O Scale Model Railroad Tornado: 16 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Olen varma, että jokainen on nähnyt Tornadon videoissa. Mutta oletko nähnyt yhden toimivan täydellä animaatiolla O Scale Model Railroadilla? Sitä ei ole vielä asennettu rautatielle, koska se on osa täydellistä ääni- ja animaatiojärjestelmää. Mutta kun se on valmis, sen pitäisi olla nähtävyys.

Tämä projekti opastaa sinua rakentamaan toimintaanimaation CNC -laitteistosta, moottorikäytöistä ja Arduino -ohjaimista

Vaihe 1: Miltä tämä animaatio näyttää?

Jotta ymmärtäisimme, mitä rakennamme, luotiin 3D -malli ja tuotettiin simulaatio.

Vaihe 2: Peruspaneelin rakentaminen

Tämä projekti koostuu Z -akselipaneelista, X -akselipaneelista, Arduino -mikro -ohjaimista, askelmoottoreista, H -silta -ajoista, mikroaskelmoottoreista ja itse Tornadosta. Ensimmäinen asia on kerätä peruspaneelin materiaaliluettelo. Molemmat akselipaneelit ovat samanlaisia, joten yhden paneelin rakennusprosessi on sama toiselle paneelille.

MATERIAALILUETTELO - Lähde: Banggood. Com/ puutavarakauppa

X -akseli

· (1) T8 500 mm pitkä syöttöruuvikokoonpano

· (1) 12 voltin 200 askeleen 4 -johtiminen NEMA 17 -tyyppinen askelmoottori

· (2) 500 mm tukitankoja, joissa on päätykiinnikkeet ja liukusäätimet

(1) Rajakytkin kaapelilla

(1) Askelmoottorin asennuskiinnike

1/2 tuuman koivuvaneripohja leikattu 6-1/2 x 24 tuumaan

tavalliset 1/8 paksuiset maalisekoittimet

valikoituja ruuveja M3, M4, M5

Vaihe 3: Kokoa paneelin osat

Askelmoottorin kiinnike on ensimmäinen osa, joka asennetaan 1/2 x 6-1/2 x 24 tuuman jalan toiseen päähän. Tämä kiinnike on asennettu jalustan keskilinjaan ja varmista, että se on neliömäinen pitkälle reunalle. Asenna askelmoottori tähän kiinnikkeeseen ja asenna käyttökytkin. Huomaat, että askelmoottorikäytön keskilinja on riittävän korkealla alustasta, joten syöttöruuvin laakeripesät on asennettava puulaudoille kokoonpanon tasaamiseksi. 1/2 palanen koivuvaneria on hyvä lähtökohta. Lisää sitten välilevy, joka tuo syöttöruuvin laakeripesien keskilinjan kaikki linjaan.

Poraa nyt maalisekoitussauvalla reikiä, jotka vastaavat syöttöruuvin laippaa, ja kiinnitä M3 -ruuveilla ja lukkoaluslevyillä. Locktiten käyttäminen näissä osissa nyt estää niiden hajoamisen myöhemmin. Kierrä nyt tämä kokoonpano syöttöruuviin. Asenna syöttöruuvin toinen pää laakeripesään askelmoottorin päässä. Aseta nyt toinen laakeripesä jalustan toiseen päähän, asenna syöttöruuvi ja kiinnitä kotelo alustaan lautojen ja välilevyjen avulla. VARMISTA, että tämä kokoonpano on yhdensuuntainen alustan reunan kanssa.

Järjestä nyt tukitangot päätykoteloineen laudan laudoille, joita käytetään laakeripesien tukemiseen. On tärkeää saada kaikki nämä osat suorakulmaisiksi ja yhdensuuntaisiksi. Älä siis asenna osia alustaan, ennen kuin kaikki osat on järjestetty jalustaan. Tässä vaiheessa maalisekoitussauvat tai 1/4 tuuman kovapuuvaneri toimivat hyvin, ja ne voidaan leikata haluttuun leveyteen ja porata kiinnitysrei'illä tukitankojen liukusäätimien mukaan. Kokoa ristinauhat löysästi liukukappaleisiin ja liu'uta ne kummassakin päässä tukitankojen avulla tukitankojen päätykotelot.

Viimeinen vaihe on kiinnittää kiinnityshihnat liukusäätimille. Purista liukusäätimet yhteen voileipälaippa ja ruuvitukilaudat paikoilleen. Maalisekoitussauva voidaan nyt leikata irti heti kiinnitetyillä hihnoilla. Nyt kokoonpano on valmis ja sallii laipan liikkeen kiinnityslaudoilla. Voit testata tätä kokoonpanoa kiertämällä syöttöruuvia käsin varmistaaksesi, että kaikki liikkuu vapaasti ilman sitoutumista.

Vaihe 4: Asenna rajakytkin

Rajakytkin on asennettu molempiin paneeleihin moottorin pään lähellä. Sitä käytetään asentoanturina, joka asettaa molemmat akselit aloitusasentoon, kun virta on kytketty ohjauspaneeliin. Tarkka asennus on käyttäjän mieltymys, mutta testasimme 2 mallia; toisessa, jossa oli mela, joka oli ripustettu vaunusta alas osumaan kytkimeen, ja toinen käytti messinkistä laipan mutterin sekoitussauvaa kosketuspisteenä. Sillä ei ole väliä, miten tämä kytkin on asennettu, kunhan kytkin on aktivoitu ENNEN vaunua saavuttaa matkansa loppuun moottorin päässä.

Vaihe 5: Z -akselipaneelin kokoonpano

Z -akselin paneeli on identtinen X -akselin paneelin kanssa, paitsi että vaihdoimme toisen syöttöruuvin 2 mm: n johdolla, jotta liike nopeutuisi.

(1) T8 -syöttöruuvi, jossa 2 mm: n lyijy ja messinkinen laipamutteri

Kaikki muut vaiheet ovat samat, joten rakenna tämä paneeli nyt.

Vaihe 6: Kokoa X- ja Z -akselit yhdessä

Kahden akselin kokoonpano on hyvin suoraviivaista. Aluksi lisäsimme 6-1/2 x 5 "kappaleen 1/2" koivuvaneria X-akselivaunun kokoonpanoon. Sitten ruuvimme Z -akselin paneelin tähän levyyn. Z -akselin sijainti suhteessa X -akseliin on käyttäjän mieltymys. Prototyypissämme asetimme moottorin pään noin 8 tuuman päähän X -akselin vaunukokoonpanon keskeltä. Ohjauspaneeli on X -akselin alapuolella asennettuna, joten tämä tila tuntui sopivalta. Muista, että X- ja Z -akselipaneelit on esitetty litteänä asennusta varten, mutta kun ne on asennettu rautatien mallipohjaan, X -akseli on sijoitettu 90 astetta rautatien pintaan nähden.

Vaihe 7: Tornadon rakentaminen

Tornado -muotoilu

Tornado rakennetaan 12 voltin moottorilla, ¼”puisella tapilla, taipuisalla moottorin ja akselin välisellä liitoksella, ja sitä ohjaa Arduinolla toimiva L298N H -moottorisäädin.

Tämä on moottorikokoonpano: 12 VDC 25 rpm vaihteistokotelo

Suppilo lyö lyöntiä käsityöliikkeistä. Käytimme ohuita lyöntilevyjä Walmartilta.

Suppilo vaatii taiteellista työtä saadaksesi haluamasi ilmeen. Tärkeintä on suunnitella ja rakentaa Z -akselin vaunukokoonpano moottorin ja kytkimen mukaan. Vaunun korkeus määrittää suppilon suurimman halkaisijan. Aina kun haluat vaihtaa suppilon, sinun on vain irrotettava tapitanko liittimestä. Tämä voidaan tehdä milloin tahansa, kun järjestelmä on asennettu. Joten jos haluat kokeilla erilaisia suppiloita, se on helppo tehdä.

Mutta tässä rakennusprosessin vaiheessa määritä vain korkeus vaunun yläpuolelle ja rakenna moottorin kiinnike moottorin ja vaihteiston tukemiseksi. On kaupallisesti valmistettu kiinnike: moottorikiinnike

Metallikannattimen saamisen läpimenoaika oli liian pitkä, joten päätimme rakentaa pienistä puukappaleista kiinnitysjärjestelyn Tornado Rotation -yksikölle. Näissä valokuvissa teline on suunniteltu poistamaan suppilopilven halkaisijaltaan 5 tuuman yläosa. jos tämä järjestely ei ole tyydyttävä, asensimme kokoonpanon vaunun kiinnityshihnoihin. Jos tämä järjestely ei jostain syystä vastaa tarpeitamme, kokoonpano voidaan irrottaa vain neljällä kuusiokoloruuvilla.

Moottoriliitännät ovat pieniä ja hauraita, joten johdot on juotettu moottoriin ja käytimme ruuveja ja aluslevyjä johtojen kiinnittämiseen. Johtosarja juotetaan tähän liitäntään.

Vaihe 8: Animaation hallinta

Nyt kun olemme rakentaneet 2 -akseliset paneelit ja asentaneet ne yhteen, miten saamme tämän animaation toimimaan? Video on päivitys testistä, joka tehtiin prototyyppijärjestelmän rakentamisen aikana. Joten miten teimme tämän animaation? Vastaus on, että käytimme kahta Arduino -mikro -ohjainta toiminnan hallintaan. Seuraavissa vaiheissa kuvataan yksityiskohtaisesti ohjauspaneelin rakenne, käytetyt laitteet, kytkentäkaaviot ja ohjelmointikoodi.

Vaihe 9: Arduinon mikro -ohjaimien käyttäminen liikkeen animoimiseksi

Tornado Motion Design

Tornadon hallitsemiseksi määritämme ensin, miten haluamme sen toimivan:

1. Käynnistä Tornado -moottori.

2. Aloita Z -akselin liike askelmoottorilla, joka ajaa syöttöruuvia pystysuoraan alaspäin. Tämä siirtää pyörivän Tornadon alas piilotetusta asennostaan pöydän pintaan.

3. Aloita X -akselin liike askelmoottorilla, joka ajaa syöttöruuvia ja koria. Tämä siirtää tornadoa oikealta vasemmalle koko syöttöruuvin etäisyyden.

4. Käynnistä Z -akselin askelmoottori ja nosta pyörivä Tornado takaisin näkyville. Katkaise Z -akselin askelmoottorin virta.

5. Käynnistä X -akselin askelmoottori palataksesi oikeaan aloitusasentoon. Katkaise X -akselin askelmoottorin virta.

6. Katkaise pyörivän Tornado -moottorin virta.

Pohjimmiltaan luomme CNC -2 -akselisen reititinkoneen. Tornado -kierto on jyrsin ja kaksi muuta akselia vaakasuoraan ja pystysuoraan liikkeeseen. Tätä varten meidän on käytettävä 1 Arduino MEGA (nimeltään "MOVEMENT CONTROLLER"), joka on ohjelmoitu toimimaan (2) TB6600 Micro Stepper -ohjainkortit kahden askelmoottorin ohjaamiseen. Käytämme myös 1 Arduino UNO: ta (nimeltään “MASTER CONTROLLER”) hallitsemaan Tornadon pyörimistä ja aloittamaan liikkeenohjaimen. Järjestelmän ohjaus tapahtuu järjestelmän 12 voltin tasavirran virrankatkaisijalla. Hetkellinen kytkin sijaitsee asettelun lähellä Tornado -asemaa käynnistääkseen lukitusvirtapiirin. Tämä hetkellinen kytkinohjaus käynnistää järjestelmän ja MASTER CONTROLLER käynnistyy, ja vaihteistokäyttöinen tasavirtamoottori alkaa pyörittää Tornadoa ja antaa sitten virtaa MOVEMENT CONTROLLERille liikejärjestykseen.

Vaihe 10: Ohjauspaneelin tarvitsemat laitteet

Ohjausjärjestelmän materiaaliluettelo

(1) Arduino UNO & (1) Arduino Mega -mikro -ohjaimet

(1) L298N Moduuli H -silta modulaarinen levy Tornado -asemaan ·

(2) TB6600 -askelmoottorin mikroaskelmoottorilevyt Z- ja X -akselipaneelille

(1) 12 voltin tasavirtalähde

(1) Paneeliin asennettu SPDT -vaihtokytkin

(2) 5 voltin tasavirtarele Arduinolle ·

Erilaisia johdotuksia vihreällä LEDillä ja vastuksilla

Riviliittimet

Asennuslevyt ja -laitteet

Vaihe 11: Laitteiden asentaminen ohjauspaneeliin

Valitse ensin ohjauspaneelin materiaali. Käytimme 1/4 tuuman paksuista lehtipuuvaneria. Aloitimme 2 jalkaa 2 jalalla kappaleella laitteiden järjestämiseksi. Tällä paneelilla ei ole salaisuutta, asenna kaikki paikkaan, joka mahdollistaa lyhyet johdot ja 12 voltin virran, moottorijohdot ja rajakytkimen johdotukset akselipaneeleista.

Vaihe 12: Pääohjaimen laitteiden kytkentä

Pääohjaimen kaavio ei välttämättä ole täysin tarkka, koska L298N -moduulin ja 5 voltin signaaliohjatun releen osakirjastoja ei ole. Loput piiristä ovat tarkkoja yhteyksille Arduino Unolle ja Arduino Megalle.

L298N: n tarkan johdotuksen saamiseksi meidän on viitattava kuvaan, joka näyttää johdinliitännät ja liitinten numerot. Toinen kuva näyttää vain tässä projektissa käytetyt liittimet.

Jotta Arduinon 5 voltin releen johdotus olisi tarkka, meidän on viitattava yllä olevaan kuvaan.

Jos olet epävarma, katso nastaliitännät aina pääohjaimen Arduino IDE: stä.

Vaihe 13: Liikeohjaimen kytkentä

Arduino Mega -laitetta käytetään liikkeenohjaimena. Se liittää mikroaskelmoottorit ja askelmoottorit. Vin -liitäntää ei näytetä, koska se näkyy pääohjaimen kaaviossa.

Vaihe 14: Järjestelmän virtalukituspiiri

Järjestelmän virran ohjaamiseksi ja automaattisen sammutuksen mahdollistamiseksi animaation valmistuttua käytetään lukituspiiriä, jossa on hetkellinen kytkin 12 voltin virtalähteen relekoskettimien yli. Arduino -signaalien ohjaama 5 voltin rele lukitsee piirin. Kun signaali heikkenee, järjestelmän virta katkeaa. Erillistä LEDiä käytetään osoittamaan järjestelmän lukitusta.

Vaihe 15: Arduino -koodi

Koska tämä ei ole opettavainen Arduino -koodin kirjoittamiseen, olemme liittäneet Master- ja Movement -tiedostot katseltavaksi ja/tai ladattavaksi.

Vaihe 16: Asennuskehyksen rakentaminen

Järjestelmän tukikehys on rakennettu yksinkertaisesta puutavarasta. Se on 3-jalkainen tuki, johon on kiinnitetty X-akselin paneeli, jotta Tornado saa oikean sijainnin asettelupinnalla. Ohjauspaneeli on asennettu X-akselin paneelin taakse, jotta liikkuvan Z-akselin paneeli voi liikkua vapaasti. Koko kokoonpano voidaan kiinnittää seinään tai jättää vapaasti seisomaan, jotta se voidaan tarvittaessa irrottaa helposti.