Zrób zmotoryzowany suwak aparatu Arduino !: 13 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Ten projekt pokazuje, jak przekonwertować dowolny zwykły slider na zmotoryzowany slider sterowany Arduino. Suwak może poruszać się bardzo szybko z prędkością 6m/min, ale też niesamowicie wolno.

Polecam obejrzeć film, aby uzyskać dobre wprowadzenie

Rzeczy, których potrzebujesz:

• Dowolny suwak aparatu. Użyłem tego.
• Arduino Micro
• 4 małe przełączniki dwustabilne
• Akumulator 12 V
• Pasek rozrządu i 2 koło pasowe
• Wiertło schodkowe
• Lutownica. Całkowicie mogę polecić ten. To inwestycja, ale na dłuższą metę się opłaca.
• Sterownik krokowy A4988. Teoretycznie potrzebujesz tylko jednego, ale łatwiej jest rozwiązać problem, jeśli masz wiele. I tak są tanie.
• Silnik krokowy 12 V
• Centralny cios
• Piła do metalu lub szlifierka kątowa
• Wiertarka lub wiertarka ręczna

Krok 1: Wywierć otwory montażowe na silnik krokowy

Silnik krokowy należy zamontować pod szyną. Im bliżej końca, tym dłuższa jest Twoja podróż. Najłatwiejszym sposobem przeniesienia wzoru otworów z silnika na tor jest narysowanie go farbą malarską. To bardzo przydatna wskazówka do wszelkiego rodzaju zastosowań. Koła pasowe były dość wysokie, więc musiałem wywiercić duże otwory, aby zmieścić część ich wysokości wewnątrz toru. Można to łatwo zrobić za pomocą wiertarki i wiertła stopniowego. Upewnij się, że używasz punktaka do zaznaczania lokalizacji otworów. Dzięki temu wiercenie ich jest łatwiejsze i bardziej precyzyjne. Frez do fazowania 90° ładnie czyści krawędzie.

Krok 2: Zamontuj silnik na torze

Silniki Nema 17 zwykle mają na górze otwory gwintowane 3 mm. Użyłem podkładek, aby uzyskać idealną wysokość paska. Pas musi jechać dość nisko na torze, aby opróżnić karetkę. Koła pasowe mocowane są do wału za pomocą śruby dociskowej. Na moim sliderze dziury trochę kolidowały z okrągłymi powierzchniami toru. Musiałem trochę złożyć, aby prawidłowo wkręcić śruby. Jeśli planujesz z wyprzedzeniem i przekręcisz silnik o kilka stopni, powinno być w porządku. I tak wystarczą dwie śruby.

Krok 3: Wykonanie małego uchwytu na koło pasowe napinające

Rolka napinająca, podobnie jak rolka krokowa, musi być zamontowana nieco poniżej powierzchni toru. Użyłem kawałka metalu, który został mi z poprzedniego projektu. Coś podobnego znajdziesz w każdym sklepie z narzędziami. Użyłem śrub z łbem wpuszczanym. Wyglądają niesamowicie, ale tylko wtedy, gdy są odpowiednio osadzone w swoich dziurkach. Aby to osiągnąć, zacząłem od jednego otworu, włożyłem śrubę, a następnie wywierciłem drugi. Zapewnia to idealne dopasowanie. Do wykonania zlewozmywaka służy końcówka do fazowania.

Aby uzyskać wyjątkowo ładny wygląd, należy pomalować metal. Stosowanie podkładu to zawsze dobry pomysł. Mój nie działał zbyt dobrze w temperaturze -10C°.

Krok 4: Zamontuj rolkę napinającą

Koło pasowe luźne musi znajdować się na tej samej wysokości co koło pasowe silnika. Użyłem do tego podkładek. Zdecydowanie polecam używać nakrętek nylock! Posiadają małą plastikową wkładkę, która łączy się z gwintem i zapobiega jego obluzowaniu pod wpływem wibracji.

Krok 5: Zmodyfikuj wózek, aby przytrzymywał końce paska rozrządu

Twoje paski będą prawdopodobnie miały długość 5 m, które możesz przyciąć na wymiar. Oznacza to, że oba końce muszą być przymocowane do wózka. Wypróbowałem kilka sposobów mocowania ich do wózka, zanim znalazłem bardzo proste rozwiązanie. Właśnie zaklinowałem pasek na równoległej powierzchni za pomocą śruby z łbem stożkowym M3. Wywierciłem kilka otworów, aby mieć pewność, że jeden z nich będzie miał odpowiednią odległość, aby mocno trzymać pasek.

Krok 6: Podziwiaj swój sprzęt

Do tej pory powinieneś mieć pasek, który jest połączony z wózkiem i owija się wokół silnika i koła pasowego napinającego. Dalej przychodzi elektronika!

Krok 7: Przegląd elektroniki

Używam Arduino Micro. To świetne małe urządzenie o niewielkich rozmiarach i dużej ilości materiałów pomocniczych online. Arduino zasilane jest pakietem baterii 12V składającym się z 8 baterii AA. Uważam to za wygodniejsze niż używanie LiPo. Akumulator jest również bezpośrednio podłączony do sterownika krokowego, ponieważ wymaga wyższego napięcia i prądu sterującego silnikiem niż Arduino może dostarczyć. Sterownik krokowy odbiera sygnały z Arduino przez 2 kable i steruje silnikiem. Arduino zaczyna podawać wskazówki kierowcy, gdy tylko uzyska zasilanie. 4 przełączniki służą jako rodzaj zamka szyfrowego do ustawiania prędkości ruchu. Oto Kodeks. Niestety kod circuits.io został usunięty, gdy strona została sprzedana. Poniższy kod działa dobrze.

Krok 8: Okablowanie przełączników do Arduino

Niestety shematic zaginął, ponieważ usunięto circuits.io. Jak najlepiej wytłumaczyć shematykę? Arduino wykorzystuje pakiet akumulatorów 12V jako źródło napięcia. Sam wytwarza napięcie 5V, które można wykorzystać do sprawdzenia stanu 4 przełączników. Służą do zmiany prędkości suwaka. Czyli masz na płytce tak jakby 2 napięcia. 12 V do zasilania i 5 V do obwodu sterującego. Musisz podłączyć źródło 12 V do Vin i GND Arduino. Vin oznacza napięcie w. Ta część jest łatwa.

Następnie musisz dodać 4 przełączniki. W tym celu możesz użyć użytego tu schematu i skopiować go 4 razy dla 4 przełączników. Przepraszam, że prawdziwy shematyk się zgubił. Użyj pin2 do pin5, które również znajdziesz w poniższym kodzie. Nie używaj pinu 1, który nie działa. Do czego służą rezystory? Cóż, Arduino nie może mierzyć prądu, ale może mierzyć napięcie. Więc przełącznik albo łączy 5V z pinem, albo pozwala mu zwierać do GND. Rezystor tuż przed GND jest tam, aby utrzymać napięcie w pobliżu zera. Potrzebujesz osobnych rezystorów 10k dla każdego przełącznika! Jeśli zastosujesz się do powyższego samouczka, który jest dość prosty i stanowi jedną z podstaw Arduino, Arduino będzie stale sprawdzać aktualny stan przełączników i odpowiednio reagować. Mam nadzieję, że to pomoże.

Gdy ten obwód zadziała, możesz przenieść go na płytkę stykową i przylutować.

Podłącz kilka cienkich kabli do 4 przełączników. Użyłem kabli, które znalazłem w starym kablu Ethernet. Jestem pewien, że masz ich mnóstwo. Zabezpiecz nieosłonięte zaciski za pomocą rurek termokurczliwych. Powinieneś teraz mieć 4 przełączniki podłączone do Arduino, a Arduino powinno działać i rejestrować, że te przełączniki są wciśnięte.

Krok 9: Okablowanie sterownika krokowego A4988

Sterownik krokowy to A4988. Odbiera sygnały z Arduino i przekazuje je do Steppera. Potrzebujesz tej części. Zamiast wyjaśniać Ci obwód, możesz raczej obejrzeć ten samouczek, ponieważ wyjaśnia to bardzo dobrze. To jest moje odniesienie, gdy używam A4988. Mój kod używa dokładnie tych samych pinów. Dodaj więc ten samouczek youtuberów do tablicy z przełącznikami z poprzedniego kroku i zadziała.

Krok 10: Dodaj kod

Oto cały kod i obwód suwaka. Możesz to przetestować online, ale tylko bez sterownika krokowego. Alternatywne łączeKod sprawdza stan 4 przełączników w pętli. Następnie przechodzi przez niektóre instrukcje if i wybiera żądane opóźnienie między krokami, aby przejść przez całą długość suwaka we wprowadzonej wartości. Wszystkie obliczenia są zawarte w kodzie jako uwagi. Musisz wprowadzić długość suwaka i średnicę koła pasowego, aby upewnić się, że silnik zatrzyma się po osiągnięciu końca ruchu. Po prostu sam zmierz te wartości. Formuły są zawarte w kodzie.

Tabela pokazuje, jakie przełączniki należy nacisnąć przez określony czas. Na przykład, jeśli chcesz, aby suwak przesunął się o całą długość w ciągu 2 minut, musisz aktywować przełączniki 1 i 2. Możesz oczywiście zmienić te wartości zgodnie ze swoimi preferencjami.

Krok 11: Wydrukuj załącznik

Obudowę zaprojektowałem w Fusion 360. Tutaj możesz pobrać pliki i wydrukować je na drukarce 3D. Nie jest wymagane żadne wsparcie. Szczegóły liter wypełniłam różowym lakierem do paznokci, aby było łatwiej je odczytać. Możesz wypełnić cały list, a następnie wymazać dostęp. Ta sztuczka może być używana do wszelkiego rodzaju wcięć. Jeśli chcesz łatwiejszą opcję, możesz po prostu zrobić ją ręcznie, używając małego pudełka na lunch.

Krok 12: Montaż końcowy

Czas złożyć wszystko razem. Umieść wszystkie elementy wewnątrz obudowy i przymocuj je do suwaka za pomocą dwustronnej taśmy piankowej. Ten materiał jest dość mocny i ładnie przylega do nierównych powierzchni. Dodałem również mocowanie antywibracyjne z uniwersalnym mocowaniem kamery na górze. Uchwyt wibracyjny jest dość tani i zatrzymuje wibracje przed dotarciem do aparatu. Jest to potrzebne tylko w przypadku szybkiego ruchu. W moim przypadku szybki ruch wynosi od 10 do 30 sekund na długość suwaka. Dodałem stolik ze wszystkimi kombinacjami przełączników na spodzie.

Krok 13: Podziwiaj swoją pracę i nagraj kilka fajnych materiałów

Niezależnie od tego, czy jest to wideo, czy timelapse, ten suwak może zrobić wszystko! Jeśli sam je zbudujesz, chciałbym się o tym dowiedzieć!

Drugie miejsce w Konkursie Mikrokontrolerów 2017