Nâng động cơ bước được điều khiển bằng IR: 15 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Tôi cần phải tự động hóa việc nâng một bức tranh lớn che một chiếc TV được gắn trên lò sưởi. Bức tranh được gắn vào một khung thép trượt tùy chỉnh sử dụng dây thừng, ròng rọc và đối trọng để có thể nâng lên bằng tay. Điều này nghe có vẻ tốt về mặt lý thuyết nhưng lại bất tiện trong thực tế khi bạn chỉ muốn xem TV trong vài phút. Tôi muốn tự động nâng hình ảnh bằng các lệnh IR từ Harmony Hub bất cứ khi nào TV được bật.

Bước 1:

Đây là cách bức tranh được nâng lên trước đây. Như bạn có thể thấy, không có đủ chỗ để lắp đặt thang máy truyền hình thông thường. Ngay cả khi có đủ chỗ, thang nâng TV cao nhất quảng cáo rằng họ có thể nâng TV lên đến 60 inch nhưng điều đó gây hiểu nhầm vì hành trình tối đa của chúng thường chỉ là 24 đến 30 inch và tôi cần phải di chuyển hình ảnh 53 inch. Tôi đã điều tra các thiết bị truyền động tuyến tính nhưng một lần nữa không có đủ chỗ và tôi không thể tìm thấy một thiết bị nhỏ gọn có lực nâng lớn như vậy. Ngoài ra, còn có vấn đề về việc tìm ra cách kích hoạt nó bằng IR vì hầu hết sử dụng công tắc vật lý hoặc điều khiển từ xa RF.

Bước 2:

Tôi cần một cơ chế nhỏ gọn, có thể di chuyển 53 inch và được điều khiển bằng IR. Cuối cùng tôi đã quyết định sử dụng một động cơ bước lớn với một vít dẫn dài. Sau khi tìm kiếm trực tuyến, tôi đã tìm thấy hai video này. Tôi chỉ đơn giản là kết hợp hai khái niệm.

Bước 3:

Danh sách các bộ phận

Động cơ bước NEMA 23 mô-men xoắn cao

NEMA 23 Damper https://smile.amazon.com/gp/product/B07LFG6X8R Tôi lo ngại rằng các rung động tần số cao của động cơ bước sẽ cộng hưởng trên khung kim loại và tạo ra nhiều tiếng ồn nên tôi đã sử dụng một van điều tiết. Bước chỉ rộng hơn một chút so với sắt góc nên một mặt của bước sẽ thực sự được kẹp bằng vít, đai ốc và vòng đệm chắn bùn, vì vậy tôi phải sử dụng van điều tiết kiểu này có bốn lỗ gắn ở mỗi đầu thay vì thông thường. hai.

Trình điều khiển động cơ bước 1.0-4.2A 20-50VDC

Nguồn điện 24V không quạt

Arduino

Công tắc micro https://smile.amazon.com/dp/B07KLZTHR9 hoặc https://smile.amazon.com/dp/product/B07V6VGV9J tùy thuộc vào mức độ tiếp cận bạn cần. Tôi đã sử dụng một công tắc hạng nặng như thế này vì tôi đang lắp nó vào sắt góc.

Diode thu hồng ngoại https://smile.amazon.com/dp/B00UO9VO8O Những bộ thu Vishay này được cho là tốt nhất.

Vỏ đựng Arduino trong suốt hoặc hun khói https://smile.amazon.com/gp/product/B075SXLNPG Một thứ gì đó trong suốt mà máy đánh tia hồng ngoại có thể xuyên qua.

Đai ốc và đai ốc Zyltech 8mm T8x8 ACME ("T8" = đường kính 8mm; "x8" = độ nâng 8mm trên mỗi vòng quay) Tôi cần một vít chì thực sự dài nên tôi đã tìm thấy chiếc vít dài 2000mm (78 inch ~ 6,5 ft) này trên ebay https: / /www.ebay.com/itm/323211448286 May mắn là nhà sản xuất này bao gồm một đai ốc bằng đồng chịu lực nặng với mặt bích rộng. Hầu hết các thương hiệu khác có mặt bích hẹp với các lỗ lắp đặt nhỏ gần với trục đến mức chúng không để lại khe hở cho vòng đệm và ổ khóa.

Bộ ghép trục 8mm đến 10mm https://smile.amazon.com/gp/product/B07X4VHYTQ Hãy chắc chắn sử dụng bộ ghép kiểu kẹp chắc chắn như thế này vì chúng giữ chặt hơn nhiều so với loại vít định vị và sẽ không làm hỏng trục hoặc vít dẫn.

Bất kỳ điều khiển từ xa IR nào

Nối dây giữa Arduino và Trình điều khiển bước https://smile.amazon.com/dp/B07D58W66X Tôi đã lập trình Arduino bằng các chân liền kề để tôi có thể sử dụng đầu nối tiêu đề rộng như thế này mà sẽ không bị lỏng dễ dàng.

Dây 4 ruột giữa Stepper Driver và Stepper

Dây 2 ruột giữa Arduino và công tắc Micro

Đầu nối thiết bị đầu cuối kiểu châu Âu

Bước 4:

Tôi đã sử dụng thư viện bước AccelStepper để có thể bắt đầu và dừng bước dần dần vì có khá nhiều liên quan nhưng tôi vẫn cần chuẩn bị cho bước khởi động bằng cách sử dụng công tắc Micro. Tôi đã tìm thấy video và hướng dẫn trên YouTube này hướng dẫn cách sử dụng bước chuyển đổi chân cao / thấp thông thường trước khi chuyển giao quyền điều khiển cho AccelStepper để chuyển động nhanh hơn.

Bước 5:

Tôi đã sử dụng Arduino Uno và dây jumper cho giai đoạn mã hóa và tạo mẫu.

Bước 6:

Trước khi tôi có thể viết bản phác thảo cho thang máy, tôi cần tìm mã hex IR cho các nút trên điều khiển từ xa mà tôi sẽ sử dụng để lên và xuống, vì vậy tôi đã tải bản phác thảo đính kèm lên Arduino và mở màn hình nối tiếp để xem mã trong khi Tôi nhấn các nút trên điều khiển từ xa.

P. S. Đây là dự án Arduino đầu tiên của tôi trên Guiductables. Vì một số lý do mà mã bị cắt xén khi tôi sử dụng tùy chọn định dạng mã hoặc đính kèm dưới dạng văn bản thuần túy, vì vậy tôi đã tải nó lên với phần mở rộng.c. Chỉ cần đổi tên nó bằng phần mở rộng.ino của Arduino. Hoặc.txt nếu bạn chỉ muốn xem nhanh nó.

Bước 7:

Mã cho chính thang máy.

Bước 8:

Tôi đã sử dụng Arduino Uno và các dây nhảy riêng lẻ cho giai đoạn tạo mẫu nhưng muốn sử dụng cáp tiêu đề 5 chân để ngăn các dây vô tình bị kéo lỏng. Bảng Arduino kích thước đầy đủ duy nhất mà tôi có thể tìm thấy mà không cần cài đặt sẵn các chân tiêu đề là Arduino Leonardo từ cửa hàng Arduino chính thức. Mã này giống nhau cho cả hai ngoại trừ có một xung đột đã biết giữa đèn LED pin 13 của Leonardo và bộ thu IR vì vậy tôi không thể làm cho đèn LED nhấp nháy để phản hồi hình ảnh khi nhận tín hiệu IR như tôi có thể làm với Uno nhưng điều đó không có gì khó hiểu cả. Điểm khác biệt đáng chú ý duy nhất là Leonardo sử dụng đầu nối micro USB và khởi động nhanh hơn nhiều so với Uno. Tôi đã uốn cong các dây dẫn của bộ thu IR một góc 90 độ và hàn nó cố định để đối diện với phần trên cùng của trường hợp mà tôi định dán đèn flash IR của Harmony Hub.

Bước 9:

Tôi muốn giữ mọi thứ nhỏ gọn nhất có thể nên tôi đã tìm thấy hộp cáp / giá treo modem nhỏ có thể điều chỉnh này https://smile.amazon.com/dp/B077T45BXR để chứa Arduino, trình điều khiển bước và nguồn điện. Tôi đã sử dụng khóa dán và băng servo silicone để giữ cho mọi thứ không bị trượt ra ngoài khi thắt chặt giá đỡ. Các thiết bị đầu cuối bước, hướng và kích hoạt trên trình điều khiển bước không chia sẻ điểm chung và tôi chỉ có một dây nối đất đến từ Arduino vì vậy tôi đã sử dụng dây nhảy (những vòng màu đen nhỏ đó) để kết nối tất cả các đầu cuối nối đất với nhau trên bước người lái xe. Sợi dây trần nhỏ nhô ra chưa kết nối với bất cứ thứ gì là dây dương của công tắc Micro. Về cơ bản, có một bước, hướng, kích hoạt, công tắc vi mô và dây nối đất đến từ Arduino.

Bước 10:

Bản thân việc lắp đai ốc ACME, vít dẫn và động cơ bước không khó nhưng tôi cần rất nhiều sự trợ giúp để tháo hình ảnh và các đối trọng để vào khung.

Bước 11:

Đã cài đặt đai ốc ACME.

Bước 12:

Đây là một đoạn video ngắn về phần di chuyển của bản phác thảo. Nó chậm theo thiết kế khi nó tìm kiếm công tắc hành trình. Homing tự động bắt đầu sau mỗi lần mất điện để trình điều khiển bước biết vị trí của bước. Nếu bạn tăng âm lượng ở mốc 12 giây, bạn có thể nghe thấy tiếng lách cách của công tắc vi mô khi nó được đẩy vào và nhấp lại khi nó được nhả ra sau khi bước đảo ngược.

Bước 13:

Và cuối cùng đây là mức tăng đang hoạt động. Mất 25 giây để nâng bức tranh lên 53 inch.

Bước 14:

Các thành phần được gắn phía sau TV.

Bước 15:

Tôi đã học được một vài bài học về cách viết và gỡ lỗi mã. Đầu tiên là bước sẽ bắt đầu hoạt động khi bật nguồn ngay cả khi công tắc Micro đã bị ngắt kết nối, vì vậy thay vào đó tôi đã nối dây Arduino đến phía thường đóng (NC) của công tắc và thêm một số mã để thoát khỏi bản phác thảo nếu công tắc không hoạt động. được phát hiện, nếu không, bước nhảy sẽ không bao giờ ngừng hoạt động. Nếu bạn sử dụng phía thường mở (KHÔNG) của công tắc thì Arduino không thể biết công tắc đang mở hay đơn giản là không được gắn vào. Bài học thứ hai tôi học được là trình điều khiển bước sẽ sử dụng năng lượng (toàn bộ hoặc một nửa công suất tùy thuộc vào cài đặt công tắc DIP trên trình điều khiển bước) để giữ trình điều khiển bước tại chỗ khi nó không di chuyển. Điều này có ý nghĩa đối với các ứng dụng CNC và in 3D nhưng tôi không cần nó giữ nguyên trong nhiều giờ liền (Gợi ý: Giữ nửa công suất khiến động cơ bước không nóng như vậy lol) vì tôi đang sử dụng cơ chế nâng cân bằng tương đối trung tính. Giải pháp là sử dụng các chân ENA (kích hoạt) của trình điều khiển bước. Tôi đã kết nối ENA + của trình điều khiển bước với chân cắm trên Arduino và ENA- với mặt đất của Arduino và chỉ cần chuyển chân ENA + sang HIGH (Bật) để yêu cầu trình điều khiển bước tắt nguồn cho bước giữa các lần di chuyển. Nếu tôi đang sử dụng thiết bị này để nâng một chiếc TV nặng, trước tiên tôi sẽ thử sử dụng đai ốc chống phản ứng dữ dội để xem liệu điều đó có đủ để giữ nó hay không trước khi sử dụng một bước được cấp điện liên tục để tiết kiệm điện năng. Tôi hy vọng có thể hướng dẫn này hữu ích cho ai đó! Cảm ơn vì đã tìm kiếm!