Автоматичен плъзгач за порта под $ 100: 15 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

През лятото баща ми ме мотивира да разгледам как да закупя система за автоматизация на портата и да я настроя. Затова започнах изследванията си и потърсих пакетни решения за AliExpress и местните доставчици. Местните доставчици предлагат цялостни решения, включително инсталация за> $ 1000. Това бяха италиански системи и трябваше да бъдат много качествени. Но цената беше далеч от нашия бюджет. Системите на AliExpress също бяха доста скъпи, като най -евтината беше 500 долара преди данъци. Доста се отказах от идеята за закупуване на цялостна система и разгледах някои подходи „направи си сам“.

След първоначалното си проучване стигнах до извода, че ще бъде много трудно и отнема много време да се изгради от нулата. Това също използва ограничени ресурси. Но тогава го приех като предизвикателство и започнах да съставям груб план.

Отне ми много опити и грешки и много упорита работа, но успях да създам надеждна система за цена, която никоя друга система не може да победи.

Ако се опитвате да изградите нещо подобно, бих ви насърчил да го направите, докато обяснявам всички проблеми, които срещнах по време на процеса на изграждане. Надявам се, че ще успеете да разберете малко и да избегнете грешките, които направих.

Ако ви харесва това, което направих и обясних, моля, помислете дали да ми гласувате. Всяка подкрепа е високо оценена. _

Следвайте ме и в други платформи, докато споделям напредъка си между проектите.

Facebook: Работилницата на Badar

Instagram: Работилницата на Badar

Youtube: Работилницата на Бадар

Стъпка 1: Планът

Започнах да мисля как да постъпя. Има много начини, по които такъв проект може да бъде решен, всеки със своите предимства и недостатъци.

Първото нещо, което направих, беше да разбера съществуващата система, с която работя. За мен това означаваше моята тежка, изцяло метална, плъзгаща се порта. За вас това може да означава нещо друго и бих ви препоръчал първо да разберете напълно вашата система, преди да се спрете на стратегия.

Разбрах, че портата ми не е построена много добре и има някои вариации в движението си. Така че какъвто и да е методът ми за превод, ще трябва да се погрижа за тази промяна. Това ме накара да се замисля за използване на верига за мотоциклети. Използвал съм ги и преди, така че бях запознат с тяхната работа. Те са евтини и широко достъпни. Големите им секции означават, че незначителните разминавания няма да имат голямо значение. Монтирането на веригата на горния ръб ми се отрази добре, тъй като имах скоба отгоре за монтиране на моторния възел, така че всичко да може да седи спретнато в горната част на портата.

Следва изборът на двигател. Снимах на ниска цена, така че се зарових в кофата за ляви части и намерих мотор за чистачки на автомобилно стъкло от конструкцията на моя боен робот. Спомних си, че този мотор имаше много въртящ момент и беше много добре изграден. Така че бях сигурен, че ще има достатъчно мощност, за да управлява портата.

Засега имах целия план, от който се нуждаех. Електрониката и управлението са съвсем различна история и те ще дойдат по -късно.

Стъпка 2: Тестване на двигателя „точно“

Така че бях уверен, че моторът ще може да премести портата, но нямаше да построя цялото нещо и след това да се докажа, че греша. Така че направих това, което инженерите трябва да направят. Тестване.

Е, мисля, че те трябва първо да направят изчисления, но нямах никакви стойности, от които да изчислявам. Затова избърсах праха от стария си боен робот и го завързах за портата. Бойният робот използва два двигателя за почистване на предното стъкло, за да го управлява. И това беше най -близкото нещо, което успях да настроя бързо в името на тестването.

Дадох на робота пълна газ и какво знаете, портата започна да се движи. Въпреки липсата на сцепление, роботът успя да премести портата. Това беше достатъчно добро за мен, така че продължих.

Стъпка 3: Изработка на стойката на двигателя

От минала катастрофа знаех, че тези мотори не са шега. И ако получите пръста си в зъбното колело, можете да го целунете добре. Имах инцидент със загуба на пръст, когато изграждах бойния робот, така че говоря от опит.

Въз основа на този опит исках монтажът да бъде максимално прибран. Затова реших да го монтирам на скобата, която държеше портата на място.

Първо прикрепих стоманен лист между двете ъглови железни парчета. Това беше така, че мога да монтирам мотора си отгоре, без да се притеснявам, че ще имам здрава основа.

Реших да накарам двигателя да се сглобява от основата на главната порта, защото може да искам да работя по него отделно. Свалянето на двигателя би било много трудно, особено защото работех в тясно пространство. Това се изплати по -късно, тъй като свалях моторния възел няколко пъти, за да работя върху него.

Както можете да видите, прикрепих двигателя към двигателя. Също така прикрепих зъбното колело към двигателя и няколко зъбни колела от двете страни, за да насочвам веригата към зъбното колело на двигателя и да не позволявам да се плъзне под товар.

Стъпка 4: Изработка на скобата на веригата

Цялата тема на този проект беше да се намалят разходите, затова исках да използвам отново старите късове стомана, които имах, вместо да купувам нови. Намерих едно старо парче ъгъл, което беше достатъчно дебело за моята употреба.

Нарязах запаса по размер с помощта на моята ъглошлайф и след това го заварих заедно, за да направя скобата. След това заварих скобата на върха на портата. Важно е да се отбележи, че не искате да заварявате върху боядисана повърхност. Винаги смилайте боята в зоната на заваряване.

Трябваше да повторя заваряването три пъти. Първият път беше, защото не монтирах скобата извън физическите твърди спирачки на портата. Така че, когато го тествах и случайно счупих един от проводниците към крайния превключвател, скобата се вмъкна в крайния ключ и го счупи. Затова е важно винаги да монтирате скобите така, че да не могат да навредят на друга част от системата, ако електронните крайни превключватели се повредят.

Вторият път беше, защото монтирах скобите криво. Това беше първият ми проект за заваряване и нямах подходящи скоби, така че ми беше трудно да подравня скобата.

Една последна грешка, която направих, беше да пробия дупка след пълно заваряване на скобата. И тъй като заваряването прави стоманата много по -твърда, пробиването й е много по -трудно. Похарчих три свредла и един час постоянно пробиване, за да направя само две дупки.

Така че научете се от тези грешки, ако планирате да направите нещо подобно. Нека преминем към инсталирането на веригата.

Стъпка 5: Инсталиране на веригата

Първо имах предвид различни идеи как да монтирам веригата, така че да има абсорбция на удари, за да предотврати претоварване на двигателя при стартиране от статично положение. Но нищо не изглеждаше достатъчно просто за изпълнение. Така че просто отидох с най -евтиното и просто решение.

Взех една верига и отрязах средния лагер на крайната част. След това взех 3 болт и отрязах главата. Закрепих болта в последното парче от веригата и го заварих. Може да не е най -красивото решение. Но ще свърши работа.

Свързах всички вериги от край до край и след това закрепих края на гайката в скобата на веригата от едната страна. Измерих, за да видя къде ще трябва да отрежа веригата от другата страна. Маркирах го и повторих процедурата за заваряване на гайките.

След това монтирах веригата върху портата. Използвах няколко болта, за да закрепя двата края, така че болтът да не се разхлаби.

Ключът в моя случай не беше да затягаме прекалено много веригата, защото това би натоварило много двигателя и зъбните колела. Вместо това оставянето на тежката верига да лежи върху горния ръб на портата изглежда е най -добрият начин да се избегне постоянно натоварване на двигателя.

По този начин, когато двигателят все пак започне да движи портата, той трябва първо да издърпа теглото на веригата, преди действително да дръпне портата. Това действа като някаква пружина, за да се избегне претоварване на двигателя.

Механичната част на отварящата врата е напълно завършена. Можем да преминем към някои тестове, за да видим дали наистина работи.

Стъпка 6: Тестване

Сега, когато механичната страна на проекта беше завършена, можех да я изпробвам, за да разбера някои недостатъци и възможни клопки. Използвах 12V оловно -киселинна батерия и просто ръчно свързах двигателя към батерията. И да! Портата започна да се движи. Всички усилия досега не бяха напразни.

Разбрах няколко неща по време на тестването. Единият беше, че каналът на портата трябва да бъде чист и всичко трябва да бъде правилно смазано. В противен случай малкият мотор може да има затруднения при преместването на портата.

Друго важно нещо беше, че се нуждаех от някаква електронна защита от претоварване на моя двигател, в случай че електронните крайни превключватели престанат да работят. Не исках да пържа двигателя, ако това се случи.

Също така определих правилното напрежение на веригата за оптимална работа, докато тествах текущото теглене на двигателя с различни напрежения. По -ниското напрежение беше по -добро, защото попи всички несъвършенства в подравняването, като мърдаше наляво и надясно, без да натоварва двигателя.

С тези резултати бях готов да започна работа по електрическата страна на нещата.

Стъпка 7: План за електроника

Така че планът от страна на електрониката беше да запази нещата възможно най -прости, като същевременно има желаната функционалност.

Захранването ще идва от 12V суха оловно -киселинна батерия, която ще бъде свързана към зарядно устройство. Въпреки че имах много проблеми със зарядното устройство, за които ще говоря по -късно.

Мозъчната кутия ще бъде дъска arduino. Нищо фантастично, просто arduino uno. Управлението на двигателя ще бъде чрез 4-канална релейна платка, работеща като H-Bridge. RF комуникацията се управлява с приемник 433 mhz модул. Една от евтините дъски за $ 1. Въпреки че не е най -добрата идея отзад. Повече за това по -късно. Текущото измерване ще използва 20A токов сензор. И накрая крайните превключватели и превключвателите за ръчно управление ще бъдат просто обикновени превключватели.

Дистанционните, които използвах, бяха програмируеми дистанционни за кола. Въпреки че и на мен ми създадоха неприятности.

Така че това беше планът. Нека влезем в мръсния пясък.

Стъпка 8: Изграждане на електроника

Процесът на изграждане на електроника не беше нищо сложно. Сглобих всичко по начин, който можеше да размени части бързо, ако е необходимо. Използвах щифтове за заглавки и конектори за лопатки, когато е възможно, за да се позволи бързо разглобяване. Използвах сравнително голяма прото платка за свързване на крайните превключватели и RF платката. Наличието на голяма дъска ми позволява да добавям повече функции в бъдеще, без да се налага да преправям съществуващата рамка.

Има някои проблеми, които срещнах по отношение на електрониката. Първо беше релейната дъска. Следите на платката на релето не са проектирани да обработват големи токове при ниско напрежение. Някои релейни табла имат консервирани следи, но моите не. И една от следите се взриви след известно време. Затова свързах всички линии с висок ток с проводник с подходящ размер.

Друг голям проблем беше зарядното устройство, причиняващо много ЕМ смущения. Това се дължи на факта, че зарядното устройство е извън марката и няма никакви сертификати. И намесата се бъркаше във веригата. Той не би реагирал случайно на rf команди. Разбрах, че това е проблем с ЕМ, когато приближих лаптопа си до електрониката за програмиране и той излезе напълно извън контрол. Купих напълно зарядно устройство от метален корпус, което беше силно преодоляно за моята употреба, но изглежда, че засега работи добре. Все пак ще го сменя по -късно.

Срещнах и проблеми с конекторите, които използвах за външните превключватели. Те са много крехки и се счупват, когато се изваждат няколко пъти. Все още трябва да намеря някои по -добри конектори за него.

RF модулът, който използвах, е много основен модул и обхватът му изобщо не е впечатляващ. Но това беше това, което имах под ръка и което работеше, така че засега се придържах към него. Въпреки че планирам да надстроя до по -добър модул, особено защото искам диапазонът да не е проблем. Мразя да се налага да вървя към системата, само за да я задействам.

Стъпка 9: Корпус на електрониката

Първоначално просто монтирах електрониката върху парче шперплат и планирах да построя пластмасова кутия върху нея. Но тогава разбрах, че ще бъде много работа. Затова вместо това си купих голям контейнер за храна с водоустойчиво уплътнение.

Монтирах батерията и зарядното устройство в долната част. Монтирах електрониката върху парче пластмаса, което идва с кутията. Напълних прорези за всички проводници, излизащи от кутията, и след това използвах силиконова грес, за да гарантирам, че водата не може да влезе вътре. Направих и 3D отпечатан капак на антената в опит да увелича обхвата.

Кутията работи перфектно. Ясно е, така че мога да видя дали всичко е добре вътре, без да се налага да го отварям. И е преживял някои сериозни заваляния, така че трябва да е добре. Въпреки че една грижа е топлината вътре в кутията, защото е ясна и слънцето може бързо да нагрее електрониката. Просто решение за това е да го покриете с друг отворен капак, за да избегнете пряка слънчева светлина.

Стъпка 10: Краен превключвател

Крайният превключвател за портата беше сериозна болка, тъй като трябваше да премина през няколко повторения на дизайна, за да го накарам да работи надеждно.

Първоначално просто залепих два лостови превключвателя от двете страни на стойката и залепих брони на портата, за да ударя ключовете. По принцип това беше солидна идея, тъй като видях да работи в 3D принтери. Но след известно тестване и двата превключвателя се повредиха и броните се счупиха. Надстроих до по -големи ключове и добавих пяна пред броните с надеждата да избегна удара. Но те все пак се скъсаха.

Осъзнах, че портата има много инерция, когато удари крайния превключвател и следователно наличието на краен превключвател със сила за спиране вероятно няма да работи. Отидох на пазара на електроника да търся идеи и намерих ролков превключвател.

Направих 3D печатна скоба за нея и 3D отпечатана рампа. По този начин превключвателят ще бъде задействан, когато се стигне до своя предел, но няма да пречи, ако по някаква причина портата изобщо не спира или продължава да се търкаля поради инерция.

Стъпка 11: Програмиране на електрониката

Програмирането на електрониката беше доста просто. За радиочестотния приемник използвах библиотеката rcswitch, която обработва всички подробности за получаване на сигнала от дистанционното управление. Останалото беше само куп if цикли за проверка за различни условия. Едно от тези условия беше проверка за защита от претоварване. Използвах брояч на цикли, за да проверя за това. Можете да намерите прикачения код и да коментирате, ако искате да го обясня по -подробно.

Стъпка 12: Разкрити проблеми и тяхното отстраняване

По време на този проект се сблъсках с много механични и електрически проблеми. Споменах няколко преди, но ще ги изброя по -долу.

1. Крайни превключватели с твърдо спиране: Това се превърна в проблем, тъй като крайните превключватели ще получат много сила дори след прекъсване на захранването към портата. Такава тежка маса има много инерция. И всеки превключвател за твърдо спиране, за който се сетих, не беше достатъчен, за да поеме тази инерция. Поправката е да се използват подвижни крайни превключватели, както направих аз.

2. Поставяне на крайни превключватели в твърдите граници: Вашето физическо разположение на крайния превключвател трябва да бъде такова, че дори и крайният превключвател да не работи, портата не може да се търкулна в превключвателя и да го унищожи. Това стана проблем, когато един от проводниците на крайния превключвател се скъса и портата се търкулна в превключвателя, разрушавайки скобата и превключвателя. Поправих това, като преместих скобата на веригата навън, така че при никакви обстоятелства да не може да удари крайния превключвател.

3. Напрежението на веригата е твърде високо: Когато за първи път сложих веригата, я затегнах толкова много, че тя упражни голяма сила върху вала на двигателя перпендикулярно на неговата равнина на движение. Поради това двигателят беше неефективен, тъй като се бореше с много триене. Това нямаше да е проблем, ако направих подходяща опора за мотор с лагери и всичко друго, но нямах опит за това. Освен това портата не беше права по дължината си, така че веригата се движеше отляво надясно. За да разреша този проблем, просто разхлабих веригата. Не работи гладко.

4. ЕМ смущения от зарядното устройство: Зарядното устройство за батерии, което исках да използва, произвеждаше толкова много EMI, че правеше приемника неефективен и изкривен. Опитах се да приложа екраниране, но вярвам, че комбинацията от проводими и излъчвани EMI е твърде много, за да може веригата да се справи. Поправката за това не е постоянно решение, но използвах много по -голямо метално зарядно устройство, което е почти 20 пъти по -мощно от необходимото. Но засега работи.

5. RF диапазон: RF приемникът, който използвах, не беше най -добрият. Това беше един от тези евтини $ 1. Обхватът, макар и да не е ужасен, не ми е достатъчен, за да ми е удобно. Засега просто го оптимизирах с помощта на телена антена, но ще търся по -добро RF решение.

6. Копиране на RF дистанционни: Това беше толкова глупав въпрос, когато най -накрая го разбрах, се засмях. Затова купих тези програмируеми дистанционни управления, които могат да научат кодове от други дистанционни управления. Използвах един от тях като базова линия и след това се опитах да копирам кодовете на този в другия. След часове на караница разбрах, че не можете да копирате дистанционното от друго подобно на него. Можете да копирате кодове само от стандартни дистанционни управления. Отне ми безброй часове, за да разбера това. Затова се опитайте да не попаднете в същия капан. Поправка е просто да използвате всяко друго стандартно дистанционно управление и след това да го копирате на всички програмируеми дистанционни управления.

7. Пробиване в твърда стомана: Това беше досаден въпрос. Когато монтирах скобите на веригата си на портата, исках да пробия дупка в тях. Тогава разбрах, че стоманата се е втвърдила, защото я заварих. Разбих много парчета, опитвайки се да преодолея това. Затова моят съвет е да пробиете, преди да заварявате. Ще ви спести много неприятности.

Това бяха някои от проблемите, с които се сблъсках по време на изграждането си. Ще добавя към този списък, когато мисля за още проблеми.

Стъпка 13: Завършване на компилацията (завършена ли е някога?)

Завърших изграждането, като сглобих всичко. Електронната кутия отиде на мястото си и се свърза към захранването. Завърших 3D принтиран корпус за ръчните превключватели за движение и ги монтирах така, че да имат лесен достъп. Сложих ръкави на проводниците и ги завързах на място, за да избегна захващане на тел в движещите се части. Разглобих комплекта на двигателя, за да го боядисам. Нарисувах и скобите на веригата, тъй като те вече бяха започнали да ръждясват.

И това беше всичко. Автоматичният плъзгач на портата беше готов за употреба. Изминаха два месеца, откакто го завърших, и все още работи според очакванията. Ще го подобря, когато се върна у дома, така че наистина не мога да го нарека завършена конструкция. Но засега приключи.

Похарчих повече от 100 долара за него, като се има предвид всички неща, които купих, които счупих или никога не използвах. Но все пак ще изброя спецификацията, за да покажа, че тя може да бъде направена под 100 долара, ако се замислите.

Стъпка 14: Справка за материалите

Голяма част от частите, включително стоманата, двигателя и др., Бяха рециклирани. Следователно те не са най -добрата дебелина или трябва да се почистват. Но в крайна сметка спестих много пари.

1. Двигател на чистачките на вятъра AliExpress = $ 10 от сметището
2. 12V 4.5Ah оловно -киселинна батерия = $ 10
3. 12V зарядно устройство за батерии = $ 10
4. Верига за мотоциклети = $ 20 (по -малко от сметището)
5. Релейни модули AliExpress = $ 3
6. Arduino Uno AliExpress = $ 4
7. Текущ сензор AliExpress = $ 2
8. RF модул AliExpress = $ 2
9. RF дистанционно AliExpress = $ 5
10. Жилище = $ 15
11. Краен превключвател AliExpress = $ 5
12. Разни (стомана, тел и др.) = $ 14

Общо = 100 долара

Стъпка 15: Заключение

Този проект се изпълнява вече две години. И няма други проблеми. Независимо от това, аз правя постепенни подобрения от време на време. Надстроих дистанционните, добавих водоустойчиви превключватели, повторих окабеляването, добавих сензор за напрежение, надградих зарядното устройство и много други.

Конструкцията се оказа много надеждна при висока температура и дъжд. Гордея се с това, което успях да направя, и то също на много ниска цена. Скоро ще изградя друга система за някои роднини с още някои подобрения в оригиналния ми дизайн.

Надявам се, че сте научили нещо от пътуването ми през тази конструкция. Ако имате въпроси или коментари, моля, попитайте.