Tornada modelului feroviar O la scară: 16 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Sunt sigur că fiecare persoană a văzut o Tornado în videoclipuri. Dar ați văzut unul care funcționează în animație completă pe o cale ferată pentru modelul O? Ei bine, încă nu îl avem instalat pe calea ferată, deoarece face parte dintr-un sistem complet de sunet și animație. Dar, atunci când este finalizat, ar trebui să fie o atracție.

Acest proiect vă trece prin pașii pentru a crea o animație de operare din hardware-ul CNC, unitățile de motor și comenzile Arduino

Pasul 1: Cum va arăta această animație?

Pentru a înțelege ce construim, a fost creat un model 3D și s-a produs o simulare.

Pasul 2: Construirea panoului de bază

Acest proiect constă dintr-un panou Z Axis, un panou X Axis, micro controlere Arduino, motoare pas cu pas, unități H bridge, unități micro step și Tornado în sine. Primul lucru de făcut este să colectați factura de materiale pentru Panoul de bază. Ambele panouri cu axe sunt similare, astfel încât procesul de construcție pentru un panou este același pentru celălalt panou.

FACTURĂ DE MATERIALE - Obținută din Banggood. Com/ magazin de cherestea

Axa X

· (1) Ansamblu șurub de alimentare T8 500 mm lungime

· (1) Motor pas cu pas de 12 volți, 200 trepte, 4 fire, NEMA 17

· (2) tije de susținere de 500 mm cu suporturi terminale și glisante

(1) Comutator de limită cu cablu

(1) Suport de montare a motorului pas cu pas

Baza de placaj de mesteacan de 1/2 inch tăiat la 6-1 / 2 x 24 inch

bastoane standard de vopsea groase de 1/8"

șuruburi asortate M3, M4, M5

Pasul 3: Asamblați piesele de pe panou

Suportul motorului pas cu pas este prima piesă care se montează pe un capăt al bazei 1/2 x 6-1 / 2 x 24 inch. Acest suport este montat pe linia centrală a bazei și asigurați-vă că este pătrat până la marginea lungă. Montați motorul pas cu pas pe acest suport și instalați cuplajul de acționare. Veți găsi că linia centrală a acționării motorului pas cu pas este suficient de ridicată de la bază, că carcasele rulmentului șurubului de alimentare trebuie montate pe scânduri de lemn pentru a aduce ansamblul la nivel. O bucată de 1/2 din placaj de mesteacăn este un bun punct de plecare. Apoi adăugați o placă de gheață care să aducă linia centrală a carcasei rulmentului șurubului de alimentare.

Acum, folosind un stick de vopsea, găuriți găurile care se potrivesc cu flanșa șurubului de alimentare și montați cu șuruburi M3 și șaibe de blocare. Folosirea Locktite pe aceste piese acum le va împiedica să se destrame mai târziu. Acum filetați acest ansamblu pe șurubul de alimentare. Instalați un capăt al șurubului de alimentare în carcasa rulmentului la capătul motorului pas cu pas. Acum, așezați celălalt carcasă a lagărului la celălalt capăt al bazei, instalați șurubul de alimentare și fixați carcasa pe bază cu scândurile de bord și cu șuruburi. ASIGURAȚI-vă că acest ansamblu este paralel cu marginea bazei.

Acum aranjați tijele de susținere cu carcasele lor de susținere a capetelor pe scândurile de scândură utilizate pentru a susține carcasele lagărelor. Este esențial să obțineți toate aceste piese pătrate și paralele. Deci, nu montați piesele pe bază până când nu sunt dispuse toate piesele pe bază. În acest moment vopsea amestecă bastoane sau placaj de lemn tare de 1/4 funcționează bine și pot fi tăiate la lățimea dorită și găurite cu găuri de montare pentru a se potrivi cu glisierele tijei de susținere. tijele de susținere pentru a stabili carcasele de capăt ale tijei de susținere la locul lor. Odată stabilite aceste poziții, înșurubați-le la locul respectiv.

Ultimul pas este de a plasa curele de fixare pentru scândurile încrucișate. Strângeți glisoarele împreună împingând bastonul cu flanșă și înșurubați scândurile de sprijin în poziție. Bara de amestec a vopselei poate fi acum tăiată la culoare cu curelele tocmai aplicate. Acum ansamblul este complet și permite deplasarea flanșei în interiorul scândurilor de fixare. Puteți testa acest ansamblu prin rotirea șurubului de alimentare cu mâna pentru a vă asigura că totul se mișcă liber, fără nicio legare.

Pasul 4: Instalați Limit Switch

Întrerupătorul de limită este montat pe ambele panouri lângă capătul motorului. Este folosit ca senzor de poziție de reglare pentru a seta ambele axe la o poziție de pornire atunci când puterea este conectată la panoul de control. Montarea exactă este preferința utilizatorului, dar am testat 2 modele; una care avea o paletă atârnată în jos de trăsură pentru a lovi comutatorul, iar cealaltă a folosit stick-ul de alamă cu piuliță de alamă ca punct de contact. Nu contează modul în care este montat acest comutator, atâta timp cât comutatorul este activat ÎNAINTE că trăsura ajunge la sfârșitul cursei sale la capătul motorului.

Pasul 5: Ansamblul panoului axei Z

Panoul Axei Z este identic cu panoul Axei X, cu excepția faptului că am înlocuit un șurub de alimentare diferit cu un cablu de 2 mm pentru a face mișcarea mai rapidă.

(1) Șurub de alimentare T8 cu plumb de 2 mm și piuliță cu flanșă de alamă

Toți ceilalți pași sunt aceiași, deci construiți acest panou acum.

Pasul 6: Asamblați axe X și Z împreună

Asamblarea celor 2 axe împreună este foarte simplă. Mai întâi am adăugat o bucată de 6-1 / 2 x 5 "din placaj de mesteacan de 1/2" la ansamblul Căruciorului Axis X. Apoi am înșurubat panoul Axei Z pe această placă. Locația axei Z în raport cu axa X este preferința utilizatorului. În prototipul nostru, am setat capătul motorului la aproximativ 8 inci distanță de centrul ansamblului căruciorului Axei X. Panoul de control va sta sub axa X atunci când este montat, astfel încât acest spațiu părea adecvat. Amintiți-vă că panourile axei X și Z au fost afișate plate pentru asamblare, dar atunci când sunt montate pe structura modelului căii ferate, axa X este poziționată la 90 de grade față de suprafața căii ferate.

Pasul 7: Construirea Tornadei

Tornado Design

Tornada va fi construită cu un motor de 12vcc, o diblă de lemn de ¼”, un cuplaj flexibil pentru conectarea motorului la arbore și va fi controlată de un controler de motor L298N H cu comandă Arduino.

Acesta este ansamblul motorului: motor cu cutie de viteze 12 vcc 25 rpm

Pâlnia se găsește în magazinele de artizanat. Am folosit foi subțiri de bătut de la Walmart.

Pâlnia va necesita o muncă artistică pentru a obține aspectul dorit. Cea mai importantă parte este proiectarea și construirea ansamblului de transport Z Axis pentru a se potrivi cu motorul și cuplajul. Înălțimea de la cărucior va determina diametrul maxim al pâlniei. Oricând doriți să schimbați pâlnia, este doar o chestiune de a scoate tija diblului din cuplaj. Acest lucru se poate face oricând după instalarea sistemului. Deci, dacă doriți să experimentați diferite pâlnii, este ușor de făcut.

Dar în acest moment al procesului de construcție, trebuie doar să determinați înălțimea de deasupra căruciorului și să construiți un suport pentru motor care să susțină motorul și cutia de viteze. Există un suport de montare realizat comercial: Suport motor

Perioada de obținere a suportului metalic a fost prea lungă, așa că am decis să construim un aranjament de montare pentru ansamblul de acționare Tornado Rotation din bucăți mici de lemn. În aceste fotografii, suportul este conceput pentru a curăța un vârf cu diametrul de 5 inci al norului pâlniei. în cazul în care acest aranjament nu este satisfăcător, am montat ansamblul pe chingile de legătură pentru transport. Dacă acest aranjament nu se potrivește nevoilor noastre din anumite motive, ansamblul poate fi demontat cu doar 4 șuruburi cu cap hexagonal.

Conexiunile motorului sunt mici și fragile, astfel încât cablurile sunt lipite cu motorul și am folosit șuruburi și șaibe pentru a fixa cablurile. Hamul de călătorie va fi lipit la această conexiune.

Pasul 8: Controlul animației

Acum că am construit panourile cu 2 axe și le-am montat împreună, cum facem să funcționeze această animație? Videoclipul este o actualizare de la testarea efectuată în timpul construirii sistemului prototip. Deci, cum am făcut această animație? Răspunsul este că am folosit 2 microcontrolere Arduino pentru a controla acțiunea. Pașii următori vor detalia construcția panoului de control, echipamentul utilizat, schemele de conectare și codul de programare.

Pasul 9: Utilizarea microcontrolerelor Arduino pentru a anima mișcarea

Tornado Motion Design

Pentru a controla Tornada, mai întâi definim cum vrem să funcționeze:

1. Porniți motorul pentru rotația Tornado.

2. Porniți mișcarea axei Z cu un motor pas cu pas care acționează un șurub de alimentare vertical în jos. Aceasta mută Tornado-ul rotativ în jos din poziția ascunsă în jos pe suprafața mesei.

3. Porniți mișcarea axei X cu un motor pas cu pas care acționează un șurub de alimentare și o platformă. Aceasta va muta tornada de la dreapta la stânga pe toată distanța șurubului de alimentare.

4. Porniți motorul pas cu pas Z ax pentru a ridica Tornado rotativ înapoi în partea de sus, din vedere. Opriți alimentarea motorului pas cu pas axa Z.

5. Porniți motorul pas cu pas pe axa X pentru a reveni la poziția de pornire corectă. Opriți alimentarea cu motorul pas cu pas axa X.

6. Opriți alimentarea motorului rotativ Tornado.

În esență, creăm o mașină de rutare CNC cu 2 axe. Rotația Tornado este routerul și celelalte 2 axe sunt pentru mișcare orizontală și verticală. Pentru a realiza acest lucru, va trebui să folosim 1 Arduino MEGA (denumit „MOVEMENT CONTROLLER”) programat să funcționeze (2) plăci de driver TB6600 Micro Stepper pentru a controla 2 motoare pas cu pas. Vom folosi, de asemenea, 1 Arduino UNO (numit „MASTER CONTROLLER”) pentru a controla rotația Tornadei și a iniția CONTROLERUL DE MIȘCARE. Controlul sistemului va fi asigurat de un comutator oprit / pornit pentru puterea de 12 volți c.c. pentru sistem. Un comutator momentan va fi amplasat în apropierea poziției Tornado de pe aspect pentru a iniția un circuit de releu de putere de blocare. Această comandă momentană a comutatorului va porni sistemul, iar MASTER CONTROLLER se va porni, iar motorul de curent continuu cu transmisie va începe să rotească Tornado, apoi va furniza controlerului de mișcare pentru secvența de mișcare.

Pasul 10: Echipament necesar pentru panoul de control

Lista de materiale a sistemului de control

(1) Arduino UNO și (1) micro controlere Arduino Mega

(1) Placă modulară pod L298N Module H pentru unitate Tornado ·

(2) Plăci de conducere micro pas TB6600 Motor pas cu pas pentru panoul axelor Z și X

(1) sursă de alimentare de 12 volți c.c.

(1) Comutator SPDT montat pe panou

(2) releu de 5 volți c.c. pentru Arduino ·

Cabluri diverse cu LED verde și rezistențe

Benzi terminale

Plăci de montaj și feronerie

Pasul 11: Montarea echipamentului pe un panou de control

Mai întâi selectați un material din panoul de control. Am folosit o bucată de placaj din lemn de esență groasă de 1/4 inch. Am început cu o piesă de 2 picioare pe 2 picioare pentru a organiza echipamentul. Nu există niciun secret pentru acest panou, pur și simplu montați totul într-un loc care să permită scurgeri scurte de cabluri și accesibilitate pentru puterea de 12 volți, cablurile motorului și cablajul întrerupătorului de limită de pe panourile Axis.

Pasul 12: Cablarea echipamentului Master Controller

Este posibil ca schema prezentată pentru Master Controller să nu fie complet precisă din cauza lipsei de biblioteci de piese pentru modulul L298N și a releului controlat de semnal de 5 volți. Restul circuitului este precis pentru conexiunile la Arduino Uno și Arduino Mega.

Pentru cablarea precisă a L298N, trebuie să ne referim la imaginea care arată conexiunile de cablu cu numerele de borne afișate. A doua imagine arată doar terminalele utilizate în acest proiect.

Pentru cablarea precisă a releului de 5 volți pentru Arduino, trebuie să ne referim la imaginea de mai sus.

Când aveți dubii, consultați întotdeauna ID-ul Arduino pentru Master Controller pentru conexiuni pin.

Pasul 13: Cablarea controlerului de mișcare

Arduino Mega este folosit ca controler de mișcare. Interfață acționările micro pas cu pas și motoarele pas cu pas. Conexiunea Vin nu este afișată, deoarece este afișată în schema Master Controller.

Pasul 14: Circuitul de blocare a puterii sistemului

Pentru a controla puterea sistemului și a permite oprirea automată la finalizarea animației, se folosește un circuit de blocare cu un comutator momentan pe contactele releului de 12 volți de putere NO. Releul de 5 volți controlat de semnalele Arduino blochează circuitul. Când semnalul scade, alimentarea sistemului se oprește. Un LED separat este folosit pentru a arăta că sistemul este blocat.

Pasul 15: Cod Arduino

Întrucât acest lucru nu este instruibil în modul de scriere a codului Arduino, am atașat fișierele Master și Movement pentru vizualizare și / sau descărcare.

Pasul 16: Construirea cadrului de montare

Cadrul de sprijin al sistemului este construit din cherestea simplă. Este un suport cu 3 picioare care are panoul axei X atașat pentru a stabili locația corectă pentru Tornado pe suprafața de amenajare. Panoul de control este montat în spatele panoului Axei X pentru a permite mișcarea liberă a panoului Axă Z mobilă. Întregul ansamblu poate fi fixat de perete sau lăsat în poziție liberă pentru o îndepărtare ușoară, dacă este necesar.