Automatyczne biurko do siedzenia / stania: 14 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

**PROSZĘ GŁOSUJ NA TĘ INSTRUKCJĘ!**..

Mimo pierwszych wątpliwości jestem bardzo zadowolona z produktu końcowego!

A więc oto moje podejście do automatycznego biurka do siedzenia/stania!

Krok 1: Projekt

Biurko

Biurko składa się z 4 paneli akacjowych w 3 różnych rozmiarach.

Blat jest pojedynczym panelem o wymiarach 1200x600mm i jest przymocowany do dwóch nóg za pomocą stalowych wsporników.

Dwie nogi są wykonane z dwóch paneli 1200X405mm pociętych na kawałek 450x405mm i 750x405mm. Każdy element o długości 450 mm jest przymocowany do elementu 750 mm za pomocą dwóch wytrzymałych suwaków ściągających 350 mm. Działają one jak prowadnice i umożliwiają rozciągnięcie nóg na wysokość około 1100 mm.

Belka nośna wykonana jest z płyty 300x1200mm przyciętej na 1130mm. Ta belka utrzymuje razem nogi i daje siłownikowi liniowemu coś, na co może się pchać.

Ruch

"Siła podnoszenia" zapewnia pojedynczy siłownik liniowy 1500N, 30cm przymocowany do belki nośnej i środkowej dolnej części pulpitu.

Silnik siłownika sterowany jest za pomocą Arduino nano oraz sterownika silnika prądu stałego.

Dwa przyciski sterują ruchem.

Krok 2: Wymagane części

Biurko

Panele z drewna laminowanego (akacja) - Magazyn Bunnings

1x 1200x600x18mm

1x 1200x405x18mm

2x 1200x300x18mm

Początkowym pomysłem było wzięcie kilku desek sosnowych i połączenie ich razem za pomocą kołka i kleju do drewna, ale potem znalazłem te gotowe panele z drewna akacjowego i pomyślałem, że oszczędzę sobie kłopotów i zaprojektuję biurko, aby ich używać (także bardzo mi się podobały kolor i wygląd drewna).

Wsporniki stalowe - Magazyn Bunnings

2x 50x50x50x5mm

8x 50x50x20x5mm

Początkowo kupiłem tylko 8 z 50 x 50 x 20 x 5 mm, ale dostałem 2 ciężkie, ponieważ mniejsze wydawały się wyginać na biurku.

50 paczek wkrętów do drewna 20mm

Śruby 20mm wnikają w panele na około 15mm.

2 pary suwaków o średnicy 350 mm

Niestety zgubiłem wszystkie płyty dokładnie tego, jaki typ kupiłem, ale są one podobne do tych.

Elektronika

Siłownik liniowy 30 cm

Będąc najdroższą częścią kompilacji, użyłem tylko jednego, ale możesz dostać dwa, aby zwiększyć stabilność - coś, o czym powiem później.

2x przyciski chwilowe

Nie ma tu nic specjalnego, wybierz coś, co pasuje do wyglądu twojego biurka, mam to.

Obudowa przycisku kołnierzowego

Kołnierz pomaga w montażu, pomyślałem, że aluminium będzie dobrze wyglądać z drewnem.

4-żyłowy kabel

Do podłączenia przycisków do skrzynki sterowniczej.

Zasilanie 12V 1A

Udało mi się wygrzebać jeden z nich z pudła śmieci.

Płyta zasilająca

Użyłem czteroportowej płyty zasilającej, ale możesz uzyskać dowolny rozmiar, który odpowiada Twoim potrzebom.

Sterownik silnika prądu stałego

Użyłem jednego, który leżałem, to jest coś takiego.

Arduino Nano

Łatwo znaleźć w Internecie.

Skrzynka kontrolnaUżyłem mojej drukarki 3D 'Big Boi' do stworzenia pudełka do przechowywania kontrolek, jednak możesz po prostu kupić pudełko, jeśli nie masz dostępu do drukarki 3D.

Opcjonalny

Papier ścierny o ziarnistości 240 i ziarnistości 400

Opcjonalne, ale nie opcjonalne? Jeśli jesteś naprawdę leniwy, nie potrzebujesz tego, ale jak wiele rzeczy w życiu naprawdę powinieneś.

Bejca do drewna

Bejca może sprawić, że tani kawałek drewna będzie wyglądał o wiele lepiej i wydobędzie cechy drewna.

Lakier

Lakier jest opcjonalny, ale bardzo polecany, ponieważ poprawi wygląd i trwałość biurka.

Kanał kablowy

Jeśli zamierzasz używać swojego biurka jako komputera, polecam Ci jeden z nich.

Opaski kabloweDo zabezpieczania kabli wewnątrz skrzynek.

Zaciski kablowe

Do zabezpieczenia kabli na zewnątrz skrzynek.

Krok 3: Wymagane narzędzia

Podstawowe informacje o narzędziach potrzebnych do stworzenia biurka:

Biurko

Wiertarka ręczna z różnymi wiertłami

Do wiercenia otworów montażowych itp.

Śrubokręt/wiertarka

Do wkręcania śrub!

Piła tarczowa/ręczna

Do przycinania paneli na wymiar.

Pędzel

Pędzel z cienkiego włosia do nakładania lakieru.

Szmata

Do nakładania bejcy.

Elektronika

Lutownica

Do wykonywania połączeń elektrycznych.

Nożyce do drutu

Do zdejmowania izolacji/przecinania przewodów.

Krok 4: Cięcie paneli drewnianych

Używając paneli akacjowych, musimy tylko wykonać trzy cięcia, jedno dla belki nośnej i jedno dla każdego z paneli użytych do nóg (możesz wykonać tylko jedno cięcie, układając dwa panele w stos).

Sam wycinam wszystkie kawałki za pomocą standardowej piły tarczowej, chociaż sklep z narzędziami, w którym je kupujesz, zwykle to robi (za opłatą). Możesz też po prostu użyć piły ręcznej, jeśli jesteś cierpliwy.

Nogi

Każdy z dwóch paneli 1200x405mm należy przeciąć na dwie części, kawałek 750mm i kawałek 450mm.

Wsparcie belki

Belkę nośną należy przyciąć, aby zmieściła się między nogami. Obliczyłem to jako długość początkową minus (4x grubość panelu plus 2x grubość suwaka). Robi to 1130mm.

Krok 5: Wykonanie nóg i belki podporowej

Rysuj slajdy

Musimy użyć suwaków, aby przymocować dwa kawałki nóg, aby uzyskać jedną długą „przesuwną” nogę.

Szyny zamontowałem około 100mm od krawędzi paneli, przy szerokości suwaków (około 45,5mm) to stawia środek suwaków około 123mm od krawędzi paneli.

Delikatnie narysuj linię, w której środek każdego ze slajdów będzie znajdował się na wszystkich panelach nóg. Umieść szyny na jednej z dłuższych części nóg, dużą stroną skierowaną w dół. Wyrównaj górę szyny z górną częścią panelu, upewniając się, że koniec prowadnicy, która wystaje na zewnątrz, wystaje poza krawędź panelu. Kiedy wysuniesz zjeżdżalnię, zobaczysz, że jest kilka otworów montażowych, wybierz około 3 i zaznacz ich położenie na linii, którą narysowałeś dla środka zjeżdżalni.

Zrób to samo z drugim długim panelem, a następnie odwróć suwak do rysowania i zaznacz otwory montażowe małego końca suwaka na linii środkowej małych elementów panelu.

Po zaznaczeniu wszystkich otworów montażowych dla suwaków, użyj małego wiertła, około 2 mm, aby wywiercić mały otwór o głębokości około 5 mm w każdym z punktów mocowania.

NIE PRZEJDŹ CAŁĄ DROGĘ!

Uchwyty montażowe

Teraz musimy zaznaczyć otwory montażowe na wsporniki, które będą przytrzymywały nogi do belki nośnej, a nogi do blatu.

Blat

Skończyło się na tym, że użyłem 3 wsporników na każdą nogę, aby przymocować blat do nóg, ponieważ dwa małe, które pierwotnie miałem, nie wyglądały na wystarczające.

W zależności od używanych wsporników będziesz musiał zmienić ich położenie na panelach. W przypadku wsporników służących do mocowania nóg do blatu zaznacz ich środek (tak samo jak prowadnice, około 50 mm od krawędzi i jeden pośrodku w moim przypadku). Wyrównaj środek wspornika z linią środkową i wyrównaj krawędź wspornika z końcem na małym panelu nóg (użyj kawałka drewna lub czegoś płaskiego, aby upewnić się, że krawędź wspornika jest kwadratowa z krawędź nogawki). Po zaznaczeniu położenia otworów montażowych wywierć je jak dla prowadnic.

Wsparcie belki

Przymocowałem jeden wspornik do środka każdego końca belki nośnej i jeden na dolnej krawędzi każdego końca. Wiedząc, gdzie belka będzie przymocowana do nóg, możesz zaznaczyć, gdzie wsporniki belki nośnej będą osadzać się na długich panelach nóg i wywiercić otwory montażowe.

Gromadzić się

Po wywierceniu wszystkich otworów montażowych wspornika i suwaka można przystąpić do montażu. Użyj wkrętów do drewna 20 mm, aby przymocować prowadnice i wsporniki do elementów nóg, a następnie połącz dwie nogi razem z belką nośną.

UWAGA w przypadku wsporników mocowanych do dolnej krawędzi belki nośnej można użyć dłuższych wkrętów do drewna, aby uzyskać dodatkowe podparcie.

Krok 6: Blat

Czas zaznaczyć położenie wsporników na spodzie blatu.

W moim stole nogi są przymocowane bezpośrednio do środka blatu. Aby obliczyć położenie wsporników na spodzie blatu, najpierw obliczyłem różnicę między szerokością blatu a szerokością nóg. Podzieliłem tę liczbę przez 2 i dodałem, że do odległości umieściłem wsporniki od krawędzi nóg.

Zdjąłem jeden z wsporników z nóg i wykorzystałem go do zaznaczenia pozycji otworów montażowych wsporników.

Teraz jest też dobry moment na wytyczenie otworów montażowych dla siłownika liniowego. Wspornik ma dwa położenia otworów na śruby, środek tych dwóch otworów powinien być wyrównany ze środkiem stołu.

Po wywierceniu otworów montażowych, umieść blat na nogach i przymocuj blat do wsporników za pomocą jednej śruby (użyj najbardziej zewnętrznego otworu montażowego, użyjemy siłownika do podniesienia biurka, aby odsłonić pozostałe otwory montażowe).

Krok 7: Siłownik liniowy

Siłownik liniowy

W tym momencie możemy przymocować siłownik liniowy do stołu. Siłownik liniowy jest dostarczany z 2 wspornikami montażowymi. Jeden przymocuje się do belki nośnej, a drugi do środka blatu, gdzie zaznaczyliśmy wcześniej. Siłownik mocuje się do wspornika za pomocą jednego kołka. Przymocuj oba wsporniki do siłownika i przykręć górny wspornik do spodu blatu. Pozostawiając siłownik do zawieszenia pod stołem, przesuń go do pozycji, w której wspornik na spodzie siłownika będzie przylegał płasko do belki nośnej. Zaznacz, gdzie znajdują się otwory montażowe suportu na belce nośnej i wywierć te otwory.

W tym momencie można przetestować biurko, używając zasilacza 12 V do zasilania siłownika. Wewnętrzne wyłączniki krańcowe zatrzymają siłownik po osiągnięciu maksymalnego wysunięcia (również po jego całkowitym skurczeniu).

Jeśli chcesz zakończyć konstrukcję biurka w tym momencie, użyj siłownika, aby podnieść biurko, aby odsłonić inne otwory montażowe we wspornikach i użyj więcej śrub, aby zakończyć mocowanie blatu do nóg.

Krok 8: Demontaż i szlifowanie

Teraz, gdy stół jest już w pełni zmontowany, czas go rozebrać!

Szlifowanie jest dość opcjonalne, ale zapewnia znacznie lepsze wykończenie stołu, a także pozwala pozbyć się wszelkich zadziorów powstałych podczas procesu cięcia.

W tym momencie (przed szlifowaniem) wycinam otwór na kanał kablowy. Używając wiertła do wycinania otworów 60 mm, wytnij otwór w prawym tylnym rogu blatu stołu. Wytnij od góry stołu w dół, ponieważ zapewni to lepsze wykończenie, pozostawiając mniej żetonów na stole.

Szlifowanie

Weź każdy z paneli i delikatnie przeszlifuj wszystkie powierzchnie papierem ściernym o ziarnistości 240 (zawinięcie papieru ściernego w drewniany blok daje coś, czego możesz się trzymać). Podczas szlifowania ZAWSZE pamiętaj, aby szlifować ziarnem i nigdy w poprzek. Poświęć dodatkowy czas na usunięcie wszelkich wiórów lub zadziorów z krawędzi ciętych paneli, a także wszelkich śladów ołówka, które zostały naniesione podczas zaznaczania pozycji otworów montażowych.

Krok 9: Barwienie

Barwienie drewna jest zdecydowanie opcjonalne, ale w moim przypadku chciałem, aby biurko było nieco ciemniejsze, więc na wszystkich elementach użyłem bejcy orzechowej. Barwienie drewna ujawni również zawiłe wzory drewna (jak również wszelkie zadrapania, które zrobiłeś…..).

Używam odciętego z belki nośnej do przetestowania kupionej przeze mnie bejcy i będąc zadowolonym z wyników nałożyłem bejcę na kawałki biurka.

Jeśli zdecydujesz się na bejcowanie drewna, oto kilka prostych kroków.

1. Usuń wszelkie pozostałości ze szlifowania suchą szmatką.
2. Bejcę nakładać szmatką w kierunku słojów, mocniejsze pocieranie lub nakładanie większej ilości bejcy spowoduje przyciemnienie drewna.
3. Po osiągnięciu pożądanego koloru pozostaw kawałek do wyschnięcia na 10 do 15 minut przed dotknięciem.
4. Jeśli chcesz, aby było ciemniej, możesz nałożyć dodatkowe warstwy, choć tak naprawdę potrzebna jest tylko jedna warstwa.

Krok 10: Lakierowanie

Lakierowanie jest również opcjonalne, ale jest wysoce zalecane, nawet jeśli drewno nie zostało poplamione, ponieważ zwiększa trwałość i nadaje biurku doskonałe wykończenie.

Użyłam tego satynowego, bezbarwnego lakieru na bazie oleju i efekty były świetne!

Podstawowe kroki do lakierowania

1. Użyj cienkiego pędzla do malowania włosów, aby nałożyć lakier na drewno, upewniając się, że ponownie podążasz za słojami drewna.
2. Odłóż każdy kawałek na bok po każdej warstwie i odczekaj co najmniej 4 godziny przed dotknięciem.
3. Po około 12 godzinach użyj bardzo drobnego papieru ściernego (400+), aby delikatnie przeszlifować każdy lakierowany kawałek.
4. Po przeszlifowaniu nałożyć kolejną warstwę lakieru.
5. Powtarzaj, aż każdy kawałek będzie miał co najmniej 3 warstwy lakieru (nie zapomnij o końcach!).

UWAGA, jeśli lakierujesz na zewnątrz, uważaj na owady, w przeciwieństwie do plam, które wydają się przyciągać lakierem i przyklejają się do twoich pięknych drewnianych paneli.

Krok 11: Elektronika Część 1: Pudełko z przyciskami

Okablowanie elektroniki jest dość proste, a schemat okablowania jest dostępny powyżej.

Elektronika składa się z dwóch głównych części, skrzynki z przyciskami oraz elementów sterujących Arduino i zasilacza.

Pudełko na guziki

Użyłem małego aluminiowego pudełka z kołnierzem, aby pomieścić przyciski, które będą kontrolować wysokość biurka. Kołnierz na spodzie pudła ułatwia montaż pudła pod blatem. Niestety wewnątrz pudełka było dużo solidnych części, które trzeba przewiercić. Oznaczało to, że nie możesz użyć nakrętek na guzikach, aby utrzymać je na miejscu, więc po prostu super je przykleiłem.

Tył przycisków miał średnicę 12 mm, więc po jednej stronie pudełka rozstawiłem dwa 12 mm otwory i wywierciłem je. Podczas wiercenia dużych otworów w ten sposób (szczególnie w metalu) nie zaczynaj od wiertła 12 mm, zacznij od małego i stopniowo zwiększaj rozmiar wiertła, aż osiągniesz 12 mm.

Aby umożliwić podłączenie 4-żyłowego kabla, wywierciłem mały otwór o średnicy 4 mm w tylnej części pudełka.

Okablowanie

Podłączyłem przyciski za pomocą rezystora ściągającego 10kohm (choć nie sądzę, że jest to konieczne w przypadku Nano). Druga strona przycisku była podłączona do 5V, więc pin wejściowy będzie wysoki po naciśnięciu przycisku.

4-żyłowy przewód przenosi dwa sygnały z przycisków, a także 5 V i GND, a opaska kablowa po wewnętrznej stronie pudełka zapobiega wyrwaniu kabla.

Po zdemontowaniu biurka nadszedł dobry moment, aby wyznaczyć otwory montażowe na skrzynkę z przyciskami. Wyrównałem przód pudełka równo z krawędzią biurka po prawej stronie i zaznaczyłem położenie otworów, a następnie wywierciłem je.

Krok 12: Elektronika Część 2: Sterowanie Arduino

Jeśli wybierzesz odpowiedni rodzaj przycisków, to tak naprawdę nie potrzebujesz mikrokontrolera ani sterownika silnika do tego biurka. Powodem, dla którego chciałem dołączyć jeden, było to, że po dwukrotnym naciśnięciu jednego z przycisków biurko w pełni się podnosi lub opada. To także otwiera drzwi do włączenia innych funkcji biurka, takich jak pilot.

Okablowanie Arduino i sterownika silnika (patrz schemat)

Arduino ma dwa zadania: odczytywanie elementów sterujących z przycisków i przekazywanie poleceń do sterownika silnika w celu dostosowania wysokości biurka. Wejścia przycisków przechodzą do 2 pinów cyfrowych na Arduino (w moim przypadku piny 7 i 8), a trzy wyjścia potrzebne do sterownika silnika przechodzą z trzech pinów cyfrowych na Arduino (4, 5, 6) do pinu włączającego jako jak również 2 wejścia potrzebne dla silnika A na sterowniku silnika.

Kod Arduino

Kod jest dość prosty, po prostu czeka na naciśnięcie przycisku i użycie funkcji "impulsu" określa, czy było to pojedyncze naciśnięcie, czy podwójne naciśnięcie przycisku (2 naciśnięcia w ciągu jednej sekundy). Po dwukrotnym naciśnięciu silnik zostanie włączony w danym kierunku na 50 sekund, czyli mniej więcej tyle czasu, ile zajmuje biurku pełne przemieszczenie się w jednym kierunku. Ta technika może być trochę błędna, ale nie była to dla mnie na tyle duży problem, żebym chciał to zmienić. W zależności od tego, który przycisk został naciśnięty, sterownik silnika napędza silnik siłownika w przód lub w tył. Jeśli nie zostanie naciśnięty żaden przycisk, silnik jest wyłączony.

Zasilacz

Silnik zasilający siłownik liniowy potrzebuje do działania 12 V przy około 0,8 A, na szczęście znalazłem stary zasilacz impulsowy 12,9 V, 1,39 A, który leżałem i postanowiłem go użyć.

Ponieważ płyta zasilająca, którą kupiłem do biurka, miała tylko 4 porty, postanowiłem podstępnie otworzyć zasilacz i zhakować dwa przewody o napięciu 240 V do wnętrza płyty zasilającej.

NIE RÓB TEGO, JEŚLI NIE ZNASZ LUB NIE JESTEŚ OBECNYM Z WYSOKIM NAPIĘCIEM!

Otwarcie obudowy zasilacza było jedynym sposobem, aby dostać się do środka. Wewnątrz obudowy znajduje się całkiem samodzielny moduł zasilania z trybem przełączania. Usunąłem istniejące przewody wysokiego napięcia i zastąpiłem je dłuższymi. Otwarcie płyty zasilającej było nieco trudniejsze, ponieważ nie chciałem uszkodzić obudowy i nie miałem odpowiedniego bitu do śrub zabezpieczających. Po otwarciu płyty zasilającej wywierciłem mały otwór na przewody i przylutowałem je do szyn zasilających płyty (to AC, więc nie ma znaczenia, w którą stronę je lutujesz).

Obudowa z nadrukiem 3D

Jak widać na zdjęciach wydrukowałem w 3D niestandardową obudowę dla Arduino, sterownika silnika i zasilacza. Nie zamierzam mówić o tym, jak to zrobiłem, ponieważ jest wiele samouczków dotyczących projektowania 3D i projektowanie własnego pudełka nie jest tak naprawdę konieczne, jednak dołączę STL do mojego pudełka.

Krok 13: Składanie wszystkiego razem

Teraz nadszedł czas, aby ponownie umieścić świeżo poplamione i polakierowane biurko wraz z całą elektroniką!

Zacząłem od ponownego montażu nóg i belki nośnej. Najłatwiej było to zrobić kładąc jedną z nóg ze wspornikami na miejscu i przykręcając do niej belkę nośną. Opierając belkę nośną na wspornikach drugiej nogi, można skręcić ze sobą całą konstrukcję nogi/belki nośnej.

Zanim postawiłem pulpit, zamontowałem skrzynkę kontrolną i płytę zasilania. Z tyłu większości płyt zasilających (moja miała dwie) znajdują się gniazda montażowe. Aby ich użyć, musisz zdobyć dwie małe śruby (zwykle dołączone), które pasują do gniazda i wkręcić je bezpośrednio z tyłu belki nośnej (rozstawione w tej samej odległości, co szczeliny z tyłu płyty zasilającej). Następnie „wsuwasz” płytę zasilania na te śruby, aby ją zamontować.

Aby zamontować puszkę zawierającą elektronikę sterującą, po prostu użyłem trzech śrub, aby przymocować puszkę z tyłu belki nośnej, obok płyty zasilającej.

Gdy to zrobisz, możesz zamontować pulpit w taki sam sposób, jak podczas pierwszego montażu.

**Podsumowanie, jeśli zapomniałeś**

1. Przykręć jedną śrubę dla każdego wspornika do stołu (najłatwiejszy jest najbardziej zewnętrzny otwór)
2. Zamocuj wsporniki siłownika liniowego, a następnie siłownik
3. Korzystanie z podnośnika siłownika
4. Użyj więcej śrub, aby dokończyć montaż pulpitu

Teraz możemy zamontować pudełko z guzikami! Za pomocą 4 śrub przymocuj skrzynkę do utworzonych wcześniej otworów montażowych. Jeśli chcesz zaimplementować trochę organizacji kabli do stołu, klipsy kablowe pokazane na zdjęciach są całkiem dobre dla tego typu stołu.

Komentarze do ostatecznej wersji

Były tylko 2 problemy, które miałem z projektem, oba dotyczyły siłownika liniowego.

• Hałas silnika
• Stabilność biurka

Hałas silnika jest oczywistym problemem, ale stabilność biurka trochę mnie zdezorientowała. Oczywiście, ponieważ w środku jest tylko jeden punkt podparcia, będzie trochę ruchu piły morskiej, ale ten problem wydawał się potęgowany przez fakt, że siłownik miał tendencję do dość dużego wygięcia i nie jestem pewien dodanie kolejnego siłownika całkowicie rozwiązałoby ten problem.

Dobrą wiadomością jest to, że gdy jest obciążony odrobiną wagi, ekranem komputera itp., pulpit porusza się mniej.

Krok 14: Ważna końcowa sesja zdjęciowa w lokalizacji

Ogólnie rzecz biorąc, ten projekt zajął tylko kilka tygodni pracy i nie był tak trudny.

Byłem bardzo zadowolony z efektu końcowego, podobnie jak moja dziewczyna, i na pewno postaram się wymyślić więcej projektów stolarskich/elektronicznych w przyszłości.

Powodzenia wszystkim, którzy próbują tworzyć własne!