Моделен асансьор, контролиран от Arduino: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

В тази инструкция ще ви покажа как изградих асансьор за играчки на две нива с работещи плъзгащи се врати и кола, която се движи нагоре и надолу при поискване.

Сърцето на асансьора е Arduino Uno (или в случая Adafruit Metro), с моторния щит Adafruit отгоре. Щитът прави много по -лесно задвижването на двата сервомотора, необходими за отваряне и затваряне на вратите, и стъпковия мотор, който кара колата нагоре и надолу.

Действителната структура наистина е лесната част и може да бъде направена по какъвто искате. Трудната част е да накарате всичко да се побере вътре и да се уверите, че нещата са подравнени правилно.

Така че, казано, нека да стигнем до него!

Консумативи

• Arduino Uno (или еквивалент)
• Моторният щит Adafruit
• Perf борда
• Заглавки за Arduino и щит
• Серво за непрекъснато въртене (2)
• Стъпков двигател NEMA 17
• Стойка за стъпков двигател
• ПДЧ със средна плътност (MDF) 1/2 "и 1/4" парчета
• Алуминиеви листове
• Алуминиев прът
• Алуминиеви пръти
• Алуминиев U-канал
• Стоманена пръчка
• PVC тръба (1/8 "и 1/4")
• 10 мм зъбен ремък
• 10 мм ролки
• пистолет за горещо лепило
• винтове
• листове от плексиглас
• Проби за подови настилки
• Тиксо
• Проводници
• Бутони нагоре/надолу
• Микропревключватели
• Голям линеен задвижващ механизъм - плановете са тук

Стъпка 1: Вратите

Първият проблем, който реших да реша, бяха вратите. Вратите трябваше да се движат напред -назад и да бъдат закрепени отдолу и отгоре, така че да не се размахват.

Завъртях с алуминиеви u-канали, обикновено използвани като кантове за дъски, по дъното, за да поддържам вратите на път. Върхът беше малко по -сложен. Намерих онлайн 3D отпечатани планове за линеен задвижващ механизъм и реших, че това би било чудесно за натискане и затваряне на вратата. Направих вратите от малки MDF панели и увих около алуминиева ламарина около панела, за да му придаде метален вид. (вижте снимките)

Поставих стоманен прът в горната част на вратата и горещо залепих парче PVC тръба в горната част на панела на вратата. Пръчката се вписва в тръбата и позволява на вратата да се движи свободно напред-назад, докато долният 8-ми инч от вратата е вътре в u-канала, за да я държи права.

Поставих линейния задвижващ механизъм над стоманения прът и използвах повече PVC тръба и повече горещо лепило, за да позволя на задвижването да премести вратата. Линейният задвижващ механизъм е проектиран около серво мотор с размери на хоби, затова добавих тези.

Стъпка 2: Структурата

Първо направих груба скица на това как искам да изглежда асансьорът. Трябваше да има 2 етажа, с кола, която се качва нагоре и надолу и врати, които се отварят на всеки етаж. Крайният продукт се отклони от първоначалната скица, но това е ОК!

След това изградих конструкцията от ПДЧ със средна плътност (МДФ), измерих подовете и отворите на вратите и изрязах формите с мозайката и триона за отвори. Основата и горната част са малко по -големи от сградата, за да й придадат известна стабилност и визуална привлекателност. Структурата има само 3 страни, тъй като реших да оставя гърба отворен, за да можете да погледнете вътре.

Страничните части са 24 инча високи и 12 инча широки, а горната и долната част са 15 инча квадратни, всички направени от 1/2 MDF панели. Вратите са с височина 6 инча и широчина около 4 инча. Уверете се, че оставяте достатъчно място за да се скрие вратата отстрани, когато е отворена.

Добавих и малък перваз за кацане извън 2 -рия етаж.

Направих и 2 -инчов отвор над всяка врата за прозорец или индикатор за пода, дупки за бутоните за повикване до всяка врата и малък отвор за светодиод над всеки отвор на вратата (който не завъртях с помощта)

Боядисах всичко в метално син цвят.

Стъпка 3: Колата

Кабината на асансьора е направена от MDF и парче плексиглас за гърба, така че можете да видите колите от кибритена кутия или момчетата от Lego, които слагате в асансьора. Самата кола е обикновена кутия, нищо особено изискано. Нарисувах го и сложих вътре няколко картички като плакати. Оказа се доста тежък, така че не бях сигурен как моторът ще го повдигне, използвайки първоначалния ми план. Ще се върнем към това.

Трудната част на колата беше как да я повдигне и да я предпази от люлеене. Използвайки изпитания и истински метод за горещо лепило и pvc (ще се върна към това, не ме оставяйте да забравя), сложих четири алуминиеви пръта, вървящи от върха до дъното на конструкцията, и ги подредих с колата и тръбата залепих на всеки ъгъл. Това поддържаше асансьора на място, докато се качваше и слизаше.

3D отпечатаните части изпъкнаха доста от вътрешната стена на конструкцията, така че трябваше да държа колата на асансьора на няколко сантиметра от отвора на вратата. Не исках да имам купчина тела в долната част на шахтата на асансьора от минифигури Lego, които нямаха нищо против огромната празнина, затова добавих къса платформа вътре във вратата, която се приближи доста до отворената страна на асансьорната кола, което реши проблема.

Стъпка 4: Мотор и противотежест

Следващият проблем беше как да накараме колата да се качва нагоре и надолу. Купих стъпков двигател NEMA-17 (това е размерът, а не мощността) от Adafruit и се опитах да вдигна асансьорната кола с него, като използвам някакъв шнур и 3D отпечатана шпула, прикрепена към вала на стъпката, за да навивам наниза.

Това не се получи, затова започнах да мисля как работи истински асансьор, с противотежест. По този начин двигателят не трябва да вдига пълното тегло на автомобила, той просто трябва да стартира първоначалното движение, което изисква много по -малко въртящ момент. Научих много за въртящия момент по този проект.

Както и да е, идеята ми за противотежест беше солидна и аз завърших с помощта на система с ремъци и ролки с ширина 10 мм, подобна на тази, която се използва за изграждането на 3D принтер. Колата тежи около един килограм (2 паунда), а стъпковият двигател е оценен като способен да повдигне 2 килограма на един сантиметър от центъра на вала. (Повече проблеми с въртящия момент) Така че това беше добре.

Единият край на колана беше прикрепен към горната част на кабината на асансьора (с помощта на завинтваща се метална плоча), след което коланът отиде право нагоре и върху зъбна предавка на стъпковия двигател, който беше монтиран на тавана на конструкцията. След това коланът премина 90 градуса през горната част на конструкцията до втора назъбена ролка, която беше прикрепена към друг стоманен прът, монтиран на скоби. (вижте снимките) Оттам коланът пое още 90 градуса направо надолу и това беше прикрепено към противотежестта. (Очевидно трябва да измерите всичко това и да ги поставите точно, за да избегнете допълнителен стрес върху колана)

Противотежестта беше направена от четири парчета подови дървени настилки от Home Depot, които завинтвах и залепвах заедно. Коланът беше затегнат в средата на парчетата, а излишната опашка също беше завинтена от външната страна. Поставих 2 стоманени пръта за противотежестта, за да се движат нагоре и надолу, като използвах PVC тръбите, залепени от двете страни на пакета с противотежести, за да го монтирам.

С всички структурни части на мястото беше време да се работи по електрониката.

Стъпка 5: Превключватели и електроника

Мозъкът на този проект е Arduino Uno с мото щит Adafruit отгоре. Щитът улеснява много задвижването на двата серво мотора и стъпковия двигател, като същевременно позволява достъп до повечето от щифтовете на Arduino. Стъпковият двигател също изисква повече от 5V изхода на Arduino, а щитът ви позволява да увеличите напрежението към двигателя и да го намалите за Arduino. Моторът отнема до 12V, но в крайна сметка отидох с 9V вход, тъй като изпържих регулатор на напрежението на един Arduino, когато една от вратите заседна.

Взех още една страница от начина, по който са изградени 3D принтерите, и използвах малки превключватели за контакт във всички точки, където искате нещата да спрат да се движат. И така, имах моментни контактни превключватели на 6 места. Те откриха къде е колата и какво е състоянието на всяка врата. Когато колата беше в долната част на конструкцията, тя натискаше превключвател под колата. Когато беше в горната част, се активира превключвател в долната част на противотежестта. Вратите също натискат превключвател от двете страни, когато е отворен или затворен.

За да се обадя на асансьора, поставих осветени бутони в предната част на конструкцията. Това са готини триъгълни бутони със светодиоди вътре, така че те светват при натискане (ако ги свържете по този начин).

Действителният код за този проект не е твърде сложен. Основният цикъл на скицата на Arduino проверява за натискане на бутони нагоре или надолу. В зависимост от позицията на колата, програмата реагира или с преместване на колата, след което отваря вратата за няколко секунди и затваря вратата. Или, ако колата е на пода, където е натиснат бутонът, тя просто отваря вратата, след което я затваря след 5 секунди.

Имаше много и много отстраняване на неизправности, но в крайна сметка всичко работи надеждно. Последната стъпка беше голямо парче плексиглас на гърба с пробит отвор за достъп до щека за захранване.

Това беше наистина забавен проект и научих много. Когато го изграждах, търсих навсякъде планове за нещо подобно, но не можах да намеря много. Така че се надяваме, че този Instructable може да помогне на някой, който иска да изгради подобен проект.

Стъпка 6: Затваряне на мисли

Едно нещо, което бих добавил към второто строителство, би било начин да усетя дали нещо блокира вратата, като истински асансьор. Мисля, че някакъв сензор за светлина може да работи, но някой по -умен от мен може да разбере това.

Също така, това беше проект за клиент и аз му го изпратих с помощта на UPS. Въпреки това оставих UPS да го опакова, което се оказа голяма грешка. Асансьорът пристигна с откъснати парчета, колана беше откопчен и една от вратите не работеше. Работих с клиента, за да го стартирам, но някои от горещо залепените PVC тръби се отделиха и в бъдеще вероятно ще се опитам да намеря по -елегантно решение от горещото лепило. Освен това следващия път сам ще го опаковам! Надявам се, че ви хареса тази инструкция. Вижте още проекти на cascobaystudios.com

Благодаря за четенето и ще се видим следващия път!

Стъпка 7: Код

Кодът на Arduino е в прикачения файл. Това е кървава бъркотия, но работи!

Вицешампион в Arduino Contest 2020