מעלית דגם מבוקרת Arduino: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

במדריך זה אראה לכם כיצד בניתי מעלית צעצועים דו-מפלסית, עם דלתות הזזה עובדות ומכונית שזזה למעלה ולמטה לפי דרישה.

לב המעלית הוא Arduino Uno (או במקרה זה מטרו Adafruit), שעליו מותקן מגן Adafruit. המגן מקל הרבה יותר על הנהיגה בשני הסרבים הנדרשים לפתיחת וסגירת הדלתות, ומנוע הצעדים המעלה את המכונית למעלה ולמטה.

המבנה בפועל הוא באמת החלק הקל וניתן לעשות אותו איך שאתה רוצה. החלק המסובך הוא לגרום לכל להתאים בפנים ולוודא שהדברים מיושרים כראוי.

אז, נאמר, בואו נגיע לזה!

אספקה

• Arduino Uno (או שווה ערך)
• מגן מנוע Adafruit
• לוח פרפ
• כותרות עבור Arduino ומגן
• סרוו סיבוב רציף (2)
• מנוע צעד NEMA 17
• הר מנוע צעד
• סיבי צפיפות בינונית (MDF) 1/2 "ו 1/4" חתיכות
• יריעות אלומיניום
• מוט אלומיניום
• מוטות אלומיניום
• ערוץ U מאלומיניום
• מוט ברזל
• צינור PVC (1/8 "ו 1/4")
• חגורת תזמון 10 מ"מ
• גלגלות 10 מ"מ
• אקדח דבק חם
• ברגים
• יריעות פרספקס
• דגימות ריצוף
• סרט דביק
• חוטים
• לחצנים למעלה/למטה
• מתגי מיקרו
• מפעיל ליניארי גדול - תוכניות נמצאות כאן

שלב 1: הדלתות

הבעיה הראשונה שהחלטתי להתמודד איתה הייתה הדלתות. הדלתות היו צריכות לנוע קדימה ואחורה ולהיות מאובטחות בחלק התחתון והעליון כדי שלא יתנפנפו.

הפסקתי באמצעות ערוצי אלומיניום u, המשמשים בדרך כלל כקצוות ללוחות, לאורך החלק התחתון כדי לשמור על הדלתות על המסלול. החלק העליון היה קצת יותר מסובך. מצאתי באינטרנט תוכניות מודפסות תלת מימד למפעיל ליניארי והבנתי שאלו יהיו נהדרות לדחוף את הדלת ולפתוח אותה. הכנתי את הדלתות מלוחות MDF קטנים ועטפתי מעט יריעות אלומיניום מסביב ללוח כדי לתת לו מראה מתכתי. (ראה תמונות)

הנחתי מוט פלדה על החלק העליון של הדלת והדבקתי חם פיסת צינור PVC בחלק העליון של לוח הדלת. המוט השתלב בתוך הצינור ואפשר לדלת לנוע קדימה ואחורה בחופשיות, בעוד שהסנטימטר השמיני התחתון של הדלת היה בתוך ערוץ u כדי לשמור על ישר.

הנחתי את המפעיל הליניארי מעל מוט הפלדה, והשתמשתי בצינור יותר PVC ודבק חם יותר כדי לאפשר למפעיל להזיז את הדלת. המפעיל הלינארי מעוצב סביב מנוע סרוו בגודל תחביב, אז הוספתי את אלה.

שלב 2: המבנה

ראשית ערכתי סקיצה גסה של איך אני רוצה שהמעלית תיראה. זה חייב להיות בעל 2 קומות, עם מכונית שעולה ויורדת ודלתות שנפתחות בכל קומה. המוצר הסופי חרג מהסקיצה הראשונית, אבל זה בסדר!

לאחר מכן בניתי את המבנה מלוח סיבים בצפיפות בינונית (MDF), מדדתי את הרצפות ואת פתחי הדלתות וחתכתי את הצורות בעזרת פאזל ומסור חור. הבסיס והחלק העליון מעט גדולים יותר מהבניין בכדי להעניק לו איזו יציבות וערעור חזותי. למבנה יש רק 3 צדדים, מכיוון שהחלטתי להשאיר את הגב פתוח כך שתוכל להסתכל פנימה.

החלקים הצדדיים בגובה 24 אינץ 'ורוחבם 12 אינץ', והחלק העליון והתחתון בגודל 15 אינץ 'מרובע, כולם עשויים לוחות MDF בגודל 1/2 אינץ'. הגובה של הדלתות הוא 6 אינץ 'ורוחבו כ -4 סנטימטרים. הקפד להשאיר מספיק מקום. כדי שהדלת תהיה מוסתרת בצד כשהיא פתוחה.

הוספתי גם מדף נחיתה קטן מחוץ לקומה השנייה.

כמו כן יצרתי חור בגודל 2 אינץ 'על כל דלת עבור מחוון או מחוון רצפה, חורים לכפתורי השיחה ליד כל דלת וחור קטן לנורית מעל כל פתח דלת (שלא סיימתי להשתמש בה)

צבעתי את כל העניין בצבע כחול מתכתי.

שלב 3: המכונית

מכונית המעלית הייתה עשויה MDF וחתיכת פרספקס לגב, כך שתוכלו לראות את מכוניות Matchbox או חבר'ה לגו שהכנסתם למעלית. המכונית עצמה היא קופסה פשוטה, שום דבר מפואר מדי. ציירתי אותו ושמתי כמה גלויות בתור כרזות. זה היה די כבד אז לא הייתי בטוח איך המנוע ירים אותו באמצעות התוכנית המקורית שלי. נחזור לזה.

החלק הקשה במכונית היה כיצד להרים אותו ולמנוע ממנו להסתובב. בעזרת שיטת הדבק החם וה- pvc החם והנוסה (גם אני אחזור לזה, אל תתנו לי לשכוח), הכנסתי ארבעה מוטות אלומיניום שהלכו מלמעלה לתחתית המבנה, וקימתי אותם עם המכונית והצינור שהדבקתי בכל פינה. זה החזיק את המעלית במקומה כשהיא עולה ויורדת.

החלקים המודפסים בתלת מימד בלטו לא מעט מהקיר הפנימי של המבנה, כך שהייתי צריך להשאיר את מכונית המעלית אחורה כמה סנטימטרים מפתיחת הדלת. לא רציתי שיהיו לי גופות בתחתית פיר המעלית ממערכות מיני לגו שלא הפריעו לפער העצום, אז הוספתי פלטפורמה קצרה בתוך הדלת, שהתקרבה למדי לצד הפתוח. של מכונית המעלית, מה שפתר את הבעיה.

שלב 4: מנוע ומשקל נגד

הבעיה הבאה הייתה איך לגרום למכונית לעלות ולרדת. רכשתי מנוע צעד מסוג NEMA-17 (שזה הגודל, לא הכוח) מ- Adafruit וניסיתי להרים את מכונית המעלית בעזרתו בעזרת חוט כלשהו וחפירת סליל מודפסת תלת-ממדית המחוברת לפיר המדרגה כדי לסיים את המחרוזת.

זה לא עבד, אז התחלתי לחשוב איך עובדת מעלית אמיתית, עם משקל נגד. כך המנוע לא חייב להרים את מלוא משקל המכונית, הוא רק צריך להתחיל את התנועה הראשונית, הדורשת הרבה פחות מומנט. למדתי הרבה על מומנט בפרויקט הזה.

בכל אופן, הרעיון שלי למשקל הנגד היה מוצק ואני הפסקתי להשתמש בחגורת רוחב ובגלגלת 10 מ"מ, בדומה למה שמשמשים לבניית מדפסת תלת מימד. המכונית שוקלת כק"ג (2 פאונד) ומנוע הצעד דורג כמסוגל להרים 2 ק"ג בסנטימטר אחד ממרכז הפיר. (עוד בעיות מומנט) אז זה היה טוב ללכת.

קצה אחד של החגורה היה מחובר לחלקו העליון של מכונית המעלית (באמצעות לוח מתכת הבורג), ואז החגורה עלתה ישר למעלה ועל גלגל שיניים על מנוע הצעד, שהותקן על תקרת המבנה. החגורה עברה אז 90 מעלות על החלק העליון של המבנה אל גלגלת שיניים שנייה, זו הייתה מחוברת למוט פלדה נוסף, המותקן על סוגריים. (ראה תמונות) משם החגורה לקחה עוד 90 מעלות סיבוב ישר למטה וזה היה מחובר למשקל הנגד. (ברור שאתה צריך למדוד את כל אלה ולמקם אותם בצורה מדויקת כדי למנוע לחץ נוסף על החגורה)

משקל הנגד היה עשוי מארבע חתיכות של ריצוף עץ לדוגמא מבית הום דיפו שברגתי והדבקתי יחד. החגורה הייתה מהודקת באמצע החלקים והזנב העודף הוברק גם כלפי חוץ. הנחתי 2 מוטות פלדה כדי שהמשקל הנגדי ינוע למעלה ולמטה, באמצעות צינורות ה- PVC המודבקים משני צדי צרור המשקל הנגדי להרכבה.

עם כל החלקים המבניים במקום, הגיע הזמן לעבוד על האלקטרוניקה.

שלב 5: מתגים ואלקטרוניקה

המוח של הפרויקט הזה הוא Arduino Uno, עם מגן מוטורי Adafruit על גבי. המגן מקל על נהיגה בשני מנועי הסרוו ומנוע הצעד, אך מאפשר עדיין גישה לרוב הפינים בארדואינו. מנוע הצעדים דורש גם יותר מפלט 5V של הארדואינו, והמגן מאפשר לך להגביר את המתח אל המנוע ולהוריד אותו עבור הארדואינו. המנוע לוקח עד 12 וולט, אך בסופו של דבר הלכתי עם כניסת 9 וולט, מכיוון שטגנתי ווסת מתח על ארדואינו אחד כשאחת הדלתות נתקעה.

לקחתי עמוד נוסף מהאופן שבו בנויות מדפסות תלת מימד, והשתמשתי במתגי מגע קטנים בכל הנקודות שבהן אתה רוצה שהדברים יפסיקו לזוז. אז היו לי מתגי מגע לרגע ב -6 מיקומים. הם זיהו היכן המכונית ומה מעמדה של כל דלת. כשהמכונית הייתה בתחתית המבנה, היא לחצה על מתג מתחת לרכב. כשהוא היה בחלק העליון, הופעל מתג בתחתית המשקל הנגדי. הדלתות גם פגעו במתג משני הצדדים, כשהיא הייתה פתוחה או סגורה.

כדי להתקשר למעלית, הנחתי לחצנים מוארים בחזית המבנה. אלה כפתורים משולשים מגניבים עם נוריות בפנים, כך שהם נדלקים בעת לחיצה (אם אתה מחבר אותם כך).

הקוד בפועל לפרויקט זה אינו מורכב מדי. הלולאה הראשית של הסקיצה של Arduino בודקת לחיצות כפתורים למעלה או למטה. בהתאם למיקום המכונית, התוכנית מגיבה עם הזזת המכונית ואז פתיחת הדלת למספר שניות וסגירת הדלת. או, אם המכונית נמצאת ברצפה שבה נלחץ על הכפתור, היא פשוט פותחת את הדלת ואז סוגרת אותה לאחר 5 שניות.

היו הרבה הרבה בעיות, אבל בסופו של דבר הצלחתי שהכל עובד בצורה אמינה. השלב האחרון היה חתיכת פרספקס גדולה מאחור עם חור שנקדח לגישה לשקע החשמל.

זה היה פרויקט ממש כיף ולמדתי הרבה. כשבניתי אותו חיפשתי בכל מקום תוכניות בדבר כזה אבל לא הצלחתי למצוא הרבה. אז אני מקווה שהמדריך הזה יכול לעזור למי שמחפש לבנות פרויקט דומה.

שלב 6: סגירת מחשבות

דבר אחד שהייתי מוסיפה לבנייה שנייה תהיה דרך לחוש אם משהו חוסם את הדלת, כמו מעלית אמיתית. אני חושב שחיישן אור כלשהו יכול לעבוד, אבל מישהו חכם ממני יכול להבין זאת.

כמו כן, זה היה פרויקט עבור לקוח, ושלחתי לו אותו באמצעות UPS. עם זאת נתתי ל- UPS לארוז אותו שהתברר כטעות עצומה. המעלית הגיעה עם כמה חלקים שבורים, והחגורה נותקה, ואחת הדלתות לא עבדה. עבדתי עם הלקוח כדי להפעיל אותו, אבל חלק מצינור ה- PVC המודבק החם שלי התנתק, ובעתיד כנראה אנסה למצוא פתרון אלגנטי יותר מדבק חם. כמו כן, בפעם הבאה אני אורז אותו בעצמי! אני מקווה שנהנתם מהמדריך הזה. בדוק פרויקטים נוספים באתר cascobaystudios.com

תודה שקראתם ונתראה בפעם הבאה!

שלב 7: קוד

קוד Arduino נמצא בקובץ המצורף. זה בלגן מדמם, אבל זה עובד!

סגנית בתחרות ארדואינו 2020