Ecja: Anija e vetmuar: 11 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ky udhëzues u krijua në përmbushje të kërkesës së projektit të Makecourse në Universitetin e Floridës së Jugut (www.makecourse.com).

I ri në Arduino, printimin 3D dhe modelin e ndihmuar nga kompjuteri (CAD)? Ky projekt është një mënyrë e shkëlqyer për të mësuar të gjitha bazat prapa këtyre temave dhe ofron hapësirë që krijimtaria juaj ta bëjë atë tuajin! Ajo përmban shumë modelime CAD për strukturën e anijes, një hyrje në sistemet autonome dhe prezanton konceptin e hidroizolimit të printimeve 3D!

Hapi 1: Lista e materialeve

Për të filluar projektin, së pari duhet të dini se me çfarë do të punoni! Këtu janë materialet që duhet të keni para se të filloni:

• 1x Arduino Uno R3 mikrokontrollues dhe kabllo USB (Amazon Link)
• 1x kontrollues motorik L298N (Amazon Link)
• 4x (2 janë kopje rezervë) motorët DC 3-6V (Amazon Link)
• 2x 28BYJ-48 Motorë Stepper dhe module ULN2003 (Amazon Link)
• 1x Ngarkues portativ i telefonit për energji (Ja ai që kam përdorur, megjithatë është pak i madh. Mund të përdorni një tjetër nëse preferoni: Amazon Link)
• 1x sensor tejzanor HCSR04 (Kjo lidhje ka disa shtesa të hedhura me disa tela kërcyes: Amazon Link)
• 3x Paketa telash Jumper (Mashkull-femër, mashkull-mashkull, femër-femër. Amazon Link)
• 1x Kanaçe Flex Seal (16 oz, Amazon Link)
• 1x Shirit i Piktorit (Amazon Link)
• 1x letër zmerile Fine Grit (rreth 300 është e mirë)
• Disa shkopinj dhe furça për akull për aplikimin e vulës fleksibël

• Qasja në printimin 3D. (Këtu keni një printer 3D relativisht të lirë dhe efektiv - Amazon Link)

  • Filamenti i Kuq për Shtypjen 3D (Lidhja Amazon
  • Filament i zi për printim 3D (Amazon Link)

Mos ngurroni të shtoni çdo material që keni dalë për versionin tuaj të projektit!

Hapi 2: Pjesët dhe dizajni i printuar në 3D

Pjesa e parë e këtij projekti është krijimi i një sistemi mekanik për funksionimin e tij. Kjo do të përfshijë shumë pjesë, duke përfshirë bykun, kapakun, vozat, boshtet për motorët deri te vozitjet, një montues për sensorin dhe boshtin mbi të cilin montimi i sensorit ulet.

Komponentët janë të dizajnuar në SolidWorks dhe të bashkuar në një asamble. Të gjithë skedarët e pjesëve dhe asambleja janë futur në një skedar zip, i cili mund të gjendet në fund të këtij hapi. Vini re se SolidWorks nuk është programi i vetëm CAD që mund të përdorni, pasi shumë programe si Inventor dhe Fusion360 mund të përdoren për CAD. Ju mund të importoni pjesë të SolidWorks në to.

Shtë e rëndësishme të theksohet se boshtet që mbajnë vozitat janë koncentrike me vrimat në byk për të parandaluar përkuljen e boshtit dhe daljen e tij drejtpërsëdrejti nga barka.

Çdo gjë në këtë projekt është e printuar 3D (përjashtuar përbërësit elektrikë), kështu që dimensionet janë të rëndësishme. Unë dhashë toleranca prej rreth 0.01 inç në pjesë, për të siguruar që gjithçka përshtatet së bashku (disi si një përshtatje e lirshme). Kishte më pak tolerancë për boshtet që shkonin në motor, në mënyrë që ata të mund të përshtaten mirë. Pajisjet janë të lidhura fort me boshtin në mënyrë që kur motorët të jenë të ndezur, vozisjet lëvizin dhe nxisin varkën.

Kur shikoni CAD, do të vini re platforma për përbërësit elektrikë. Kjo është që përbërësit të "dalin" në platformën e tyre për t'i parandaluar ata të lëvizin.

Printimet më të mëdha janë byku dhe kapaku, prandaj sigurohuni që ta keni parasysh këtë kur dizajnoni. Ju mund të keni nevojë ta ndani atë në pjesë, pasi do të ishte shumë e madhe për ta printuar menjëherë.

Hapi 3: Qarku i Kontrollit

Këtu do të diskutojmë qarkun elektrik që kontrollon varkën. Unë kam një skemë nga Fritzing, i cili është një program i dobishëm që mund ta shkarkoni këtu. Ndihmon në krijimin e skemave elektrike.

Jo të gjithë përbërësit e përdorur në këtë projekt janë në Fritzing, kështu që ato zëvendësohen. Fotosensori i zi përfaqëson sensorin HCSR04 dhe gjysma e urës së vogël është kontrolluesi motorik L298N.

HCSR04 dhe L298N është i lidhur me binarët e rrymës në dërrasën e bukës, të cilat nga ana tjetër janë të lidhura me anën e energjisë të Arduino (në kunjat 5V dhe tokëzues). Kunjat e jehonës dhe këmbëzës së HCSR04 shkojnë në kunjat 12 dhe 13 në Arduino, respektivisht.

Kunjat e aktivizimit (që kontrollojnë shpejtësinë) për L298 janë të lidhur me kunjat 10 dhe 11 (Aktivizo A/Motor A) dhe 5 dhe 6 (ENB/Motor B). Fuqia dhe baza për motorët lidhen më pas me portet në L298N.

Arduino sigurisht që do të marrë energji nga ngarkuesi ynë celular i telefonit. Kur qarku ndizet, motorët vendosen me shpejtësinë maksimale në një drejtim të diktuar nga sensori ynë i afërsisë. Kjo do të mbulohet në pjesën e kodimit. Kjo do të lëvizë varkën.

Hapi 4: Kodi Arduino

Tani ne arrijmë në grindjen e asaj që e bën këtë projekt të funksionojë: kodin! Unë kam bashkangjitur një skedar zip që përmban kodin për këtë projekt, i cili mund të gjendet në fund të këtij hapi. Commentedshtë komentuar plotësisht që ju të shikoni!

- Kodi i shkruar për Arduino është shkruar në një program të njohur si mjedisi i zhvillimit të integruar Arduino (IDE). Somethingshtë diçka që duhet ta shkarkoni nga faqja zyrtare e Arduino, e cila mund të gjendet këtu. IDE është shkruar në gjuhët programuese C/C ++.

Kodi i shkruar dhe i ruajtur përmes IDE njihet si skicë. Të përfshira në skicat dhe skedarët e klasës dhe bibliotekat që mund të përfshini nga interneti ose ato që keni krijuar vetë. Shpjegimet e hollësishme të këtyre dhe si të programoni në Arduino mund të gjenden këtu.

- Siç shihet në fillim të këtij hapi, unë kam një video në YouTube që përshkon skicën kryesore të projektit, mund ta shikoni këtu! Kjo do të kalojë mbi skicën kryesore dhe funksionet e saj.

- Tani do të kaloj shkurtimisht mbi bibliotekën që kam krijuar për kontrollin e sensorit të afërsisë. Biblioteka e bën të lehtë marrjen e të dhënave nga sensori me më pak rreshta të kodit në skicën time kryesore.

Skedari.h (HCSR04.h) është ajo që liston funksionet dhe variablat që ne do të përdorim në këtë bibliotekë dhe përcaktojmë se kush mund t'i ketë ato. Ne fillojmë me një konstruktor, i cili është një linjë kodi që përcakton një objekt (në rastin tonë, "HCSR04ProxSensor" që ne po përdorim) që mban vlerat që futim në kllapa. Këto vlera do të jenë kunjat e jehonës dhe këmbëzës që ne përdorim, të cilat do të lidhen me objektin e sensorit që krijojmë (i cili mund të quhet çfarëdo që na pëlqen duke përfshirë "HCSR04ProxSensor NameOfOurObject"). Gjërat brenda përkufizimit "publik" mund të arrihen nga çdo gjë, si brenda bibliotekës ashtu edhe jashtë saj (si skica jonë kryesore). Këtu do të rendisim funksionet tona që i quajmë në skicën kryesore. Në "private" ne ruajmë variablat që bëjnë që biblioteka të funksionojë. Këto ndryshore janë të përdorshme vetëm nga funksionet brenda bibliotekës sonë. Icallyshtë në thelb një mënyrë për funksionet tona që të mbajnë shënime se cilat ndryshore dhe vlera lidhen me secilin objekt sensor që krijojmë.

Tani kalojmë në skedarin "HCSR04.cpp". Kjo është ajo ku ne në të vërtetë përcaktojmë funksionet dhe ndryshoret tona dhe si funksionojnë ato. Shtë e ngjashme me atë që po e shkruanit kodin brenda skicës tuaj kryesore. Vini re se funksionet duhet të specifikohen për atë që kthehen. Për "readSensor ()", ai do të kthejë një numër (si noton), kështu që ne përcaktojmë shënojmë funksionin me "float HCSR04ProxSensor:: readSensor ()". Vini re se ne duhet të përfshijmë "HCSR04ProxSensor::", emrin e objektit të lidhur me këtë funksion. Ne përcaktojmë kunjat tanë duke përdorur konstruktorin tonë, gjejmë distancën e një objekti duke përdorur funksionin "readSensor ()" dhe marrim vlerën tonë të fundit të leximit me funksionin "getLastValue ()".

Hapi 5: Printoni 3D të gjitha pjesët dhe montimi

Pasi të jenë shtypur dy pjesët e bykut, mund t'i ngjitni së bashku me shirit piktorësh. Kjo duhet ta mbajë atë së bashku. Pastaj mund të montoni të gjitha pjesët e tjera si normale bazuar në modelin tonë CAD.

Printerat 3D funksionojnë në kodin g, të cilin mund ta merrni duke përdorur një softuer të prerës që vjen me printerin. Ky softuer do të marrë një skedar.stl (të një pjese që keni krijuar në CAD) dhe do ta shndërrojë atë në kod që printeri ta lexojë (shtesa për këtë skedar ndryshon midis printerëve). Prerëset e njohura të printimit 3D përfshijnë Cura, FlashPrint dhe më shumë!

Kur printoni 3D, është e rëndësishme të dini se kërkon shumë kohë, prandaj sigurohuni që të planifikoni në përputhje me rrethanat. Për të shmangur kohët e gjata të printimit dhe pjesët më të rënda, mund të printoni me një mbushje prej rreth 10%. Vini re se një mbushje më e lartë do të ndihmojë kundër ndërhyrjes së ujit në shtyp, pasi do të ketë më pak pore, por kjo gjithashtu do t'i bëjë pjesët më të rënda dhe do të zgjasë më shumë.

Rreth të gjitha printimeve 3D nuk janë të përshtatshme për ujë, kështu që ne duhet t'i bëjmë ato të papërshkueshëm nga uji. Në këtë projekt, unë zgjodha aplikimin e Flex Seal, pasi është mjaft e thjeshtë dhe funksionon jashtëzakonisht mirë për të mbajtur ujin jashtë shtypjes.

Hapi 6: Hidroizolimi i Shtypit

Hidroizolimi i këtij printimi është i rëndësishëm, pasi ju nuk dëshironi që elektronika juaj e shtrenjtë të dëmtohet!

Për të filluar, ne do të lëmojmë pjesën e jashtme dhe të poshtme të bykut. Kjo është për të krijuar groove që vula fleksibël të depërtojë, duke siguruar mbrojtje më të mirë. Ju mund të përdorni letër zmerile me zhavorr të lartë. Kini kujdes që të mos lyeni shumë, disa goditje duhet të jenë në rregull.

Hapi 7: Lëmimi i bykut

Do të dini kur të ndaleni kur të shihni që vijat e bardha fillojnë të shfaqen.

Hapi 8: Aplikoni Flex Seal

Ju mund të përdorni një shkop ose një furçë të freskët për të aplikuar vulën fleksibël. Sigurohuni që të mos humbisni asnjë vend dhe të jeni të plotë. Ju thjesht mund ta zhytni veglën tuaj në kavanoz të hapur dhe ta fërkoni atë në byk.

Hapi 9: Lëreni Vulën Flex të ulet

Tani presim! Normalisht duhen rreth 3 orë që vula fleksibël të thahet pak, por do ta lija të qëndrojë për 24 orë vetëm për të qenë të sigurt. Ju mund të aplikoni një shtresë tjetër të vulës fleksibël pasi të ketë përfunduar tharjen për të mbrojtur trupin më shumë, por kjo është pak e tepërt (1 shtresë funksionoi mirë për mua).

Hapi 10: Montimi dhe Testimi

Tani që vula fleksibël ka përfunduar tharjen, unë do të rekomandoja testimin e bykut në ujë para se të shtoni përbërësit elektrikë (nëse bykja nuk është e papërshkueshme nga uji, kjo mund të shkaktojë telashe për Arduino -n tuaj!). Thjesht çojeni në lavamanin ose pishinën tuaj dhe shikoni nëse varka mund të notojë për më shumë se 5 minuta pa asnjë rrjedhje.

Pasi të sigurohemi që trupi ynë është i papërshkueshëm nga uji, mund të fillojmë të shtojmë të gjitha pjesët tona! Sigurohuni që ta lidhni Arduino, L298N dhe pjesën tjetër të përbërësve në mënyrë të saktë në kunjat e tyre të duhur.

Në mënyrë që telat të përshtaten me motorët DC, unë bashkova prizat mashkullore në prizat në motor për të siguruar që ato të qëndrojnë ndezur. Saldimi është gjithashtu i dobishëm për t'u siguruar që të gjitha lidhjet tuaja janë të sigurta ose nëse keni nevojë të bëni një tel më të gjatë. Nëse nuk jeni bashkuar kurrë më parë, mund të mësoni më shumë rreth tij këtu!

Pasi gjithçka të jetë së bashku, vendosni të gjithë përbërësit në trup dhe bëni disa testime! Ju do të dëshironi të kontrolloni funksionimin e sensorit siç synohet duke lexuar vlerat e distancës në monitorin serik, kontrolloni që motorët po rrotullohen siç duhet, gjëra të tilla.

Hapi 11: Produkti Përfundimtar

Dhe tani keni mbaruar! Kontrolloni për ndonjë gabim në një makinë testimi (prova lundroni me varkë dhe byk para se të aplikoni pajisje elektronike) dhe jeni gati!