O mastaabimudeli raudtee tornaado: 16 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Olen kindel, et iga inimene on Tornado videotes näinud. Kuid kas olete näinud, et üks töötab täieliku animatsiooniga O -skaala mudelraudteel? Meil pole seda veel raudteele paigaldatud, sest see on osa täielikust heli- ja animatsioonisüsteemist. Kuid valmides peaks see olema atraktsioon.

See projekt juhendab teid CNC riistvara, mootori ajamite ja Arduino juhtelementide toimiva animatsiooni loomiseks

Samm: milline see animatsioon välja näeb?

Selleks, et mõista, mida me ehitame, loodi 3D -mudel ja koostati simulatsioon.

2. samm: põhipaneeli loomine

See projekt koosneb Z -teljepaneelist, X -teljepaneelist, Arduino mikrokontrolleritest, samm -mootoritest, H -sillaajamitest, mikroastmeajamitest ja Tornadost endast. Esimese asjana tuleb koguda põhipaneeli materjalide arve. Mõlemad teljepaneelid on sarnased, nii et ühe paneeli ehitusprotsess on teise paneeli jaoks sama.

MILLEMATERJALID - hangitud saidilt Banggood. Com/ saematerjal

X -telg

· (1) T8 500 mm pikkused etteandekruvid

· (1) 12 volti 200 sammu 4 juhtmega NEMA 17 tüüpi samm -mootor

· (2) 500 mm tugivardad otsakinnituste ja liuguritega

(1) Piirlüliti koos kaabliga

(1) Samm -mootori kinnitusklamber

1/2 tolli kasevineerist alus lõigatakse 6-1/2 x 24 tolli

tavalised 1/8 paksused värvisegistid

mitmesugused kruvid M3, M4, M5

Samm: paneeli osad kokku

Sammumootori kronstein on esimene tükk, mis paigaldatakse 1/2 x 6-1/2 x 24 tolli aluse ühte otsa. See klamber on paigaldatud aluse keskjoonele ja veenduge, et see on pika servaga ruudukujuline. Paigaldage samm -mootor sellele klambrile ja paigaldage ajamiühendus. Leiate, et samm -mootoriga ajami keskjoon on alusest piisavalt kõrgel, et sõlme tasandamiseks tuleb puidulaudadele paigaldada etteandekruvi laagrite korpused. 1/2 tükk kasevineeri on hea lähtepunkt. Seejärel lisage alusplaat, mis toob etteandekruvilaagrite korpuste keskjoone kõik joonele.

Puurige nüüd värvi segamispulga abil etteandekruvi äärikuga sobivad augud ja kinnitage M3 kruvide ja lukuseibidega. Kui kasutate nendel osadel praegu Locktite'i, väldite nende hilisemat lagunemist. Nüüd keerake see komplekt etteandekruvi külge. Paigaldage etteandekruvi üks ots astmemootori otsa laagrikorpusesse. Nüüd asetage teine laagrikorpus aluse teise otsa, paigaldage etteandekruvi ja kinnitage korpus plaadi ja plaatide abil aluse külge. KINDLASTI, et see komplekt on aluse servaga paralleelne.

Nüüd paigutage tugivardad koos nende otsatugi korpustega laudaplaatidele, mida kasutatakse laagrite korpuste toetamiseks. On oluline, et kõik need osad oleksid ruudukujulised ja paralleelsed. Niisiis, ärge paigaldage osi alusele enne, kui kõik osad on alusele paigutatud. Siinkohal töötavad värvisegisti või 1/4 lehtpuu vineer hästi ja seda saab lõigata soovitud laiusele ning puurida kinnitusavadega, et need sobiksid tugivarraste liuguritega. Pange ristrihmad liugurite külge lõdvalt kokku ja libistage need kummagi otsa külge tugivarrastele tugivarda otsakorpuste kinnitamiseks. Kui need positsioonid on kinnitatud, keerake need oma kohale. Siinkohal peaks liugurite vahele jääma etteandekruvi äärik koos värvipulgaga.

Viimane samm on kinnitusrihmade paigaldamine liuguritega ristplaatide jaoks. Pigistage liugurid koos äärikuga segamispulgaga ja kruvige tugiplaadid oma kohale. Värvi segamispulga saab nüüd äsja paigaldatud rihmadega kohe ära lõigata. Nüüd on kokkupanek lõppenud ja võimaldab ääriku liikumist kinnitusplaatide piires. Saate seda sõlme testida, keerates etteandekruvi käsitsi, veendumaks, et kõik liigub vabalt ilma sidumiseta.

Samm: paigaldage piirilüliti

Piirlüliti on paigaldatud mõlemale paneelile mootori otsa lähedal. Seda kasutatakse reguleerimisasendi andurina, et seadistada mõlemad teljed algusasendisse, kui toide on juhtpaneeliga ühendatud. Täpne paigaldus on kasutaja eelistus, kuid testisime 2 disainilahendust; üks, mille käru oli käru küljest alla riputatud, et lülitit lüüa, ja teine kasutas kontaktpunktina messingist äärikmutri segamispulka. Pole tähtis, kuidas see lüliti on paigaldatud, kui lüliti on aktiveeritud ENNE vankrit mootori otsas liikumise lõppu.

5. samm: Z -telje paneeli kokkupanek

Z -telje paneel on identne X -telje paneeliga, välja arvatud see, et liikumise kiirendamiseks asendasime teise etteandekruvi 2 mm juhtmega.

(1) T8 etteandekruvi 2 mm plii ja messingist äärikmutriga

Kõik muud sammud on samad, nii et ehitage see paneel kohe.

6. samm: ühendage X- ja Z -teljed kokku

Kahe telje kokkupanek on väga sirge. Kõigepealt lisasime X-telgvankri komplekti 6-1/2 x 5 "tükk 1/2" kasevineeri. Seejärel kruvisime Z -telje paneeli selle plaadi külge. Z -telje asukoht X -telje suhtes on kasutaja eelistus. Meie prototüübis seadsime mootori otsa umbes 8 tolli kaugusele X -telje kandekomplekti keskpunktist. Juhtpaneel asub paigaldamisel X -telje all, nii et see ruum tundus sobiv. Pidage meeles, et X- ja Z -telje paneelid on kokkupanekul näidatud tasapinnaliselt, kuid raudteemudelile paigaldatuna on X -telg paigutatud raudtee pinna suhtes 90 kraadi.

Samm 7: Tornado ehitamine

Tornado disain

Tornaado ehitatakse 12 vdc mootoriga, ¼”puidust tüübliga, painduva siduriga mootori ja võlli ühendamiseks ning seda juhib Arduino juhitav L298N H sillamootori kontroller.

See on mootorikoost: 12 vdc 25 p / min käigukasti mootor

Lehtrit lööb käsitööpoodidest. Kasutasime Walmarti õhukesi löömislehti.

Lehtri soovitud ilme saamiseks on vaja mõnda kunstilist tööd. Kõige olulisem osa on Z -telje kandekomplekti projekteerimine ja ehitamine, et see sobiks mootorile ja haakeseadisele. Kõrgus vankrist määrab lehtri maksimaalse läbimõõdu. Kui soovite lehtrit vahetada, tuleb lihtsalt tüüblivarras haakeseadiselt eemaldada. Seda saab teha igal ajal pärast süsteemi installimist. Nii et kui soovite katsetada erinevate lehtritega, on seda lihtne teha.

Kuid ehitusprotsessi hetkel määrake lihtsalt kõrgus vankri kohal ja ehitage mootorikinnitus, mis toetab mootorit ja käigukasti. Olemas on kaubanduslikult valmistatud kinnitusklamber: mootorikinnitus

Metallklambri kättesaamise aeg oli liiga pikk, nii et otsustasime ehitada väikestest puidutükkidest Tornado Rotation ajamikomplekti paigaldussüsteemi. Nendel fotodel on kinnitus mõeldud lehtri pilve 5 -tollise läbimõõduga ülaosa puhastamiseks. juhul, kui see paigutus ei rahulda, paigaldasime sõlme vankri sideme rihmadele. Kui see paigutus ei vasta mingil põhjusel meie vajadustele, saab sõlme eemaldada vaid 4 kuuskantkruvi kruviga.

Mootoriühendused on väikesed ja habras, nii et juhtmed on mootori külge joodetud ja juhtmete kinnitamiseks kasutasime kruvisid ja seibisid. Reisirihmad joodetakse selle ühendusega.

8. samm: animatsiooni juhtimine

Nüüd, kui oleme ehitanud 2 -teljelised paneelid ja monteerinud need kokku, kuidas saame selle animatsiooni toimima panna? Video on uuendus prototüübisüsteemi ehitamisel tehtud katsetustest. Kuidas me siis selle animatsiooni tegime? Vastus on, et kasutasime tegevuse juhtimiseks kahte Arduino mikrokontrollerit. Järgmistes sammudes kirjeldatakse üksikasjalikult juhtpaneeli ehitust, kasutatud seadmeid, ühendusskeeme ja programmeerimiskoodi.

Samm: liikumise animeerimiseks kasutage Arduino mikrokontrollereid

Tornado Motion Design

Tornado juhtimiseks määratleme kõigepealt, kuidas me tahame, et see töötaks:

1. Lülitage Tornado pöörlemiseks mootor sisse.

2. Alustage Z -telje liikumist samm -mootoriga, mis ajab etteandekruvi vertikaalselt allapoole. See viib pöörleva Tornado peidetud asendist alla laua pinnale.

3. Alustage X -telje liikumist samm -mootoriga, mis ajab etteandekruvi ja platvormi. See nihutab tornaadot paremalt vasakule kogu etteandekruvi kaugusel.

4. Käivitage Z -telje samm -mootor, et tõsta pöörlev Tornado vaatevälja tagasi. Lülitage Z -telje samm -mootori toide välja.

5. Käivitage X -telje samm -mootor, et naasta õigesse algasendisse. Lülitage X -telje samm -mootori toide välja.

6. Lülitage pöörleva Tornado mootori toide välja.

Põhimõtteliselt loome CNC 2 -teljelise ruuteri. Tornado pöörlemine on ruuter ja ülejäänud 2 telge horisontaalseks ja vertikaalseks liikumiseks. Selle saavutamiseks peame kasutama ühte Arduino MEGA -d (nimega “LIIKUMISE KONTROLLER”), mis on programmeeritud (2) TB6600 Micro Stepper juhtplaatide juhtimiseks 2 samm -mootorit. Kasutame ka 1 Arduino UNO -d (nimega “MASTER CONTROLLER”), et kontrollida Tornado pöörlemist ja algatada LIIKUMISE KONTROLLER. Süsteemi juhtimiseks kasutatakse süsteemi 12 -voldise alalisvoolu väljalülituslülitit. Paigutuses Tornado asendi lähedal asub paigutuslüliti, et käivitada lukustusvõimsuse relee ahel. See hetkeline lüliti juhtimine lülitab süsteemi sisse ja MASTER CONTROLLER lülitub sisse ning hammasülekandega alalisvoolumootor hakkab Tornado pöörlema ja annab seejärel liikumisjärjestuse jaoks toite LIIKUMISJUHTIle.

Samm: juhtpaneeli jaoks vajalikud seadmed

Kontrollsüsteemi materjalide nimekiri

(1) Arduino UNO ja (1) Arduino Mega mikrokontrollerid

(1) L298N mooduli H silla moodulplaat Tornado ajami jaoks ·

(2) TB6600 samm -mootoriga mikroastme draiveriplaadid Z- ja X -teljepaneelile

(1) 12 -voldine alalisvoolu toide

(1) Paneelile paigaldatud SPDT lülituslüliti

(2) 5 -voldine alalisvoolu relee Arduino jaoks ·

Mitmesugused juhtmed rohelise LED -i ja takistitega

Klemmliistud

Paigaldusplaadid ja riistvara

Samm: seadmete paigaldamine juhtpaneelile

Esmalt valige juhtpaneeli materjal. Kasutasime 1/4 tolli paksust lehtpuu vineeri. Alustasime varustuse korraldamiseks kahe jalaga kahe jalaga tükist. Sellel paneelil pole saladust, lihtsalt paigaldage kõik kohta, mis võimaldab lühikest juhtmestikku ja ligipääsetavust 12 -voldisele toiteallikale, mootorijuhtmetele ja teljelülitite juhtmestikule.

12. samm: juhtkontrolleri seadmete ühendamine

Peakontrolleri skemaatika ei pruugi olla täiesti täpne, kuna L298N mooduli osade teegid ja 5 -voldise signaaliga juhitav relee puuduvad. Ülejäänud ahel on täpne ühenduste jaoks Arduino Uno ja Arduino Mega.

L298N täpse juhtmestiku jaoks peame viitama pildile, mis näitab juhtmeühendusi koos näidatud klemmnumbritega. Teisel pildil on näha ainult selles projektis kasutatud terminalid.

Arduino 5 -voldise relee täpse juhtmestiku jaoks peame viitama ülaltoodud pildile.

Kui kahtlete, vaadake tihvtiühenduste saamiseks alati peakontrolleri Arduino IDE -st.

Samm 13: liikumiskontrolleri ühendamine

Arduino Megat kasutatakse liikumiskontrollerina. See ühendab mikro -samm -ajamid ja samm -mootorid. Vini ühendust ei kuvata, kuna see on näidatud peakontrolleri skemaatilisel joonisel.

14. samm: süsteemi toite lukustusahel

Süsteemi toite juhtimiseks ja animatsiooni lõppedes automaatse väljalülitamise võimaldamiseks kasutatakse 12 -voldise toite NO relee kontaktide vahel hetke lülitiga lukustusahelat. Arduino signaalidega juhitav 5 -voldine relee lukustab vooluahela. Kui signaal läheb LOW, lülitub süsteemi toide välja. Eraldi LED -i kasutatakse süsteemi lukustamiseks.

Samm: Arduino kood

Kuna see ei ole juhend, kuidas Arduino koodi kirjutada, oleme lisanud teie vaatamiseks ja/või allalaadimiseks põhi- ja liikumisfailid.

16. samm: kinnitusraami ehitamine

Süsteemi tugiraam on ehitatud lihtsast saematerjalist. See on kolme jala tugi, millele on kinnitatud X-telje paneel, et määrata Tornado õige asukoht paigutuspinnal. Juhtpaneel on paigaldatud X-telje paneeli taha, et võimaldada teisaldatava Z-telje paneeli vaba liikumist. Kogu komplekti saab kinnitada seina külge või jätta vabalt seisma, et seda vajadusel hõlpsalt eemaldada.