O טורנדו דגם מסילת רכבת: 16 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

אני בטוח שכל אדם ראה טורנדו בסרטונים. אבל האם ראית אחד שפועל באנימציה מלאה במסילת דגם O בקנה מידה? ובכן, עדיין לא התקנו אותו על מסילת הרכבת, מכיוון שהוא חלק ממערכת סאונד ואנימציה מלאה. אבל כשהוא יסתיים, זו צריכה להיות אטרקציה.

פרויקט זה לוקח אותך בשלבים לבניית אנימציה הפעלה מחומרת CNC, כונני מנוע ובקרות Arduino

שלב 1: איך תראה האנימציה הזו?

על מנת להבין מה אנו בונים, נוצר מודל תלת מימד והופקה סימולציה.

שלב 2: בניית הלוח הבסיסי

פרויקט זה מורכב מלוח Z Axis, לוח X Axis, פקדי מיקרו Arduino, מנועי צעד, כונני גשר H, כונני מיקרו צעד וטורנדו עצמו. הדבר הראשון שצריך לעשות הוא לאסוף את שטר החומרים ללוח הבסיסי. שני לוחות הציר דומים ולכן תהליך הבנייה של לוח אחד זהה ללוח השני.

שטר חומרים - מקורו בחנות Banggood. Com/ עץ

ציר X

· (1) מכלול בורג הזנה באורך 500 מ מ T8

· (1) מנוע צעד 12 וולט 200 שלב 4 חוטי NEMA 17 מסוג

· (2) מוטות תמיכה של 500 מ מ עם תושבות קצה ומחוונים

(1) מתג הגבלה עם כבל

(1) סוגר הרכבה של מנוע צעד

בסיס דיקט ליבנה בגודל 1/2 אינץ 'חתוך לגודל 6-1/2 x 24 אינץ'

מקלות מערבבים סטנדרטיים בגודל 1/8 אינץ '

ברגים שונים M3, M4, M5

שלב 3: הרכיב את החלקים בלוח

סוגר מנוע הצעד הוא החלק הראשון שהותקן בקצה אחד של בסיס 1/2 x 6-1/2 x 24 אינץ '. סוגר זה מותקן על קו האמצע של הבסיס וודא שהוא מרובע לקצה הארוך. התקן את מנוע הצעד על סוגר זה והתקן את צימוד הכונן. תגלו כי קו האמצע של כונן מנוע הצעד גבוה מספיק מהבסיס, כך שחובה להיות מותקנת על בתי מיסוג בורג ההזנה על קרשי עץ בכדי להעלות את המכלול לרמה. חתיכת 1/2 אינץ 'מהדיקט ליבנה היא נקודת התחלה טובה. לאחר מכן הוסף לוח פסים המביא את הקו האמצעי של בתי הבורג המובילים בתור.

כעת, בעזרת מקל ערבוב צבע, מקדחים חורים התואמים את אוגן בורג ההזנה ומתקנים בעזרת ברגי M3 ומנקיות. שימוש ב- Locktite בחלקים אלה כעת ימנע מהם להתפרק מאוחר יותר. כעת השחילו מכלול זה על בורג ההזנה. התקן קצה אחד של בורג ההזנה לתוך בית הנושא בקצה מנוע הצעד. כעת הנח את בית הנושא השני בקצה השני של הבסיס, התקן את בורג ההזנה והדק את הדיור לבסיס בעזרת קרשי הלוח והחלקים. ודא כי מכלול זה מקביל לקצה הבסיס.

כעת מסדרים את מוטות התמיכה עם בתי תמיכת הקצה שלהם על קרשי הלוח המשמשים לתמיכת בתי הנושאים. קריטי לקבל את כל החלקים הללו מרובעים ומקבילים. לכן, אל תרכבו את החלקים לבסיס עד שכל החלקים יסודרו על הבסיס. בשלב זה צבע מקלות ערבוב או דיקט 1/4 אינץ 'עובד היטב וניתן לחתוך אותו לרוחב הרצוי ולקדוח עם חורי הרכבה שיתאימו למחוונים של מוט התמיכה. הרכיבו את רצועות הצלב למחוונים באופן רופף והחליקו אותם לכל קצה מוטות התמיכה בכדי לבסס את בתי קצה מוט התמיכה במקומם. לאחר קום עמדות אלה, הברג אותם במקומם. בשלב זה עליך לקבל את אוגן בורג ההזנה עם מקל צבע דחוק בין המחוונים.

השלב האחרון הוא הצבת רצועות אבטחה עבור קרשים הצולבים המחוונים. סחטו את המחוונים יחד כשהם מכניסים את מקל המערבל המעוצב והקרשים תומכים במקומם. כעת ניתן לחתוך את מקל ערבוב הצבע באופן סומק עם הרצועות שהופעלו זה עתה. כעת ההרכבה הושלמה ומאפשרת הזזת האוגן בתוך קרשי האבטחה. אתה יכול לבדוק מכלול זה על ידי סיבוב בורג ההזנה ביד כדי לוודא שהכל נע בחופשיות ללא כריכה.

שלב 4: התקן את מתג הגבול

מתג הגבול מותקן על שני הלוחות ליד קצה המנוע. הוא משמש כחיישן מיקום דיור כדי להגדיר את שני הצירים בעמדת התחלה כאשר הכוח מחובר ללוח הבקרה. ההרכבה המדויקת היא העדפת המשתמש, אך בדקנו 2 עיצובים; אחד שהיתה משוט תלוי מהגררה כדי לפגוע במתג, והשני השתמש במקל המערבל של אגוז הפלאז כנקודת המגע. אין זה משנה כיצד מותקן מתג זה, כל עוד המתג מופעל לפני שהגררה מגיעה לסוף נסיעתה בקצה המנוע.

שלב 5: מכלול לוח ציר Z

הלוח Z Axis זהה ללוח ה- X Axis, אלא שהחלפנו בורג הזנה אחר בעזרת להב של 2 מ מ כדי להפוך את התנועה למהירה יותר.

(1) בורג הזנה T8 עם עופרת 2 מ מ ואום אוגן פליז

כל השלבים האחרים זהים, לכן בנה לוח זה כעת.

שלב 6: להרכיב צירים X ו- Z יחד

הרכבה של 2 הצירים יחדיו מאוד קדימה. ראשית הוספנו חתיכת דיקט ליבנה בגודל 6-1/2 x 5 אינץ 'למכלול המרכבה של X Axis. לאחר מכן הברגנו את לוח Z Axis על הלוח הזה. המיקום של ציר Z ביחס לציר ה- X הוא העדפת המשתמש. באב -טיפוס שלנו, הגדרנו את קצה המנוע במרחק של כ -8 סנטימטרים ממרכז מכלול כרכרת ה- X Axis. לוח הבקרה יושב מתחת לציר ה- X כשהוא מותקן, כך שמרחב זה נראה מתאים. זכור כי לוחות ה- X ו- Z ציר הוצגו שטוחים להרכבה, אך כאשר הם מותקנים על מתווה מסילת הרכבת, ציר ה- X ממוקם 90 מעלות לפני שטח הרכבת.

שלב 7: בניית הטורנדו

עיצוב טורנדו

הטורנדו ייבנה עם מנוע 12vdc, דיבל עץ ¼”, מצמד גמישות לחיבור המנוע לפיר, ותשולט על ידי בקר מנוע גשר L298N H המונע על ידי Arduino.

זוהי מכלול המנועים: מנוע תיבת הילוכים של 12 vdc 25 סל ד

המשפך מחבט שנמצא בחנויות יצירה. השתמשנו בדפי חבטה דקים של וולמארט.

המשפך ידרוש עבודה אמנותית בכדי לקבל את המראה הרצוי. החלק החשוב ביותר הוא לעצב ולבנות את מכלול הכרכרה Z Axis כך שיתאים למנוע ולצימוד. הגובה מהגררה יקבע את הקוטר המרבי של המשפך. בכל פעם שאתה רוצה לשנות את המשפך, זה רק עניין של הסרת מוט הדיבל מהצימוד. ניתן לבצע זאת בכל עת לאחר התקנת המערכת. אז אם אתה רוצה להתנסות במשפכים שונים, זה קל לביצוע.

אבל בשלב זה בתהליך הבנייה, פשוט קבע את הגובה מעל המרכבה ובנה הר מנוע לתמיכה במנוע ובתיבת ההילוכים. יש סוגר הרכבה מתוצרת מסחרית: מוטור הר

זמן ההובלה להשגת סוגר המתכת היה ארוך מדי, ולכן החלטנו לבנות מערך הרכבה למכלול הכונן של טורנדו סיבוב מחתיכות עץ קטנות. בתמונות אלה, ההר נועד לנקות חלק עליון בקוטר 5 אינץ 'של ענן המשפך. במקרה שהסידור הזה אינו מספק, הרכבנו את המכלול לרצועות העניבה של הכרכרה. אם סידור זה אינו מתאים לצרכינו מסיבה כלשהי, ניתן להסיר את המכלול באמצעות 4 ברגי ראש אלן בלבד.

חיבורי המנוע קטנים ושבירים, כך שהלידים מולחמים על המנוע והשתמשנו בברגים ובמדיחי כביסה לאבטחת המוליכים. רתמת הנסיעות תותחם בחיבור זה.

שלב 8: שליטה באנימציה

כעת, לאחר שבנינו את 2 לוחות הצירים והרכבנו אותם יחד, כיצד אנו גורמים לאנימציה הזו לעבוד? הסרטון הוא עדכון מבדיקות שבוצעו במהלך בניית מערכת האב טיפוס. אז איך עשינו את האנימציה הזו? התשובה היא שהשתמשנו בשני בקרי מיקרו Arduino לשליטה בפעולה. השלבים הבאים יפרטו את מבנה לוח הבקרה, הציוד המשמש, תרשימי החיווט וקוד התכנות.

שלב 9: שימוש בבקרי מיקרו Arduino להנפיש את התנועה

עיצוב תנועה טורנדו

על מנת לשלוט בטורנדו, אנו מגדירים תחילה כיצד אנו רוצים שהוא יעבוד:

1. הפעל את המנוע לסיבוב טורנדו.

2. התחל את תנועת ציר Z בעזרת מנוע צעד המניע בורג הזנה אנכית כלפי מטה. זה מזיז את הטורנדו המסתובב כלפי מטה ממיקומו הנסתר למטה אל משטח השולחן.

3. התחל את תנועת ציר ה- X בעזרת מנוע צעד המניע בורג הזנה ופלטפורמה. זה יזיז את הטורנדו מימין לשמאל למרחק המלא של בורג ההזנה.

4. הפעילו את מנוע הצעד Z כדי להרים את הטורנדו המסתובב בחזרה למעלה מלמעלה. כבה את הכוח למנוע ציר Z.

5. הפעל את מנוע צעד הציר X כדי לחזור למיקום ההתחלה הנכון. כבה את הכוח למנוע הציר X.

6. כבה את החשמל למנוע הטורנדו המסתובב.

בעיקרו של דבר, אנו יוצרים מכונת נתב דו צירית. סיבוב הטורנדו הוא הנתב ושני הצירים האחרים מיועדים לתנועה אופקית ואנכית. לשם כך נצטרך להשתמש ב- 1 Arduino MEGA (בשם "MOVEMENT CONTROLLER") המתוכנת להפעלה (2) לוחות דרייבר מיקרו סטפר TB6600 לשליטה על 2 מנועי צעד. נשתמש גם ב- 1 Arduino UNO (בשם "MASTER CONTROLLER") לשליטה על סיבוב הטורנדו וליזום את בקר התנועה. בקרת המערכת תסופק על ידי מתג כיבוי/הפעלה עבור הספק 12 וולט DC למערכת. מתג רגעי ימוקם ליד מיקום הטורנדו בפריסה כדי ליזום מעגל ממסר מתח. בקרת מתג רגעית זו תפעיל את המערכת ובקר ה- MASTER CONTROLLER יופעל, ומנוע DC המונע על ההילוכים יתחיל לסובב את הטורנדו, ולאחר מכן יספק כוח לבקר התנועה עבור רצף התנועה.

שלב 10: ציוד נדרש ללוח הבקרה

כתב החומרים של מערכת הבקרה

(1) Arduino UNO & (1) בקרי מיקרו Arduino Mega

(1) לוח מודולרי גשר L298N מודול H לכונן טורנדו ·

(2) לוחות נהג מיקרו צעד TB6600 מנוע צעד ללוח ציר Z ו- X

(1) ספק כוח 12 וולט DC

(1) מתג מתג SPDT המותקן בלוח

(2) ממסר 5 וולט DC עבור Arduino ·

חיווט שונה עם LED ירוק ונגדים

רצועות טרמינל

לוחות הרכבה וחומרה

שלב 11: ציוד הרכבה בלוח הבקרה

ראשית בחר חומר בלוח הבקרה. השתמשנו בחתיכת עץ לבוד בעובי 1/4 אינץ '. התחלנו עם חתיכה של 2 רגל על 2 רגל כדי לארגן את הציוד. אין סוד ללוח זה, פשוט הרכיב הכל במקום שמספק פעולות חוט קצרות ונגישות להספק 12 וולט, מוליכי מנוע וחיווט מתג הגבלה מלוחות הציר.

שלב 12: חיווט ציוד הבקר הראשי

הסכימה המוצגת עבור בקר הבסיס עשויה להיות לא מדויקת לחלוטין בשל היעדר ספריות חלק עבור מודול L298N וממסר מבוקר אותות 5 וולט. שאר המעגל מדויק לחיבורים ל- Arduino Uno ו- Arduino Mega.

לצורך חיווט מדויק של L298N, עלינו להתייחס לתמונה המציגה את חיבורי החוט עם מספרי הטרמינל המוצגים. התמונה השנייה מציגה רק את המסופים המשמשים בפרויקט זה.

לחיווט מדויק של ממסר 5 וולט עבור Arduino, עלינו להתייחס לתמונה הזו למעלה.

במקרה של ספק, עיין תמיד ב- IDE של Arduino לבקר הראשי לחיבורי פינים.

שלב 13: חיווט בקר התנועה

ה- Arduino Mega משמש כבקר התנועה. הוא ממשק את כונני המדרגה המיקרויים ואת מנועי הצעדים. חיבור Vin אינו מוצג מכיוון שהוא מוצג בסכימטי הבקר הראשי.

שלב 14: מעגל נעילת כוח מערכת

כדי לשלוט בהספק למערכת ולאפשר כיבוי אוטומטי לאחר השלמת ההנפשה, נעשה שימוש במעגל נעילה עם מתג רגעי על פני 12 וולט ממסר ממסר החשמל NO. ממסר 5 וולט הנשלט על ידי אותות Arduino נועל את המעגל. כאשר האות הולך נמוך, מערכת החשמל נכבית. LED נפרד משמש להראות שהמערכת נעולה.

שלב 15: קוד ארדואינו

מכיוון שזו אינה הוראה כיצד לכתוב קוד ארדואינו, צירפנו את קבצי המאסטר והתנועה לצפייה ו/או הורדה שלך.

שלב 16: בניית מסגרת ההרכבה

מסגרת התמיכה במערכת בנויה מעץ פשוט. זוהי תמיכת 3 רגליים שחוברה לוח ה- X-Axis כדי לקבוע את המיקום הנכון של הטורנדו על משטח הפריסה. לוח הבקרה מותקן מאחורי לוח ה- X-Axis כדי לאפשר תנועה חופשית של לוח ה- Z-Axis הנע. ניתן להרכיב את כל המכלול לקיר או להשאיר אותו חופשי להסרה קלה במידת הצורך.