Ascensor model controlat Arduino: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

În acest Instructable vă voi arăta cum am construit un elevator de jucărie pe două niveluri, cu uși glisante funcționale și o mașină care se mișcă în sus și în jos la cerere.

Inima liftului este un Arduino Uno (sau în acest caz un Adafruit Metro), cu Adafruit Motor Shield instalat deasupra acestuia. Scutul face mult mai ușor de condus cele două servomotoare necesare pentru deschiderea și închiderea ușilor, precum și motorul pas cu pas care aduce mașina în sus și în jos.

Structura reală este cu adevărat partea ușoară și poate fi realizată în orice fel doriți. Partea dificilă este ca totul să se potrivească în interior și să vă asigurați că lucrurile sunt aliniate corect.

Deci, care a spus, să ajungem la ea!

Provizii

• Arduino Uno (sau echivalent)
• Adafruit Motor Shield
• Tablă de perfecționare
• Anteturi pentru Arduino și scut
• Servomotoare rotative continue (2)
• Motor pas cu pas NEMA 17
• Suport motor pas cu pas
• Plăci din fibră de densitate medie (MDF) bucăți de 1/2 "și 1/4"
• Foi de aluminiu
• Bara de aluminiu
• Tije din aluminiu
• Canal U în aluminiu
• Tijă de oțel
• Țeavă din PVC (1/8 "și 1/4")
• Curea de distributie de 10mm
• Scripete de 10 mm
• pistol de lipit fierbinte
• șuruburi
• foi de plexiglas
• Probele de pardoseală
• Banda adeziva
• Fire
• Butoane Sus / Jos
• Micro comutatoare
• Actuator liniar mare - planurile sunt aici

Pasul 1: Ușile

Prima problemă pe care am decis să o abordez au fost ușile. Ușile trebuiau să se miște înainte și înapoi și să fie fixate în partea de jos și de sus, astfel încât să nu se agite.

Am terminat folosind canale U din aluminiu, utilizate în mod normal ca margini pentru plăci, de-a lungul fundului, pentru a menține ușile pe linie. Vârful a fost puțin mai complicat. Am găsit online planuri tipărite 3D pentru un actuator liniar și m-am gândit că acestea ar fi minunate pentru a împinge ușa și a o deschide. Am făcut ușile din panouri mici din MDF și am înfășurat niște foi de aluminiu în jurul panoului pentru a-i da un aspect metalic. (vezi fotografii)

Am pus o tijă de oțel peste partea de sus a ușii și am lipit la cald o bucată de țeavă din PVC pe partea superioară a panoului ușii. Lanseta se potrivea în interiorul țevii și permitea ușii să se deplaseze liber înainte și înapoi, în timp ce partea inferioară de 8 inch sau cam așa a ușii se afla în interiorul canalului u pentru ao menține drept.

Am pus actuatorul liniar deasupra tijei de oțel și am folosit mai multe țevi din pvc și mai mult adeziv fierbinte pentru a permite actuatorului să miște ușa. Actuatorul liniar este proiectat în jurul unui servomotor de dimensiuni hobby, așa că le-am adăugat pe cele din.

Pasul 2: Structura

Mai întâi am făcut o schiță brută despre cum aș vrea să arate liftul. Trebuia să aibă 2 etaje, cu o mașină care urcă și coboară și uși care se deschid la fiecare etaj. Produsul final s-a abătut de la schița inițială, dar este în regulă!

Apoi am construit structura din plăci de fibră de densitate medie (MDF), am măsurat podelele și deschiderile ușilor și am decupat formele cu un ferăstrău și un ferăstrău. Baza și partea superioară sunt puțin mai mari decât clădirea pentru a-i oferi o anumită stabilitate și atractivitate vizuală. Structura are doar 3 laturi, deoarece am decis să las spatele deschis pentru a putea privi în interior.

Piesele laterale au o înălțime de 24 inci și o lățime de 12 inci, iar partea superioară și inferioară sunt de 15 inci pătrate, toate sunt realizate din panouri MDF de 1/2 . Ușile au o înălțime de 6 inci și o lățime de aproximativ 4 inci. Asigurați-vă că lăsați suficient spațiu pentru ca ușa să fie ascunsă lateral când este deschisă.

Am adăugat, de asemenea, o mică margine de aterizare pentru exteriorul etajului 2.

De asemenea, am făcut o gaură de 2 peste fiecare ușă, fie pentru o fereastră, fie pentru un indicator de podea, găuri pentru butoanele de apel lângă fiecare ușă și o gaură mică pentru un LED deasupra oricărei deschideri a ușii (pe care nu am încheiat-o folosind)

Am pictat totul într-o culoare albastră metalică.

Pasul 3: Mașina

Mașina liftului a fost fabricată din MDF și o bucată de plexiglas pentru spate, astfel încât să puteți vedea mașinile Matchbox sau băieții Lego pe care i-ați pus în lift. Mașina în sine este o cutie simplă, nimic prea elegant. L-am pictat și am pus câteva cărți poștale înăuntru ca postere. S-a dovedit cam greu, așa că nu eram sigur cum motorul îl va ridica folosind planul meu original. Vom reveni la asta.

Partea dificilă a mașinii a fost cum să o ridici și să o împiedici să se învârtă. Folosind metoda adezivă fierbinte încercată și adevărată și pvc (voi reveni și la asta, nu mă lăsa să uit), am introdus patru tije din aluminiu mergând de sus în partea de jos a structurii și le-am aliniat cu mașina și conducta pe care le-am lipit la fiecare colț. Acest lucru a ținut ascensorul în poziție pe măsură ce urca și cobora.

Părțile imprimate 3D au ieșit destul de puțin de peretele interior al structurii, așa că a trebuit să păstrez mașina ascensorului la câțiva centimetri de deschiderea ușii. Nu am vrut să am o movilă de corpuri în partea inferioară a arborelui ascensorului de la minifigurile Lego cărora nu le „deranja imensul decalaj”, așa că am adăugat o platformă scurtă în interiorul ușii, care s-a apropiat destul de mult de partea deschisă a liftului, care a rezolvat problema.

Pasul 4: Motor și contragreutate

Următoarea problemă a fost cum să faci ca mașina să urce și să coboare. Am cumpărat un motor pas cu pas NEMA-17 (care este dimensiunea, nu puterea) de la Adafruit și am încercat să ridic mașina liftului cu el folosind niște șnur și o bobină tipărită 3D atașată la arborele pasului pentru a înfășura șirul.

Acest lucru nu a funcționat, așa că am început să mă gândesc la modul în care funcționează un lift real, cu o contrapondere. În acest fel, motorul nu trebuie să ridice toată greutatea mașinii, ci trebuie doar să înceapă mișcarea inițială, care necesită un cuplu mult mai mic. Am învățat multe despre cuplu în acest proiect.

Oricum, ideea mea de contragreutate a fost solidă și am încheiat folosind o centură de 10 mm lățime și un sistem de scripete, similar cu ceea ce este folosit pentru a construi o imprimantă 3D. Mașina cântărea aproximativ un kilogram (2 kilograme), iar motorul pas cu pas a fost evaluat ca fiind capabil să ridice 2 kilograme la un centimetru de la centrul arborelui. (Mai multe probleme de cuplu) Așa că a fost bine să mergem.

Un capăt al centurii a fost atașat la partea superioară a mașinii liftului (folosind o placă metalică înșurubată), apoi centura a mers direct în sus și pe o roată dințată pe motorul pas cu pas, care a fost montat pe tavanul structurii. Centura a trecut apoi cu 90 de grade peste partea superioară a structurii până la o a doua fulie dințată, aceasta a fost atașată la o altă tijă de oțel, montată pe suporturi. (vezi imagini) De acolo, centura a luat o altă cotitură de 90 de grade direct în jos și aceasta a fost atașată la contragreutate. (Evident, trebuie să măsurați toate acestea și să le așezați cu precizie pentru a evita stresul suplimentar pe centură)

Contragreutatea a fost compusă din patru bucăți de probă de pardoseală din lemn de la Home Depot pe care le-am înșurubat și am lipit cu bandă. Centura a fost prinsă în mijlocul pieselor și coada în exces a fost, de asemenea, înșurubată în exterior. Am așezat 2 tije de oțel pentru ca contragreutatea să se deplaseze în sus și în jos, folosind țevile din PVC lipite pe ambele părți ale pachetului de contragreutate pentru a o monta.

Cu toate piesele structurale la locul lor, era timpul să lucrăm la electronică.

Pasul 5: Comutatoare și electronice

Creierul acestui proiect este un Arduino Uno, cu un Adafruit Motor Shield deasupra. Scutul facilitează mult acționarea celor două servomotoare și a motorului pas cu pas, permițând în același timp accesul la majoritatea pinilor de pe Arduino. Motorul pas cu pas necesită, de asemenea, mai mult decât ieșirea de 5 V a Arduino, iar ecranul vă permite să măriți tensiunea la motor și să o coborâți pentru Arduino. Motorul durează până la 12V, dar în cele din urmă am intrat cu o intrare de 9V, deoarece am prăjit un regulator de tensiune pe un Arduino când una dintre uși s-a blocat.

Am luat o altă pagină din modul în care sunt construite imprimantele 3D și am folosit comutatoare de contact mici în toate punctele în care doriți ca lucrurile să nu se mai miște. Așadar, am avut un comutator de contact momentan în 6 locații. Au detectat unde era mașina și care era starea fiecărei uși. Când mașina se afla în partea de jos a structurii, apăsa un buton sub mașină. Când era în partea de sus, a fost activat un comutator în partea de jos a contragreutății. Ușile au lovit, de asemenea, un comutator de ambele părți, atunci când acesta era deschis sau închis.

Pentru a apela liftul, am pus butoane aprinse pe partea din față a structurii. Acestea sunt butoane triunghiulare cool cu LED-uri în interior, astfel încât să se aprindă atunci când sunt apăsate (dacă le conectați în acest fel).

Codul real pentru acest proiect nu este prea complex. Bucla principală a schiței Arduino verifică apăsarea butoanelor sus sau jos. În funcție de poziția mașinii, programul răspunde fie prin mutarea mașinii, apoi prin deschiderea ușii pentru câteva secunde și închiderea ușii. Sau, dacă mașina se află la podeaua în care a fost apăsat butonul, aceasta doar deschide ușa, apoi o închide după 5 secunde.

Au fost o mulțime de depanări, dar în cele din urmă am reușit să funcționeze în mod fiabil. Ultimul pas a fost o bucată mare de plexiglas pe spate, cu o gaură forată pentru accesul la mufa de alimentare.

Acesta a fost un proiect foarte distractiv și am învățat multe. Când îl construiam, căutam peste tot planuri pentru așa ceva, dar nu găseam mare lucru. Deci, sperăm că acest Instructable poate ajuta pe cineva care caută să construiască un proiect similar.

Pasul 6: închiderea gândurilor

Un lucru pe care l-aș adăuga la a doua construcție ar fi o modalitate de a simți dacă ceva blochează ușa, ca un lift real. Cred că ar putea funcționa un fel de senzor de lumină, dar cineva mai inteligent decât mine poate să-și dea seama.

De asemenea, acesta a fost un proiect pentru un client și l-am expediat către ei folosind UPS. Cu toate acestea, l-am lăsat pe UPS să-l împacheteze, ceea ce sa dovedit a fi o greșeală uriașă. Liftul a sosit cu câteva bucăți rupte, iar centura a fost decuplată și una dintre uși nu funcționa. Am lucrat cu clientul pentru ao pune în funcțiune, dar o parte din conducta mea din PVC lipit la cald s-a desprins și, în viitor, probabil aș încerca să găsesc o soluție mai elegantă decât lipiciul fierbinte. De asemenea, data viitoare o voi împacheta și eu! Sper să vă fi plăcut acest instructabil. Vedeți mai multe proiecte la cascobaystudios.com

Mulțumesc pentru lectură și ne vedem data viitoare!

Pasul 7: Cod

Codul Arduino se află în fișierul atașat. Este o mizerie sângeroasă, dar funcționează!

Locul doi în concursul Arduino 2020