Automatyczne działo pneumatyczne. Przenośny i zasilany Arduino.: 13 kroków

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

Cześć wszystkim!

To jest instrukcja montażu przenośnego działa pneumatycznego. Pomysł polegał na stworzeniu armaty, która może strzelać różnymi rzeczami. Postawiłem sobie kilka głównych celów. Czym więc powinna być moja armata:

• Automatyczny. Aby nie sprężać powietrza ręcznie pompką ręczną lub nożną;
• Przenośny. Aby nie być zależnym od domowej sieci elektrycznej, więc mogę ją zabrać na zewnątrz;
• Interaktywny. Pomyślałem, że fajnie jest podłączyć wyświetlacz dotykowy do układu pneumatycznego;
• Fajnie wyglądający. Działo powinno wyglądać jak broń sci-fi z kosmosu =).

Następnie opiszę cały proces i powiem, jak stworzyć takie urządzenie i jakich komponentów potrzebujesz.

Proszę zauważyć, że napisałem tę instrukcję wyłącznie dla komponentów, których użyłem lub dla ich analogów. Najprawdopodobniej twoje części będą się różnić od moich. W takim przypadku będziesz musiał edytować pliki źródłowe, aby zestaw był odpowiedni dla Ciebie i samodzielnie sfinalizować projekt.

Rozdziały instrukcji:

1. Przegląd wideo.
2. Składniki. Pneumatyka.
3. Składniki. Złącza, sprzęt i materiały eksploatacyjne.
4. Projekt. Pneumatyka.
5. Składniki. Elektronika.
6. Przygotowanie. Cięcie CNC.
7. Złożenie. Obudowa pompy, elektromagnesu i pneumatycznego.
8. Złożenie. Uchwyt, zbiornik powietrza i beczka.
9. Złożenie. Elektronika, zawory i wskaźniki.
10. Złożenie. Okablowanie.
11. Programowanie. Warsztaty 4D 4 IDE.
12. Programowanie. IDE XOD.
13. Programowanie.

Krok 1: Przegląd wideo

Krok 2: Komponenty. Pneumatyka

Ok, zacznijmy od projektu układu pneumatycznego.

Pompa powietrza

Do automatycznego sprężania powietrza użyłem przenośnej pompki samochodowej (Rys. 1). Takie pompy działają z sieci elektrycznej samochodu 12 V DC i są w stanie pompować powietrze o ciśnieniu do 8 barów lub około 116 psi. Mój pochodził z bagażnika, ale jestem prawie pewien, że ten jest kompletnym analogiem.

1 x Automaze Heavy Duty Metal 12V elektryczny samochód sprężarka powietrza pompka do opon z torbą i zaciskami krokodylowymi ≈ 63 $;

Z takiego zestawu samochodowego potrzebujesz tylko kompresora w natywnej metalowej obudowie. Pozbądź się więc niepotrzebnych wyjść pneumatycznych (np. na manometr), zdejmij boczną plastikową osłonę, uchwyt do przenoszenia i włącznik/wyłącznik.

Wszystkie te rzeczy mają miejsce tylko wtedy, więc już ich nie potrzebujesz. Pozostaw tylko samą sprężarkę z dwoma przewodami wystającymi z obudowy. Elastyczny wąż można również zostawić, jeśli nie chcesz zawracać sobie głowy nowym.

Zazwyczaj takie sprężarki mają wyjście pneumatyczne z gwintem rurowym G1/4" lub G1/8" calowym.

Zbiornik powietrza

Do przechowywania sprężonego powietrza potrzebny jest zbiornik. Maksymalna wartość ciśnienia w układzie zależy od maksymalnego ciśnienia generowanego przez sprężarkę. Czyli w moim przypadku nie przekracza 116 psi. Ta wartość ciśnienia nie jest wysoka, ale wyklucza użycie plastikowych lub szklanych pojemników do przechowywania powietrza. Użyj metalowych cylindrów. Większość z nich ma margines bezpieczeństwa, który jest więcej niż wystarczający do takich zadań.

Puste zbiorniki powietrza są dostępne w sklepach specjalizujących się w układach zawieszenia samochodów. Ten jest przykładem:

1 x Viking Horns V1003ATK, 1,5 galona (5,6 litra) All Metal Air Tank ≈ 46 $;

Ułatwiłem sobie zadanie i wyjąłem zbiornik z 5-litrowej gaśnicy proszkowej. Tak, to nie żart (rys. 2). Zbiornik powietrza z gaśnicy był tańszy niż zakupiony. Wyczerpałem 5-litrową gaśnicę proszkową BC/ABC. Nie mogłem znaleźć dokładnego numeru referencyjnego produktu, więc mój wyglądał mniej więcej tak:

1 x 5kg gaśnica proszkowa proszkowa BC/ABC o ciśnieniu gazu magazynowego ≈ 10$;

Po rozebraniu i oczyszczeniu osadów prochowych dostałem swój cylinder (Rys. 3).

Tak więc mój 5-litrowy zbiornik wygląda bardzo zwyczajnie, z wyjątkiem jednego szczegółu. Gaśnica, której użyłem, jest zgodna z normą ISO; dlatego zbiornik posiada gwint metryczny M30x1,5 na otworze wlotowym (Rys. 4). Na tym etapie napotkałem problem. Przyłącza pneumatyczne mają zwykle gwinty rurowe o wymiarach calowych i trudno jest dodać taki cylinder z gwintem metrycznym do układu pneumatycznego.

Opcjonalny.

Aby nie zawracać sobie głowy mnóstwem przejściówek i złączek, postanowiłem samodzielnie wykonać złączkę G1 do M30x1.5 (Rys. 5, Rys. 6). Ta część jest bardzo opcjonalna i możesz ją pominąć, jeśli masz zbiornik powietrza można łatwo połączyć z systemem. Dołączyłem rysunek CAD mojej armatury dla tych, którzy mogą zmierzyć się z tym samym problemem.

Elektrozawór.

Do uwolnienia powietrza nagromadzonego w butli potrzebny jest zawór. Aby nie otwierać zaworu ręcznie, ale automatycznie, najlepszym wyborem jest elektrozawór. Użyłem tego (Rys. 7):

1 x S1010 (TORK-GP) ELEKTROZAWÓR OGÓLNEGO ZASTOSOWANIA, NORMALNIE ZAMKNIĘTY ≈ 59$;

Użyłem normalnie zamkniętego zaworu, aby zasilać go prądem tylko po uruchomieniu i nie marnować mocy baterii. Zawór DN 25 i jego dopuszczalne ciśnienie to 16 bar, czyli dwa razy więcej niż w moim systemie. Zawór ten posiada przyłącze złączki żeńskie G1" - żeńskie G1".

Zawór upustowy bezpieczeństwa

Ten zawór jest obsługiwany ręcznie (Rys. 8).

1 x 1/4 NPT 165 PSI Zawór bezpieczeństwa sprężarki powietrza, odciążenie zbiornika ≈ 8 $;

Służy do usuwania ciśnienia z systemu w niektórych krytycznych sytuacjach, takich jak wyciek lub awaria elektroniki. Jest również bardzo wygodny do ustawiania i sprawdzania układu pneumatycznego podczas podłączania elektroniki. Możesz po prostu pociągnąć za pierścień, aby zmniejszyć nacisk. Połączenie mojego zaworu to męskie G1/4.

Ciśnieniomierz.

Jeden manometr aneroidowy do monitorowania ciśnienia w układzie, gdy elektronika jest wyłączona. Prawie każdy pneumatyczny pasuje, na przykład:

1 x Performance Tool Miernik powietrza 0-200 PSI do akcesoriów do zbiornika powietrza W10055 ≈ 6 $;

Na zdjęciu moje z męskim złączem rurowym G1/4 (Rys. 9).

Zawór zwrotny

Potrzebny jest zawór zwrotny, aby zapobiec powrotowi sprężonego powietrza do pompy. Mały pneumatyczny zawór zwrotny jest w porządku. Oto przykład:

1 x zawór zwrotny Midwest Control M2525 MPT, ciśnienie maks. 250 psi, 1/4 ≈ 15$;

Mój zawór ma przyłącze męskie G1/4" - męskie G1/4" (Rys. 10).

Przetwornik ciśnienia

Przetwornik ciśnienia lub czujnik ciśnienia to urządzenie do pomiaru ciśnienia gazów lub cieczy. Przetwornik ciśnienia zwykle działa jako przetwornik. Generuje sygnał elektryczny w funkcji przyłożonego ciśnienia. W tej instrukcji potrzebny jest taki nadajnik, aby automatycznie kontrolować ciśnienie powietrza przez elektronikę. Kupiłem to (zdj. 11):

1 x czujnik przetwornika ciśnienia G1/4, wejście 5 V wyjście 0.5-4.5 V/0-5 V przetwornik ciśnienia do oleju gazowego (0-10PSI) ≈ 17 $;

Dokładnie ten ma złącze męskie G1/4 , dopuszczalne ciśnienie i zasilanie z 5V DC. Ta ostatnia cecha czyni ten czujnik idealnym do podłączenia do Arduino jak mikrokontrolery.

Krok 3: Komponenty. Złącza, sprzęt i materiały eksploatacyjne

Okucia i złączki metalowe

Ok, do połączenia wszystkich elementów pneumatycznych potrzebne są złączki rurowe i złączki (Rys. 1). Nie mogę podać dokładnych linków do nich, ale jestem pewien, że można je znaleźć w najbliższym sklepie ze sprzętem.

Użyłem okuć metalowych z listy:

• 1 x 3-drożne złącze typu Y G1/4" BSPP żeńskie-żeńskie-żeńskie ≈ 2$;
• 1 x 4-drożne złącze G1/4" BSPP męskie-żeńskie-żeńskie-żeńskie ≈ 3$;
• 1 x 3-drożne złącze G1" BSPP męskie-męsko-męskie ≈ 3$;
• 1 x adapter montażowy żeński G1 "do męskiego G1/2" ≈ 2 $;
• 1 x adapter montażowy żeński G1/2 "do męskiego G1/4" ≈ 2 $;
• 1 x Łącznik męski złączki G1" do G1" ≈ 3$;

Mocowanie zbiornika powietrza

1 x adapter montażowy żeński G1 na męski M30x1.5.

Potrzebujesz jeszcze jednego sprzęgła i zależy to od konkretnego cylindra pneumatycznego, którego będziesz używać. Wyprodukowałem moją według rysunku z poprzedniego kroku tej instrukcji. Powinieneś sam odebrać złączkę pod zbiornikiem powietrza. Jeśli twój zbiornik powietrza ma ten sam gwint M30x1,5, możesz wykonać sprzęgło zgodnie z moim rysunkiem.

Rura kanalizacyjna z PVC

Ta fajka to lufa twojej armaty. Wybierz swoją średnicę i długość tubusu, ale pamiętaj, że im większa średnica, tym słabszy strzał. Wziąłem rurę DN50 (2 ) o długości 500mm (Rys. 2).

Oto przykład:

1 x rura Charlotte 2 cale x 20-stopowa rura PVC 280 Schedule 40

Złączka zaciskowa

Ta część ma na celu połączenie rury PVC 2" z metalowym układem pneumatycznym G1". Użyłem złączki zaciskowej z rury DN50 na gwint żeński G1, 1/2" (Rys. 3) oraz adaptera męskiego G1, 1/2" na żeński G1" (Rys. 4).

Przykłady:

1 x Złączka sprężonego powietrza System rurociągów Przyłącza sprężarki powietrza Żeńskie proste DN 50G11/2 ≈ 15$;

1 x złączka do rur z polipropylenu Banjo RB150-100, tuleja redukcyjna, harmonogram 80, 1-1/2 NPT męski x 1 NPT żeński ≈ 4$;

Wąż pneumatyczny

Potrzebny jest również elastyczny wąż do połączenia sprężarki powietrza z układem pneumatycznym (Rys. 5). Rurka powinna mieć gwinty 1/4 NPT lub G1/4 na obu końcach. Lepiej kupić stalową i niezbyt długą. Coś takiego jest ok:

1 x Vixen Horns Sprężarka powietrza w oplocie ze stali nierdzewnej 1/4" NPT Męski na 1/4" NPT ≈ 13 $;

Niektóre z takich węży mogą mieć już zainstalowany zawór zwrotny.

Łączniki. Śruby:

• Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 10mm - 10 sztuk;
• Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 20mm - 20 sztuk;
• Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 25mm - 21 sztuk;
• Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 30mm - 8 sztuk;

Orzechy:

Nakrętka sześciokątna M3 (DIN 934 / DIN 985) - 55 sztuk;

Podkładki:

Podkładka M3 (DIN 125) - 75 sztuk;

Dystanse:

• Uchwyt sześciokątny do PCB M3 męski-żeński długość 24-25mm - 4 sztuki;
• Uchwyt sześciokątny do PCB M3 męski-żeński długość 14mm - 10 sztuk;

Wsporniki narożne

Do zamocowania płytki elektroniki potrzebne są dwa metalowe wsporniki narożne 30x30 mm. Wszystkie te rzeczy można łatwo znaleźć w lokalnym sklepie z narzędziami.

Oto przykład:

1 x wspornik półki bez kadłuba 30x30mm wspornik narożny łącznik wspornika łącznika 24 szt

Uszczelniacz do rur pneumatycznych

W tym projekcie jest wiele połączeń pneumatycznych. Aby system wytrzymał ciśnienie, wszystkie jego złącza muszą być bardzo szczelne. Do uszczelnienia użyłem specjalnego uszczelniacza anaerobowego do pneumatyki. Użyłem Vibra-tite 446 (Rys. 6). Czerwony kolor oznacza bardzo szybkie krzepnięcie. Moja rada Jeśli zamierzasz użyć tego samego, szybko dokręć nić w pożądanej pozycji. Później będzie trudno go odkręcić.

1 x uszczelniacz do czynników chłodniczych Vibra-Tite 446 – wysokociśnieniowy uszczelniacz do gwintów ≈ 30-40$;

Krok 4: Projekt. Pneumatyka

Spójrz na powyższy schemat. Pomoże ci to zrozumieć zasadę.

Pomysł polega na sprężeniu powietrza do systemu poprzez podanie do pompy sygnału 12V. Kiedy powietrze wypełnia układ (zielone strzałki na schemacie), ciśnienie zaczyna rosnąć.

Manometr mierzy i wyświetla aktualne ciśnienie, a przetwornik pneumatyczny wysyła proporcjonalny sygnał do mikrokontrolera. Gdy ciśnienie w układzie osiągnie wartość określoną przez mikrokontroler, pompa wyłącza się, a wzrost ciśnienia ustaje.

Następnie można ręcznie spuścić sprężone powietrze pociągając za pierścień zaworu wydmuchowego lub oddać strzał (czerwone strzałki na schemacie).

Jeśli do cewki zostanie podany sygnał 24 V, zawór elektromagnetyczny momentalnie się otworzy i ze względu na dużą średnicę wewnętrzną wypuszcza sprężone powietrze z bardzo dużą prędkością. Aby strumień powietrza mógł wepchnąć amunicję do lufy i przez to oddać strzał.

Krok 5: Komponenty. Elektronika

Więc jakich elementów elektronicznych potrzebujesz do obsługi i zautomatyzowania całości?

Mikrokontroler

Mikrokontroler to mózg twojej broni. Odczytuje ciśnienie z czujnika oraz steruje elektrozaworem i pompą. Do takich projektów Arduino jest najlepszym wyborem. Każdy rodzaj płytki Arduino jest w porządku. Użyłem analogu płytki Arduino Mega (rys. 1).

1 x Arduino Uno 23 $ lub 1 x Arduino Mega 2560 ≈ 45 $;

Oczywiście rozumiem, że nie potrzebuję tylu pinów wejściowych i mogę zaoszczędzić pieniądze. Wybrałem Mega wyłącznie ze względu na kilka interfejsów sprzętowych UART, dzięki czemu mogę podłączyć wyświetlacz dotykowy. Ponadto możesz podłączyć do swojej armaty o wiele zabawniejszą elektronikę.

Moduł wyświetlacza

Jak pisałem wcześniej, chciałem dodać do armaty trochę interaktywności. W tym celu zainstalowałem dotykowy wyświetlacz o przekątnej 3,2 (Rys. 2). Pokazuję na nim zdigitalizowaną wartość ciśnienia w układzie i ustawiam maksymalną wartość ciśnienia. Skorzystałem z ekranu firmy 4d Systems i jakiegoś innego rzeczy do flashowania i łączenia z Arduino.

1 x SK-gen4-32DT (zestaw startowy) ≈ 79$;

Do programowania takich wyświetlaczy służy środowisko programistyczne 4D System Workshop. Ale powiem ci o tym dalej.

Bateria

Moja armata powinna być przenośna, ponieważ chcę jej używać na zewnątrz. Oznacza to, że do obsługi zaworu, pompy i kontrolera Arduino muszę skądś czerpać energię.

Cewka zaworu pracuje na 24V. Płytka Arduino może być zasilana od 5 do 12V. Sprężarka pompy jest samochodowa i jest zasilana z samochodowej sieci elektrycznej 12V. Zatem maksymalne napięcie jakie potrzebuję to 24V.

Również podczas pompowania powietrza silnik sprężarki wykonuje dużo pracy i pobiera spory prąd. Ponadto do cewki elektromagnesu należy doprowadzić duży prąd, aby pokonać ciśnienie powietrza na wtyczce zaworu.

Dla mnie rozwiązaniem jest zastosowanie akumulatora Li-Po do maszyn sterowanych radiowo. Kupiłem akumulator 6-ogniwowy (22,2V) o pojemności 3300mAh i prądzie 30C (Rys. 3).

1 x LiPo 6S 22, 2V 3300 30C ≈ 106$;

Możesz użyć dowolnej innej baterii lub użyć innego rodzaju ogniw. Najważniejsze jest, aby mieć wystarczającą ilość prądu i napięcia. Uwaga, im większa pojemność, tym dłużej działa bez ładowania.

Przetwornica napięcia DC-DC

Akumulator Li-Po ma napięcie 24V i zasila elektrozawór. Potrzebuję konwertera napięcia DC-DC 24 na 12 do zasilania płyty Arduino i sprężarki. Powinna być mocna, ponieważ kompresor pobiera znaczny prąd. Wyjściem z tej sytuacji był zakup samochodowej przetwornicy napięcia 30A (Rys. 4).

Przykład:

1 x DC 24v do DC 12v Step Down 30A 360W Heavy Duty Truck Car Power Supply ≈ 20 $;

Ciężkie ciężarówki mają pokładowe napięcie 24V. Dlatego do zasilania elektroniki 12V stosuje się takie konwertery.

Przekaźniki

Do otwierania i zamykania obwodów potrzebnych jest kilka modułów przekaźnikowych - pierwszy dla sprężarki, a drugi dla elektrozaworu. Użyłem tych:

2 x Przekaźnik (moduł Troyka) ≈ 20$;

Guziki

Kilka standardowych chwilowych przycisków. Pierwszy do włączenia kompresora i drugi jako spust do oddania strzału.

2 x prosty przycisk (moduł Troyka) ≈ 2$;

Diody

Para diod LED wskazujących stan działa.

2 x Simple LED (moduł Troyka) ≈ 4$;

Krok 6: Przygotowanie. Cięcie CNC

Aby zmontować wszystkie elementy pneumatyczne i elektroniczne, musiałem wykonać kilka części obudowy. Wyciąłem je frezarką CNC z 6 mm, a sklejkę 4 mm pomalowałem.

Rysunki znajdują się w załączniku, dzięki czemu można je dostosować.

Poniżej znajduje się lista części, które musisz zdobyć, aby złożyć armatę zgodnie z tą instrukcją. Lista zawiera nazwy części i minimalną wymaganą jakość.

• Uchwyt - 6 mm - 3 sztuki;
• Szpilka - 6 mm - 8 sztuk;
• Arduino_plate - 4 mm - 1 szt.;
• Pneumatic_plate_A1 - 6mm - 1 szt.;
• Pneumatic_plate_A2 - 6mm - 1 szt.;
• Płyta_pneumatyczna_B1 - 6mm - 1 szt.;
• Płyta_pneumatyczna_B2 - 6mm - 1 sztuka;

Krok 7: Montaż. Obudowa pompy, elektromagnesu i pneumatycznego

Lista materiałów:

W pierwszym etapie montażu należy wykonać obudowę elementów pneumatycznych, zmontować wszystkie złączki rurowe, zainstalować elektrozawór i sprężarkę.

Elektronika:

1. Sprężarka powietrza o dużej wytrzymałości - 1 sztuka;

Cięcie CNC:

2. Płyta_pneumatyczna_A1 - 1 szt.;

3. Pneumatic_plate_A2 - 1 szt.;

4. Płyta_pneumatyczna_B1 - 1 szt.;

5. Pneumatic_plate_B2 - 1 szt.;

Zawory i złączki rurowe:

6. DN 25 S1010 (TORK-GP) Elektrozawór 1 szt.;

7. Złącze 3-drożne G1 BSPP męskie-męsko-męskie - 1 szt.;

8. Adapter montażowy żeński G1 "do męskiego G1/2" - 1 sztuka;

9. Adapter montażowy żeński G1/2 "do męskiego G1/4" - 1 sztuka;

10. Złącze 4-stykowe G1/4 BSPP męskie-żeńskie-żeńskie-żeńskie - 1 sztuka;

11. 3-drożne złącze typu Y G1/4 BSPP żeńskie-żeńskie-żeńskie - 1 sztuka;

12. Dopasowanie Union Male G1 "do G1" - 1 sztuka;

13. Adapter montażowy żeński G1 do męskiego M30x1,5 - 1 sztuka;

Śruby:

14. Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 20mm - 20 sztuk; 15. Nakrętka sześciokątna M3 (DIN 934 / DIN 985) - 16 sztuk;

16. Podkładka M3 (DIN 125) - 36 sztuk;

17. Śruby M4 od sprężarki powietrza - 4 sztuki;

Inne:

18. Uchwyt sześciokątny PCB M3 męski-żeński długość 24-25mm - 4 sztuki;

Materiały eksploatacyjne:

19. Uszczelniacz do rur pneumatycznych.

Proces montażu:

Spójrz na szkice. Pomogą Ci w montażu.

Schemat 1. Weź dwa wycięte CNC panele B1 (poz. 4) i B2 (poz. 5) i połącz je jak pokazano na rysunku. Przykręcić je śrubami M3 (poz. 14), nakrętkami (poz. 15) i podkładkami (poz. 16)

Schemat 2. Zmontowane panele B1+B2 ze schematu 1. Włożyć do panelu adapter G1" na M30x1,5 (poz. 13). Sześciokąt na adapterze powinien pasować pod sześciokątny rowek w panelu. adapter jest nieruchomy i nie obraca się. Następnie zamontuj sprężarkę w okrągłym rowku po drugiej stronie zmontowanych paneli. Średnica rowka musi być taka sama jak średnica zewnętrzna sprężarki. Zamocuj sprężarkę za pomocą śrub M4 (poz.17), która była dostarczana z pompą samochodową

Schemat 3. Włożyć złącze 3-drogowe G1" (poz. 7) do elektrozaworu (poz. 6). Następnie wkręcić złącze (poz. 7) do przejściówki G1" na M30x1,5 (poz. 13). Zamocować wszystkie gwinty za pomocą uszczelniacza do rur pneumatycznych (poz. 19). Wolny wylot złącza trójdrożnego i cewka magnetyczna elektrozaworu powinny być skierowane do góry, jak pokazano na rysunku. Korpus kompresora (poz. 1) może uniemożliwić obracanie złącza, dzięki czemu można go chwilowo odłączyć od zespołu. Zdemontuj boczną powierzchnię sprężarki. Wkręć cztery śruby mocujące pokrywę boczną do sześciokątnych występów M3 (poz. 18). Otwory gwintowane w sprężarkach tego typu to zwykle M3. Jeśli tak nie jest, musisz samodzielnie nagwintować otwory gwintowane M3 lub M4 w sprężarce

Schemat 4. Rozebrać zespół 3. Przykręcić adapter G1" do G1/2" (poz. 8) do zespołu. Przykręcić adapter G1/2" do G1/4" (poz. 9) do adaptera (poz. 8). Następnie zainstaluj złącze 4-stykowe G1/4" (poz.10) i trójdrożny łącznik typu Y G1/4" (poz. 11) jak pokazano na schemacie. Umocować wszystkie gwinty za pomocą uszczelniacza do rur pneumatycznych (poz. 19)

Schemat 5. Weź dwa panele wycięte CNC panele A1 (poz. 2) i A2 (poz. 3) i połącz je jak pokazano na rysunku. Przykręcić je śrubami M3 (poz. 14), nakrętkami (poz. 15) i podkładkami (poz. 16)

Schemat 6. Zmontowane płyty A1+A2 ze schematu 5. Włożyć w panele złączkę G1" do G1" (poz. 12). Sześciokąt na złączce powinien pasować pod sześciokątny rowek w panelu. Dzięki temu okucie jest zamocowane w panelu i nie obraca się. Następnie przykręcić panele A1+A2 wraz z złączką (poz. 12) wewnątrz do elektrozaworu z zespołu 4. Obracać panele A1+A2 aż znajdą się pod tym samym kątem co panele B1 i B2. Zabezpieczyć gwint pomiędzy elektrozaworem a złączką (poz. 12) za pomocą uszczelniacza do rur pneumatycznych (poz. 19). Następnie dokończ montaż przykręcając panele A1+A2 do sprężarki za pomocą śrub M3 (poz. 14)

Krok 8: Montaż. Uchwyt, zbiornik powietrza i beczka

Lista materiałów:

Na tym etapie wykonaj rączkę armaty i zainstaluj na niej obudowę pneumatyczną. Następnie dodaj beczkę i zbiornik powietrza.

1. Zbiornik powietrza - 1 sztuka;

Cięcie CNC:

2. Uchwyt - 3 sztuki;

3. Szpilka - 8 sztuk;

Rury i kształtki:

4. Rura kanalizacyjna DN50 PVC o długości pół metra;

5. Złączka zaciskowa PVC od DN50 do G1”;

Śruby:

6. Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 25mm - 17 sztuk;

7. Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 30mm - 8 sztuk;

8. Nakrętka sześciokątna M3 (DIN 934 / DIN 985) - 25 sztuk;

9. Podkładka M3 (DIN 125) - 50 sztuk;

Proces montażu:

Spójrz na szkice. Pomogą Ci w montażu.

Schemat 1. Weź trzy wycięte CNC uchwyty (poz. 2) i połącz je jak pokazano na rysunku. Przykręcić je śrubami M3 (poz. 6), nakrętkami (poz. 8) i podkładkami (poz. 9)

Schemat 2. Wziąć zmontowane uchwyty ze schematu 1. W rowki włożyć osiem wyciętych w CNC części sworznia (poz. 3)

Schemat 3. Zamontuj obudowę pneumatyczną z poprzedniego kroku do Montażu. Połączenie ma konstrukcję zatrzaskową. Zamocować go na uchwycie za pomocą 8 śrub M3 (poz. 7), nakrętek (poz. 8) i podkładek (poz. 9)

Schemat 4. Wykonanie montażu 3. Przykręcić zbiornik powietrza (poz. 1) do obudowy pneumatycznej. Mój zbiornik powietrza był uszczelniony gumowym pierścieniem, który był zainstalowany na gaśnicy. Ale w zależności od zbiornika powietrza może być konieczne uszczelnienie tego połączenia szczeliwem. Wziąć rurę kanalizacyjną DN 50 PVC i włożyć ją do złączki zaciskowej PVC (poz. 5). To jest lufa twojej armaty =). Przykręć drugą stronę złącza do zespołu pneumatycznego. Nie możesz zapieczętować tego wątku

Krok 9: Montaż. Elektronika, zawory i wskaźniki

Lista materiałów:

Ostatnim krokiem jest zainstalowanie pozostałych elementów pneumatycznych, zaworów i manometrów. Zamontuj również elektronikę oraz wspornik do montażu Arduino i wyświetlacza.

Zawory, węże i manometry:

1. Manometr aneroidowy G1/4 - 1 szt.;

2. Cyfrowy przetwornik ciśnienia G1/4 5V - 1 szt.;

3. Zawór upustowy bezpieczeństwa G1/4 - 1 szt.;

4. Zawór zwrotny G1/4" do G1/4" - 1 szt.;

5. Wąż pneumatyczny o długości około 40 cm;

Cięcie CNC:

6. Płytka Arduino - 1 sztuka;

Elektronika:

7. Przetwornica napięcia samochodowego DC-DC 24V na 12V - 1 sztuka;

8. Arduino Mega 2560 - 1 sztuka;

9. Moduł wyświetlacza 4D Systems 32DT - 1 sztuka;

Śruby:

10. Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 10mm - 10 sztuk;

11. Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 25mm - 2 sztuki;

12. Nakrętka sześciokątna M3 (DIN 934 / DIN 985) - 12 sztuk;

13. Podkładka M3 (DIN 125) - 4 sztuki;

Inne:

14. Element dystansowy sześciokątny PCB M3 męski-żeński długość 14mm - 8 sztuk;

15. Narożnik metalowy 30x30mm - 2 sztuki;

Zmienne komponenty do montażu przetwornika DC-DC:

16. Element dystansowy sześciokątny PCB M3 męski-żeński długość 14mm - 2 sztuki;

17. Podkładka M3 (DIN 125) - 4 sztuki;

18. Śruba M3 (DIN 912 / ISO 4762) długość 25mm - 2 sztuki;

19. Nakrętka sześciokątna M3 (DIN 934 / DIN 985) - 2 sztuki;

Materiały eksploatacyjne:

20. Uszczelniacz do rur pneumatycznych;

Proces montażu:

Spójrz na szkice. Pomogą Ci w montażu.

Schemat 1. Przykręcić zawór zwrotny (poz. 4) i przetwornik ciśnienia (poz. 2) do złącza 4-drogowego zespołu. Przykręcić zawór bezpieczeństwa bezpieczeństwa (poz. 3) i manometr aneroidowy (poz. 1) do trójdrożnego złącza typu Y. Uszczelnij wszystkie połączenia gwintowe szczeliwem

Schemat 2. Podłączyć zawór zwrotny (poz. 4) do sprężarki wężem (poz. 5). Zazwyczaj na takich rurkach znajduje się gumowy pierścień, ale jeśli nie, użyj uszczelniacza

Schemat 3. Zamontować przetwornik napięcia DC-DC (poz. 7) do zespołu. Takie samochodowe konwertery napięcia mogą mieć zupełnie inne rozmiary i połączenia i jest mało prawdopodobne, że znajdziesz dokładnie takie same jak moje. Więc zastanów się, jak zainstalować go samodzielnie. Dla swojego konwertera przygotowałem dwa otwory w uchwycie i przymocowałem go za pomocą kołków M3 (poz. 16), śrub (poz. 18), podkładek (poz. 17) i nakrętek (poz. 19)

Schemat 4. Weź wycinaną CNC płytkę Arduino (poz. 6). Zamontuj płytkę Arduino Mega 2560 (poz. 8) z jednej strony płytki za pomocą czterech kołków (poz. 14), śrub M3 (poz. 10) i nakrętek (poz. 12). Zamontować moduł wyświetlacza 4D (poz. 9) z drugiej strony płyty (poz. 6) za pomocą czterech wsporników (poz. 14), śrub M3 (poz. 10) i nakrętek (poz. 12). Przymocuj dwa metalowe narożniki 30x30mm (poz. 15) do panelu, jak pokazano na rysunku. Jeśli otwory montażowe w rogach, które masz, nie pasują do tych na panelu, wywierć je samodzielnie

Schemat 5. Przymocuj zmontowaną płytkę Arduino do uchwytu armaty. Przykręcić śrubami M3 (poz. 11), podkładkami (poz. 13) i nakrętkami (poz. 12)

Krok 10: Montaż. Okablowanie

Tutaj połącz wszystko zgodnie z tym schematem. Moduł wyświetlacza można podłączyć do dowolnego UART; Wybrałem Serial 1. Nie zapomnij o grubości przewodów. Zaleca się użycie grubych kabli do połączenia sprężarki i elektrozaworu z akumulatorem. Przekaźniki powinny być ustawione na normalnie otwarte.

Krok 11: Programowanie. Warsztaty 4D 4 IDE

4D System Workshop to środowisko programistyczne UI dla wyświetlacza używanego w tym projekcie. Nie powiem jak podłączyć i sflashować wyświetlacz. Wszystkie te informacje można znaleźć na oficjalnej stronie producenta. Na tym etapie powiem ci, których widżetów użyłem w interfejsie armaty.

Użyłem jednego Form0 (Rys. 1) i następujących widżetów:

Miernik kątowy1 Ciśnienie, bar

Ten widżet wyświetla bieżące ciśnienie systemowe w barach.

Miernik kątowy2 Ciśnienie, psi

Ten widżet wyświetla bieżące ciśnienie systemowe w Psi. Wyświetlacz nie obsługuje wartości zmiennoprzecinkowych. W związku z tym niemożliwe jest poznanie dokładnego ciśnienia w barach, na przykład, jeśli ciśnienie mieści się w zakresie od 3 do 4 barów. W tym przypadku skala psi jest bardziej pouczająca.

Przełącznik obrotowy0

Przełącznik obrotowy do ustawiania maksymalnego ciśnienia w systemie. Postanowiłem podać trzy prawidłowe wartości: 2, 4 i 6 barów.

Ciągi0

Pole tekstowe informujące, że sterownik pomyślnie zmienił maksymalną wartość ciśnienia.

• Statictext0 Działo Spuit!
• Tekst statyczny1 Maksymalne ciśnienie
• Zdjęcia użytkownika0

Są tylko dla lulz.

Załączam również projekt Workshop do oprogramowania układowego wyświetlacza. Możesz tego potrzebować.

Krok 12: Programowanie. IDE XOD

Biblioteki XOD

Do programowania kontrolerów Arduino wykorzystuję wizualne środowisko programowania XOD. Jeśli jesteś nowy w elektrotechnice lub może lubisz pisać proste programy dla kontrolerów Arduino, takich jak ja, wypróbuj XOD. To idealne narzędzie do szybkiego prototypowania urządzeń.

Stworzyłem bibliotekę XOD zawierającą program Cannon:

gabbapeople/pneumatyczne-armaty

Ta biblioteka zawiera łatkę programu dla całej elektroniki i węzła do obsługi przetwornika ciśnienia.

Ponadto, aby móc obsługiwać moduły wyświetlania systemów 4D, potrzebujesz kilku bibliotek XOD:

gabbapeople/4d-ulcd

Ta biblioteka zawiera węzły do obsługi podstawowych widżetów 4D-ulcd.

bradzilla84/visi-genie-extra-library

Ta biblioteka rozszerza możliwości poprzedniej.

Proces

• Zainstaluj oprogramowanie XOD IDE na swoim komputerze.
• Dodaj bibliotekę gabbapeople/pneumatic-cannon do obszaru roboczego.
• Dodaj bibliotekę gabbapeople/4d-ulcd do obszaru roboczego.
• Dodaj bibliotekę bradzilla84/visi-genie-extra-library do obszaru roboczego.

Krok 13: Programowanie

Ok, cały patch programu jest dość duży, więc spójrzmy na jego części.

Inicjalizacja wyświetlacza

Węzeł początkowy (Rys. 1) z biblioteki 4d-ulcd służy do konfiguracji urządzenia wyświetlającego. Powinieneś połączyć z nim węzeł interfejsu UART. Węzeł UART zależy od tego, jak dokładnie jest podłączony twój wyświetlacz. Ekran świetnie radzi sobie z oprogramowaniem UART, ale jeśli to możliwe, lepiej użyć sprzętowego. Pin RST węzła init jest opcjonalny i służy do ponownego uruchomienia wyświetlacza. Węzeł początkowy tworzy niestandardowy typ danych DEV, który pomaga obsługiwać widżety wyświetlania w XOD. Szybkość komunikacji BAUD powinna być taka sama, jak ustawiona podczas migania wyświetlacza.

Odczyt przetwornika ciśnienia

Mój przetwornik ciśnienia jest urządzeniem analogowym. Przesyła sygnał analogowy proporcjonalny do ciśnienia powietrza w układzie. Aby poznać zależność, przeprowadziłem mały eksperyment. Napompowałem kompresor do pewnego poziomu i odczytałem sygnał analogowy. Dostałem więc wykres sygnału analogowego od ciśnienia (Rys. 2). Wykres ten pokazuje, że zależność jest liniowa i mogę ją łatwo wyrazić równaniem y = kx + b. Czyli dla tego czujnika równanie to:

Napięcie odczytu analogowego * 15, 384 - 1, 384.

W ten sposób otrzymuję dokładną (PRES) wartość ciśnienia w barach (Rys. 3). Następnie zaokrąglam go do wartości całkowitej i wysyłam do pierwszego widżetu licznika kątowego zapisu. Tłumaczę też ciśnienie za pomocą mapy węzłów mapy na psi i wysyłam do drugiego widgetu zapisu-metra kątowego.

Ustawienie maksymalnego ciśnienia

Maksymalną wartość ciśnienia ustawia się z odczytem przełącznika obrotowego (Rys. 4). Widżet odczytu z przełącznikiem obrotowym ma trzy pozycje z indeksami 0, 1 i 2., które odpowiadają wartościom ciśnienia 2, 4 i 6 bar na wyświetlaczu. Aby przekonwertować indeks na maksymalne ciśnienie (EST), pomnożę go przez 2 i dodaję 2. Następnie aktualizuję widżet string0 za pomocą węzła write-string-pre. Zmienia ciąg na ekranie i informuje o aktualizacji maksymalnego ciśnienia.

Działający zawór elektromagnetyczny i sprężarka

Pierwszy węzeł przycisku jest podłączony do pinu 6 i włącza przekaźnik sprężarki. Przekaźnik sprężarki jest sterowany za pomocą węzła zapisu cyfrowego, który jest podłączony do pinu 8. Jeśli przycisk zostanie naciśnięty, a ciśnienie w układzie (PRES) jest mniejsze niż ustawione (EST), sprężarka włącza się i zaczyna pompować powietrze do momentu osiągnięcia ciśnienia w układzie (PRES) jest większa niż wartość maksymalna (EST) (Rys. 5).

Strzał odbywa się poprzez naciśnięcie spustu. To proste. Węzeł przycisku wyzwalacza, który jest podłączony do styku 5, przełącza przekaźnik elektromagnetyczny za pomocą węzła zapisu cyfrowego podłączonego do styku 12.

Wskazując stan

Diody LED nigdy nie wystarczają =). Pistolet posiada dwie diody LED: zieloną i czerwoną. Jeżeli sprężarka nie jest włączona, a ciśnienie w układzie (PRES) jest równe oszacowanemu (EST) lub nieco od niego niższe, zapala się zielona dioda (Rys. 6). Oznacza to, że możesz bezpiecznie wcisnąć spust. Jeśli pompa pracuje lub ciśnienie w układzie jest niższe niż ustawione na ekranie, zapala się czerwona dioda, a zielona gaśnie.