Kontroladong Arduino na Modelong Elevator: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Sa Instructable na ito ay ipapakita ko sa iyo kung paano ako nagtayo ng isang dalawang antas na toy elevator, na may gumaganang mga pintuan ng pag-slide at isang kotse na umaandar pataas at pababa kapag hiniling.

Ang puso ng elevator ay isang Arduino Uno (o sa kasong ito isang Adafruit Metro), na may Adafruit Motor Shield na naka-install sa tuktok nito. Ginagawang mas madali ng kalasag upang himukin ang dalawang servos na kinakailangan upang buksan at isara ang mga pinto, at ang stepper motor na nagdadala sa kotse pataas at pababa.

Ang aktwal na istraktura ay talagang ang madaling bahagi at maaaring gawin sa anumang nais mong paraan. Ang nakakalito na bahagi ay ang pagkuha ng lahat upang magkasya sa loob, at upang matiyak na ang mga bagay ay nakahanay nang maayos.

Kaya, sinabi na, makarating tayo!

Mga gamit

• Arduino Uno (o katumbas)
• Adafruit Motor Shield
• Perf board
• Mga header para sa Arduino at kalasag
• Patuloy na pag-ikot ng servos (2)
• NEMA 17 stepper motor
• Mount stepper motor
• Medium-density fiberboard (MDF) 1/2 "at 1/4" na mga piraso
• Mga sheet ng aluminyo
• Aluminium bar
• Mga baras ng aluminyo
• Aluminium U-channel
• Tungkod na bakal
• PVC pipe (1/8 "at 1/4")
• 10mm timing belt
• 10mm pulleys
• mainit na glue GUN
• mga turnilyo
• mga sheet ng plexiglas
• Mga sample ng sahig
• Duct tape
• Mga wire
• Pataas / Pababang Mga Pindutan
• Mga Micro Switch
• Malaking linear actuator - narito ang mga plano

Hakbang 1: Ang Mga Pintuan

Ang unang problemang napagpasyahan kong harapin ay ang mga pintuan. Ang mga pintuan ay kailangang ilipat pabalik-balik, at ma-secure sa ilalim at sa tuktok upang hindi sila lumibot.

Pinaghihiwa-hiwalay ko ang paggamit ng mga aluminyo na u-channel, karaniwang ginagamit na talim para sa mga board, kasama ang ilalim upang mapanatili ang mga pinto sa track. Ang tuktok ay medyo nahihirapan. Natagpuan ko ang mga naka-print na plano sa 3D para sa isang linear na actuator sa online at naisip na ang mga iyon ay magiging mahusay para sa pagtulak ng sarado ng pinto at pagbukas nito. Ginawa ko ang mga pintuan ng maliliit na MDF panel, at binalot ng ilang sheet ng aluminyo sa paligid ng panel upang bigyan ito ng isang metal na hitsura. (tingnan ang mga larawan)

Naglagay ako ng bakal na pamalo sa tuktok ng pinto at mainit na nakadikit ng isang piraso ng tubo ng PVC sa tuktok ng panel ng pinto. Ang baras ay umaangkop sa loob ng tubo at pinapayagan ang pintuan na maglakbay pabalik-balik, habang ang ilalim ng ika-8 pulgada o higit pa ng pinto ay nasa loob ng u-channel upang panatilihing tuwid ito.

Inilagay ko ang linear actuator sa itaas ng steel rod, at gumamit ng mas maraming pvc pipe at mas mainit na pandikit upang pahintulutan ng actuator na ilipat ang pinto. Ang linear actuator ay idinisenyo sa paligid ng isang motor na laki ng libangan na servo motor, kaya idinagdag ko ang mga nasa.

Hakbang 2: Ang Istraktura

Una gumawa ako ng isang magaspang na sketch ng kung ano ang gusto kong hitsura ng elevator. Kailangan itong magkaroon ng 2 palapag, na may isang kotse na paakyat at baba at mga pinto na bumubukas sa bawat palapag. Ang panghuling produkto ay lumihis mula sa paunang sketch, ngunit OK lang iyon!

Susunod na itinayo ko ang istraktura mula sa medium density fiberboard (MDF), sinukat ang mga sahig at pintuan at pinutol ang mga hugis gamit ang isang lagari at isang lagari sa butas. Ang base at tuktok ay medyo mas malaki kaysa sa gusali upang bigyan ito ng ilang katatagan at visual na apela. Ang istraktura ay may 3 panig lamang, dahil napagpasyahan kong iwanan ang likod na bukas upang tumingin ka sa loob.

Ang mga piraso ng gilid ay may taas na 24 pulgada at 12 pulgada ang lapad, at ang tuktok at ibaba ay 15 pulgada square, lahat ay gawa sa 1/2 MDF panels. Ang mga pintuan ay 6 pulgada ang taas at mga 4 pulgada ang lapad. Tiyaking mag-iiwan ng sapat na silid para sa pintuan na maitago sa gilid kapag bukas ito.

Nagdagdag din ako ng isang maliit na landing ledge para sa labas ng 2nd floor.

Gumawa din ako ng isang 2 butas sa bawat pintuan para sa alinman sa isang window o tagapagpahiwatig ng sahig, mga butas para sa mga pindutan ng tawag sa tabi ng bawat pinto at isang maliit na butas para sa isang LED sa itaas ng bawat pagbubukas ng pinto (na hindi ko ginamit gamit)

Pininturahan ko ang buong bagay ng isang metal na asul na kulay.

Hakbang 3: Ang Kotse

Ang elevator car ay gawa sa MDF at isang piraso ng Plexiglas para sa likuran, upang makita mo ang mga Matchbox car o Lego guys na inilagay mo sa elevator. Ang kotse mismo ay isang simpleng kahon, walang masyadong magarbong. Pininturahan ko ito at naglagay ng ilang mga postkard sa loob bilang mga poster. Ito ay naging isang mabibigat kaya't hindi ako sigurado kung paano ito iaangat ng motor gamit ang aking orihinal na plano. Babalikan natin iyon.

Ang mahirap na bahagi ng kotse ay kung paano ito iangat at maiwasang umikot. Gamit ang sinubukan at totoong mainit na pandikit at pvc na pamamaraan (Babalik din ako sa iyon, huwag mo akong kalimutan), inilagay ko ang apat na mga rod ng aluminyo mula sa itaas hanggang sa ilalim ng istraktura, at pinila ko ito sa ang kotse at ang tubo na idinikit ko sa bawat sulok. Pinapanatili nito ang elevator sa lugar habang paakyat-baba ito.

Ang naka-print na mga bahagi ng 3D ay medyo natigil mula sa loob ng dingding ng istraktura, kaya't pinapanatili ko ang elevator car ng ilang pulgada mula sa pagbubukas ng pinto. Hindi ko nais na magkaroon ng isang tambak ng mga katawan sa ilalim ng katawan ng poste ng elevator mula sa Lego minifigs na hindi "alintana ang malaking puwang", kaya nagdagdag ako ng isang maikling platform sa loob ng pintuan, na malapit sa bukas na bahagi ng elevator car, na nalutas ang problema.

Hakbang 4: Motor at Counterweight

Ang susunod na problema ay kung paano paakyatin ang kotse. Bumili ako ng isang NEMA-17 (iyon ang laki, hindi ang lakas) stepper motor mula sa Adafruit at tinangka akong iangat ang elevator car gamit ito gamit ang ilang string at isang 3d na naka-print na spool na bagay na nakakabit sa baras ng stepper upang mapangalagaan ang string.

Hindi iyon gumana, kaya nagsimula akong mag-isip tungkol sa kung paano gumagana ang isang tunay na elevator, na may isang counterweight. Sa ganoong paraan ang motor ay hindi kailangang iangat ang buong bigat ng kotse, kailangan lamang nitong simulan ang paunang paggalaw, na nangangailangan ng mas kaunting metalikang kuwintas. Marami akong natutunan tungkol sa metalikang kuwintas sa proyektong ito.

Gayunpaman, ang aking ideya sa counterweight ay solid at pinagsama ko ang paggamit ng isang 10mm malawak na sinturon at pulley system, katulad ng ginagamit upang bumuo ng isang 3D printer. Ang bigat ng kotse ay humigit-kumulang sa isang kilo (2 pounds) at ang stepper motor ay na-rate na nakakataas ng 2 kilo sa isang sentimo mula sa gitna ng baras. (Higit pang mga problema sa metalikang kuwintas) Kaya't mahusay na pumunta.

Ang isang dulo ng sinturon ay nakakabit sa tuktok ng elevator car (gamit ang isang tornilyo na metal plate), pagkatapos ay ang belt ay dumiretso at papunta sa isang ngipin na gamit ang stepper motor, na nakakabit sa kisame ng istraktura. Ang sinturon pagkatapos ay nagpunta sa 90 degree sa tuktok ng istraktura hanggang sa isang segundo na may ngipin na kalo, ito ay nakakabit sa isa pang bakal na tungkod, na naka-mount sa mga braket. (tingnan ang mga larawan) Mula doon ang sinturon ay tumagal ng isa pang 90 degree na diretso pababa at ito ay naka-attach sa counterweight. (Malinaw na kailangan mong sukatin ang lahat ng ito at ilagay ang mga ito nang tumpak upang maiwasan ang labis na stress sa sinturon)

Ang counterweight ay gawa sa apat na piraso ng sampol na sahig na gawa sa kahoy mula sa Home Depot na pinagsama ko at duct-taped na magkasama. Ang sinturon ay naka-clamp sa gitna ng mga piraso at ang labis na buntot ay naka-tornilyo din sa labas. Naglagay ako ng 2 mga tungkod na bakal para sa counterweight upang maglakbay pataas at pababa, gamit ang mga tubo ng PVC na nakadikit sa magkabilang panig ng counterweight bundle upang mai-mount ito.

Sa lahat ng mga piraso ng istruktura sa lugar, oras na upang magtrabaho sa electronics.

Hakbang 5: Mga switch at Electronics

Ang utak ng proyektong ito ay isang Arduino Uno, na may isang Adafruit Motor Shield sa itaas. Ginagawang mas madali ng kalasag upang himukin ang dalawang servo motor at ang stepper motor, habang pinapayagan pa rin ang pag-access sa karamihan ng mga pin sa Arduino. Ang stepper motor ay nangangailangan din ng higit sa 5V output ng Arduino, at hinahayaan ka ng kalasag na itaas ang boltahe sa motor at ibaba ito para sa Arduino. Ang motor ay tumatagal ng hanggang sa 12V, ngunit sa kalaunan ay nagpunta ako ng isang 9V input, dahil pinrito ko ang isang regulator ng boltahe sa isang Arduino nang makaalis ang isa sa mga pintuan.

Kumuha ako ng isa pang pahina mula sa paraan ng pagbuo ng mga 3D printer, at gumamit ng maliliit na switch ng contact sa lahat ng mga punto kung saan mo nais na huminto sa paggalaw ng mga bagay. Kaya, nagkaroon ako ng isang pansamantalang switch ng contact sa 6 na lokasyon. Nakita nila kung nasaan ang kotse at kung ano ang katayuan ng bawat pinto. Kapag ang kotse ay nasa ilalim ng istraktura, pinindot nito ang isang switch sa ilalim ng kotse. Kapag ito ay nasa itaas, isang switch sa ilalim ng counterweight ay naaktibo. Ang mga pinto ay tumama din sa isang switch sa magkabilang panig, kapag ito ay bukas o sarado.

Upang tawagan ang elevator, naglagay ako ng mga may ilaw na pindutan sa harap ng istraktura. Ang mga ito ay cool na tatsulok na mga pindutan na may mga LED sa loob upang magaan ang mga ito kapag pinindot (kung kawad mo ang mga ito sa ganoong paraan).

Ang tunay na code para sa proyektong ito ay hindi masyadong kumplikado. Ang pangunahing loop ng Arduino sketch ay sumusuri para sa pataas o pababa na pagpindot sa pindutan. Nakasalalay sa posisyon ng kotse, ang programa ay tumutugon sa alinman sa paglipat ng kotse at pagkatapos ay buksan ang pinto ng ilang segundo, at isara ang pinto. O, kung ang kotse ay nasa sahig kung saan pinindot ang pindutan, bubuksan lamang nito ang pinto, pagkatapos ay isara ito pagkalipas ng 5 segundo.

Maraming at maraming pag-troubleshoot, ngunit sa huli nakuha ko ang lahat na gumagana nang maaasahan. Ang pangwakas na hakbang ay isang malaking piraso ng Plexiglas sa likuran na may isang butas na drill para sa pag-access sa power jack.

Ito ay isang talagang nakakatuwang proyekto at marami akong natutunan. Kapag itinatayo ko ito hinahanap ko ang lahat sa mga plano sa isang bagay na katulad nito ngunit wala akong masyadong makitang. Kaya sana ang Instructable na ito ay maaaring makatulong sa isang taong naghahanap upang bumuo ng isang katulad na proyekto.

Hakbang 6: Mga Saloobin sa Pagsara

Ang isang bagay na idaragdag ko sa isang pangalawang pagbuo ay magiging isang paraan upang maunawaan kung may pumipigil sa pintuan, tulad ng isang totoong elevator. Sa palagay ko ang ilang uri ng light sensor ay maaaring gumana, ngunit ang isang taong mas matalino sa akin ay maaaring malaman ito.

Gayundin, ito ay isang proyekto para sa isang kliyente, at ipinadala ko ito sa kanila gamit ang UPS. Gayunpaman hinayaan ko ang UPS na ibalot ito na naging isang malaking pagkakamali. Dumating ang elevator na may mga putol na piraso, at ang sinturon ay naalis, at ang isa sa mga pintuan ay hindi gumagana. Nakipagtulungan ako sa kliyente upang maiangat ito at tumakbo, ngunit ang ilan sa aking mainit na nakadikit na tubo ng PVC ay lumabas, at sa hinaharap ay maaari kong subukang makahanap ng isang mas matikas na solusyon kaysa sa mainit na pandikit. Gayundin, sa susunod ay ibabalot ko na rin ito! Inaasahan kong nasiyahan kayo sa Instructable na ito. Suriin ang higit pang mga proyekto sa cascobaystudios.com

Salamat sa pagbabasa at makikita kita sa susunod!

Hakbang 7: Code

Ang Arduino code ay nasa nakalakip na file. Ito ay isang madugong gulo, ngunit ito ay gumagana!

Runner Up sa Arduino Contest 2020