Model Skala Kereta Api Tornado: 16 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Saya pasti setiap orang telah melihat Tornado dalam video. Tetapi adakah anda pernah melihat seseorang beroperasi dalam animasi penuh di O Scale Model Railroad? Kita belum memasangnya di landasan kereta api, kerana ia adalah sebahagian dari sistem suara dan animasi yang lengkap. Tetapi apabila selesai, semestinya menjadi tarikan.

Projek ini membawa anda melalui langkah-langkah untuk membina animasi operasi dari perkakasan CNC, pemacu motor, dan kawalan Arduino

Langkah 1: Seperti apa Animasi Ini?

Untuk memahami apa yang sedang kami bangunkan, model 3D dibuat dan simulasi dihasilkan.

Langkah 2: Membina Panel Asas

Projek ini terdiri daripada Panel Z Paksi, Panel Paksi X, pengawal mikro Arduino, motor stepper, pemacu jambatan H, pemacu langkah mikro, dan Tornado itu sendiri. Perkara pertama yang perlu dilakukan adalah mengumpulkan bil bahan untuk Panel Asas. Kedua-dua panel paksi serupa sehingga proses pembinaan untuk satu panel adalah sama untuk panel yang lain.

Bil Bahan - Berasal dari kedai kayu Banggood. Com/

Paksi X

· (1) Pemasangan skru umpan panjang T8 500 mm

· (1) 12 volt 200 langkah 4 wayar NEMA 17 Jenis motor stepper

· (2) batang sokongan 500 mm dengan pelekap hujung dan gelangsar

(1) Suis Had dengan Kabel

(1) Braket Pemasangan Motor Stepper

Papan lapis birch 1/2 inci dipotong menjadi 6-1 / 2 x 24 inci

kayu pengadun cat tebal 1/8 standard

pelbagai skru M3, M4, M5

Langkah 3: Pasang Bahagian di Panel

Braket motor stepper adalah bahagian pertama yang dipasang di salah satu hujung pangkalan 1/2 x 6-1 / 2 x 24 inci. Braket ini dipasang di garis tengah pangkalan dan pastikan ia bersegi ke tepi panjang. Pasang motor stepper ke pendakap ini dan pasangkan gandingan pemacu. Anda akan dapati bahawa garis tengah pemacu motor stepper cukup tinggi dari pangkal, bahawa ruang galas skru umpan mesti dipasang pada papan kayu untuk membawa pemasangan menjadi rata. Kepingan kayu lapis Birch yang berukuran 1/2 adalah titik permulaan yang baik. Kemudian tambahkan papan pelindung yang membawa garis tengah perumahan galas skru umpan.

Sekarang menggunakan batang pengaduk cat, lubang gerudi yang sepadan dengan bebibir skru umpan dan pasangkan dengan skru M3 dan mesin basuh kunci. Menggunakan Locktite pada bahagian-bahagian ini sekarang akan menghalangnya pecah kemudian. Sekarang pasangkan pemasangan ini ke skru umpan. Pasang satu hujung skru umpan ke dalam alas galas di hujung motor stepper. Sekarang letakkan alas galas yang lain di hujung pangkal yang lain, pasang skru umpan, dan pasangkan perumahan ke pangkal dengan papan papan dan pelindung. PASTI pemasangan ini selari dengan tepi pangkal.

Sekarang susun batang sokongan dengan penutup sokongan hujungnya ke papan papan yang digunakan untuk menyokong alas galas.. Penting untuk menjadikan semua bahagian ini bersegi dan selari. Jadi, jangan pasangkan bahagian ke pangkal sehingga semua bahagian disusun di pangkalan. Pada titik ini kayu pengaduk atau kayu lapis 1/4 berfungsi dengan baik dan dapat dipotong dengan lebar yang diinginkan dan digerudi dengan lubang pelekap agar sesuai dengan gelangsar batang sokongan. Pasang tali silang ke gelangsar dengan longgar dan luncurkannya ke setiap hujung batang sokongan untuk meletakkan penutup hujung rod sokongan di tempatnya. Setelah kedudukan ini dipasang, pasangkannya pada tempatnya. Pada ketika ini anda harus mempunyai bebibir skru umpan dengan batang cat yang dipasang di antara gelangsar.

Langkah terakhir adalah meletakkan tali pengikat untuk papan silang gelangsar. Picit slider bersama-sama memasangkan tongkat pengikat dan papan sokongan skru di tempatnya. Tongkat pengaduk cat kini boleh dipotong dengan tali yang baru dipakai. Kini pemasangan selesai dan memungkinkan pergerakan bebibir di dalam papan pengaman. Anda boleh menguji pemasangan ini dengan memutar skru umpan dengan tangan untuk memastikan semuanya bergerak dengan bebas tanpa pengikat.

Langkah 4: Pasang Suis Had

Suis had dipasang pada kedua panel berhampiran hujung motor. Ini digunakan sebagai sensor posisi homing untuk mengatur kedua sumbu pada posisi awal ketika daya disambungkan ke Panel Kawalan. Pemasangan yang tepat adalah pilihan pengguna, tetapi kami menguji 2 reka bentuk; satu yang mendayung digantung dari kereta untuk menekan suis, dan yang lain menggunakan batang pengaduk kacang flange kuningan sebagai titik kontak. Tidak kira bagaimana suis ini dipasang, selagi suis diaktifkan SEBELUM kereta akan mencapai akhir perjalanannya di hujung motor.

Langkah 5: Pemasangan Panel Paksi Z

Panel Z Axis sama dengan panel X Axis, kecuali kami mengganti skru umpan yang berbeza dengan plumbum 2mm untuk menjadikan gerakan lebih cepat.

(1) Skru Umpan T8 dengan plumbum 2mm dan kacang flange tembaga

Semua langkah lain adalah sama, jadi bina panel ini sekarang.

Langkah 6: Pasang Gandar X dan Z Bersama

Pemasangan 2 paksi bersama-sama sangat lurus ke hadapan. Mula-mula kami menambah papan lapis Birch berukuran 6-1 / 2 x 5 "1/2" pada pemasangan X Axis Carriage. Kemudian kami memasang panel Z Axis ke papan ini. Lokasi paksi Z berbanding Paksi X adalah pilihan pengguna. Dalam prototaip kami, kami meletakkan hujung motor kira-kira 8 inci dari pusat unit kereta X Axis. Panel Kawalan akan duduk di bawah Paksi X apabila dipasang, jadi ruang ini kelihatan sesuai. Ingatlah bahawa panel Paksi X dan Z telah ditunjukkan rata untuk dipasang, tetapi ketika dipasang pada susun atur kereta api model, Paksi X diposisikan 90 derajat ke permukaan landasan kereta api.

Langkah 7: Membangun Tornado

Reka Bentuk Tornado

Tornado akan dibina dengan motor 12vdc, dowel kayu ¼”, pengganding fleksibel untuk sambungan motor ke poros, dan akan dikendalikan oleh pengawal motor jambatan L298N H yang digerakkan oleh Arduino.

Ini adalah unit motor: motor gearcase 12 vdc 25 rpm

Corong itu dipukul di kedai-kedai kraf. Kami menggunakan kepingan nipis dari Walmart.

Corong memerlukan beberapa karya seni untuk mendapatkan penampilan yang anda mahukan. Bahagian yang paling penting adalah merancang dan membina unit pengangkutan Z Paksi untuk menampung motor dan gandingan. Ketinggian dari kereta akan menentukan diameter maksimum corong. Bila-bila masa anda mahu menukar corong, hanya perlu mengeluarkan batang dowel dari gandingan. Ini dapat dilakukan pada bila-bila masa setelah sistem dipasang. Oleh itu, jika anda ingin bereksperimen dengan corong yang berbeza, mudah dilakukan.

Tetapi pada tahap ini dalam proses bina, tentukan ketinggian di atas kereta dan bangunlah pelekap motor untuk menyokong motor dan kotak gear. Terdapat pendakap pemasangan yang dibuat secara komersial: Motor Mount

Masa utama untuk mendapatkan pendakap logam terlalu lama, jadi kami memutuskan untuk membuat susunan pemasangan untuk pemasangan pemacu Tornado Rotation dari sekeping kecil kayu. Dalam foto-foto ini, pelekap dirancang untuk membersihkan bahagian atas awan corong berdiameter 5 inci. sekiranya pengaturan ini tidak memuaskan, kami memasang pemasangan ke tali pengikat kereta. Sekiranya susunan ini tidak sesuai dengan keperluan kita untuk beberapa sebab, pemasangan dapat dilepaskan dengan hanya 4 skru kepala Allen.

Sambungan motor kecil dan rapuh, jadi penyisipannya disolder ke motor dan kami menggunakan skru dan mesin basuh untuk menahan penyambung. Harness perjalanan akan disolder untuk hubungan ini.

Langkah 8: Mengawal Animasi

Sekarang kita telah membina panel 2 paksi dan memasangnya bersama, bagaimana kita membuat animasi ini berfungsi? Video tersebut adalah kemas kini dari pengujian yang dilakukan semasa pembuatan sistem prototaip. Jadi bagaimana kita membuat animasi ini? Jawapannya adalah kita menggunakan 2 pengawal mikro Arduino untuk mengawal tindakan. Langkah seterusnya akan memperincikan pembinaan Panel Kawalan, peralatan yang digunakan, diagram pendawaian, dan kod pengaturcaraan.

Langkah 9: Menggunakan Pengawal Mikro Arduino untuk Menganimasikan Pergerakan

Reka Bentuk Tornado Motion

Untuk mengawal Tornado, pertama-tama kita menentukan bagaimana kita mahu ia berfungsi:

1. Hidupkan motor untuk putaran Tornado.

2. Mulakan pergerakan paksi Z dengan motor stepper yang menggerakkan skru umpan secara menegak ke bawah. Ini menggerakkan Tornado yang berputar ke bawah dari kedudukan tersembunyi ke permukaan meja.

3. Mulakan pergerakan paksi X dengan motor stepper yang menggerakkan skru dan platform umpan. Ini akan menggerakkan puting beliung dari kanan ke kiri jarak penuh skru umpan.

4. Mulakan motor stepper Z untuk menaikkan Tornado yang berputar kembali ke bahagian atas pandangan. Matikan kuasa ke motor stepper paksi Z.

5. Mulakan motor stepper X untuk kembali ke kedudukan permulaan yang betul. Matikan kuasa ke motor stepper paksi X.

6. Matikan kuasa ke motor Rotating Tornado.

Pada dasarnya, kami membuat mesin penghala CNC 2 paksi. Putaran Tornado adalah penghala dan 2 paksi lain adalah untuk pergerakan mendatar dan menegak. Untuk mencapai ini, kita perlu menggunakan 1 Arduino MEGA (bernama "MOVEMENT CONTROLLER") yang diprogramkan untuk mengoperasikan (2) papan pemacu TB6600 Micro Stepper untuk mengendalikan 2 motor stepper. Kami juga akan menggunakan 1 Arduino UNO (bernama "MASTER CONTROLLER") untuk mengawal putaran Tornado dan memulakan MOVEMENT CONTROLLER. Kawalan sistem akan disediakan oleh suis mati / hidup untuk kuasa 12 volt dc untuk sistem. Suis sesaat akan terletak berhampiran kedudukan Tornado pada susun atur untuk memulakan litar relay daya pengait. Kawalan suis sesaat ini akan menghidupkan sistem dan MASTER CONTROLLER akan dihidupkan, dan motor DC yang didorong oleh gear akan mula memutar Tornado, dan kemudian memberikan kuasa kepada MOVEMENT CONTROLLER untuk urutan pergerakan.

Langkah 10: Peralatan yang Diperlukan untuk Panel Kawalan

Sistem Kawalan Bil Bahan

(1) Arduino UNO & (1) Pengawal mikro Arduino Mega

(1) L298N Module H jambatan papan modular untuk pemacu Tornado ·

(2) Papan Pemandu Langkah Mikro TB6600 Stepper Motor untuk panel paksi Z dan X

(1) Bekalan kuasa 12 volt dc

(1) Suis beralih SPDT yang dipasang di panel

(2) geganti 5 volt dc untuk Arduino ·

Pendawaian lain-lain dengan LED hijau dan perintang

Jalur Terminal

Papan pemasangan dan perkakasan

Langkah 11: Memasang Peralatan Ke Panel Kawalan

Mula-mula pilih bahan Panel Kawalan. Kami menggunakan sekeping papan lapis kayu tebal setebal 1/4 inci. Kami memulakan dengan potongan 2 kaki dengan 2 kaki untuk menyusun peralatan. Tidak ada rahsia untuk panel ini, cukup pasang semuanya di tempat yang sesuai untuk larian wayar pendek dan kebolehcapaian untuk kuasa 12 volt, plumbum motor dan pendawaian suis had dari panel Paksi.

Langkah 12: Pendawaian Peralatan Master Controller

Skema yang ditunjukkan untuk Master Controller mungkin tidak tepat kerana kekurangan perpustakaan bahagian untuk modul L298N dan relay terkawal isyarat 5 volt. Litar selebihnya tepat untuk sambungan ke Arduino Uno dan Arduino Mega.

Untuk pendawaian L298N yang tepat, kita perlu merujuk pada gambar yang menunjukkan sambungan wayar dengan nombor terminal ditunjukkan. Gambar kedua menunjukkan hanya terminal yang digunakan pada Projek ini.

Untuk pendawaian tepat relay 5 volt untuk Arduino, kita perlu merujuk kepada gambar di atas.

Sekiranya ragu-ragu, selalu merujuk kepada Arduino IDE untuk Master Controller untuk sambungan pin.

Langkah 13: Pendawaian Pengawal Pergerakan

Arduino Mega digunakan sebagai Pengawal Pergerakan. Ia menghubungkan pemacu stepper mikro dan motor stepper. Sambungan Vin tidak ditunjukkan kerana ditunjukkan pada skema Master Controller.

Langkah 14: Litar Pengait Kuasa Sistem

Untuk mengawal kuasa ke sistem dan memungkinkan penutupan automatik apabila animasi selesai, litar pengait digunakan dengan suis sesaat melintasi kenalan relay kuasa 12 volt. Relay 5 volt yang dikawal oleh isyarat Arduino mengikat litar. Apabila isyarat menjadi RENDAH, kuasa sistem akan mati. LED berasingan digunakan untuk menunjukkan sistem terkunci.

Langkah 15: Kod Arduino

Oleh kerana ini bukan petunjuk dalam cara menulis kod Arduino, kami telah melampirkan fail Master dan Movement untuk tontonan dan / atau muat turun anda.

Langkah 16: Membina Pemasangan Bingkai

Rangka sokongan sistem dibina dari kayu sederhana. Ini adalah sokongan 3 kaki yang dilengkapi panel X-Axis untuk menentukan lokasi yang tepat untuk Tornado di permukaan susun atur. Panel kawalan dipasang di belakang panel X-Axis untuk membolehkan pergerakan bebas panel Z-Axis Bergerak. Seluruh pemasangan dapat dilekatkan ke dinding atau dibiarkan bebas untuk dikeluarkan dengan mudah jika perlu.