O Skaalmodel Spoorweg -tornado: 16 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Ek is seker dat elke persoon 'n Tornado in video's gesien het. Maar het u een in volle animasie op 'n O Scale Model Railroad gesien werk? Ons het dit nog nie op die spoorlyn geïnstalleer nie, want dit is deel van 'n volledige klank- en animasiestelsel. Maar as dit klaar is, behoort dit 'n aantrekkingskrag te wees.

Hierdie projek neem u deur die stappe om 'n bedryfsanimasie van CNC -hardeware, motordrywe en Arduino -kontroles te bou

Stap 1: Hoe sal hierdie animasie lyk?

Om te verstaan wat ons bou, is 'n 3D -model geskep en 'n simulasie gemaak.

Stap 2: Bou die basiese paneel

Hierdie projek bestaan uit 'n Z -aspaneel, 'n X -aspaneel, Arduino -mikrobeheerders, stepper -motors, H -brugaandrywers, mikrostapaandrywers en die Tornado self. Die eerste ding wat u moet doen, is om die materiaalbrief vir die basiese paneel in te samel. Albei aspanele is soortgelyk, dus is die bouproses vir die een paneel dieselfde vir die ander paneel.

WETENSKAPPE - afkomstig van Banggood. Com/houtwinkel

X -as

· (1) T8 500 mm lang toevoerskroef

· (1) 12 volt 200 stap 4 draad NEMA 17 Tipe stapmotor

· (2) 500 mm steunstawe met eindhouers en skuifknoppe

(1) Grensskakelaar met kabel

(1) Stepper Motor Montagebeugel

1/2 duim berk laaghout basis gesny tot 6-1/2 x 24 duim

standaard roerstawe van 1/8 dik verf

verskillende skroewe M3, M4, M5

Stap 3: Monteer die dele op die paneel

Die stepper-motorbeugel is die eerste stuk wat aan die een kant van die 1/2 x 6-1/2 x 24 duim-voet gemonteer word. Hierdie hakie is op die middellyn van die basis gemonteer en maak seker dat dit vierkantig tot die lang rand is. Monteer die stapmotor op hierdie hakie en installeer die aandrywingskoppeling. U sal sien dat die middellyn van die stappermotoraandrywing voldoende hoog is vanaf die basis, sodat die skroefdraathuise op die houtplanke gemonteer moet word om die eenheid gelyk te maak. 'N 1/2 stuk van die berk -laaghout is 'n goeie beginpunt. Voeg dan 'n skinkbord by wat die middellyn van die toevoerskroefdraerhuise in lyn bring.

Boor nou gate met die verfskroefflens met 'n verfroerstok en monteer dit met M3 -skroewe en sluitwassies. Deur Locktite nou op hierdie dele te gebruik, sal dit voorkom dat hulle later uitmekaar val. Ryg hierdie eenheid nou op die toevoerskroef. Installeer die een kant van die toevoerskroef in die laerhuis aan die einde van die stapmotor. Plaas nou die ander laerhuis aan die ander kant van die basis, installeer die toevoerskroef en maak die behuising vas aan die basis met die plankies en velle. Sorg dat hierdie eenheid parallel is met die rand van die basis.

Rangskik nou die steunstawe met hul eindsteunhuise op die planke wat gebruik word om die laerhuise te ondersteun. Dit is van kritieke belang om al hierdie dele vierkantig en ewewydig te kry. Moet dus nie die onderdele aan die basis monteer voordat alle dele op die basis gerangskik is nie. Op hierdie punt werk verfroerstawe of 1/4 hardehouthout goed, kan op die gewenste breedte gesny word en met bevestigingsgate geboor word om by die steunstangskyfies te pas. Monteer die dwarsbande losweg op die skuifbande en skuif dit aan elke kant van die die steunstawe om die steunstaaf se eindbehuise op hul plek te vestig. Sodra hierdie posisies vasgestel is, skroef dit vas.

Die laaste stap is om bevestigingsbande te plaas vir die skuifplank. Druk die skuifknoppe saam deur die roerstaaf met flens vas te maak en skroefsteunplanke vas te maak. Die verfroerstok kan nou met die bande wat pas aangebring is, afgesny word. Nou is die montering voltooi en kan die flens binne die bevestigingsplanke beweeg. U kan hierdie samestelling toets deur die toevoerskroef met die hand te draai om seker te maak dat alles vrylik beweeg sonder om te bind.

Stap 4: Installeer Limit Switch

Die eindskakelaar is op albei panele naby die motorkant gemonteer. Dit word gebruik as 'n posisiesensor om beide asse in 'n beginposisie te stel wanneer die krag aan die bedieningspaneel gekoppel is. Die presiese montering is gebruikersvoorkeur, maar ons het 2 ontwerpe getoets; een met 'n spaan wat uit die wa gehang het om die skakelaar te slaan, en die ander een het die roerstok van koperflens as die kontakpunt gebruik. Dit maak nie saak hoe hierdie skakelaar gemonteer is nie, solank die skakelaar geaktiveer is VOORDAT die wa aan die einde van sy rit aan die motorpunt kom.

Stap 5: Z -aspaneel

Die Z -as -paneel is identies aan die X -as -paneel, behalwe dat ons 'n ander toevoerskroef met 'n 2 mm -kabel vervang het om die beweging vinniger te maak.

(1) T8 -toevoerskroef met 2 mm -lood en messingflensmoer

Alle ander stappe is dieselfde, so bou hierdie paneel nou.

Stap 6: Monteer X- en Z -asse saam

Die samestelling van die 2 asse is baie reguit vorentoe. Eers het ons 'n stuk 6-1/2 x 5 "1/2" Birch-laaghout by die X Axis Carriage-eenheid gevoeg. Toe skroef ons die Z Axis -paneel op hierdie bord vas. Die ligging van die Z -as relatief tot die X -as is gebruikersvoorkeur. In ons prototipe stel ons die motorkant ongeveer 8 duim weg van die middel van die X -as -waensamestelling. Die bedieningspaneel sal onder die X -as sit wanneer dit gemonteer is, so hierdie ruimte was gepas. Onthou dat die X- en Z -as -panele plat getoon is vir montering, maar as dit op die model -spoorweguitleg gemonteer is, is die X -as 90 grade teenoor die spoorwegoppervlak geplaas.

Stap 7: Bou die tornado

Tornado ontwerp

Die tornado sal gebou word met 'n 12vdc -motor, 'n ¼”houthakkie, 'n buigkoppelaar vir die motor -as -aansluiting, en word beheer deur 'n Arduino -aangedrewe L298N H -brugmotorbeheerder.

Dit is die motorversameling: 12 vdc 25 rpm -ratkasmotor

Die tregter word geslaan by handwerkwinkels. Ons het dun kolfblaaie van Walmart gebruik.

Die trechter benodig 'n bietjie artistieke werk om die voorkoms te kry wat u wil hê. Die belangrikste deel is om die Z -as -waensamenstel te ontwerp en te bou om die motor en koppeling te akkommodeer. Die hoogte van die wa bepaal die maksimum deursnee van die tregter. Elke keer as u die tregter wil verander, is dit net 'n kwessie van die verwydering van die stok uit die koppeling. Dit kan te eniger tyd gedoen word sodra die stelsel geïnstalleer is. As u dus met verskillende tregters wil eksperimenteer, is dit maklik om te doen.

Maar op hierdie punt in die bouproses, bepaal net die hoogte bo die wa en bou 'n motorsteun om die motor en ratkas te ondersteun. Daar is 'n kommersiële vervaardigingshouer: motorsteun

Die deurlooptyd om die metaalbeugel te kry, was te lank, daarom het ons besluit om 'n monteeropstelling vir die Tornado Rotation -aandrywing uit klein stukke hout te bou. Op hierdie foto's is die houer ontwerp om 'n bokant van 'n deursnee van 5 duim van die tregterwolk skoon te maak. in die geval dat hierdie reëling onbevredigend is, het ons die samestelling aan die draagrieme vasgemaak. As hierdie reëling om een of ander rede nie aan ons behoeftes voldoen nie, kan die samestelling met slegs 4 inboutskroewe verwyder word.

Die motorverbindings is klein en broos, so die leidings word aan die motor gesoldeer en ons het skroewe en ringe gebruik om die leidings vas te maak. Die reisgordel sal aan hierdie verbinding gesoldeer word.

Stap 8: Beheer van die animasie

Noudat ons die panele met twee as gebou het en dit saam gemonteer het, hoe laat ons hierdie animasie werk? Die video is 'n opdatering van toetse wat uitgevoer is tydens die bou van die prototipe stelsel. So, hoe het ons hierdie animasie gemaak? Die antwoord is dat ons 2 Arduino -mikrobeheerders gebruik het om die aksie te beheer. Die volgende stappe bevat 'n uiteensetting van die konstruksiepaneel, die gebruikte toerusting, die bedradingsdiagramme en die programmeringskode.

Stap 9: Gebruik Arduino Micro Controllers om die beweging te animeer

Tornado Motion Design

Om die Tornado te beheer, definieer ons eers hoe ons wil hê dit moet werk:

1. Skakel die motor aan vir die Tornado -draai.

2. Begin die beweging van die Z -as met 'n stapmotor wat 'n toevoerskroef vertikaal afwaarts dryf. Dit beweeg die roterende Tornado van sy verborge posisie af na die tafeloppervlak.

3. Begin die beweging van die X -as met 'n stapmotor wat 'n toevoerskroef en platform aandryf. Dit sal die tornado van regs na links oor die hele afstand van die toevoerskroef beweeg.

4. Begin die Z -as -stapmotor om die roterende Tornado uit die oog te draai. Skakel die krag van die Z -as -stapmotor af.

5. Begin die X -as -stapmotor om terug te keer na die regte beginposisie. Skakel die krag van die X -as -stapmotor af.

6. Skakel die krag van die roterende tornado -motor af.

In wese skep ons 'n CNC 2 -as router masjien. Die Tornado -rotasie is die router en die ander 2 asse is vir horisontale en vertikale beweging. Om dit te bereik, moet ons 1 Arduino MEGA (genaamd "BEWEGINGSBEHEERDER") gebruik wat geprogrammeer is om (2) TB6600 Micro Stepper -bestuurborde te bestuur om 2 stappermotors te bestuur. Ons sal ook 1 Arduino UNO (genaamd "MASTER CONTROLLER") gebruik om die rotasie van die Tornado te beheer en die BEWEGINGSBEHEERDER te begin. Die stelselbeheer word voorsien deur 'n af-/aan -skakelaar vir die 12 volt -wisselstroom vir die stelsel. 'N Oombliklike skakelaar sal naby die Tornado -posisie op die uitleg geleë wees om 'n vergrendelingskragrelais te begin. Hierdie kortstondige skakelaarbeheer sal die stelsel aanskakel, en die MASTER CONTROLLER sal aanskakel, en die GS -motor met ratkas begin die Tornado draai, en dan die bewegingsbeheerder voorsien vir die bewegingsvolgorde.

Stap 10: Toerusting benodig vir die bedieningspaneel

Materiaalstelsel vir beheerstelsel

(1) Arduino UNO & (1) Arduino Mega mikrobeheerders

(1) L298N Module H brug modulêre bord vir Tornado -aandrywing ·

(2) TB6600 Stepper Motor Micro Step Driver Boards vir Z- en X -aspaneel

(1) 12 volt gelykstroomkrag

(1) Paneelgemonteerde SPDT -skakelaar

(2) 5 volt DC -relais vir Arduino ·

Diverse bedrading met 'n groen LED en weerstande

Terminal Strips

Monteerborde en hardeware

Stap 11: Monteer toerusting op 'n bedieningspaneel

Kies eers 'n bedieningspaneelmateriaal. Ons het 'n stuk dikhouthout van 1/4 duim dik gebruik. Ons het begin met 'n stuk van 2 voet by 2 voet om die toerusting te organiseer. Daar is geen geheim vir hierdie paneel nie, maar plaas alles op 'n plek wat voorsiening maak vir kort drade en toeganklikheid vir 12 volt krag, motorkabels en die bedrading van die skakelaars vanaf die aspanele.

Stap 12: Bedrading van die hoofbeheerder -toerusting

Die skema wat vir die hoofbeheerder getoon word, is moontlik nie heeltemal akkuraat nie, weens die gebrek aan deelbiblioteke vir die L298N -module en die 5 volt seingestuurde relais. Die res van die kring is akkuraat vir verbindings met die Arduino Uno en die Arduino Mega.

Vir 'n akkurate bedrading van die L298N, moet ons verwys na die prentjie wat die draadverbindings met die getoonde terminale getalle toon. Die tweede beeld toon slegs die terminale wat in hierdie projek gebruik is.

Vir 'n akkurate bedrading van die 5 volt -relais vir Arduino, moet ons na die prent hierbo verwys.

As u twyfel, raadpleeg altyd die Arduino IDE vir die Master Controller vir penverbindings.

Stap 13: Bedrading van die bewegingsbeheerder

Die Arduino Mega word gebruik as die bewegingsbeheerder. Dit koppel die mikro -stepper -aandrywers en die stepper -motors. Die Vin -verbinding word nie getoon nie, aangesien dit op die Master Controller -skema vertoon word.

Stap 14: Stelselkraggrendelingskring

Om die krag van die stelsel te beheer en outomatiese afskakeling moontlik te maak wanneer die animasie voltooi is, word 'n vergrendelingskring gebruik met 'n kort skakelaar oor die 12 volt krag NO relaiskontakte. Die 5 volt -relais wat deur Arduino -seine beheer word, sluit die stroombaan. As die sein LAAG gaan, word die stelsel se krag afgeskakel. 'N Afsonderlike LED word gebruik om aan te toon dat die stelsel vas is.

Stap 15: Arduino -kode

Aangesien dit nie 'n instruksie is om die Arduino -kode te skryf nie, het ons die Master- en Movement -lêers aangeheg vir u besigtiging en/of aflaai.

Stap 16: Bou die monteerraam

Die stelselondersteuningsraamwerk is gebou uit eenvoudige hout. Dit is 'n 3-been steun wat die X-Axis-paneel aangeheg het om die regte plek vir die Tornado op die uitlegoppervlak vas te stel. Die bedieningspaneel is agter die X-Axis-paneel gemonteer om die bewegende Z-as-paneel vry te laat beweeg. Die hele eenheid kan aan die muur vasgemaak word of vrygelaat word vir maklike verwydering indien nodig.