Glisor automat de poartă sub 100 USD: 15 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

În timpul verii, tatăl meu m-a motivat să mă uit să cumpăr un sistem de automatizare a porților și să îl configurez. Așa că am început cercetările și am căutat soluții de pachete pe AliExpress și pe furnizorii locali. Furnizorii locali ofereau soluții complete, inclusiv instalarea pentru> 1000 USD. Acestea erau sisteme italiene și trebuiau să fie de foarte bună calitate. Dar prețul a ieșit cu mult din bugetul nostru. Sistemele de pe AliExpress erau, de asemenea, destul de scumpe, cel mai ieftin fiind de 500 USD înainte de taxe. Am renunțat destul de mult la ideea de a cumpăra un sistem complet și am analizat câteva abordări DIY.

După cercetările mele inițiale, am ajuns la concluzia că va fi foarte dificil și consumator de timp să-l construiesc de la zero. Și asta folosind resurse limitate. Dar apoi am luat-o ca pe o provocare și am început să pun împreună un plan dur.

Mi-a luat multă încercare și eroare și multă muncă grea, dar am reușit să configurez un sistem de încredere pentru un punct de preț pe care niciun alt sistem nu îl poate bate.

Dacă doriți să construiți așa ceva, v-aș încuraja să faceți acest lucru în timp ce vă explic toate problemele pe care le-am întâmpinat în timpul procesului meu de construire. Sperăm că veți reuși să obțineți o perspectivă și să evitați greșelile pe care le-am făcut.

Dacă îți place ceea ce am făcut și explicat, te rog să îmi dai vot. Orice suport este foarte apreciat. _

Urmați-mă și pe alte platforme, pe măsură ce îmi împărtășesc progresele între proiecte.

Facebook: Atelierul lui Badar

Instagram: Atelierul lui Badar

Youtube: Atelierul lui Badar

Pasul 1: Planul

Am început să mă gândesc la cum aș merge. Există mai multe moduri în care un astfel de proiect poate fi abordat, fiecare cu propriile sale avantaje și dezavantaje.

Primul lucru pe care l-am făcut a fost să înțeleg sistemul existent cu care lucram. Pentru mine asta însemna poarta mea glisantă, grea, din metal. Pentru dvs. s-ar putea să însemne altceva și v-aș recomanda să vă înțelegeți mai întâi pe deplin sistemul înainte de a vă stabili o strategie.

Mi-am dat seama că poarta mea nu era construită foarte bine și avea unele variații în mișcarea ei. Deci, oricare ar fi metoda mea de traducere, ar trebui să răspundă acestei variații. Asta m-a făcut să mă gândesc să folosesc lanțul de motocicletă. Le-am folosit înainte, așa că eram familiarizat cu funcționarea lor. Sunt ieftine și disponibile pe scară largă. Și secțiunile lor mari înseamnă că nealinierea minoră nu va conta prea mult. Montarea lanțului pe marginea superioară a funcționat bine pentru mine, deoarece am avut un suport pe partea de sus pentru a monta ansamblul motorului, astfel încât totul să poată sta bine în partea de sus a porții.

Apoi a venit selecția motorului. Trăgeam la un preț redus, așa că am săpat în coșul de părți stânga și am găsit un motor de ștergător de parbriz de la construcția robotului meu de luptă. Mi-am amintit că acest motor avea mult cuplu și era foarte bine construit. Așa că am fost încrezător că va avea suficientă putere pentru a conduce poarta.

Deocamdată aveam tot planul de care aveam nevoie. Electronica și controlul sunt cu totul diferite și vor veni mai târziu.

Pasul 2: Testarea motorului „cu precizie”

Așa că am avut încredere că motorul va putea muta poarta, dar nu aveam de gând să construiesc totul și apoi să mă dovedesc greșit. Așa că am făcut ceea ce ar trebui să facă inginerii. Testarea.

Ei bine, cred că ar trebui să facă mai întâi calcule, dar nu aveam nicio valoare din care să calculez. Așa că mi-am făcut praf vechiul robot de luptă și l-am legat de poartă. Robotul de luptă folosește două motoare de ștergător de parbriz pentru a-l conduce. Și a fost cel mai apropiat lucru pe care l-am putut configura rapid în numele testării.

Am dat robotului accelerație maximă și ce știi, poarta a început să se miște. În ciuda lipsei de tracțiune, robotul a reușit să mute poarta. A fost suficient de bun pentru mine, așa că am continuat.

Pasul 3: Realizarea suportului motorului

Dintr-un accident trecut, știam că aceste motoare nu sunt o glumă. Și dacă introduceți degetul în pinion, îl puteți săruta cumpărare bună. Am avut un incident aproape pierdut când construiam robotul de luptă, așa că vorbesc din experiență.

Pe baza acestei experiențe, am vrut ca ansamblul să fie cât mai ascuns. Așa că am decis să-l montez pe suportul care ținea poarta la loc.

Am atașat mai întâi o foaie de oțel între cele două bucăți de fier cu unghi. Acest lucru a fost astfel încât să pot monta ansamblul motorului deasupra, fără să-mi fac griji că am o bază robustă.

Am decis să fac ca ansamblul motorului să fie detașabil de la baza porții principale, deoarece aș putea dori să lucrez separat. Scoaterea motorului ar fi fost foarte dificilă mai ales pentru că lucram într-un spațiu restrâns. Acest lucru a dat roade mai târziu, deoarece am scos ansamblul motorului de mai multe ori pentru a lucra la el.

După cum puteți vedea, am atașat motorul la ansamblul motorului. Am atașat pinionul de pe motor și câteva pinioane de ambele părți pentru a ghida lanțul pe pinionul motorului și a nu-l permite să alunece sub sarcină.

Pasul 4: Realizarea suportului pentru lanț

Întreaga temă a acestui proiect a fost să mențin costul scăzut, de aceea am vrut să refolosesc bucăți vechi de oțel pe care le aveam în loc să le cumpăr noi. Am găsit o bucată veche de unghi de unghi care era suficient de gros pentru utilizarea mea.

Am tăiat stocul la dimensiune folosind polizorul meu unghiular și apoi l-am sudat împreună pentru a face suportul. Apoi am sudat suportul de deasupra porții. Un lucru important de reținut este că nu doriți să sudați deasupra unei suprafețe vopsite. Măcinați întotdeauna vopseaua din zona de sudură.

A trebuit să refac sudura de trei ori. Prima dată a fost pentru că nu am montat suportul în afara opririlor fizice dure ale porții. Așa că, când îl testam și am rupt accidental unul dintre firele de la comutatorul de limită, suportul s-a forțat în comutatorul de limită și l-a rupt. Deci, este important să montați întotdeauna parantezele astfel încât să nu poată dăuna unei alte părți a sistemului dacă întrerupătoarele de limită electronice nu reușesc.

A doua oară a fost pentru că am montat parantezele strâmb. Acesta a fost primul meu proiect de sudare și nu am avut cleme adecvate, așa că am avut dificultăți în alinierea suportului.

O ultimă greșeală pe care am făcut-o a fost să forez o gaură după ce ați sudat complet suportul. Și pentru că sudarea face oțelul mult mai greu, este mult mai dificil de forat. Am petrecut trei burghie și o oră de foraj constant pentru a face doar două găuri.

Deci, învață din aceste greșeli dacă intenționezi să faci ceva similar. Să trecem la instalarea lanțului.

Pasul 5: Instalarea lanțului

Mai întâi am avut în vedere diferite idei cu privire la modul de montare a lanțului astfel încât acesta să aibă absorbția șocurilor pentru a preveni supraîncărcarea motorului atunci când pornește dintr-o poziție statică. Dar nimic nu părea suficient de simplu de implementat. Așa că tocmai am mers cu cea mai ieftină și simplă soluție.

Am luat un lanț și am tăiat rulmentul de mijloc de pe piesa de capăt. Am luat apoi un șurub de 3 și am tăiat capul. Am fixat șurubul în ultima bucată a lanțului și l-am sudat. S-ar putea să nu fie cea mai frumoasă soluție. Dar va funcționa.

Am conectat toate lanțurile cap la cap și apoi am fixat capătul piuliței în suportul lanțului pe o parte. Am măsurat să văd unde va trebui să tai lanțul de cealaltă parte. Am marcat-o și am repetat procedura de sudare a piulițelor.

Am montat apoi lanțul deasupra porții. Am folosit câteva șuruburi pentru a fixa cele două capete astfel încât șurubul să nu funcționeze singur.

Cheia în cazul meu a fost să nu strângeți prea mult lanțul, deoarece acest lucru ar pune mult stres pe motor și pe pinioane. În schimb, lăsarea lanțului greu să se sprijine pe marginea superioară a porții părea să fie cea mai bună modalitate de a evita încărcarea constantă pe motor.

În acest fel, atunci când motorul începe să miște poarta, trebuie să tragă mai întâi greutatea lanțului înainte de a trage de fapt poarta. Aceasta acționează ca un fel de arc pentru a evita supraîncărcarea motorului.

Partea mecanică a deschizătorului de poartă este completă. Putem trece la unele teste pentru a vedea dacă funcționează efectiv.

Pasul 6: Testare

Acum, când partea mecanică a proiectului a fost terminată, aș putea să-l testez pentru a rezolva câteva probleme și posibile capcane. Am folosit o baterie de 12 V plumb acid și tocmai am conectat manual motorul la baterie. Și da! Poarta a început să se miște. Tot efortul de până acum nu a fost degeaba.

Am realizat câteva lucruri în timpul testării. Una a fost că canalul porții trebuie să fie curat și tot ce trebuia lubrifiat corespunzător. În caz contrar, motorul mic ar putea avea unele dificultăți în deplasarea porții.

Un alt lucru important a fost că aveam nevoie de un fel de protecție electronică la suprasarcină pentru motorul meu doar în cazul în care întrerupătoarele de limită electronice nu mai funcționau. Nu am vrut să prăjesc motorul dacă s-a întâmplat asta.

De asemenea, am determinat tensiunea corectă a lanțului pentru o performanță optimă, deoarece am testat curentul de tracțiune al motorului cu diferite tensiuni. Tensiunea mai mică a fost mai bună, deoarece a absorbit toate imperfecțiunile din aliniament, mișcându-se la stânga și la dreapta fără a stresa motorul.

Cu aceste rezultate, am fost gata să încep lucrul pe partea electrică a lucrurilor.

Pasul 7: Plan electronic

Deci, planul cu partea electronică a fost acela de a păstra lucrurile cât mai simple posibil, având în același timp funcționalitatea dorită.

Puterea va proveni de la o baterie de 12 V plumb acid acid care va fi conectată la un încărcător de baterii. Deși am avut o mulțime de probleme cu încărcătorul despre care voi vorbi mai târziu.

Cutia creierului va fi o placă arduino. Nimic extraordinar, doar un arduino uno. Comanda motorului va fi printr-o placă de releu cu 4 canale care funcționează ca un pod H. Comunicarea RF este gestionată utilizând un modul receptor de 433 MHz. Una dintre plăcile ieftine de 1 $. Deși nu este cea mai bună idee din retrospectivă. Mai multe despre asta mai târziu. Detectarea curentului va utiliza un senzor de curent 20A. Și, în cele din urmă, întrerupătoarele de limită și comutatoarele de funcționare manuală vor fi doar comutatoare obișnuite.

Telecomandele pe care le-am folosit erau telecomenzi programabile pentru mașini. Deși și mie mi-au dat necazuri.

Deci acesta era planul. Lăsați-vă să intrați în grozava.

Pasul 8: Construcție electronică

Procesul de construcție electronică nu a fost nimic complicat. Am asamblat totul într-un mod în care să pot schimba piesele rapid, dacă este necesar. Am folosit pinii antetului și conectorii pică acolo unde a fost posibil pentru a permite demontarea rapidă. Am folosit o placă proto relativ mare pentru a conecta întrerupătoarele de limită și placa RF. Având o placă mare îmi permite să adaug mai multe caracteristici în viitor, fără a fi nevoie să refac cadrul existent.

Există câteva probleme pe care le-am întâmpinat în ceea ce privește electronica. Mai întâi a fost placa de releu. Urmele de pe placa releului nu au fost proiectate pentru a gestiona curenți mari la tensiuni mici. Unele plăci de releu au urme de conserve, dar ale mele nu. Iar una dintre urme a explodat după ceva timp. Așa că am legat toate liniile de curent ridicat cu un fir de dimensiuni adecvate.

O altă problemă importantă a fost încărcătorul care cauzează o mulțime de interferențe EM. Acest lucru se datorează faptului că încărcătorul nu avea marca și nu avea niciun fel de certificări. Iar interferențele se încurcau cu circuitul. Nu ar răspunde la întâmplare la comenzile RF. Mi-am dat seama că aceasta era o problemă EM când mi-am apropiat laptopul de electronice pentru programare și a ieșit complet sub control. Am cumpărat un încărcător de corp complet metalic, care a fost extrem de puternic pentru utilizarea mea, dar pare să funcționeze bine pentru moment. O să o schimb mai târziu.

De asemenea, m-am confruntat cu probleme cu conectorii pe care i-am folosit pentru comutatoarele externe. Sunt foarte fragile și se rup când sunt scoase de mai multe ori. Încă trebuie să-mi dau seama de niște conectori mai buni.

Modulul RF pe care l-am folosit este un modul foarte de bază și gama sa nu este deloc impresionantă. Dar ceea ce aveam la îndemână și ceea ce a funcționat, așa că am rămas cu el deocamdată. Deși intenționez să fac upgrade la un modul mai bun mai ales pentru că vreau ca gama să nu fie o problemă. Urăsc să mă îndrept spre sistem doar pentru a-l pune în funcțiune.

Pasul 9: adăpostirea dispozitivelor electronice

La început, tocmai am montat electronica pe o bucată de placaj și plănuiam să construiesc deasupra o cutie de plastic. Dar mi-am dat seama că va fi multă muncă. Deci, în schimb, am cumpărat un recipient mare pentru alimente care avea un sigiliu impermeabil pe el.

Am montat bateria și încărcătorul în partea de jos. Am montat electronica pe o bucată de plastic care a venit cu cutia. Am umplut crestături pentru toate firele care ieșeau din cutie și apoi am folosit niște grăsime de silicon pentru a mă asigura că nu poate pătrunde apă înăuntru. De asemenea, am realizat un capac de antenă tipărit 3D în încercarea de a maximiza autonomia.

Cutia funcționează perfect. Este clar, așa că pot vedea dacă totul este bun în interior, fără a fi nevoie să-l deschid. Și a supraviețuit unor vrăji grave de ploaie, așa că ar trebui să fie bine. Deși o preocupare este căldura din interiorul cutiei, deoarece este senin și soarele poate încălzi rapid electronica. Soluția simplă la aceasta este acoperirea cu un alt capac deschis pentru a evita lumina directă a soarelui.

Pasul 10: Comutator de limită

Întrerupătorul de limită pentru poartă a fost un punct de durere grav, deoarece a trebuit să trec prin mai multe iterații ale designului pentru a-l face să funcționeze în mod fiabil.

La început tocmai am lipit două comutatoare cu pârghie pe ambele părți ale suportului și am lipit bare de protecție pe poartă pentru a lovi comutatoarele. Aceasta a fost o idee solidă în principiu, deoarece am văzut că funcționează în imprimante 3D. Dar, după unele testări, ambele comutatoare s-au deteriorat și bara de protecție s-a rupt. Am trecut la comutatoare mai mari și am adăugat spumă în fața barei de protecție în speranța de a evita impactul. Dar s-au rupt totuși.

Mi-am dat seama că poarta are o mulțime de inerție atunci când lovește comutatorul de limită și, prin urmare, probabil că nu va funcționa având un comutator de limită de oprire a forței. M-am dus pe piața electronică pentru a căuta idei și am găsit un comutator cu role.

Am realizat o paranteză imprimată 3D pentru aceasta și o rampă imprimată 3D. În acest fel, comutatorul ar fi acționat atunci când ajunge la limita sa, dar nu va fi în cale dacă, dintr-un anumit motiv, poarta nu se oprește deloc sau continuă să ruleze din cauza inerției.

Pasul 11: Programarea electronice

Programarea electronice a fost destul de simplă. Pentru receptorul RF, am folosit biblioteca rcswitch care gestionează toate detaliile minunate ale primirii semnalului de la telecomenzi. Restul a fost doar o grămadă de bucle if pentru a verifica condiții diferite. Una dintre aceste condiții a fost verificarea protecției la supracurent. Am folosit un contor de bucle pentru a verifica acest lucru. Puteți găsi codul atașat și puteți comenta dacă doriți să-l explic mai detaliat.

Pasul 12: Probleme dezvăluite și remedierea lor

Pe parcursul acestui proiect m-am confruntat cu numeroase probleme mecanice și electrice. Am menționat câteva înainte, dar le voi enumera mai jos.

1. Întrerupătoare de limită de oprire dură: Aceasta a devenit o problemă, întrucât întrerupătoarele de limită ar primi multă forță chiar și după întreruperea alimentării la poartă. O masă atât de grea are o mulțime de inerție. Și orice întrerupător de oprire puternică la care m-aș putea gândi nu a fost suficient pentru a absorbi acea inerție. Soluția este să folosiți întrerupătoarele de limită de rulare așa cum am făcut-o.

2. Amplasarea întrerupătoarelor de limită în limitele dure: Plasarea dvs. fizică a întrerupătorului de limită trebuie să fie astfel încât, chiar dacă întrerupătorul de limită nu funcționează, poarta nu poate rula în întrerupător și îl distruge. Aceasta a devenit o problemă atunci când unul dintre firele comutatorului de limită s-a rupt și poarta s-a rostogolit în comutator, distrugând consola și comutatorul. Am remediat acest lucru deplasând suportul lanțului spre exterior, astfel încât acesta să nu poată atinge comutatorul de limită în niciun caz.

3. Tensiunea lanțului prea mare: Când am pus lanțul pentru prima dată, l-am strâns atât de mult încât a pus multă forță pe arborele motorului perpendicular pe planul său de mișcare. Din acest motiv, motorul a fost ineficient, deoarece lupta cu multe fricțiuni. Aceasta nu ar fi fost o problemă dacă aș face o montare adecvată a motorului cu rulmenți și toate, dar nu aș avea expertiza pentru asta. În plus, poarta nu era dreaptă pe lungimea ei, așa că lanțul s-a deplasat de la stânga la dreapta. Pentru a rezolva această problemă, am slăbit simplu lanțul. Nu funcționează fără probleme.

4. Interferența EM de la încărcător: Încărcătorul de baterie pe care doream să îl folosesc producea atât de mult EMI încât făcea receptorul ineficient și obosit. Am încercat să aplic ecranare, dar cred că combinația dintre EMI conductiv și radiat a fost prea mare pentru a fi gestionată de circuit. Remedierea pentru aceasta nu este o soluție permanentă, dar am folosit un încărcător de corp mult mai mare, din metal, care este de aproape 20 de ori mai puternic decât ceea ce este necesar. Dar funcționează pentru moment.

5. Gama RF: Receptorul RF pe care l-am folosit nu a fost cel mai bun. A fost una dintre cele ieftine de $ 1. Gama, deși nu este teribilă, nu îmi este suficientă pentru a mă simți confortabil. Deocamdată tocmai l-am optimizat folosind o antenă cu fir, dar voi căuta o soluție RF mai bună.

6. Copierea telecomenzilor RF: Aceasta a fost o problemă atât de stupidă, când în cele din urmă mi-am dat seama, am râs. Așa că am achiziționat aceste telecomenzi programabile care pot învăța coduri de la alte telecomenzi. Am folosit una dintre ele ca linie de bază și apoi am încercat să copiez codurile aceleia în cealaltă. După ore întregi de lăutări, am aflat că nu puteți copia telecomanda dintr-o altă telecomandă similară cu aceasta. Puteți copia doar coduri de la telecomenzi standard. Mi-au trebuit nenumărate ore să-mi dau seama. Așadar, încearcă să nu cazi în aceeași capcană. Remedierea este să folosiți orice altă telecomandă standard și apoi să o copiați pe toate telecomenzile programabile.

7. Forarea în oțel dur: Aceasta a fost o problemă enervantă. Când mi-am montat consolele de lanț pe poartă, am vrut să fac o gaură în ele. Atunci am aflat că oțelul s-a întărit pentru că l-am sudat. Am rupt multe bucăți încercând să trec prin asta. Așa că sfătuiți-l să găuriți înainte de a sudura. Vă va salva o mulțime de probleme.

Acestea au fost câteva dintre problemele cu care m-am confruntat în timpul construcției mele. Voi adăuga la această listă pe măsură ce mă gândesc la mai multe probleme.

Pasul 13: Finalizarea construcției (Este o construcție finalizată vreodată?)

Am finalizat construcția punând totul împreună. Cutia electronică a rămas în locul său și a fost conectată la alimentare. Am finalizat o carcasă tipărită 3D pentru comutatoarele de mișcare manuală și le-am montat acolo unde pot fi accesate cu ușurință. Am pus mâneci pe fire și le-am legat la loc pentru a evita orice prindere a firelor în părțile mobile. Am desfăcut ansamblul motorului pentru al picta. Am vopsit și consolele lanțului, deoarece acestea începuseră deja să ruginească.

Și asta a fost. Glisorul automat al porții era gata de utilizare. Au trecut două luni de când l-am terminat și încă funcționează așa cum era de așteptat. Îi voi face îmbunătățiri când mă voi întoarce acasă, așa că nu-i pot numi într-adevăr o construcție terminată. Dar terminat deocamdată.

Am cheltuit peste 100 de dolari pentru asta, luând în considerare toate lucrurile pe care le-am cumpărat, pe care le-am rupt sau nu am ajuns să le folosesc niciodată. Dar voi lista în continuare BOM-ul pentru a arăta că se poate face sub 100 de dolari, dacă vă gândiți la asta.

Pasul 14: Lista materialelor

Multe dintre piese, inclusiv oțelul, motorul etc., au fost reciclate. Prin urmare, acestea nu sunt cele mai bune grosimi sau a trebuit să fie curățate. Dar am ajuns să economisesc mulți bani.

1. Motorul ștergătorului Wind Shield AliExpress = 10 $ de la junkyard
2. Baterie cu plumb acid de 12V 4.5Ah = 10 USD
3. Încărcător de baterie de 12V = 10 USD
4. Lanț pentru motociclete = 20 USD (mai puțin de la junkyard)
5. Modul de releu AliExpress = 3 USD
6. Arduino Uno AliExpress = 4 USD
7. Senzorul de curent AliExpress = 2 USD
8. Modul RF AliExpress = 2 USD
9. RF Remote AliExpress = 5 USD
10. Locuință = 15 USD
11. Limit Switch AliExpress = 5 USD
12. Diverse (oțel, sârmă etc.) = 14 USD

Total = 100 USD

Pasul 15: Concluzie

Acest proiect rulează de doi ani. Și nu au existat alte probleme. Indiferent, fac îmbunătățiri incrementale din când în când. Am actualizat telecomenzile, am adăugat comutatoare impermeabile, am refăcut cablajul, am adăugat detectarea tensiunii, am actualizat încărcătorul și multe altele.

Construcția sa dovedit a fi foarte fiabilă prin căldură ridicată și ploaie. Sunt mândru de ceea ce am reușit să construiesc și asta la un cost foarte mic. În curând voi construi un alt sistem pentru unele rude, cu câteva îmbunătățiri mai mult pe designul meu original.

Sper că ați învățat ceva din călătoria mea prin această construcție. Dacă aveți întrebări sau comentarii, vă rugăm să ne întrebați.