O Scale Model Model Tornado: 16 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Sigurado ako na ang bawat tao ay nakakita ng isang buhawi sa mga video. Ngunit nakakita ka ba ng isang pagpapatakbo sa buong animasyon sa isang O Scale Model Railroad? Hindi pa namin ito naka-install sa riles ng tren, dahil bahagi ito ng isang kumpletong sistema ng tunog at animasyon. Ngunit kapag nakumpleto, dapat itong maging isang akit.

Dadalhin ka ng proyektong ito sa mga hakbang upang makabuo ng isang operating animation mula sa hardware ng CNC, mga motor drive, at kontrol ng Arduino

Hakbang 1: Ano ang Magiging Mukha ng Animasyong Ito?

Upang maunawaan kung ano ang binubuo namin, isang 3D na modelo ang nilikha at isang simulation na ginawa.

Hakbang 2: Pagbuo ng Pangunahing Panel

Ang proyektong ito ay binubuo ng isang Z Axis Panel, isang X Axis Panel, Arduino micro controllers, stepper motors, H bridge drive, micro step drive, at ang Tornado mismo. Ang unang bagay na dapat gawin ay upang kolektahin ang bayarin ng mga materyales para sa Pangunahing Panel. Parehong magkatulad ang mga panel ng axis kaya't ang proseso ng pagbuo para sa isang panel ay pareho para sa iba pang panel.

BILL OF MATERIALS - Sourced mula sa Banggood. Com/ lumber store

X Axis

· (1) T8 500 mm mahabang feed tornilyo na pagpupulong

· (1) 12 volt 200 step 4 wire NEMA 17 Type stepper motor

· (2) 500 mm na mga pamalo ng suporta na may mga pagtatapos na pag-mount at mga slider

(1) Limitahan ang Lumipat sa Cable

(1) Stepper Motor Mounting Bracket

1/2 pulgada Birch playwud na base ay gupitin sa 6-1 / 2 x 24 pulgada

karaniwang 1/8 makapal na pintura gumalaw sticks

iba't ibang mga tornilyo M3, M4, M5

Hakbang 3: Ipunin ang Mga Bahagi sa Panel

Ang stepper motor bracket ay ang unang piraso na naka-mount sa isang dulo ng 1/2 x 6-1 / 2 x 24 pulgada na base. Ang bracket na ito ay naka-mount sa centerline ng base at tiyaking parisukat ito sa mahabang gilid. I-mount ang stepper motor papunta sa bracket na ito at i-install ang pagkabit ng drive. Malalaman mo na ang gitnang linya ng stepper motor drive ay sapat na mataas mula sa base, na ang feed screw bearings na mga pabahay ay dapat na mai-mount sa mga kahoy na tabla upang maipasok ang pagpupulong sa antas. Ang isang 1/2 piraso ng Birch playwud ay isang magandang panimulang punto. Pagkatapos ay magdagdag ng isang shim board na nagdadala sa gitna ng feed screw na may tindang mga pabahay lahat sa linya.

Gumagamit na ngayon ng isang stick stick stick, drill hole na tumutugma sa feed screw flange at i-mount gamit ang M3 screws at lock washers. Ang paggamit ng Locktite sa mga bahaging ito ay pipigilan ang kanilang paglayo sa paglaon. Ngayon i-thread ang pagpupulong na ito papunta sa feed screw. I-install ang isang dulo ng feed screw sa tindig na tindig sa dulo ng stepper motor. Ilagay ngayon ang iba pang mga pabahay na may tindig sa kabilang dulo ng base, i-install ang feed screw, at i-secure ang pabahay sa base gamit ang mga board board at shims. SIGURADO na ang pagpupulong na ito ay kahanay sa gilid ng base.

Ngayon ayusin ang mga pamalo ng suporta kasama ang kanilang mga dulo ng suporta sa bahay sa mga board ng board na ginamit upang suportahan ang mga tindahang pambahay.. Kritikal na makuha ang lahat ng mga bahagi na parisukat at parallel. Kaya, huwag i-mount ang mga bahagi sa base hanggang sa ang lahat ng mga bahagi ay nakaayos sa base. Sa puntong ito pintura gumalaw sticks o 1/4 hardwood playwud gumagana nang maayos at maaaring i-cut sa lapad na ninanais at drill na may mounting hole upang tumugma sa mga slider ng baras ng suporta. Tipunin ang mga strap ng krus sa mga slider nang maluwag at i-slide ang mga ito sa bawat dulo ng ang mga tungkod ng suporta upang maitaguyod ang mga tungkulin ng tungkod ng tungkod sa lugar. Kapag ang mga posisyon na ito ay itinatag igulong ang mga ito sa lugar. Sa puntong ito dapat mong magkaroon ng feed flange flange na may pinturang stick na naka-sandwiched sa pagitan ng mga slider.

Ang huling hakbang ay upang ilagay ang mga strap ng seguridad para sa mga slider cross board. Pigain ang mga slider nang magkasama sa sandwiching ang flanged stir stick at tornilyo na mga tabla sa lugar. Ang pintura gumalaw stick ay maaari na ngayong putulin ang flush gamit ang mga strap na inilapat lamang. Ngayon ang pagpupulong ay kumpleto at pinapayagan ang paggalaw ng flange sa loob ng mga security planks. Maaari mong subukan ang pagpupulong na ito sa pamamagitan ng pag-ikot ng feed screw sa pamamagitan ng kamay upang matiyak na ang lahat ay malayang gumagalaw nang walang umiiral.

Hakbang 4: I-install ang Limit Switch

Ang switch switch ay naka-mount sa parehong mga panel malapit sa dulo ng motor. Ginagamit ito bilang isang sensor ng posisyon ng homing upang maitakda ang parehong mga palakol sa isang panimulang posisyon kapag ang kuryente ay konektado sa Control Panel. Ang eksaktong pag-mount ay ang kagustuhan ng gumagamit, ngunit sinubukan namin ang 2 mga disenyo; ang isa na may isang sagwan na ibinaba mula sa karwahe upang maabot ang switch, at ang iba ay ginamit ang tanso na flange nut stir stick bilang contact point. Hindi mahalaga kung paano naka-mount ang switch na ito, hangga't naka-aktibo ang switch BAGO ang karwahe ay umabot sa dulo ng paglalakbay nito sa dulo ng motor.

Hakbang 5: Assembly ng Z Axis Panel

Ang panel ng Z Axis ay magkapareho sa panel ng X Axis, maliban kung pinalitan namin ang isang iba't ibang mga tornilyo sa feed na may isang 2mm na tingga upang gawing mas mabilis ang paggalaw.

(1) T8 Feed Screw na may 2mm lead at brass flange nut

Ang lahat ng iba pang mga hakbang ay pareho, kaya't itayo ang panel na ito ngayon.

Hakbang 6: Magtipon ng magkasama ang X at Z Axes

Ang pagpupulong ng 2 axes na magkakasama ay napaka-tuwid na pasulong. Una naming idinagdag ang isang 6-1 / 2 x 5 "piraso ng 1/2" Birch playwud sa pagpupulong ng X Axis Carriage. Pagkatapos ay inalis namin ang panel ng Z Axis sa board na ito. Ang lokasyon ng Z axis na may kaugnayan sa X Axis ay ang kagustuhan ng gumagamit. Sa aming prototype, itinakda namin ang pagtatapos ng motor mga 8 pulgada ang layo mula sa gitna ng pagpupulong ng karwahe ng X Axis. Ang Control Panel ay uupo sa ibaba ng X Axis kapag naka-mount, kaya ang puwang na ito ay tila naaangkop. Tandaan na ang mga panel ng X at Z Axis ay ipinakita na flat para sa pagpupulong, ngunit kapag naka-mount sa layout ng modelo ng riles, ang X Axis ay nakaposisyon ng 90 degree sa ibabaw ng riles.

Hakbang 7: Pagbuo ng Tornado

Disenyo ng buhawi

Ang buhawi ay itatayo gamit ang isang 12vdc motor, isang ¼”kahoy na dowel, isang flex coupler para sa motor na mag-shaft ng koneksyon, at makokontrol ng isang Arduino driven L298N H bridge motor controller.

Ito ang pagpupulong ng motor: 12 vdc 25 rpm gearcase motor

Ang funnel ay batting na matatagpuan sa mga tindahan ng bapor. Gumamit kami ng manipis na mga sheet ng batting mula sa Walmart.

Mangangailangan ang funnel ng ilang masining na gawain upang makuha ang hitsura na nais mo. Ang pinakamahalagang bahagi ay ang pagdidisenyo at pagbuo ng pagpupulong ng Z Axis carriage upang mapaunlakan ang motor at pagkabit. Ang taas mula sa karwahe ay matutukoy ang maximum na diameter ng funnel. Anumang oras na nais mong baguhin ang funnel, isang bagay lamang sa pag-aalis ng dowel rod mula sa pagkabit. Maaari itong magawa sa anumang oras sa sandaling na-install ang system. Kaya kung nais mong mag-eksperimento sa iba't ibang mga funnel, madali itong gawin.

Ngunit sa puntong ito sa proseso ng pagbuo, tukuyin lamang ang taas sa itaas ng karwahe at bumuo ng isang motor mount upang suportahan ang motor at gearbox. Mayroong isang komersyal na ginawang mounting bracket: Motor Mount

Masyadong mahaba ang lead time upang makuha ang metal bracket, kaya't nagpasya kaming magtayo ng isang tumataas na pag-aayos para sa pagpupulong ng Tornado Rotation drive mula sa maliliit na piraso ng kahoy. Sa mga larawang ito, ang bundok ay idinisenyo upang i-clear ang isang tuktok na 5 pulgada na lapad ng cloud ng funnel. sa kaganapan na ang pag-aayos na ito ay hindi kasiya-siya, nai-mount namin ang pagpupulong sa mga strap ng kargamento ng karwahe. Kung ang pag-aayos na ito ay hindi umaangkop sa aming mga pangangailangan sa ilang kadahilanan, ang pagtitipon ay maaaring alisin sa pamamagitan lamang ng 4 na mga turnilyo ng ulo ng Allen.

Ang mga koneksyon sa motor ay maliit at marupok, kaya ang mga lead ay solder sa motor at gumamit kami ng mga turnilyo at washer upang ma-secure ang mga lead. Ang solong ng paglalakbay ay solder sa koneksyon na ito.

Hakbang 8: Pagkontrol sa Animation

Ngayon na binuo namin ang 2 mga axis panel at na-mount ang mga ito nang magkasama, paano namin gagawing gumagana ang animasyon na ito? Ang video ay isang pag-update mula sa pagsubok na isinagawa sa pagbuo ng prototype system. Kaya paano namin nagawa ang animasyong ito? Ang sagot ay ginamit namin ang 2 Arduino micro Controller upang makontrol ang pagkilos. Ang mga susunod na hakbang ay idetalye ang pagbuo ng Control Panel, ang ginamit na kagamitan, ang mga diagram ng mga kable, at ang code ng programa.

Hakbang 9: Paggamit ng Arduino Micro Controllers upang Animate ang Kilusan

Disenyo ng Tornado Motion

Upang makontrol ang Tornado, tinukoy muna namin kung paano namin ito nais gumana:

1. I-on ang motor para sa pag-ikot ng Tornado.

2. Simulan ang kilusang Z axis gamit ang isang stepper motor na nagmamaneho ng isang feed screw na patayo pababa. Inililipat nito ang umiikot na Tornado pababa mula sa nakatagong posisyon nito pababa sa ibabaw ng mesa.

3. Simulan ang kilusan ng X axis gamit ang isang stepper motor na nagmamaneho ng isang feed screw at platform. Ililipat nito ang buhawi mula kanan pakanan pakaliwa ang buong distansya ng feed screw.

4. Simulan ang Z axis stepper motor upang itaas ang umiikot na Tornado pabalik sa tuktok na wala ng pagtingin. Patayin ang kuryente sa Z axis stepper motor.

5. Simulan ang X axis stepper motor upang bumalik sa tamang posisyon ng pagsisimula. Patayin ang kuryente sa X axis stepper motor.

6. Patayin ang kuryente sa Rotating Tornado motor.

Mahalaga, lumilikha kami ng isang CNC 2 axis router machine. Ang pag-ikot ng buhawi ay ang router at ang iba pang 2 axes ay para sa pahalang at patayong paggalaw. Upang magawa ito kakailanganin nating gumamit ng 1 Arduino MEGA (pinangalanang "MOVEMENT CONTROLLER") na naka-program upang mapatakbo (2) TB6600 Micro Stepper driver boards upang makontrol ang 2 stepper motor. Gagamitin din namin ang 1 Arduino UNO (pinangalanang "MASTER CONTROLLER") upang makontrol ang pag-ikot ng Tornado at simulan ang CONTROLLER NG PAGSUSULIT. Ang kontrol ng system ay ibibigay ng isang off / on switch para sa 12 volt dc power para sa system. Ang isang pansamantalang switch ay matatagpuan malapit sa posisyon ng Tornado sa layout upang simulan ang isang latching power relay circuit. Ang pansamantalang kontrol ng switch na ito ay magpapalakas sa system at ang MASTER CONTROLLER ay magpapasindi, at ang gear na hinimok ng DC motor ay magsisimulang paikutin ang Tornado, at pagkatapos ay magbigay ng lakas sa CONTROLLER NG PAGSUSULIT para sa pagkakasunud-sunod ng paggalaw.

Hakbang 10: Kinakailangan ang Kagamitan para sa Control Panel

Batas sa Mga Materyales ng Control System

(1) Arduino UNO & (1) Arduino Mega micro Controller

(1) L298N Modyul H tulay na modular board para sa Tornado drive ·

(2) TB6600 Stepper Motor Micro Step Driver Boards para sa Z at X axis panel

(1) 12 volt dc power supply

(1) Ang switch ng switch na naka-mount sa SPDT

(2) 5 volt dc relay para sa Arduino ·

Sari-saring mga kable na may berdeng LED at resistors

Mga Strip ng Terminal

Mga mounting board at hardware

Hakbang 11: Mga Kagamitan sa Pag-mount Sa isang Control Panel

Piliin muna ang isang materyal ng Control Panel. Gumamit kami ng 1/4 pulgada na makapal na piraso ng hardwood playwud. Nagsimula kami sa isang piraso ng 2 talampakan sa paa upang ayusin ang kagamitan. Walang lihim sa panel na ito, i-mount lamang ang lahat sa isang lugar na gumagawa para sa maikling pagpapatakbo ng kawad at pag-access para sa 12 volt na lakas, mga lead ng motor at limitahan ang mga kable ng switch mula sa mga panel ng Axis.

Hakbang 12: Mga kable sa Kagamitan ng Master Controller

Ang eskematiko na ipinakita para sa Master Controller ay maaaring hindi ganap na tumpak dahil sa kakulangan ng mga bahagi ng aklatan para sa L298N module at ang 5 volt signal na kinokontrol na relay. Ang natitirang circuit ay tumpak para sa mga koneksyon sa Arduino Uno at sa Arduino Mega.

Para sa tumpak na mga kable ng L298N, kailangan naming mag-refer sa imahe na nagpapakita ng mga koneksyon sa wire na may ipinakitang mga numero ng terminal. Ipinapakita lamang ng pangalawang imahe ang mga terminal na ginamit sa Project na ito.

Para sa tumpak na mga kable ng 5 volt relay para sa Arduino, kailangan naming mag-refer sa imaheng iyon sa itaas.

Kung may pag-aalinlangan, palaging sumangguni sa Arduino IDE para sa Master Controller para sa mga koneksyon sa pin.

Hakbang 13: Kable ng Controller ng Kilusan

Ang Arduino Mega ay ginagamit bilang Controller ng Kilusan. Ito ang interface ng mga micro stepper drive at mga stepper motor. Ang koneksyon ng Vin ay hindi ipinakita dahil ipinapakita ito sa iskema ng Master Controller.

Hakbang 14: System Power Latching Circuit

Upang makontrol ang lakas sa system at payagan ang awtomatikong pag-shutdown kapag nakumpleto ang animasyon, ang isang latching circuit ay nagtatrabaho gamit ang isang pansamantalang paglipat sa 12 volt power NA WALANG relay contact. Ang 5 volt relay na kinokontrol ng Arduino signal latches sa circuit. Kapag mababa ang signal, ang kapangyarihan ng system ay sumara. Ang isang hiwalay na LED ay ginagamit upang ipakita ang system ay naka-latched.

Hakbang 15: Arduino Code

Dahil hindi ito isang Maituturo sa kung paano magsulat ng Arduino code, ikinabit namin ang mga file ng Master at Movement para sa iyong pagtingin at / o pag-download.

Hakbang 16: Pagbuo ng Mounting Frame

Ang frame ng suporta sa system ay binuo mula sa simpleng tabla. Ito ay isang suporta sa 3 binti na may naka-attach na panel na X-Axis upang maitaguyod ang tamang lokasyon para sa Tornado sa ibabaw ng layout. Ang control panel ay naka-mount sa likod ng X-Axis panel upang payagan ang libreng paggalaw ng Movable Z-Axis panel. Ang buong pagpupulong ay maaaring ma-secure sa pader o iwanang libreng nakatayo para sa madaling pagtanggal kung kinakailangan.