulostettuja suunnitelmia lineaariselle toimilaitteelle ja ajattelin, että ne olisivat loistavia oven työntämiseen ja avaamiseen. Tein ovet pienistä MDF -paneeleista ja käärin paneelin ympärille alumiinilevyn, jotta se näyttäisi metalliselta. (katso kuvat)

Laitoin terästangon oven yläosan poikki ja liimasin pala PVC -putken ovipaneelin päälle. Tanko mahtui putken sisään ja salli oven kulkea edestakaisin vapaasti, kun taas oven alareuna noin kahdeksas tuuma oli u-kanavan sisällä pitääkseen sen suorana.

Laitoin lineaarisen toimilaitteen terästangon yläpuolelle ja käytin enemmän PVC -putkea ja enemmän kuumaa liimaa, jotta toimilaite liikutti ovea. Lineaarinen toimilaite on suunniteltu harrastekokoisen servomoottorin ympärille, joten lisäsin ne sisään.

Vaihe 2: Rakenne

Ensin tein karkean luonnoksen siitä, miltä halusin näyttää hissiltä. Siinä oli oltava 2 kerrosta, auto, joka menee ylös ja alas ja ovet avautuvat jokaisessa kerroksessa. Lopputuote poikkesi alkuperäisestä luonnoksesta, mutta se on OK!

Seuraavaksi rakensin rakenteen keskitiheyskuitulevystä (MDF), mittasin lattiat ja oviaukot ja leikkasin muodot palapelillä ja reikäsahalla. Pohja ja yläosa ovat hiukan suurempia kuin rakennus, mikä antaa sille vakautta ja visuaalista vetovoimaa. Rakenteessa on vain 3 puolta, koska päätin jättää selän auki, jotta voit katsoa sisään.

Sivuosat ovat 24 tuumaa korkeita ja 12 tuumaa leveitä, ja ylä- ja alaosa ovat 15 tuumaa neliömäisiä, kaikki 1/2 tuuman MDF -paneeleja. Ovet ovat 6 tuumaa korkeita ja noin 4 tuumaa leveitä. Varmista, että jätät tarpeeksi tilaa jotta ovi piilotetaan sivulle, kun se on auki.

Lisäsin myös pienen laskeutumisreunan toisen kerroksen ulkopuolelle.

Tein myös 2 reiän jokaisen oven yläpuolelle joko ikkunaa tai lattian ilmaisinta varten, reikiä kutsupainikkeille kunkin oven viereen ja pienen reiän LED -valolle jokaisen oviaukon yläpuolelle (jota en lopettanut)

Maalasin koko metallin siniseksi.

Vaihe 3: Auto

Hissikori oli valmistettu MDF -levystä ja pala plexiglasia takana, joten voit nähdä hissiin asettamasi Matchbox -autot tai Lego -kaverit. Auto itsessään on yksinkertainen laatikko, ei mitään hienoa. Maalasin sen ja laitoin postikortteja sisälle julisteina. Se osoittautui raskaaksi, joten en ollut varma, kuinka moottori nostaisi sen alkuperäisen suunnitelmani avulla. Palataan siihen.

Vaikea osa autossa oli kuinka nostaa se ylös ja estää sitä heilumasta ympäri. Käyttäen kokeiltua ja todellista kuumaliimaa ja pvc -menetelmää (palaan myös siihen, älä anna minun unohtaa), laitoin sisään neljä alumiinitankoa rakenteen ylhäältä alas ja asetin ne riviin auto ja putki, jonka liimasin joka kulmassa. Tämä piti hissin paikallaan, kun se nousi ja laski.

3D -tulostetut osat jäivät melkoisesti ulos rakenteen sisäseinästä, joten minun piti pitää hissikoria pari tuumaa oviaukosta. En halunnut, että Lego -minifiguista, jotka eivät välittäneet valtavasta aukosta, olisi hiekkakuilun alaosassa ruumiita, joten lisäsin oven sisälle lyhyen korin, joka oli melko lähellä avointa sivua hissikorista, mikä ratkaisi ongelman.

Vaihe 4: Moottori ja vastapaino

Seuraava ongelma oli kuinka saada auto nousemaan ylös ja alas. Ostin Adafruutelta NEMA-17 (se on koko, ei teho) askelmoottorin ja yritin nostaa hissikoria sen avulla käyttämällä jotakin narua ja kolmiulotteista painettua kelaa, joka oli kiinnitetty askelimen akseliin narun kelaamiseksi.

Se ei toiminut, joten aloin miettiä, kuinka oikea hissi toimii vastapainolla. Näin moottorin ei tarvitse nostaa auton koko painoa, sen on vain aloitettava ensimmäinen liike, joka vaatii paljon vähemmän vääntöä. Opin paljon vääntömomentista tässä projektissa.

Joka tapauksessa, vastapainoideani oli vankka ja päädyin käyttämään 10 mm leveää hihna- ja hihnapyöräjärjestelmää, joka on samanlainen kuin mitä käytetään 3D -tulostimen rakentamiseen. Auto painoi noin kilon (2 kiloa) ja askelmoottorin arvioitiin pystyvän nostamaan 2 kiloa yhden senttimetrin päässä akselin keskeltä. (Lisää vääntömomenttiongelmia) Joten se oli hyvä mennä.

Hihnan toinen pää kiinnitettiin hissikorin yläosaan (ruuvattavaa metallilevyä käyttäen), sitten hihna nousi suoraan ylös ja askelmoottorin hammaspyörään, joka asennettiin rakenteen kattoon. Hihna kulki sitten 90 astetta rakenteen yläosan yli toiselle hammaspyörälle, joka kiinnitettiin toiseen terästankoon, joka oli asennettu kannattimiin. (katso kuvat) Sieltä hihna kääntyi vielä 90 astetta suoraan alas ja tämä kiinnitettiin vastapainoon. (Ilmeisesti sinun on mitattava kaikki nämä ja asetettava ne tarkasti, jotta vyö ei rasituisi liikaa)

Vastapaino tehtiin neljästä Home Depot -puulattian näytekappaleesta, jotka ruuvasin ja teipasin yhteen. Vyö kiristettiin kappaleiden keskelle ja ylimääräinen häntä ruuvattiin myös ulkopuolelta. Asensin 2 terässauvaa vastapainon kulkemiseksi ylös ja alas, käyttämällä vastapainonipun kummallakin puolella liimattuja PVC -putkia sen kiinnittämiseen.

Kun kaikki rakenneosat olivat paikoillaan, oli aika työskennellä elektroniikan parissa.

Vaihe 5: Kytkimet ja elektroniikka

Tämän projektin aivot ovat Arduino Uno, jonka päällä on Adafruit Motor Shield. Kilpi helpottaa huomattavasti kahden servomoottorin ja askelmoottorin käyttöä, mutta mahdollistaa pääsyn useimpiin Arduinon tappeihin. Askelmoottori vaatii myös enemmän kuin Arduinon 5 V: n lähtö, ja kilven avulla voit nostaa moottorin jännitettä ja laskea sen alas Arduinolle. Moottori kestää jopa 12 V, mutta lopulta menin 9 V: n tulolla, koska paistin jännitesäätimen yhdellä Arduinolla, kun yksi ovista jäi jumiin.

Otin toisen sivun 3D -tulostimien rakenteesta ja käytin pieniä kosketinkytkimiä kaikissa kohdissa, joissa haluat asioiden liikkuvan. Joten minulla oli hetkellinen kosketuskytkin 6 paikassa. He havaitsivat auton sijainnin ja jokaisen oven tilan. Kun auto oli rakenteen alareunassa, se painoi auton alla olevaa kytkintä. Kun se oli ylhäällä, vastapainon alaosassa oleva kytkin aktivoitiin. Ovet osuivat myös molemmin puolin olevaan kytkimeen, kun se oli auki tai kiinni.

Hissin soittamiseksi laitoin valaistut painikkeet rakenteen etuosaan. Nämä ovat viileitä kolmion muotoisia painikkeita, joiden sisällä on LED -valoja, joten ne syttyvät painettaessa (jos kytket ne näin).

Tämän projektin todellinen koodi ei ole liian monimutkainen. Arduinon luonnoksen pääsilmukka tarkistaa ylös- tai alaspainikkeiden painallukset. Ohjelma reagoi auton asennosta riippuen joko siirtämällä autoa, avaamalla sen jälkeen muutaman sekunnin ajan ja sulkemalla oven. Tai jos auto on lattialla, jossa painiketta painettiin, se vain avaa oven ja sulkee sen 5 sekunnin kuluttua.

Vianmääritystä oli paljon ja paljon, mutta lopulta sain kaiken toimimaan luotettavasti. Viimeinen vaihe oli suuri pala pleksilasia takana ja reikä, joka oli porattu pistorasiaan pääsyä varten.

Tämä oli todella hauska projekti ja opin paljon. Kun rakensin sitä, etsin koko ajan suunnitelmia tällaisesta, mutta en löytänyt paljon. Joten toivottavasti tämä Instructable voi auttaa jotakuta, joka haluaa rakentaa samanlaisen projektin.

Vaihe 6: Ajatuksien sulkeminen

Yksi asia, jonka lisäisin toiseen rakennukseen, olisi tapa aistia, jos jokin estää oven, kuten todellinen hissi. Luulen, että jonkinlainen valotunnistin voisi toimia, mutta joku minua älykkäämpi voi selvittää sen.

Lisäksi tämä oli projekti asiakkaalle, ja toimitin sen heille UPS: n avulla. Kuitenkin annoin UPS: n pakata sen, mikä osoittautui valtavaksi virheeksi. Hissi saapui paikalle murtuneiden kappaleiden kanssa, ja hihna oli irrotettu, ja yksi ovista ei toiminut. Työskentelin asiakkaan kanssa saadakseni sen toimimaan, mutta osa kuumaliimatusta PVC -putkistani irtosi, ja tulevaisuudessa luultavasti yrittäisin löytää tyylikkäämmän ratkaisun kuin kuuma liima. Lisäksi seuraavalla kerralla pakkaan sen itse! Toivottavasti piditte tästä Instructable -ohjelmasta. Katso lisää projekteja osoitteesta cascobaystudios.com

Kiitos lukemisesta ja nähdään ensi kerralla!

Vaihe 7: Koodi

Arduino -koodi on liitteenä olevassa tiedostossa. Se on verinen sotku, mutta se toimii!

Toinen sija Arduino -kilpailussa 2020