Automaatne värava liugur alla 100 dollari: 15 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Suvel motiveeris isa mind uurima väravaautomaatikasüsteemi ostmist ja selle seadistamist. Niisiis alustasin oma uurimistööd ja uurisin AliExpressi ja kohalike müüjate pakettlahendusi. Kohalikud müüjad pakkusid täislahendusi, sealhulgas installimist, hinnaga> 1000 dollarit. Need olid Itaalia süsteemid ja pidid olema väga kvaliteetsed. Kuid hind oli meie eelarvest väljumas. AliExpressi süsteemid olid samuti üsna kallid, odavaim oli 500 dollarit enne makse. Loobusin peaaegu täielikult ideest osta terviklik süsteem ja uurisin mõningaid DIY lähenemisviise.

Pärast esialgset uurimistööd jõudsin järeldusele, et selle nullist üles ehitamine on väga raske ja aeganõudev. Seda ka piiratud ressursse kasutades. Siis aga võtsin seda kui väljakutset ja hakkasin koostama umbkaudset plaani.

See võttis mul palju katsetusi ja vigu ning palju rasket tööd, kuid suutsin luua usaldusväärse süsteemi sellise hinna eest, mida ükski teine süsteem ei suuda ületada.

Kui kavatsete midagi sellist ehitada, soovitan teil seda teha, kuna selgitan kõiki probleeme, mis mul ehitamise ajal tekkisid. Loodetavasti saate mõne ülevaate ja saate vältida minu tehtud vigu.

Kui teile meeldib see, mida ma tegin ja selgitasin, kaaluge palun minu hääletamist. Igasugune toetus on kõrgelt hinnatud. _

Jälgige mind ka muudel platvormidel, kui jagan oma edusamme projektide vahel.

Facebook: Badari töötuba

Instagram: Badari töökoda

Youtube: Badari töötuba

Samm: plaan

Hakkasin mõtlema, kuidas ma sellega hakkama saaksin. Sellise projektiga tegelemiseks on palju viise, millest igaühel on oma eelised ja puudused.

Esimese asjana sain aru olemasolevast süsteemist, millega ma töötasin. Minu jaoks tähendas see minu rasket metallist liugväravat. Teie jaoks võib see tähendada midagi muud ja ma soovitan teil enne strateegia leidmist oma süsteemist täielikult aru saada.

Mõistsin, et mu värav ei ole väga hästi ehitatud ja selle liikumises on mõningaid erinevusi. Nii et olenemata sellest, milline mu tõlkimismeetod oli, peaks see variatsioon olema arvestatud. See pani mind mõtlema mootorrattaketi kasutamisele. Olen neid varem kasutanud, nii et olin nende tööga tuttav. Need on odavad ja laialdaselt saadaval. Ja nende suured lõigud tähendavad, et väikesed kõrvalekalded ei oma suurt tähtsust. Keti kinnitamine ülemisele servale töötas minu jaoks hästi, kuna mul oli ülaosas kronstein mootorikoostu paigaldamiseks, nii et kõik saaks korralikult värava ülaosas istuda.

Edasi tuli mootorivalik. Ma tulistasin madala hinnaga, nii et ma kaevasin oma vasakpoolsete osade prügikasti ja leidsin oma võitlusroboti konstruktsioonist auto klaasipuhasti mootori. Mulle meenus, et sellel mootoril oli suur pöördemoment ja see oli väga hästi ehitatud. Seega olin kindel, et sellel on piisavalt jõudu värava juhtimiseks.

Praeguseks oli mul kõik plaan, mida vajasin. Elektroonika ja juhtimine on täiesti erinev lugu ja need tulevad hiljem.

Samm: mootori täpne testimine

Seega olin kindel, et mootor suudab väravat liigutada, kuid ma ei kavatsenud kogu asja üles ehitada ja siis tõestada, et eksin. Nii et tegin seda, mida insenerid peaksid tegema. Testimine.

Ma arvan, et nad peaksid kõigepealt arvutused tegema, kuid mul polnud väärtusi, millest arvutada. Nii ma tolmutasin oma vana lahinguroboti tolmust ja sidusin selle värava külge. Võitlusrobot kasutab selle juhtimiseks kahte klaasipuhasti mootorit. Ja see oli lähim asi, mille suutsin testimise nimel kiiresti üles seada.

Andsin robotile täisgaasi ja mis sa tead, värav hakkas liikuma. Vaatamata veojõu puudumisele suutis robot väravat liigutada. See oli minu jaoks piisavalt hea, nii et jätkasin.

Samm: mootorikinnituse tegemine

Varasemast õnnetusest teadsin, et need mootorid pole naljaasi. Ja kui sõrm hammasrattale satub, saate seda hästi osta. Võitlusroboti ehitamisel juhtus mul peaaegu sõrme kaotamine, nii et räägin oma kogemusest.

Selle kogemuse põhjal tahtsin, et kokkupanek oleks võimalikult peidetud. Nii otsustasin selle kinnitada kronsteini külge, mis väravat paigal hoidis.

Esmalt kinnitasin teraslehe kahe nurga all oleva rauatüki vahele. See oli nii, et saaksin oma mootorikomplekti peale paigaldada, ilma et peaksin muretsema tugeva aluse pärast.

Otsustasin teha mootorikomplekti peavärava alusest eemaldatavaks, kuna võiksin sellega eraldi tegeleda. Mootori mahavõtmine oleks olnud väga raske, eriti kuna töötasin kitsas kohas. See tasus end hiljem ära, kuna võtsin mootorikomplekti mitu korda lahti, et sellega tööd teha.

Nagu näete, kinnitasin mootori mootorikomplekti külge. Samuti kinnitasin ketiratta mootorile ja paar ketiratast mõlemal küljel, et juhtida kett mootori ketirattale ja mitte lasta sellel koormuse all libiseda.

4. samm: ketihoidiku tegemine

Selle projekti kogu teema oli kulude vähendamine, mistõttu tahtsin uute ostmise asemel taaskasutada vanu terasetükke, mis mul olid. Leidsin vana nurgatüki, mis oli minu jaoks piisavalt paks.

Lõikasin varu nurklihvija abil suuruseks ja seejärel keevitasin selle kokku, et teha klamber. Seejärel keevitasin klambri värava peale. Oluline on märkida, et te ei soovi värvitud pinna peale keevitada. Jahvatage värv alati keevispiirkonnas ära.

Pidin kolm korda keevitamist uuesti tegema. Esimene kord oli sellepärast, et ma ei paigaldanud klambrit väljaspool värava füüsilisi raskeid peatusi. Nii et kui ma seda katsetasin ja kogemata katkestasin ühe juhtme piirlüliti külge, surus sulg piirlüliti sisse ja murdis selle. Seetõttu on oluline klambrid alati paigaldada nii, et need ei kahjustaks süsteemi teisi osi, kui elektroonilised piirlülitid ei tööta.

Teine kord oli see, et paigaldasin sulgud kõveraks. See oli minu esimene keevitusprojekt ja mul puudusid korralikud klambrid, nii et mul oli raskusi kronsteini joondamisega.

Viimane viga, mille tegin, oli puurida auk pärast kronsteini täielikku keevitamist. Ja kuna keevitamine muudab terase palju raskemaks, on selle puurimine palju raskem. Kulutasin kolm puurit ja tund pidevat puurimist, et teha lihtsalt kaks auku.

Nii et õppige nendest vigadest, kui plaanite midagi sarnast teha. Liigume edasi keti paigaldamise juurde.

Samm: keti paigaldamine

Mul olid esmalt erinevad mõtted, kuidas keti paigaldada selliselt, et sellel oleks amortisaator, et vältida mootori ülekoormust staatilisest asendist alustamisel. Kuid midagi ei tundunud rakendamiseks piisavalt lihtne. Nii et ma valisin kõige odavama ja lihtsama lahenduse.

Võtsin ühe keti ja lõikasin otsatükil keskmise laagri. Võtsin siis 3 -tollise poldi ja lõikasin pea maha. Kinnitasin poldi keti viimases tükis ja keevitasin selle külge. See ei pruugi olla kõige ilusam lahendus. Aga see töötab.

Ühendasin kõik ahelad otsast lõpuni ja kinnitasin siis mutriotsa ühelt poolt ketihoidikusse. Mõõtsin, et näha, kus ma pean teisel pool keti lõikama. Märkisin selle ja kordasin mutri keevitamise protseduuri.

Seejärel paigaldasin keti värava peale. Kahe otsa kinnitamiseks kasutasin paari polti, nii et polt ei töötaks lahti.

Minu puhul oli võtmeks mitte keti liigselt pingutada, sest see paneks mootorile ja hammasratastele palju stressi. Selle asemel tundus raske keti laskmine värava ülemisse serva puhata olevat parim viis mootori pideva koormuse vältimiseks.

Nii, kui mootor hakkab väravat liigutama, peab see enne ketta raskust tõmbama kõigepealt keti raskuse. See toimib omamoodi vedruna, et vältida mootori ülekoormust.

Väravaava mehaaniline osa on täielik. Võime minna mõnele testimisele, et näha, kas see tegelikult töötab.

6. etapp: testimine

Nüüd, kui projekti mehaaniline pool oli tehtud, sain seda katsetada, et välja selgitada mõningaid vigu ja võimalikke lõkse. Kasutasin 12v pliiakut ja ühendasin mootori akuga käsitsi. Ja jah! Värav hakkas liikuma. Kõik senised jõupingutused ei olnud asjata.

Mõistsin testimise ajal mõnda asja. Üks oli see, et värava kanal pidi olema puhas ja kõik oli vaja korralikult määrida. Vastasel juhul võib väikesel mootoril olla värava liigutamisega raskusi.

Teine oluline asi oli see, et mul oli vaja mootorile omada elektroonilist ülekoormuskaitset, juhuks kui elektroonilised piirlülitid enam ei tööta. Ma ei tahtnud mootorit praadida, kui see juhtus.

Optimaalse jõudluse jaoks määrasin ka õige keti pinge, kui katsetasin mootori voolutõmmet erinevate pingetega. Madalam pinge oli parem, sest see imas kõik joonduse puudused, liigutades vasakule ja paremale ilma mootorit koormamata.

Nende tulemustega olin valmis alustama tööd elektri poolel.

7. samm: elektroonikaplaan

Nii et elektroonika poolel oli plaan hoida asjad võimalikult lihtsad, omades samas soovitud funktsionaalsust.

Toide saadakse 12 V kuiva pliihappe akust, mis ühendatakse akulaadijaga. Kuigi mul oli laadijaga palju probleeme, millest räägin hiljem.

Ajukastist saab arduino tahvel. Ei midagi uhket, lihtsalt arduino uno. Mootori juhtimine toimub nelja kanaliga releeplaadi kaudu, mis töötab H-sillana. Raadiosidet käsitletakse 433 MHz vastuvõtja mooduli abil. Üks odavatest 1 dollari tahvlitest. Kuigi tagantjärele mõeldes pole see parim idee. Sellest lähemalt hiljem. Vooluandur kasutab 20A vooluandurit. Ja lõpuks on piirlülitid ja käsitsi lülitid tavalised lülitid.

Minu kasutatavad puldid olid programmeeritavad autopuldid. Kuigi need tekitasid mulle ka probleeme.

Nii see plaan oligi. Lase asjal sellesse süveneda.

8. samm: elektroonika ehitamine

Elektroonika ehitamise protsess ei olnud midagi keerulist. Panin kõik kokku nii, et saaksin vajadusel kiiresti osi välja vahetada. Kasutasin võimaluse korral kiiret lahtivõtmist päise tihvte ja labidaühendusi. Piirlülitite ja RF -plaadi ühendamiseks kasutasin suhteliselt suurt protoplaati. Suure plaadi olemasolu võimaldab mul tulevikus lisada rohkem funktsioone, ilma et peaksin olemasolevat raamistikku uuesti tegema.

Elektroonika osas on mul probleeme. Esimene oli teatelaud. Relee -plaadil olevad jäljed ei olnud mõeldud suurte voolude talumiseks madalatel pingetel. Mõnel releelaual on tinatatud jälgi, kuid minu omadel mitte. Ja üks jälgi lendas mõne aja pärast õhku. Seega ühendasin kõik suure vooluga liinid sobiva suurusega juhtmega.

Teine suur probleem oli laadija, mis põhjustas palju EM -häireid. Selle põhjuseks oli asjaolu, et laadija oli kaubamärgist väljas ja tal puudusid igasugused sertifikaadid. Ja häired olid ahelaga segaduses. See ei vastaks juhuslikult rf -käskudele. Mõistsin, et see on EM -probleem, kui viisin oma sülearvuti programmeerimiseks elektroonika lähedale ja see läks täiesti kontrolli alt välja. Ostsin täismetallist korpuse laadija, mis oli minu jaoks väga võimas, kuid tundub praegu töötavat. Hiljem muudan siiski.

Samuti oli mul probleeme väliste lülitite jaoks kasutatavate pistikutega. Need on väga habras ja purunevad mitu korda välja võttes. Pean selle jaoks veel mõned paremad pistikud välja mõtlema.

RF -moodul, mida ma kasutasin, on väga lihtne moodul ja selle ulatus pole üldse muljetavaldav. Aga see oli see, mis mul käepärast oli ja mis töötas, nii et ma jäin selle juurde praegu. Kuigi kavatsen minna üle paremale moodulile, eriti sellepärast, et soovin, et vahemik ei oleks probleem. Ma vihkan, et pean süsteemi poole kõndima, et see tööle hakkaks.

9. samm: elektroonika paigaldamine

Algul paigaldasin elektroonika lihtsalt vineeritükile ja plaanisin selle peale ehitada plastkarbi. Aga siis mõistsin, et see oleks palju tööd. Seega ostsin hoopis suure toidunõu, millel oli veekindel tihend.

Paigaldasin aku ja laadija põhja. Paigaldasin elektroonika karbi juurde kuuluvale plastitükile. Täitsin kõik karbist väljuvate juhtmete jaoks sälgud ja kasutasin siis silikoonmääret, et vesi sisse ei pääseks. Tegin ka 3D trükitud antenni katte, püüdes ulatust maksimeerida.

Kast töötab ideaalselt. See on selge, nii et näen, kas kõik on sees, ilma seda avamata. Ja see on üle elanud tõsiseid vihmasaju, nii et see peaks olema hea. Kuigi üks mure on kuumus karbi sees, sest see on selge ja päike võib elektroonikat kiiresti soojendada. Lihtne lahendus on katta see teise avatud kattega, et vältida otsest päikesevalgust.

10. samm: piirilüliti

Värava piirlüliti oli tõsine valupunkt, kuna pidin selle disaini usaldusväärseks toimimiseks läbima mitmeid disaini kordusi.

Alguses liimisin lihtsalt kaks hoova lülitit mõlemale poole kinnitust ja liimisin väravasse kaitserauad, et lülititele pihta saada. See oli põhimõtteliselt kindel idee, kuna olen näinud, et see töötab 3D -printerites. Kuid pärast mõningast katsetamist said mõlemad lülitid kahjustada ja kaitserauad katkesid. Uuendasin suuremad lülitid ja lisasin kaitseraudade ette vahtu, lootes vältida lööki. Kuid nad katkestasid ikkagi.

Mõistsin, et väraval on piirelüliti tabamisel suur inerts ja seega ei pruugi jõu seiskamise piirlüliti omamine tõenäoliselt töötada. Käisin elektroonikaturul ideid otsimas ja leidsin rulllüliti.

Tegin selle jaoks 3D trükitud kronsteini ja 3D trükitud kaldtee. Sel viisil käivitatakse lüliti, kui see jõuab piirini, kuid see ei takista seda, kui värav mingil põhjusel üldse ei peatu või inertsist edasi veereb.

11. samm: elektroonika programmeerimine

Elektroonika programmeerimine oli üsna lihtne. Raadiosagedusvastuvõtja jaoks kasutasin rcswitchi teeki, mis käsitleb kõiki puldi signaali vastuvõtmise üksikasju. Ülejäänud oli vaid hunnik if silmuseid, et kontrollida erinevaid tingimusi. Üks neist tingimustest oli ülevoolu kaitse kontrollimine. Kasutasin selle kontrollimiseks silmusloendurit. Kui soovite, et ma seda üksikasjalikumalt selgitaksin, leiate lisatud koodi ja kommentaari.

12. samm: ilmnenud probleemid ja nende parandamine

Selle projekti käigus puutusin kokku mehaaniliste ja elektriliste probleemidega. Olen mõnda neist varem maininud, kuid loetlen need allpool.

1. Seiskamislülitid: See muutus probleemiks, kuna piirlülitid saavad palju jõudu isegi pärast värava toite katkestamist. Sellisel raskel massil on palju inertsi. Ja mis tahes raskest seiskamislülitist, millele ma suutsin mõelda, ei piisanud selle inertsi absorbeerimiseks. Paranduseks on veerevate piirlülitite kasutamine nagu mina.

2. Piirlülitite paigutamine karmide piiride sisse: Piirangulüliti füüsiline paigutus peab olema selline, et isegi kui piirlüliti ei tööta, ei saa värav lüliti sisse rulluda ja see hävitada. Sellest sai probleem, kui üks piirlüliti juhtmetest katkes ja värav veeres lüliti sisse, hävitades kronsteini ja lüliti. Parandasin selle, liigutades keti kronsteini väljapoole, nii et see ei saaks mingil juhul piirlülitit tabada.

3. Liiga kõrge keti pinge: esimest korda keti peale pannes pingutasin seda nii palju, et see pani mootori võllile palju jõudu risti selle liikumistasandiga. Seetõttu oli mootor ebaefektiivne, kuna see võitleb suure hõõrdumisega. See poleks olnud probleem, kui ma teeksin korraliku mootorikinnituse koos laagritega ja kõigega, kuid mul polnud selleks vajalikke teadmisi. Lisaks ei olnud värav kogu pikkuses sirge, nii et kett liikus vasakult paremale. Selle probleemi lahendamiseks lõdvendasin lihtsalt keti lahti. See ei tööta sujuvalt.

4. EM -i häired laadijast: akulaadija, mida tahtsin kasutada, tekitas nii palju EMI -d, et muutis vastuvõtja ebaefektiivseks ja häbiväärseks. Proovisin varjestust rakendada, kuid usun, et juhtiva ja kiirgava EMI kombinatsioon oli vooluahela jaoks liiga palju. Selle parandus ei ole püsiv lahendus, kuid ma kasutasin palju suuremat metallkorpuse laadijat, mis on peaaegu 20 korda võimsam kui vaja. Aga praegu töötab.

5. RF vahemik: RF -vastuvõtja, mida kasutasin, ei olnud parim. See oli üks neist odavatest 1 dollarist. Vahemik, kuigi mitte kohutav, ei ole minu jaoks mugav. Praegu optimeerisin seda juhtmeantenni abil, kuid otsin paremat raadiosageduslahendust.

6. RF -kaugjuhtimispultide kopeerimine: See oli nii tobe teema, kui ma lõpuks selle välja mõtlesin, naersin. Nii et mul on need programmeeritavad kaugjuhtimispuldid, mis õpivad teiste kaugjuhtimispultide koode. Kasutasin ühte neist baasjoonena ja proovisin siis selle koodid teise kopeerida. Pärast tundidepikkust näppimist sain teada, et te ei saa puldi kopeerida teisest sarnasest puldist. Koode saate kopeerida ainult tavalistest kaugjuhtimispultidest. Mul kulus lugematuid tunde, et sellest aru saada. Nii et proovige mitte sattuda samasse lõksu. Paranduseks on lihtsalt kasutada mis tahes muud tavalist kaugjuhtimispulti ja seejärel kopeerida see kõikidesse programmeeritavatesse kaugjuhtimispultidesse.

7. Kõva terase puurimine: see oli tüütu probleem. Kui ma oma ketiklambrid värava külge kinnitasin, tahtsin neisse augu puurida. Siis sain teada, et teras on kõvastunud, kuna keevitasin selle. Ma murdsin palju juppe, püüdes sellest üle saada. Seega soovitan enne keevitamist puurida. Säästab palju vaeva.

Need olid mõned probleemid, millega ma ehitamisel silmitsi seisin. Lisan seda nimekirja, kui mõtlen rohkem küsimusi.

Samm 13: Ehituse lõpetamine (kas ehitamine on kunagi lõppenud?)

Lõpetasin ehituse, pannes kõik kokku. Elektroonikakast läks oma kohale ja ühendati toiteallikaga. Lõpetasin 3D -trükitud korpuse manuaalsete liikumislülitite jaoks ja paigaldasin need kohta, kuhu neile oli lihtne juurde pääseda. Panin juhtmetele varrukad ja sidusin need paika, et vältida traadi liikuvate osade vahele jäämist. Võtsin mootorikomplekti lahti, et seda värvida. Värvisin ka ketiklambrid, kuna need olid juba roostetama hakanud.

Ja oligi kõik. Automaatne värava liugur oli kasutamiseks valmis. Selle lõpetamisest on möödas kaks kuud ja see töötab endiselt ootuspäraselt. Ma teen seda kodus naastes täiustusi, nii et ma ei saa seda tegelikult valmis ehituseks nimetada. Aga selleks korraks valmis.

Kulutasin sellele rohkem kui 100 dollarit, arvestades kõiki ostetud asju, mille purustasin või ei kasutanud kunagi. Kuid ma loetlen ikkagi BOM -i, et näidata, et seda saab teha alla 100 dollari, kui mõtlete sellele.

14. samm: materjalide arve

Paljud osad, sealhulgas teras, mootor jne, võeti ringlusse. Seetõttu pole need parima paksusega või tuli puhastada. Kuid lõpuks säästsin palju raha.

1. Tuulekaitse klaasipuhasti mootor AliExpress = 10 dollarit prügikastist
2. 12 V 4,5 Ah pliiaku = 10 dollarit
3. 12 V akulaadija = 10 dollarit
4. Mootorratta kett = 20 dollarit (vähem rämpspostist)
5. Relee moodul AliExpress = 3 dollarit
6. Arduino Uno AliExpress = 4 dollarit
7. Praegune andur AliExpress = 2 dollarit
8. RF -moodul AliExpress = 2 dollarit
9. RF Remote AliExpress = 5 dollarit
10. Eluase = 15 dollarit
11. Piirlüliti AliExpress = 5 dollarit
12. Muu (teras, traat jne) = 14 dollarit

Kokku = 100 dollarit

15. samm: järeldus

See projekt on kestnud juba kaks aastat. Ja rohkem probleeme pole olnud. Sellest hoolimata teen aeg -ajalt täiendavaid parandusi. Olen uuendanud puldid, lisanud veekindlad lülitid, teinud juhtmestiku uuesti, lisanud pingeandurit, uuendanud laadijat ja palju muud.

Konstruktsioon on osutunud väga usaldusväärseks suure kuumuse ja vihma tõttu. Olen uhke selle üle, mille suutsin ehitada, ja seda ka väga madala hinnaga. Varsti ehitan mõnele sugulasele teise süsteemi, kus on veel mõned parandused minu esialgses disainis.

Loodan, et õppisite minu teekonnast selle ehituse kaudu midagi. Kui teil on küsimusi või kommentaare, küsige julgelt.