Lif Model Dikawal Arduino: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Dalam Instructable ini saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana saya membina sebuah lif mainan dua tingkat, dengan pintu gelangsar yang berfungsi dan sebuah kereta yang bergerak naik dan turun berdasarkan permintaan.

Bahagian tengah lif adalah Arduino Uno (atau dalam hal ini Adafruit Metro), dengan Adafruit Motor Shield terpasang di atasnya. Perisai menjadikannya lebih mudah untuk memandu dua servo yang diperlukan untuk membuka dan menutup pintu, dan motor stepper yang membawa kereta naik dan turun.

Struktur sebenarnya adalah bahagian yang mudah dan boleh dibuat dengan cara yang anda mahukan. Bahagian yang sukar ialah membuat semuanya sesuai di dalam, dan memastikan semuanya selaras dengan betul.

Oleh itu, mari kita sampai!

Bekalan

• Arduino Uno (atau setaraf)
• Perisai Motor Adafruit
• Papan Perf
• Tajuk untuk Arduino dan perisai
• Servo putaran berterusan (2)
• Motor stepper NEMA 17
• Pemasangan motor stepper
• Papan gentian berketumpatan sederhana (MDF) 1/2 "dan 1/4" keping
• Kepingan aluminium
• Palang aluminium
• Batang aluminium
• Saluran U-aluminium
• Batang keluli
• Paip PVC (1/8 "dan 1/4")
• Timing belt 10mm
• Takal 10mm
• pistol gam panas
• skru
• kepingan plexiglas
• Sampel lantai
• Pita saluran
• Wayar
• Butang Naik / Turun
• Suis Mikro
• Penggerak linear besar - rancangan ada di sini

Langkah 1: Pintu

Masalah pertama yang saya memutuskan untuk mengatasi adalah pintu. Pintu harus bergerak bolak-balik, dan diikat di bahagian bawah dan atas sehingga mereka tidak berpusing.

Saya akhirnya menggunakan saluran u aluminium, biasanya digunakan sebagai tepi untuk papan, di sepanjang bahagian bawah untuk memastikan pintu tetap berada di landasan. Bahagian atasnya agak sukar. Saya dapati rancangan bercetak 3D untuk penggerak linier dalam talian dan saya fikir rancangan itu sesuai untuk mendorong pintu ditutup dan membukanya. Saya membuat pintu dari panel MDF kecil, dan membungkus beberapa aluminium aluminium di sekeliling panel untuk memberikannya rupa logam. (lihat gambar)

Saya meletakkan batang keluli di bahagian atas pintu dan melekatkan sekeping paip PVC dengan panas di bahagian atas panel pintu. Batang masuk ke dalam paip dan membiarkan pintu bergerak ke belakang dan ke belakang dengan bebas, sementara pintu 8 inci di bawahnya berada di dalam saluran u untuk memastikannya lurus.

Saya meletakkan penggerak linear di atas batang keluli, dan menggunakan lebih banyak paip pvc dan gam yang lebih panas untuk membolehkan penggerak memindahkan pintu. Penggerak linear dirancang di sekitar motor servo bersaiz hobi, jadi saya menambahkannya di dalamnya.

Langkah 2: Strukturnya

Mula-mula saya membuat lakaran kasar mengenai rupa bentuk lif. Ia mesti mempunyai 2 tingkat, dengan sebuah kereta yang naik dan turun dan pintu-pintu yang terbuka di setiap tingkat. Produk akhir menyimpang dari lakaran awal, tetapi tidak mengapa!

Seterusnya saya membina struktur dari papan gentian berketumpatan sederhana (MDF), mengukur lantai dan bukaan pintu dan memotong bentuknya dengan jigsaw dan lubang gergaji. Pangkalan dan bahagian atasnya sedikit lebih besar daripada bangunan untuk memberikan kestabilan dan daya tarikan visual. Strukturnya hanya mempunyai 3 sisi, kerana saya memutuskan untuk membiarkan bahagian belakang terbuka sehingga anda dapat melihat ke dalam.

Bahagian sisi tinggi 24 inci dan lebar 12 inci, dan bahagian atas dan bawahnya berukuran 15 inci persegi, semuanya diperbuat daripada panel MDF 1/2 . Pintu setinggi 6 inci dan lebar sekitar 4 inci. Pastikan untuk meninggalkan ruang yang cukup agar pintu tersembunyi ke sisi semasa ia terbuka.

Saya juga menambah langkan pendaratan kecil di luar tingkat 2.

Saya juga membuat lubang 2 di atas setiap pintu untuk penunjuk tingkap atau lantai, lubang untuk butang panggilan di sebelah setiap pintu dan lubang kecil untuk LED di atas setiap bukaan pintu (yang tidak saya gunakan)

Saya melukis keseluruhannya warna biru logam.

Langkah 3: Kereta

Kereta lif dibuat dari MDF dan sekeping Plexiglas untuk bahagian belakang, jadi anda dapat melihat kereta Matchbox atau lelaki Lego yang anda masukkan ke dalam lif. Kereta itu sendiri adalah kotak sederhana, tidak terlalu mewah. Saya melukisnya dan meletakkan beberapa poskad di dalamnya sebagai poster. Ternyata berat sehingga saya tidak pasti bagaimana motor akan mengangkatnya menggunakan rancangan asal saya. Kami akan kembali kepada perkara itu.

Bahagian yang sukar mengenai kereta adalah bagaimana mengangkatnya dan menjauhkannya dari berayun. Menggunakan kaedah lem panas dan pvc yang telah dicuba dan benar (saya akan kembali juga, jangan biarkan saya lupa), saya memasukkan empat batang aluminium dari atas ke bahagian bawah struktur, dan menyusunnya dengan kereta dan paip saya terpaku di setiap sudut. Ini menjadikan lif tetap di tempat semasa naik dan turun.

Bahagian-bahagian yang dicetak 3D agak tersekat sedikit dari dinding bahagian dalam struktur, jadi saya harus meletakkan kereta lif ke belakang beberapa inci dari pintu dibuka. Saya tidak mahu mempunyai gundukan mayat di bahagian bawah batang lif dari minifigs Lego yang tidak "keberatan dengan jurang besar", jadi saya menambah platform pendek di dalam pintu, yang hampir dekat dengan bahagian terbuka kereta lif, yang menyelesaikan masalah.

Langkah 4: Berat Motor dan Counterweight

Masalah seterusnya ialah bagaimana menaikkan kereta ke atas dan ke bawah. Saya membeli motor stepper NEMA-17 (itu ukuran, bukan kekuatan) dari Adafruit dan cuba mengangkat kereta lif dengan menggunakan tali dan spool bercetak 3d yang dilekatkan pada batang stepper untuk menggulung tali.

Itu tidak berjaya, jadi saya mula memikirkan bagaimana lif sebenar berfungsi, dengan berat badan. Dengan cara itu motor tidak perlu mengangkat berat penuh kereta, hanya perlu memulakan pergerakan awal, yang memerlukan tork yang jauh lebih sedikit. Saya belajar banyak mengenai tork pada projek ini.

Bagaimanapun, idea timbal balik saya kukuh dan akhirnya saya menggunakan sistem tali pinggang dan takal selebar 10mm, sama seperti yang digunakan untuk membina pencetak 3D. Kereta itu mempunyai berat sekitar satu kilogram (2 paun) dan motor stepper dinilai mampu mengangkat 2 kilogram pada satu sentimeter dari pusat poros. (Lebih banyak masalah tork) Jadi itu bagus untuk dilalui.

Salah satu hujung tali pinggang dilekatkan pada bahagian atas kereta lif (menggunakan plat logam skru-bawah), kemudian tali pinggang bergerak lurus ke atas dan ke gigi bergigi pada motor stepper, yang dipasang di siling struktur. Tali pinggang kemudian bergerak 90 darjah di bahagian atas struktur ke takal bergigi kedua, ini dipasang pada batang keluli lain, yang dipasang pada pendakap. (lihat gambar) Dari situ tali pinggang membelok 90 darjah lurus ke bawah dan ini dilekatkan pada timbal balik. (Jelas anda harus mengukur semua ini dan meletakkannya dengan tepat untuk mengelakkan tekanan tambahan pada tali pinggang)

Penimbang itu terbuat dari empat keping lantai kayu sampel dari Home Depot yang saya kacau dan disisipkan saluran. Tali pinggang diikat di tengah-tengah kepingan dan ekor yang berlebihan juga dilekatkan di bahagian luar. Saya meletakkan 2 batang keluli untuk timbal untuk bergerak naik dan turun, menggunakan paip PVC yang terpaku di kedua-dua sisi bundel timbal untuk memasangnya.

Dengan semua bahagian struktur yang ada, sudah tiba masanya untuk mengerjakan elektronik.

Langkah 5: Suis dan Elektronik

Otak projek ini adalah Arduino Uno, dengan Adafruit Motor Shield di atasnya. Perisai menjadikannya lebih mudah untuk menggerakkan dua motor servo dan motor stepper, sementara masih membenarkan akses ke kebanyakan pin di Arduino. Motor stepper juga memerlukan lebih banyak daripada output 5V Arduino, dan perisai membolehkan anda menaikkan voltan ke motor dan menurunkannya untuk Arduino. Motornya memakan masa hingga 12V, tetapi akhirnya saya menggunakan input 9V, kerana saya menggoreng pengatur voltan pada satu Arduino ketika salah satu pintu tersekat.

Saya mengambil halaman lain dari cara pencetak 3D dibina, dan menggunakan suis sentuhan kecil di semua titik di mana anda mahu barang berhenti bergerak. Oleh itu, saya mempunyai suis hubungan sesaat di 6 lokasi. Mereka mengesan di mana kereta itu dan bagaimana status setiap pintu. Ketika kereta berada di bahagian bawah struktur, ia menekan suis di bawah kereta. Ketika berada di bahagian atas, suis di bahagian bawah penimbang diaktifkan. Pintu juga terkena suis di kedua sisi, ketika pintu terbuka atau tertutup.

Untuk memanggil lif, saya meletakkan butang yang menyala di bahagian depan struktur. Ini adalah butang segitiga yang sejuk dengan LED di dalamnya sehingga ia menyala ketika ditekan (jika anda memasangnya dengan cara itu).

Kod sebenar untuk projek ini tidak terlalu rumit. Gelung utama lakaran Arduino memeriksa penekanan butang atas atau bawah. Bergantung pada kedudukan kereta, program ini bertindak balas dengan menggerakkan kereta kemudian membuka pintu selama beberapa saat, dan menutup pintu. Atau, jika kereta berada di lantai di mana butang ditekan, ia hanya membuka pintu, kemudian menutupnya setelah 5 saat.

Terdapat banyak dan banyak penyelesaian masalah, tetapi akhirnya saya berjaya menyelesaikan semuanya. Langkah terakhir adalah sekeping besar Plexiglas di bahagian belakang dengan lubang yang digerudi untuk akses ke soket kuasa.

Ini adalah projek yang sangat menyeronokkan dan saya banyak belajar. Semasa saya membuatnya, saya mencari rancangan untuk perkara seperti ini tetapi saya tidak dapat menemui banyak. Jadi mudah-mudahan Instructable ini dapat membantu seseorang yang ingin membina projek yang serupa.

Langkah 6: Menutup Pemikiran

Satu perkara yang akan saya tambah pada binaan kedua adalah cara untuk merasakan sekiranya ada sesuatu yang menyekat pintu, seperti lif yang sebenar. Saya rasa semacam sensor cahaya dapat berfungsi, tetapi seseorang yang lebih pintar daripada saya dapat mengetahuinya.

Juga, ini adalah projek untuk pelanggan, dan saya menghantarnya kepada mereka menggunakan UPS. Tetapi saya membiarkan UPS membungkusnya yang ternyata merupakan kesalahan besar. Lif tiba dengan beberapa kepingan terputus, dan tali pinggang dilepaskan, dan salah satu pintu tidak berfungsi. Saya bekerjasama dengan pelanggan untuk menyalakannya, tetapi beberapa paip PVC terpaku panas saya keluar, dan pada masa akan datang saya mungkin akan berusaha mencari penyelesaian yang lebih elegan daripada lem panas. Juga, lain kali saya akan membungkusnya sendiri! Saya harap anda menikmati Instructable ini. Lihat lebih banyak projek di cascobaystudios.com

Terima kasih kerana membaca dan saya akan jumpa lagi!

Langkah 7: Kod

Kod Arduino ada dalam fail yang dilampirkan. Ini kekacauan berdarah, tetapi ia berfungsi!

Naib Johan dalam Peraduan Arduino 2020