مصعد نموذج يتحكم فيه الأردوينو: 7 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

سأوضح لك في Instructable كيف صنعت مصعدًا للألعاب من مستويين ، بأبواب منزلقة عاملة وسيارة تتحرك لأعلى ولأسفل عند الطلب.

قلب المصعد هو Arduino Uno (أو في هذه الحالة مترو Adafruit) ، مع تثبيت Adafruit Motor Shield فوقه. يجعل الدرع من الأسهل بكثير قيادة المؤازرتين المطلوبين لفتح وإغلاق الأبواب ، والمحرك السائر الذي يرفع السيارة لأعلى ولأسفل.

الهيكل الفعلي هو الجزء السهل حقًا ويمكن صنعه بالطريقة التي تريدها. الجزء الصعب هو جعل كل شيء مناسبًا للداخل ، والتأكد من محاذاة الأشياء بشكل صحيح.

لذلك ، دعنا نصل إلى ذلك!

اللوازم

• Arduino Uno (أو ما يعادله)
• Adafruit Motor Shield. درع محرك Adafruit
• مجلس بيرف
• رؤوس اردوينو ودرع
• الماكينات التناوب المستمر (2)
• نيما 17 محرك متدرج
• جبل محرك متدرج
• قطع من الألواح الليفية متوسطة الكثافة (MDF) 1/2 بوصة و 1/4 بوصة
• صفائح الألمنيوم
• شريط الألمنيوم
• قضبان الألمنيوم
• قناة الألومنيوم على شكل حرف U
• قضيب من الصلب
• أنبوب PVC (1/8 بوصة و 1/4 بوصة)
• 10 مللي متر حزام توقيت
• بكرات 10 مم
• مسدس الغراء الساخن
• مسامير
• صفائح زجاج شبكي
• عينات الأرضيات
• شريط لاصق
• الأسلاك
• أزرار أعلى / أسفل
• مفاتيح مايكرو
• مشغل خطي كبير - الخطط موجودة هنا

الخطوة 1: الأبواب

كانت المشكلة الأولى التي قررت معالجتها هي الأبواب. كان لابد أن تتحرك الأبواب ذهابًا وإيابًا ، وأن يتم تأمينها من الأسفل والأعلى حتى لا ترفرف حولها.

انتهيت من استخدام قنوات الألومنيوم على شكل u ، والتي تُستخدم عادةً كحواف للألواح ، على طول الجزء السفلي لإبقاء الأبواب على المسار الصحيح. كان الجزء العلوي أصعب قليلاً. لقد وجدت خططًا مطبوعة ثلاثية الأبعاد لمشغل خطي عبر الإنترنت واعتقدت أن ذلك سيكون رائعًا لدفع الباب لإغلاقه وسحبه لفتحه. لقد صنعت الأبواب من ألواح MDF صغيرة ، ولففت بعض صفائح الألمنيوم حول اللوحة لإضفاء مظهر معدني عليها. (انظر الصور)

أضع قضيبًا فولاذيًا عبر الجزء العلوي من الباب ولصق قطعة من الأنابيب البلاستيكية على الجزء العلوي من لوحة الباب. يتلاءم القضيب داخل الأنبوب ويسمح للباب بالتحرك ذهابًا وإيابًا بحرية ، بينما كان الجزء السفلي 8 بوصة أو نحو ذلك من الباب داخل قناة u لإبقائه مستقيماً.

لقد وضعت المشغل الخطي فوق القضيب الفولاذي ، واستخدمت المزيد من الأنابيب البلاستيكية والمزيد من الغراء الساخن للسماح للمشغل بتحريك الباب. تم تصميم المحرك الخطي حول محرك مؤازر بحجم هواية ، لذلك أضفت تلك الموجودة فيه.

الخطوة 2: الهيكل

أولاً ، قمت بعمل رسم تقريبي لما أردت أن يبدو عليه المصعد. كان يجب أن يتكون من طابقين ، مع سيارة ترتفع وتنخفض وأبواب تفتح في كل طابق. المنتج النهائي انحرف عن الرسم الأولي ، لكن هذا جيد!

بعد ذلك ، قمت ببناء الهيكل من اللوح الليفي متوسط الكثافة (MDF) ، وقمت بقياس الأرضيات وفتحات الأبواب وقص الأشكال بمنشار بانوراما ومنشار ثقب. القاعدة والجزء العلوي أكبر قليلاً من المبنى لمنحه بعض الاستقرار والجاذبية المرئية. يحتوي الهيكل على 3 جوانب فقط ، حيث قررت ترك الجزء الخلفي مفتوحًا حتى تتمكن من النظر إلى الداخل.

يبلغ ارتفاع القطع الجانبية 24 بوصة وعرضها 12 بوصة ، ويبلغ ارتفاع الجزء العلوي والسفلي 15 بوصة مربعة ، وجميعها مصنوعة من ألواح MDF مقاس 1/2 بوصة. يبلغ ارتفاع الأبواب 6 بوصات وعرضها حوالي 4 بوصات. تأكد من ترك مساحة كافية لكي يتم إخفاء الباب على الجانب عندما يكون مفتوحًا.

أضفت أيضًا حافة هبوط صغيرة خارج الطابق الثاني.

لقد صنعت أيضًا فتحة مقاس 2 بوصة فوق كل باب إما لمؤشر النافذة أو الأرضية ، وفتحات لأزرار الاتصال بجانب كل باب وفتحة صغيرة لمصباح LED فوق كل فتحة باب (والتي لم أستخدمها في النهاية)

لقد رسمت كل شيء باللون الأزرق المعدني.

الخطوة الثالثة: السيارة

تم تصنيع سيارة المصعد من MDF وقطعة من زجاج شبكي للظهر ، حتى تتمكن من رؤية سيارات Matchbox أو رجال Lego الذين تضعهم في المصعد. السيارة نفسها عبارة عن صندوق بسيط ، لا شيء رائع. لقد رسمتها ووضعت بعض البطاقات البريدية بداخلها كملصقات. اتضح أنه ثقيل نوعًا ما ، لذا لم أكن متأكدًا من كيفية رفع المحرك باستخدام خطتي الأصلية. سنعود إلى ذلك.

كان الجزء الصعب في السيارة هو كيفية رفعها ومنعها من التأرجح. باستخدام طريقة الغراء الساخن والبلاستيكية المجربة والحقيقية (سأعود إلى ذلك أيضًا ، لا تدعني أنسى) ، وضعت أربعة قضبان من الألومنيوم تنتقل من أعلى إلى أسفل الهيكل ، واصطفتها مع السيارة والأنبوب الذي قمت بلصقه في كل زاوية. أدى ذلك إلى إبقاء المصعد في مكانه أثناء صعوده وهبوطه.

تم تعليق الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد قليلاً من الجدار الداخلي للهيكل ، لذلك اضطررت إلى إبقاء سيارة المصعد في الخلف بضع بوصات من فتحة الباب. لم أكن أرغب في الحصول على كومة من الجثث في أسفل عمود المصعد من Lego minifigs الذين لا يمانعون في وجود فجوة كبيرة ، لذلك أضفت منصة قصيرة داخل الباب ، والتي كانت قريبة جدًا من الجانب المفتوح سيارة المصعد التي حلت المشكلة.

الخطوة 4: المحرك وثقل الموازنة

كانت المشكلة التالية هي كيفية تحريك السيارة لأعلى ولأسفل. لقد اشتريت محركًا متدرجًا NEMA-17 (هذا الحجم وليس القوة) من Adafruit وحاولت رفع سيارة المصعد بها باستخدام بعض الخيوط وبكرة طباعة ثلاثية الأبعاد متصلة بعمود السائر لإنهاء السلسلة.

لم يفلح ذلك ، لذلك بدأت أفكر في كيفية عمل المصعد الحقيقي ، بثقل موازن. بهذه الطريقة لا يتعين على المحرك رفع الوزن الكامل للسيارة ، بل عليه فقط بدء الحركة الأولية ، والتي تتطلب عزم دوران أقل بكثير. لقد تعلمت الكثير عن عزم الدوران في هذا المشروع.

على أي حال ، كانت فكرتي للثقل الموازن قوية وانتهى بي الأمر باستخدام حزام وبكرة بعرض 10 مم ، على غرار ما يتم استخدامه لبناء طابعة ثلاثية الأبعاد. كانت السيارة تزن حوالي كيلوغرام واحد (2 رطل) وصُنف محرك السائر على أنه قادر على رفع 2 كيلوغرام على بعد سنتيمتر واحد من مركز العمود. (المزيد من مشاكل عزم الدوران) لذا كان ذلك جيدًا.

تم ربط أحد طرفي الحزام بأعلى عربة المصعد (باستخدام صفيحة معدنية لولبية لولبية) ، ثم ذهب الحزام بشكل مستقيم للأعلى وعلى ترس مسنن على محرك السائر ، والذي تم تثبيته على سقف الهيكل. ثم ذهب الحزام 90 درجة عبر الجزء العلوي من الهيكل إلى بكرة مسننة ثانية ، تم ربطها بقضيب فولاذي آخر ، مثبت على أقواس. (انظر الصور) من هناك أخذ الحزام 90 درجة أخرى بدوره لأسفل بشكل مستقيم وهذا تم تثبيته بثقل الموازنة. (من الواضح أنه يجب عليك قياس كل هذه الأشياء ووضعها بدقة لتجنب الضغط الإضافي على الحزام)

كان الثقل الموازن مصنوعًا من أربع قطع من نماذج الأرضيات الخشبية من Home Depot التي قمت بربطها وتسجيلها معًا. تم تثبيت الحزام في منتصف القطع كما تم شد الذيل الزائد من الخارج. لقد وضعت قضبان فولاذية للثقل الموازن للتنقل لأعلى ولأسفل ، باستخدام أنابيب PVC الملصقة على جانبي حزمة الثقل الموازن لتثبيتها.

مع وجود كل القطع الهيكلية في مكانها الصحيح ، فقد حان الوقت للعمل على الإلكترونيات.

الخطوة 5: المفاتيح والإلكترونيات

أدمغة هذا المشروع هي Arduino Uno ، مع Adafruit Motor Shield في الأعلى. يجعل الدرع تشغيل محركي المؤازرة والمحرك السائر أسهل كثيرًا ، مع السماح بالوصول إلى معظم المسامير الموجودة على Arduino. يتطلب المحرك المتدرج أيضًا أكثر من خرج Arduino 5V ، ويتيح لك الدرع زيادة الجهد إلى المحرك وتنحيه من أجل Arduino. يستهلك المحرك ما يصل إلى 12 فولت ، لكنني ذهبت في النهاية بإدخال 9 فولت ، لأنني قمت بقلي منظم الجهد على أحد أبواب Arduino عندما تعطل أحد الأبواب.

أخذت صفحة أخرى من طريقة إنشاء الطابعات ثلاثية الأبعاد ، واستخدمت مفاتيح اتصال صغيرة في جميع النقاط التي تريد أن تتوقف فيها الأشياء عن الحركة. لذلك ، كان لدي مفاتيح اتصال مؤقتة في 6 مواقع. اكتشفوا مكان السيارة وحالة كل باب. عندما كانت السيارة في أسفل الهيكل ، كانت تضغط على مفتاح أسفل السيارة. عندما كان في الجزء العلوي ، تم تنشيط مفتاح في الجزء السفلي من ثقل الموازنة. ضربت الأبواب أيضًا مفتاحًا على أي من الجانبين ، عندما كان مفتوحًا أو مغلقًا.

للاتصال بالمصعد ، أضع أزرارًا مضاءة في مقدمة الهيكل. هذه أزرار مثلثة رائعة بداخلها مصابيح LED بحيث تضيء عند الضغط عليها (إذا قمت بتوصيلها بهذه الطريقة).

الكود الفعلي لهذا المشروع ليس معقدًا جدًا. تتحقق الحلقة الرئيسية في مخطط Arduino من ضغطات الزر لأعلى أو لأسفل. اعتمادًا على موضع السيارة ، يستجيب البرنامج إما بتحريك السيارة ثم فتح الباب لبضع ثوان وإغلاق الباب. أو ، إذا كانت السيارة على الأرض حيث تم الضغط على الزر ، فإنها تفتح الباب فقط ، ثم تغلقه بعد 5 ثوانٍ.

كان هناك الكثير والكثير من استكشاف الأخطاء وإصلاحها ، لكن في النهاية حصلت على كل شيء يعمل بشكل موثوق. كانت الخطوة الأخيرة عبارة عن قطعة كبيرة من زجاج شبكي على الظهر مع ثقب محفور للوصول إلى مقبس الطاقة.

كان هذا مشروعًا ممتعًا حقًا وتعلمت الكثير. عندما كنت أقوم ببنائه ، كنت أبحث في كل مكان عن خطط لشيء كهذا ولكن لم أجد الكثير. لذلك نأمل أن يساعد هذا Instructable شخصًا يتطلع إلى بناء مشروع مماثل.

الخطوة 6: ختام الأفكار

هناك شيء واحد أود إضافته إلى تصميم ثانٍ وهو طريقة لاستشعار ما إذا كان هناك شيء ما يسد الباب ، مثل مصعد حقيقي. أعتقد أن نوعًا ما من مستشعر الضوء يمكن أن يعمل ، لكن شخصًا أكثر ذكاءً مني يمكنه معرفة ذلك.

أيضًا ، كان هذا مشروعًا لعميل ، وقمت بشحنه إليهم باستخدام UPS. ومع ذلك ، فقد تركت UPS تحزمها والتي تبين أنها خطأ فادح. وصل المصعد وكُسِرت بعض القطع ، وفُك الحزام ، وكان أحد الأبواب معطلاً. لقد عملت مع العميل لتنشيطه وتشغيله ، لكن بعض أنابيب PVC الملصقة الساخنة خرجت ، وفي المستقبل ربما أحاول إيجاد حل أكثر أناقة من الغراء الساخن. أيضًا ، في المرة القادمة سأحزمها بنفسي! أتمنى أن تستمتعوا يا رفاق بهذا Instructable. تحقق من المزيد من المشاريع في cascobaystudios.com

شكرًا على القراءة وسأراكم في المرة القادمة!

الخطوة 7: الكود

كود اردوينو موجود في الملف المرفق. إنها فوضى دموية ، لكنها تعمل!

الوصيف في مسابقة Arduino 2020