O مقیاس گردباد راه آهن مدل: 16 پله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

من مطمئن هستم که هر کسی در فیلم ها گردباد را دیده است. اما آیا یکی را دیده اید که در راه آهن مدل مقیاس O به صورت کامل متحرک عمل می کند؟ خوب ما هنوز آن را در راه آهن نصب نکرده ایم ، زیرا بخشی از یک سیستم صدا و انیمیشن کامل است. اما پس از اتمام ، باید یک جاذبه باشد.

این پروژه مراحل ساخت انیمیشن عملیاتی از سخت افزار CNC ، درایوهای موتور و کنترل های آردوینو را برای شما انجام می دهد

مرحله 1: این انیمیشن چگونه خواهد بود؟

به منظور درک آنچه ما می سازیم ، یک مدل سه بعدی ایجاد شد و یک شبیه سازی تولید شد.

مرحله 2: ایجاد پنل اصلی

این پروژه شامل یک پنل Z Axis ، یک پنل X Axis ، میکرو کنترلرهای آردوینو ، موتورهای پله ای ، درایوهای پل H ، درایوهای میکرو استپ و خود گردباد می باشد. اولین کاری که باید انجام دهید این است که صورتحساب مواد مربوط به Panel Basic را جمع آوری کنید. هر دو پانل محور مشابه هستند ، بنابراین روند ساخت یک پانل برای پانل دیگر یکسان است.

صورتحساب - تهیه شده از فروشگاه چوب Banggood. Com/

محور X

· (1) مجموعه پیچ تغذیه T8 500 میلی متر طول

· (1) 12 ولت 200 پله 4 سیم NEMA 17 موتور پله ای نوع

· (2) میله های پشتیبانی 500 میلی متری با پایه و لغزنده

(1) سوئیچ محدود با کابل

(1) براکت نصب موتور پله ای

پایه تخته سه لا توس 1/2 اینچی به ابعاد 6-1/2 24 24 اینچ بریده شده است

چوب های استاندارد رنگ ضخیم 1/8 اینچی

پیچ های مختلف M3 ، M4 ، M5

مرحله 3: قطعات را روی پنل مونتاژ کنید

براکت موتور پله ای اولین قطعه ای است که در یک انتهای پایه 1/2 x 6-1/2 x 24 اینچ نصب شده است. این براکت در خط مرکزی پایه نصب شده است و مطمئن شوید که تا لبه بلند مربع است. موتور پله ای را بر روی این براکت نصب کرده و اتصال درایو را نصب کنید. متوجه خواهید شد که خط مرکزی محرک موتور پله ای از پایه به اندازه کافی بالا است ، بنابراین محفظه های بلبرینگ پیچ تغذیه باید روی تخته های چوبی نصب شوند تا مجموعه را به سطح برساند. یک تکه 1/2 اینچ از تخته سه لا توس نقطه شروع خوبی است. سپس یک تخته شیم اضافه کنید که خط مرکزی محفظه های بلبرینگ پیچ تغذیه را در یک راستا قرار می دهد.

اکنون با استفاده از چوب همزن رنگ ، سوراخ هایی را مطابق با فلنج پیچ تغذیه کرده و با پیچ M3 و واشر قفل نصب کنید. استفاده از Locktite در حال حاضر در این قسمتها باعث می شود که بعداً از هم جدا شوند. حالا این مجموعه را روی پیچ تغذیه کنید. یک سر پیچ تغذیه را در محفظه بلبرینگ در انتهای موتور پله ای نصب کنید. حالا دیگر محفظه یاتاقان را در انتهای دیگر پایه قرار دهید ، پیچ تغذیه را نصب کرده و با تخته و تخته های تخته محفظه را به پایه محکم کنید. مطمئن باشید این مجموعه موازی با لبه پایه است.

اکنون میله های نگهدارنده را با محفظه تکیه گاه انتهایی آنها بر روی تخته های تخته ای که برای حمایت از بدنه های یاتاقان استفاده می شوند ، بچینید. بدست آوردن همه این قسمتها به صورت مربع و موازی بسیار مهم است. بنابراین ، قطعات را به پایه نصب نکنید تا زمانی که همه قسمتها روی پایه چیده شده باشند. در این مرحله چوب های رنگ آمیزی یا تخته سه لا چوب سخت 1/4 اینچ خوب کار می کند و می توان آنها را به عرض دلخواه برش داد و با سوراخ های نصب آن را سوراخ کرد تا با لغزنده های میله نگهدارنده مطابقت داشته باشد. هنگامی که این موقعیت ها ثابت شدند ، آنها را در محل خود پیچ کنید. در این مرحله باید فلنج پیچ تغذیه را با چوب رنگ بین لغزنده ها قرار دهید.

آخرین مرحله این است که تسمه های محکمی را برای تخته های عرضی کشویی قرار دهید. لغزنده ها را با هم فشرده کنید و چوب هم زدن فلنج را بچسبانید و تخته های نگهدارنده را در جای خود پیچ کنید. اکنون می توانید چوب همزن رنگ را با تسمه هایی که به تازگی زده اید ، یکدست قطع کنید. در حال حاضر مونتاژ کامل است و اجازه حرکت فلنج در داخل تخته های ایمن را می دهد. می توانید این مجموعه را با چرخاندن پیچ تغذیه با دست آزمایش کنید تا مطمئن شوید همه چیز آزادانه و بدون اتصال حرکت می کند.

مرحله 4: Limit Switch را نصب کنید

سوئیچ محدود روی هر دو پانل نزدیک انتهای موتور نصب شده است. از آن به عنوان سنسور موقعیت مکانی برای تنظیم هر دو محور در موقعیت شروع هنگام اتصال برق به کنترل پنل استفاده می شود. نصب دقیق ترجیح کاربر است ، اما ما 2 طرح را آزمایش کردیم. یکی که برای حرکت ضربه ای به سوئیچ ، یک چرخ دستی از روی کالسکه آویزان کرده بود ، و دیگری از چوب هم زدن مهره فلنج فلزی به عنوان نقطه تماس استفاده می کرد. مهم نیست که این سوئیچ چگونه نصب شده است ، مادامی که سوئیچ فعال باشد قبل از اینکه واگن به انتهای حرکت خود در انتهای موتور برسد.

مرحله 5: مجموعه پنل محور Z

پنل Z Axis مشابه پنل X Axis است ، با این تفاوت که یک پیچ تغذیه متفاوت را با سربی 2 میلی متری جایگزین کرده ایم تا حرکت سریعتر انجام شود.

(1) پیچ تغذیه T8 با سرب 2 میلیمتری و مهره فلنج برنجی

همه مراحل دیگر یکسان هستند ، بنابراین این پنل را اکنون بسازید.

مرحله 6: محورهای X و Z را با هم جمع کنید

مونتاژ 2 محور با هم بسیار رو به جلو است. ابتدا یک تخته سه لا توس 6/1/5 5 5 اینچی 1/2 اینچی را به مجموعه X Axis Carriage اضافه کردیم. سپس پنل Z Axis را روی این برد پیچ کردیم. موقعیت محور Z نسبت به محور X ترجیح کاربر است. در نمونه اولیه ما ، انتهای موتور را در فاصله 8 اینچی از مرکز مجموعه کالسکه X Axis قرار دادیم. هنگام نصب ، کنترل پنل در زیر محور X قرار می گیرد ، بنابراین این فضا مناسب به نظر می رسد. به یاد داشته باشید که پانل های محور X و Z برای مونتاژ صاف نشان داده شده اند ، اما هنگامی که روی طرح راه آهن مدل نصب می شوند ، محور X 90 درجه به سطح راه آهن قرار می گیرد.

مرحله 7: ساخت گردباد

طراحی گردباد

گردباد با یک موتور 12 ولت ، یک رولپلاک چوبی ¼”، یک اتصال فلکس برای اتصال موتور به شفت ساخته می شود و توسط کنترل کننده موتور پل L298N H با آردوینو کنترل می شود.

این مجموعه موتور است: موتور چرخ دنده 12 vdc 25 دور در دقیقه

قیف در مغازه های صنایع دستی یافت می شود. ما از ورق های ضخیم نازک Walmart استفاده کردیم.

برای به دست آوردن ظاهر دلخواه ، قیف نیاز به کارهای هنری دارد. مهمترین قسمت طراحی و ساخت مجموعه کالسکه Z Axis برای قرار دادن موتور و اتصال است. ارتفاع از کالسکه حداکثر قطر قیف را تعیین می کند. هر زمان که می خواهید قیف را عوض کنید ، فقط یک موضوع حذف میله رولپلاک از اتصال است. این کار را می توان هر زمان که سیستم نصب شد انجام داد. بنابراین اگر می خواهید قیف های مختلف را آزمایش کنید ، انجام این کار آسان است.

اما در این مرحله از مراحل ساخت ، فقط ارتفاع بالای کالسکه را تعیین کرده و یک پایه موتور برای حمایت از موتور و گیربکس بسازید. یک براکت نصب شده تجاری وجود دارد: موتور سوار

مدت زمان لازم برای بدست آوردن براکت فلزی بسیار طولانی بود ، بنابراین تصمیم گرفتیم که از قطعات کوچک چوب یک چیدمان برای نصب درایو Tornado Rotation بسازیم. در این عکسها ، کوه طوری طراحی شده است که قطر 5 اینچی بالای ابر قیف را پاک کند. در صورت عدم رضایت از این ترتیب ، ما مجموعه را به بندهای کراوات سوار کردیم. اگر این چیدمان به دلایلی با نیازهای ما مطابقت ندارد ، مجموعه را می توان تنها با 4 پیچ سر آلن جدا کرد.

اتصالات موتور کوچک و شکننده هستند ، بنابراین سیمها به موتور لحیم می شوند و ما از پیچ و واشر برای محکم کردن سیمها استفاده می کنیم. مهار مسافرتی به این اتصال لحیم می شود.

مرحله 8: کنترل انیمیشن

اکنون که پانل های 2 محور را ساخته و آنها را روی هم نصب کرده ایم ، چگونه می توانیم این انیمیشن را کار کنیم؟ این ویدئو به روز شده از آزمایش انجام شده در هنگام ساخت سیستم نمونه اولیه است. بنابراین چگونه این انیمیشن را ساختیم؟ پاسخ این است که ما از 2 میکرو کنترلر آردوینو برای کنترل عملکرد استفاده کردیم. مراحل بعدی نحوه ساخت کنترل پنل ، تجهیزات مورد استفاده ، نمودارهای سیم کشی و کد برنامه نویسی را توضیح می دهد.

مرحله 9: استفاده از کنترلرهای میکرو آردوینو برای تحریک حرکت

طراحی حرکت گردبادی

به منظور کنترل گردباد ، ابتدا نحوه عملکرد ما را مشخص می کنیم:

1. موتور را برای چرخش گردباد روشن کنید.

2. حرکت محور Z را با یک موتور پله ای شروع کنید که یک پیچ تغذیه را به صورت عمودی به سمت پایین حرکت می دهد. این گردباد دوار را از موقعیت پنهان خود به سمت سطح میز پایین می آورد.

3. حرکت محور X را با یک موتور پله ای که پیچ و پلت فرم را حرکت می دهد ، شروع کنید. این باعث می شود که گردباد در تمام فاصله پیچ تغذیه از راست به چپ حرکت کند.

4. موتور پله محور Z را راه اندازی کنید تا گرداب گردان را به سمت خارج خارج کنید. پاور موتور Z محور را خاموش کنید.

5. موتور پله ای محور X را روشن کنید تا به حالت شروع مناسب برگردید. پاور موتور X محور را خاموش کنید.

6. قدرت موتور گردان گردان را خاموش کنید.

در اصل ، ما یک دستگاه روتر CNC 2 محور ایجاد می کنیم. چرخش گردباد روتر است و 2 محور دیگر برای حرکت افقی و عمودی است. برای انجام این کار ، ما باید از 1 Arduino MEGA (با نام "MOVEMENT CONTROLLER") برنامه ریزی شده برای کارکردن (2) تخته های راننده TB6600 Micro Stepper برای کنترل 2 موتور پله ای استفاده کنیم. ما همچنین از 1 Arduino UNO (به نام "MASTER CONTROLLER") برای کنترل چرخش گردباد و راه اندازی کنترل کننده حرکت استفاده خواهیم کرد. کنترل سیستم توسط یک کلید خاموش/روشن برای قدرت 12 ولت DC برای سیستم ارائه می شود. یک سوئیچ لحظه ای در نزدیکی موقعیت Tornado در طرح قرار دارد تا یک مدار رله قدرت قفل کننده آغاز شود. این کنترل سوئیچ لحظه ای سیستم را قدرت می بخشد و MASTER CONTROLLER روشن می شود و موتور DC با چرخ دنده شروع به چرخش Tornado می کند و سپس برای توالی حرکت ، نیرو را به کنترل کننده حرکت می دهد.

مرحله 10: تجهیزات مورد نیاز برای کنترل پنل

سیستم کنترل سیستم حسابداری مواد

(1) Arduino UNO و (1) کنترل کننده های میکرو Arduino Mega

(1) L298N Module H board modular board for Tornado drive ·

(2) تخته های راننده TB6600 Stepper Motor Micro Step برای پانل محور Z و X

(1) منبع تغذیه 12 ولت DC

(1) سوئیچ ضامن SPDT روی پنل نصب شده است

(2) رله 5 ولت DC برای آردوینو ·

سیم کشی متفرقه با LED سبز و مقاومت

نوارهای ترمینال

تخته نصب و سخت افزار

مرحله 11: نصب تجهیزات روی یک کنترل پنل

ابتدا یک متریال Control Panel را انتخاب کنید. ما از یک تکه تخته سه لا چوب سخت به ضخامت 1/4 اینچ استفاده کردیم. ما با یک قطعه 2 پا در 2 پا برای سازماندهی تجهیزات شروع کردیم. هیچ رازی برای این پانل وجود ندارد ، فقط همه چیز را در محلی که باعث کوتاه شدن سیم و دسترسی به برق 12 ولت ، سیم موتور و محدود کردن سیم کشی سوئیچ از پانل های محور می شود ، نصب کنید.

مرحله 12: سیم کشی تجهیزات کنترلر اصلی

شماتیک نشان داده شده برای Master Controller ممکن است به دلیل عدم وجود کتابخانه های بخشی برای ماژول L298N و رله کنترل شده سیگنال 5 ولت کاملاً دقیق نباشد. بقیه مدار برای اتصال به Arduino Uno و Arduino Mega دقیق است.

برای سیم کشی دقیق L298N ، ما باید به تصویری مراجعه کنیم که اتصالات سیم را با شماره های ترمینال نشان داده شده نشان می دهد. تصویر دوم فقط پایانه های مورد استفاده در این پروژه را نشان می دهد.

برای سیم کشی دقیق رله 5 ولت برای آردوینو ، باید به تصویر بالا مراجعه کنیم.

در صورت شک ، همیشه برای اتصال پین به Arduino IDE برای Master Controller مراجعه کنید.

مرحله 13: سیم کشی کنترل کننده حرکت

Arduino Mega به عنوان کنترل کننده حرکت استفاده می شود. این دستگاه با درایوهای میکرو استپر و موتورهای پله ای ارتباط برقرار می کند. اتصال Vin نشان داده نمی شود زیرا در شماتیک Master Controller نشان داده شده است.

مرحله 14: مدار اتصال قدرت سیستم

برای کنترل قدرت سیستم و امکان خاموش شدن خودکار پس از اتمام انیمیشن ، یک مدار چفت و بست با یک سوئیچ لحظه ای روی مخاطبین رله قدرت 12 ولت NO استفاده می شود. رله 5 ولت که توسط سیگنال های آردوینو کنترل می شود مدار را قفل می کند. وقتی سیگنال پایین می رود ، قدرت سیستم خاموش می شود. یک LED جداگانه برای نشان دادن قفل شدن سیستم استفاده می شود.

مرحله 15: کد آردوینو

از آنجا که این دستورالعمل نحوه نوشتن کد آردوینو نیست ، ما فایلهای Master و Movement را برای مشاهده و/یا بارگیری شما ضمیمه کرده ایم.

مرحله 16: ساخت قاب نصب

قاب پشتیبانی سیستم از چوب ساده ساخته شده است. این یک پشتیبانی 3 پا است که دارای پنل X-Axis است تا مکان مناسب Tornado را در سطح طرح مشخص کند. صفحه کنترل در پشت پنل X-Axis نصب شده است تا حرکت آزادانه پنل متحرک Z-Axis امکان پذیر باشد. کل مجموعه را می توان به دیوار محکم کرد یا در صورت لزوم برای برداشتن راحت ایستاد.