Zhvillimi i një xhojstiku të tërhequr me motor: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:18

Ky levë e tërhequr e motorizuar është një zgjidhje me kosto të ulët për përdoruesit e karrigeve me rrota të fuqishme që përjetojnë vështirësi në përdorimin e montuesve të levës me dorë të lëkundur. Shtë një përsëritje e projektimit në një projekt të mëparshëm të tërheqjes së levës.

Projekti përbëhet nga dy pjesë: një pjesë mekanike (dizajni i montimit, montimi etj.) Dhe një pjesë elektrike (qark, kod Arduino, etj).

Moduli i levës së tërhequr me motor mund të bëhet dhe të përsëritet nga kushdo duke ndjekur udhëzimet e dhëna këtu. Asnjë njohuri paraprake për qarqet ose Arduino ose Solidworks nuk është e nevojshme. Shumë pak saldim është përfshirë në këtë projekt, dhe udhëzimet e saldimit mund të gjenden këtu. Qasja në operacionet bazë të shpimit/përpunimit do të jetë e nevojshme. Shpjegimet e hollësishme të dizajnit trajtohen në Pjesën Mekanike dhe Pjesën Elektrike.

Hapi 1: Përmbajtja

1. Përmbajtja

2. Karakteristikat dhe Funksionaliteti

   • Mekanizmi i tërheqjes dhe shtrirjes së motorizuar
   • Mënyra e majtë/e djathtë
   • Modulariteti
   • Shpejtësia e Rrotullimit e Rregullueshme
3. Përgatitja

   • Softuer

     Arduino

   • Hardware

     • Përmbledhje e të gjitha pjesëve dhe mjeteve të nevojshme
     • Arduino Nano (Rev 3.0)
     • Çipi i shoferit të motorit: L293D
     • Rezistenca tërheqëse
     • Butonat dhe Çelsat
     • Përzgjedhja e motorit

   • Furnizimi me energji nga Karriget me rrota të energjisë

     Duke përdorur një port USB

4. Pjesa Mekanike

   • Prodhim industrial
   • Limit Switch Attachment
   • Montimi/Çmontimi
   • Zëvendësimi i motorit
   • Elektronikë Strehimi

5. Pjesa elektrike

   • Qarqet

     • Skematike
     • Paraqitja e tabelës së bukës
   • Kodi Arduino

6. Udhëzime hap pas hapi

   Shkarkoni skedarin PDF të Udhëzimeve

7. Zgjidhja e problemeve
8. Video Dokumentacioni
9. Referencat

Hapi 2: Karakteristikat dhe Funksionaliteti

Mekanizmi i tërheqjes dhe shtrirjes së motorizuar

Ky montim motorik tërheqës i tërhequr do të mundësojë përdoruesit e karrigeve me rrota të tërheqin ose zgjasin automatikisht levën e tyre. Përdoruesit kanë mundësinë ose të shtypin dy butona (një për tërheqje dhe një për shtrirje) ose një buton (një buton të vetëm për tërheqjen dhe shtrirjen) në varësi të preferencave të tyre. Vendosja e butonave është fleksibël dhe mund të ndryshojë për të përmbushur kërkesat e ndryshme të përdoruesit. Butonat janë bashkangjitur në qark përmes prizave të butonave universale, kështu që butonat e përdorur në këtë demonstrim mund të zëvendësohen me çdo buton universal.

Mënyra e majtë/e djathtë

Ky produkt është i përshtatshëm për përdoruesit e dorës së majtë dhe të djathtë. Tekniku që instalon sistemin e motorizuar në karrigen me rrota të klientit mund të ndryshojë lehtësisht modalitetin duke ndryshuar një çelës në kutinë elektronike. Asnjë modifikim nuk duhet të bëhet në kod.

Modulariteti

Produkti është i padëmshëm. Nëse mekanizmi i automatizuar është i paracaktuar ose nëse sistemi është duke u riparuar, mekanizmi manual i rrotullimit nuk do të ndikohet. Një përshkrim i hollësishëm i procesit të thjeshtë të montimit dhe çmontimit përfshihet më vonë në udhëzimet.

Shpejtësia e Rrotullimit e Rregullueshme

Shpejtësia e rrotullimit të mekanizmit të automatizuar mund të rregullohet duke modifikuar kodin Arduino (udhëzimet jepen në seksionet e mëvonshme). Si një masë paraprake sigurie, shpejtësia e rrotullimit nuk duhet të jetë shumë e madhe, pasi sistemi nuk mund të ndiejë atë që mund të jetë në rrugë, e cila mund të shkaktojë lëndime të vogla.

Hapi 3: Përgatitja

Softuer

Në këtë projekt, Arduino përdoret, kështu që do t'ju duhet të keni të instaluar Arduino IDE në kompjuterin tuaj. Lidhja për të shkarkuar aplikacionin është këtu. Kodi Arduino i përdorur për këtë produkt është i disponueshëm në një seksion të mëvonshëm.

Hardware

Përmbledhje e të gjitha pjesëve dhe mjeteve të nevojshme

Kjo tabelë e mëposhtme përmban të gjitha pjesët dhe mjetet e nevojshme për këtë projekt.

Arduino Nano (Rev 3.0)

Arduino Nano (Rev 3.0) përdoret në këtë produkt. Sidoqoftë, mund ta zëvendësoni këtë tabelë me borde të tjera Arduino që përmbajnë kunjat PWM. Kunjat PWM kërkohen në këtë projekt, pasi ne do të përdorim Arduino (foto) për të kontrolluar një çip të drejtuesit të motorit (L293D), dhe çipi duhet të kontrollohet nga hyrjet PWM. Kunjat PWM të Arduino Nano (Rev 3.0) përfshijnë: pin D3 (Pin 6), D5 pin (Pin 8), D6 pin (Pin 9), D9 pin (Pin 12), D10 pin (Pin 13), D11 pin (Pin 14). Nëse jeni të interesuar për më shumë detaje rreth Arduino Nano, paraqitja e tij e pin dhe skemat mund të referohen këtu.

Çipi i shoferit të motorit: L293D

L293D është një çip i fuqishëm i drejtuesit të motorit DC që mundëson që motori DC të rrotullohet si në drejtim të akrepave të orës ashtu edhe në drejtim të kundërt.

Kunjat që përdoren në këtë projekt përfshijnë: Enable1, 2 pin (Pin 1), Input 1 (Pin 2), Output 1 (Pin 3), GND (Pin 4), Output 2 (Pin 6), Input 2 (Pin 7), Vcc 1 (Pin 8), Vcc 2 (Pin 16).

• Enable1, 2 pin (Pin 1): kontrolloni shpejtësinë e motorit
• Hyrja 1 (Pin 2): kontrolloni drejtimin e motorit
• Dalja 1 (Pin 3): lidheni me motorin, polariteti nuk ka rëndësi
• GND (Pin 4): lidheni me tokën
• Dalja 2 (Pin 6): lidheni me motorin, polariteti nuk ka rëndësi
• Hyrja 2 (Pin 7): kontrolloni drejtimin e motorit
• Vcc 1 (Pin 8): fuqizoni qarkun e brendshëm të çipit, lidheni me 5 V
• Vcc 2 (Pin 16): fuqizoni motorin DC, ndryshon me kërkesën e motorit. Motori i përdorur për këtë projekt mund të fuqizohet në 5 V.

Nëse jeni të interesuar për më shumë detaje rreth L293D, fleta e të dhënave të tij mund të arrihet këtu dhe këtu.

Rezistenca tërheqëse

Çdo buton/ndërprerës është i çiftuar me një rezistencë tërheqëse. Rezistorët tërheqës janë këtu për t'ju ndihmuar të siguroheni që Arduino do të lexojë një vlerë konstante nga kunja. Nëse nuk i bashkoni butonat/çelësin tonë me një rezistencë, vlera që lexon Arduino nga kunja përkatëse do të notonte midis 0 dhe 1. Në këtë rast, butonat/ndërprerës nuk do të funksionojnë siç pritej. Meqenëse ne po përdorim rezistorë tërheqës, rezistorët do të lidhen midis pinit dixhital përkatës dhe tokës, kështu që butonat/çelësi do të lidhen midis kunjit të energjisë (+5V) dhe kunjit dixhital në Arduino Nano. Kur shtypet butoni, Arduino do të lexojë 1 nga kunja përkatëse. Tre rezistorë 270 Ω përdoren në këtë projekt.

Butonat/Ndërroni

Në këtë projekt, ne zbatojmë prizën (et) e butonave 3.5mm në tabelën e bukës për zëvendësim të lehtë të butonave. Një ndërprerës me dy kunja (për të ndërruar modalitetin majtas/djathtas) lidhet drejtpërdrejt në tabelën e bukës pasi shumica e përdoruesve të karrigeve me rrota nuk do të kenë nevojë të ndërveprojnë me ndërprerësin dhe çelësi është krijuar për personin që ndihmon në instalimin e të gjithë mekanizmit.

Përzgjedhja e motorit

Ne morëm disa mbështetëse të tërheqjes me dorë nga karrige me rrota të ndryshme nga The Boston Home Inc. Sasia e forcës dhe çift rrotullues i nevojshëm për tërheqjen e të gjithë këtyre mostrave u testuan dhe u llogaritën. Pas kontrollimit të specifikimeve të motorit, një motor me ingranazhe DC u zgjodh për montimin e stendës së levës së treguar më parë si një demonstrim për udhëzimet, pasi ai montim i stendës së levës kërkonte çift rrotullues më të madh në mesin e 4 mostrave që kishim. Ju do të dëshironi të provoni sasinë e forcës dhe çift rrotullues të nevojshëm për krahun tuaj të levës + peshën e vetë montimit të levës për t'u siguruar që do të përshtatet brenda specifikimit.

Furnizimi me energji nga Karriget me rrota të energjisë

Shumica e karrigeve me rrota janë të pajisura me një furnizim me energji 24V. Ky produkt i automatizuar i tërheqjes së levës kërkon një hyrje 5V. Meqenëse produkti është krijuar për të marrë energji nga furnizimi me energji i karrigeve me rrota, nuk nevojitet furnizim me energji të jashtme.

Duke përdorur një port USB

Një konvertues DC-DC 24V-në-5V (Një konvertues buck përdoret për të ulur tensionin.) Moduli me një port USB mund të porositet në internet (ai që kemi përdorur është porositur nga këtu). Lidhni hyrjen e konvertuesit të valutës në furnizimin me energji 24V (porti i energjisë në portin e energjisë, dhe porta tokësore në portën tokësore), dhe bordi Arduino Nano pastaj mund të lidhet me modulin e konvertuesit buck përmes portës USB.

Hapi 4: Pjesa mekanike

Të gjitha matjet dhe dimensionet u bënë në lidhje me krahun e veçantë të levës që përdorëm për këtë projekt. Këto mund të ndryshojnë në varësi të krahut dhe ne do të vërejmë zona të rëndësishme të ndryshueshmërisë.

Prodhim industrial

Ekzistojnë tre pjesë shtesë që duhen fabrikuar për të krijuar përsëri pjesën mekanike (Shih figurat). Krahu i jashtëm i krahut të levës gjithashtu kërkon modifikim për të bashkuar përbërësit mekanikë në bazën e levës.

1. Kllapa e sipërme
2. Kllapa e poshtme
3. Bllok çift rrotullues
4. Krahu i jashtëm

Përdorimi i Stokut të Këndit të Aluminit në formë L (kllapat e sipërme dhe të poshtme), Stoku i Aluminit të Sheshit (bllok çift rrotullues), dhe krahun ekzistues të levës (krahu i jashtëm), ndiqni vizatimet e pjesëve dhe/ose skedarët 3D STL.

Limit Switch AttachmentTelët duhet të ngjiten në çelësin limit para lidhjes. Pozicionimi i kufirit të kalimit është fleksibël përderisa kaloni është i mbyllur kur krahu tërhiqet dhe është i hapur kur levë është në pozicionin e tij normal. Shihni Hapi i Asamblesë 8 dhe skedarët "outer_arm" të lidhur më sipër për detaje.

Metoda e montimit

Shihni figurat për secilin hap.

1. Bashkojeni motorin në kllapën e motorit duke i lidhur vrimat dhe duke vidhosur në 6 vida me kokë të sheshtë M-3 (jo të 6 do të nevojiten për ta mbajtur motorin në vend, por vidhosni sa më shumë që të jetë e mundur për siguri maksimale; sigurohuni që të përdorni vida të gjatësia e saktë sipas trashësisë së kllapës në mënyrë që të parandalohet dëmtimi i motorit).
2. Rreshtoni copën bashkuese nën shiritin e jashtëm dhe vidhoseni në vend me një vidë head” #8-32 me kokë të sheshtë. Ju mund të keni nevojë të shponi dhe trokitni një vrimë 8-32 në krah në mënyrë që të lidhni copën bashkuese me krahun. *Në këtë rast, krahu rrotullohet në drejtim të kundërt të akrepave të orës, kështu që shiriti i jashtëm (nga perspektiva e përdoruesit të karrigeve me rrota) është në të majtë. Për përdoruesit e dorës së djathtë, kjo do të përmbyset.
3. Bashkangjitni kllapën e sipërme në krahun e tërhequr me vidën M-6 (lirshëm).
4. Sillni krahun e tërhequr në pozicionin e zgjatur.
5. Bashkangjitni nën-kuvendin e kllapës motor-motor në krahun e tërhequr duke futur boshtin e motorit në vrimën përkatëse në copën e bashkimit. Pjesa e kllapës duhet të vendoset midis krahut dhe kllapës së sipërme, duke i rreshtuar vrimat.
6. Përdorni vidën ¼-20 dhe një arrë bllokimi për të fiksuar të dy kllapat së bashku. Pastaj, shtrëngoni vidën M6 në kllapën e sipërme.
7. Duke u siguruar që montimi është në pozicionin e zgjatur, sigurojeni motorin në bashkues me vidën/s të vendosur 10-32.
8. Vidhosni çelësin kufitar me 2 vida 2 #2-56 (sigurohuni që ndërprerësi i kufirit të mbyllet në pozicionin plotësisht të jashtëm - në rastin tonë, rrufeja e shpatullave e shtyp atë të mbyllur).

*Shënim për bashkimin e vidhave të vendosura: vidhat e vendosura duhet të ndërlidhen me anën e sheshtë të boshtit D. Për të rregulluar drejtimin e boshtit, lidhni motorin me furnizimin me energji elektrike derisa ana e sheshtë të jetë në pozicionin e dëshiruar. Përndryshe, vendosni qarkun siç përshkruhet në 4.1 Qarqet e Pjesëve Elektrike më poshtë dhe ndryshoni kohën në rreshtin 52 të kodit siç tregohet në 4.2 Kodi Arduino i Pjesës Elektrike derisa të jetë në pozicionin e dëshiruar. Mos harroni ta ndryshoni përsëri pas montimit!

Çmontimi

Ndiqni procedurën e montimit në drejtim të kundërt. Shihni më poshtë nëse motori juaj digjet dhe ka nevojë për zëvendësim.

Zëvendësimi i motorit

1. Hiqni vidën e vendosur që mban boshtin në copën bashkuese.
2. Zhvidhosni fiksuesin e kllapës lock-20 dhe arrë bllokimi.
3. Tërhiqeni nën-kuvendin e kllapës motor-motor dhe hiqeni motorin për zëvendësim.
4. Bashkojeni motorin e ri në kllapa me vida.
5. Futni boshtin e ri të motorit në vrimën në copën e bashkimit, duke e vendosur kllapën në vend (lironi vidën e sipërme M6 nëse është e nevojshme).
6. Vidhosni vidën nut-20 dhe arrën e kyçjes për të fiksuar përsëri kllapat (shtrëngoni vidën e sipërme M6 nëse është e nevojshme).
7. Së fundi, siguroni boshtin në bashkim me vidën e vendosur.

Elektronikë Strehimi

1. Vendosni qarkun e bukës të mbledhur në Pjesën Elektrike në kutinë e strehimit elektronik siç tregohet në figurë.
2. Duke përdorur një mulli dhe/ose stërvitje, krijoni lojëra elektronike dhe vrima për lidhësit (porta USB Arduino, foleja e butonave dhe çelësi i ndërrimit).
3. Shih figurën më lart për një shembull. Pozicionet e çarë dhe vrima do të varen nga përbërësit dhe qarku juaj.

Hapi 5: Pjesa elektrike

Qarqet

Skematike

Skemat e qarkut tregohen në Figurën 1 në këtë seksion, dhe është gjithashtu në dispozicion në Github. Një energji 5V do të furnizohet nga karrigia me rrota në bordin Arduino Nano. Pllaka Arduino Nano është e koduar në mënyrë që të kontrollojë sjelljen e ndërprerësit dhe lëvizjen e motorit DC. Dizajni dhe instalimet elektrike të qarkut shpjegohen në seksionin Hardware (lidhja me seksionin e harduerit), nëse jeni të interesuar.

Paraqitja e tabelës së bukës

Një fotografi e instalimeve të bordit të bukës nga Fritzing ose qark është treguar në Figurën 2 në këtë seksion, dhe fotografia e dërrasës përfundimtare të bukës është treguar në Figurën 3.

Kodi Arduino

Kodi i përdorur për këtë produkt tregohet anash dhe mund ta shkarkoni këtu.

Për të ngarkuar kodin në arduino, shkarkoni Arduino IDE në kompjuter. Përdorni kodin "Rhonda_v4_onebutton.ino" që keni shkarkuar.

Çdo rresht i kodit ka shpjegimin e tij rresht pas rreshti brenda skedarit të kodit.

Ngarko kodin në Arduino nga (ndërfaqja është treguar këtu):

1. Lidheni Arduino me kompjuterin duke përdorur lidhësin USB

2. Nga skeda Mjetet në Ndërfaqen Arduino:

   • Vendosni Bordin në "Arduino Nano"
   • Vendosni Portën në Portën USB
3. Shtypni butonin e ngarkimit ()
4. Prisni derisa ndërfaqja të lexojë "ngarkimi përfundoi".

Shpejtësia aktuale është vendosur në maksimumin 255 në rreshtin 25 "analogWrite (motorPin, 255)" për të rrotulluar motorin, dhe minimumi 0 në rreshtin 36 "analogWrite (motorPin, 0)" për të ndaluar motorin. Gama e shpejtësisë mund të vendoset nga 0 në 255 sipas gjykimit të përshtatshëm për shpejtësinë e motorit.

Koha aktuale e rrotullimit është e caktuar për montimin e stendës së levës, të cilën e kemi zgjedhur, por thjesht mund të modifikoni kodin (rreshti 52) për të ndryshuar kohën e rrotullimit dhe për t'iu përshtatur krahut të veçantë të levës që keni. Koha është në mikrosekonda në Arduino. Për shembull, nëse duam që koha e rrotullimit të jetë 5 sekonda, atëherë duhet të caktoni kohën në "5000" në Arduino.

Hapi 6: Shkarkoni udhëzimet hap pas hapi

Hapi 7: Zgjidhja e problemeve (Përditësuar 12/12/17)

1. Motori nuk tërhiqet krahu.

   • Sigurohuni që çelësi është vendosur në drejtimin e dëshiruar
   • Kontrolloni për t'u siguruar që vidhat e fiksuara janë shtrënguar
   • Kontrolloni për ndonjë bllokim mekanik
   • Kontrolloni lidhjet midis motorit dhe qarkut
   • Kontrolloni lidhjet e qarkut (qarku i provës vetëm me motor, i palidhur në montim)
   • Mbështetni levën me një forcë: nëse krahu tani tërhiqet me mbështetje, motori juaj nuk është mjaft i fuqishëm! Kontrolloni nëse butoni që keni përdorur është funksional

2. Krahu po lëviz shumë larg ose jo aq sa duhet.

   Ndryshoni kohën në kodin Arduino siç përshkruhet në Arduino Code Lexo Më

Hapi 8: Dokumentacioni video

Hapi 9: Referencat

1. Mësoni dhe Bëni Vetë Shoferin tuaj të Lirë të Motorit L293D (Një Udhëzues i plotë për L293D) https://just4electronics.wordpress.com/2015/08/28/learn-make-your-own-cheap-l293d-motor-drivera- udhëzues i plotë-për-l293d/

Hapi 10: P URDITSO 5/14/18

• Shufrat e krahut të ri të përpunuar prej çeliku (krahasuar me aluminin origjinal) me një lartësi më të madhe për të parandaluar devijimin e rrezes nga ngarkimi
• Kaloi në motor me çift rrotullues më të lartë (1497 oz-in)
• Kodi i përditësuar i cili nuk po përpilohej
• Pajisja e rishikuar e testuar në karrigen me rrota të klientit