Dụng cụ mở hộp sơn tự động: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Tài liệu hướng dẫn này được tạo ra để đáp ứng yêu cầu dự án của Makecourse tại Đại học Nam Florida (www.makecourse.com). Trong bài Có thể hướng dẫn hôm nay, tôi sẽ hướng dẫn bạn cách tạo một dụng cụ mở hộp sơn tự động.

Bước 1: Bước 1: Thiết kế Dụng cụ mở hộp sơn

Bước đầu tiên trong việc tạo dụng cụ mở hộp sơn tự động là thiết kế và tìm ra kế hoạch trò chơi tổng thể của bạn. Một số có thể muốn làm một dự án từ gỗ, những người khác có thể muốn in 3D, hoặc có thể chỉ là Xốp / bìa cứng. Vật liệu quyết định sự ổn định của dự án nhưng một số không gian nhỏ hơn và ngân sách hạn chế có thể quyết định thiết kế tổng thể và vật liệu mà bạn có thể muốn sử dụng để tạo ra thiết bị mở hộp sơn tự động của mình. Kể từ đây trở đi, tôi sẽ sử dụng hỗn hợp các bộ phận in 3D, xốp và phần cứng điện tử để tạo ra một dụng cụ mở hộp sơn tự động. Quá trình thiết kế của bạn là quan trọng nhất trong việc cố gắng thực hiện một mục tiêu hoặc kế hoạch chung mà bạn muốn tuân theo để đạt được mục tiêu của mình với những hạn chế trong tầm tay. Bước này không dễ dàng và có thể mất vài lần thử và vẽ trước khi bạn tìm thấy thiết kế đáp ứng các hạn chế của mình, nhưng khi bạn đã có mục tiêu tổng thể, nó sẽ làm cho các bước còn lại dễ thực hiện hơn nhiều.

Bước 2: Bước 2: Tạo mạch Arduino của bạn để hoạt động

Tôi đang bắt đầu với thiết lập phần cứng điện tử mà tôi đã chọn cho dụng cụ mở hộp sơn tự động của mình. Tôi đã sử dụng Arduino Uno làm bộ điều khiển vi mô chính của mình để điều khiển các hoạt động tổng thể của dự án, một động cơ servo siêu nhỏ 9g sẽ vận hành cơ chế mở trong thiết kế của tôi cho phép chuyển động lặp lại của việc di chuyển cánh tay servo từ 0 đến 90 đến 0 đến 90, v.v., một động cơ bước 5V điều khiển chuyển động quay của sơn có thể thông qua một hệ thống bánh răng, một vài điện trở 220ohm cho phép nút và đèn hoạt động, một 1/2 breadboard (một breadboard đầy đủ có thể được sử dụng nhưng để giảm khoảng trống Tôi đã chọn 1/2) cho phép bạn kết nối mọi thứ, một số ít Dây Dupont / jumper để nối tất cả các thành phần lại với nhau, trình điều khiển ULN2003A điều khiển hoạt động của động cơ bước (ảnh mạch sử dụng EasyDriver - Động cơ bước Trình điều khiển nhưng sẽ hoạt động), đèn LED màu xanh lá cây 5mm, công tắc nhấn mini (nút), cáp USB A đến B để kết nối với máy tính của bạn và nguồn cung cấp pin 5V DC 2200mAh hỗ trợ nguồn điện cho Arduino để nó có thể hoạt động mã đã tải lên mà tôi sẽ de ghi chép sau.

Bước 3: Bước 3: Viết mã C + để vận hành Arduino

Trong các hình ảnh sau, tôi có mã mà tôi đã tạo để vận hành thiết lập mạch mà tôi đã trình bày ở bước trước. Thư viện chức năng có thể được tải xuống tại www.makecouse.com hướng dẫn để vận hành động cơ bước mà tôi đã sử dụng. Bản thân mã tổng thể được tạo ra để bắt đầu một vòng lặp liên tục sau khi nhấn nút ban đầu trên breadboard. Sau khi nhấn nút, đèn LED màu xanh lá cây sẽ kích hoạt để báo hiệu rằng máy mở hộp sơn tự động đang hoạt động. Động cơ servo và động cơ bước chạy đồng thời với động cơ bước vận hành chuyển động xoắn của tấm đế mà sơn cỡ quart có thể nằm trên và servo vận hành bộ mở sử dụng tác động đòn bẩy và lực cản đối với lò xo cho phép dụng cụ mở để cạy nắp hộp sơn. Nút đặt lại trên Arduino Uno dừng hoạt động cho đến khi nút được nhấn lại. Tải mã này (hoặc mã tương tự mà bạn đã tạo) lên Arduino bằng cáp USB A đến B. Sau khi chương trình được tải lên, hãy tháo USB khỏi máy tính của bạn và gắn vào bộ pin hoặc nguồn điện để cung cấp năng lượng cho thiết bị từ đây trở đi.

Bước 4: Bước 4: In 3D Bất kỳ Bộ phận Cần thiết nào

Tôi đã in tổng cộng 4 phần cho dụng cụ mở hộp sơn tự động của mình. Phần đầu tiên là một hộp chứa sẽ chứa cơ cấu mở và động cơ servo. Phần thứ hai là dụng cụ mở phù hợp với dụng cụ mở hộp cơ bản mà bạn có thể mua miễn phí tại bất kỳ cửa hàng Sơn Sherwin-Williams nào. 2 cuối cùng là hệ thống bánh răng vận hành tấm cơ sở mà sơn có thể nằm trên đó. Bánh răng đầu tiên trong hình trên là một bánh răng / chân đế kết nối với tấm đế và bánh răng thứ hai điều khiển chuyển động quay của hộp sơn. Bánh răng thứ hai nằm trên đầu động cơ bước có thể được in bằng cách sử dụng cùng một bánh răng điều đó được hiển thị ở trên. Dụng cụ mở này hoạt động dựa trên một lò xo kéo dài trong hình trên và cũng được siết chặt bằng các vít máy như hình trên. Một động cơ servo được gắn vào bên cạnh để nó chạy đồng thời với hoạt động mã đã được nêu trước đó. Tấm đế mà tôi đã thi công bằng cách sử dụng Xốp cách nhiệt đơn giản được tìm thấy ở Lowe's địa phương của tôi với đường kính 6 1/2 "và đường kính trong là 4". Hộp sơn cỡ quart sẽ nằm vừa khít trong lùm với tấm đế wht và các lỗ ở giữa là để kết nối bánh răng / chân đế với tấm đế. Sau đó, tôi sơn tấm nền màu đỏ chỉ vì mục đích thẩm mỹ.

Bước 5: Bước 5: Tạo chân đế và cơ sở của dự án

Đầu tiên tạo chân đế mà tấm đế xoay sẽ nằm trong đó và động cơ bước trượt vào. Tôi đã tạo một cấu trúc bằng cách dán Styrofoam lên nhau và để keo cứng lại trước khi cắt thành hình dạng mong muốn bằng cách sử dụng một lưỡi cưa hack đơn giản mà tôi đã mua ở Lowe's địa phương. (Bản thân tôi không có cưa nên chỉ cần giữ lưỡi dao trong một miếng giẻ để cho phép tôi cắt Xốp). Tôi cắt hộp thành một hình vuông có kích thước 6 1/2 "và chiều dày là 3". Lỗ có đường kính.9 "mà tấm đế và bánh răng / chân đế nằm trong khoảng cách 3" từ động cơ bước. Vị trí của động cơ bước và bộ phận mở là tùy thuộc vào thiết kế của bạn nhưng phải là 3 "để các bánh răng chạy trơn tru nếu bạn sử dụng cùng kích thước mà tôi đã sử dụng. Tôi đã thêm các lỗ phụ để tăng thêm trọng lượng để giữ cấu trúc mà tôi đã lấp đầy bằng đồng xu và thêm một lớp lót lá nhôm vào lỗ trong đó tấm đế nằm để giảm hệ số ma sát giữa giá đỡ bánh răng máy in 3D và hộp. Ngoài ra, điều này cho phép tôi thêm chất bôi trơn nếu cần để hoạt động trơn tru nhưng không cần thiết. Tôi khuyên bạn nên in 3D toàn bộ thân máy nhưng với hạn chế về thời gian và vật liệu có sẵn, tôi có thể xoay sở tất cả những gì tôi có thể làm được. Chân đế cao 13 "và rộng 6 1/2" với khoảng cách 2 "cho phép người mở tiếp xúc với sơn kích thước quart có thể hoàn hảo. Tôi đã thêm phần mở rộng thêm 3 1/2 "vào đế để hỗ trợ thêm cho chân đế nhưng có thể không cần thiết nếu bạn lo lắng về không gian. Điều này có thể cần một số điều chỉnh tùy thuộc vào thiết kế cá nhân của bạn. Sau đó, tôi cắt rộng 2 1/2" lỗ dài 4 "và sâu 2 1/2" nơi hộp chứa sẽ vừa khít. Tôi đã loại bỏ phần mở rộng 1/2 "ở bên phải của lỗ để cho phép mô tơ servo lắp đúng vị trí. Tôi đã sơn các cấu trúc cho mục đích hiển thị nhưng điều đó là không cần thiết.

Bước 6: Bước 6: Lắp ráp tất cả các thành phần điện và các mảnh đã tạo

Trong bước này, nó phụ thuộc vào thiết kế cụ thể của bạn. Tôi trượt hộp đựng dụng cụ mở hộp vào lỗ mà tôi đã khoét trên đỉnh của giá đỡ. Tôi cũng đã thêm động cơ bước với bánh răng in 3D tương ứng của nó. Bánh răng / chân đế được in 3D kết nối với bánh răng của động cơ bước và giữ tấm đế. Với điều này, tôi thiết lập mạch Arduino mà tôi đã mô tả trước đó bằng cách kết nối động cơ bước với trình điều khiển ULN2003A và động cơ servo với breadboard / Arduino. Với điều này, tôi đã thử nghiệm chuyển động quay và chuyển động của cụm lắp ráp và thực hiện các thay đổi điều chỉnh nhỏ để hoạt động nhanh hơn và trơn tru hơn (thêm chất bôi trơn, mở các lỗ rộng hơn, v.v.). Tôi đã thêm dụng cụ mở hộp mà tôi đã nhận được ở bất kỳ cửa hàng sơn Sherwin Williams nào và một thùng sơn cỡ một lít rỗng có chứa chất lỏng để chứng minh hoạt động của một hộp sơn hoàn toàn chưa mở. Dụng cụ mở phải di chuyển theo phương thẳng đứng để sử dụng cơ cấu đòn bẩy để cạy nắp hộp sơn ra. Động cơ bước chạy đồng thời hệ thống bánh răng để xoay lớp sơn có kích thước bằng một phần tư nằm trên tấm đế để bộ phận mở cho phép nắp được tháo ra hoàn toàn. Khi bạn đã lắp ráp thiết bị mở hộp sơn tự động của mình với thiết lập mạch Arduino điện tử tương ứng, hãy thực hiện bất kỳ điều chỉnh nào cần thiết và dự án cuối cùng của bạn sẽ là một thiết bị mở hộp sơn tự động hoàn chỉnh.