O Ölçekli Model Demiryolu Kasırgası: 16 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Videolarda herkesin bir Tornado gördüğüne eminim. Ama bir O Ölçekli Model Demiryolunda tam animasyonda çalışan birini gördünüz mü? Henüz demiryoluna kurmadık, çünkü tam bir ses ve animasyon sisteminin parçası. Ancak tamamlandığında, bir cazibe olmalıdır.

Bu proje, CNC donanımından, motor sürücülerinden ve Arduino kontrollerinden bir işletim animasyonu oluşturma adımlarında size yol gösterir.

Adım 1: Bu Animasyon Neye benzeyecek?

Ne inşa ettiğimizi anlamak için bir 3D model oluşturuldu ve bir simülasyon üretildi.

Adım 2: Temel Paneli Oluşturma

Bu proje bir Z Ekseni Paneli, bir X Ekseni Paneli, Arduino mikro denetleyicileri, adım motorları, H köprü sürücüleri, mikro adım sürücüleri ve Tornado'nun kendisinden oluşmaktadır. Yapılacak ilk şey, Temel Panel için malzeme listesini toplamaktır. Her iki eksen paneli de benzer olduğundan bir panelin yapım süreci diğer panel için aynıdır.

MALZEME FİYATI – Banggood. Com/ kereste mağazasından alınmıştır

X Ekseni

· (1) T8 500 mm uzunluğunda besleme vidası tertibatı

· (1) 12 volt 200 kademeli 4 telli NEMA 17 Tip step motor

· (2) 500 mm'lik uç montajlı ve kaydırıcılı destek çubukları

(1) Kablolu Limit Anahtarı

(1) Step Motor Montaj Braketi

1/2 inç Huş kontrplak tabanı 6-1 / 2 x 24 inç'e kesilmiş

standart 1/8 kalınlığında boya karıştırma çubukları

çeşitli vidalar M3, M4, M5

Adım 3: Parçaları Panel Üzerinde Birleştirin

Step motor braketi, 1/2 x 6-1 / 2 x 24 inç tabanın bir ucuna monte edilecek ilk parçadır. Bu braket, tabanın merkez hattına monte edilmiştir ve uzun kenara kare olduğundan emin olun. Step motoru bu brakete monte edin ve tahrik kuplajını takın. Kademeli motor sürücüsünün merkez hattının tabandan yeterince yüksek olduğunu ve düzeneği aynı seviyeye getirmek için besleme vidası yatak yuvalarının ahşap plakalar üzerine monte edilmesi gerektiğini göreceksiniz. 1/2 huş kontrplak parçası iyi bir başlangıç noktasıdır. Ardından, besleme vidası yatak yuvalarının merkez hattını aynı hizaya getiren bir altlık levhası ekleyin.

Şimdi bir boya karıştırma çubuğu kullanarak besleme vidası flanşına uygun delikler açın ve M3 vidalar ve kilit rondelaları ile monte edin. Locktite'ı bu parçalarda şimdi kullanmak, daha sonra parçalanmalarını önleyecektir. Şimdi bu tertibatı besleme vidasına geçirin. Besleme vidasının bir ucunu step motor ucundaki yatak muhafazasına takın. Şimdi diğer yatak muhafazasını tabanın diğer ucuna yerleştirin, besleme vidasını takın ve muhafazayı tahta plakalar ve şimlerle tabana sabitleyin. Bu düzeneğin tabanın kenarına paralel olduğundan EMİN OLUN.

Şimdi destek çubuklarını uç destek yuvalarıyla birlikte yatak yataklarını desteklemek için kullanılan tahta plakaların üzerine yerleştirin. Tüm bu parçaları kare ve paralel almak çok önemlidir. Bu nedenle, tüm parçalar taban üzerinde düzenlenene kadar parçaları tabana monte etmeyin. Bu noktada boya karıştırma çubukları veya 1/4 sert ahşap kontrplak iyi çalışır ve istenen genişlikte kesilebilir ve destek çubuğu sürgülerine uyacak şekilde montaj delikleriyle delinebilir. destek çubukları uç yuvalarını yerlerine oturtmak için destek çubuklarını yerleştirin. Bu konumlar oluşturulduktan sonra bunları yerine vidalayın. Bu noktada, sürgüler arasına sıkıştırılmış boya çubuklu besleme vidası flanşına sahip olmalısınız.

Son adım, kaydırıcı çapraz plakalar için sabitleme kayışları yerleştirmektir. Flanşlı karıştırma çubuğunu ve vida destek plakalarını yerlerine sıkıştırarak kaydırıcıları sıkıştırın. Boya karıştırma çubuğu şimdi yeni uygulanan kayışlarla aynı hizada kesilebilir. Artık montaj tamamlanmıştır ve flanşın sabitleme plakaları içinde hareket etmesine izin verir. Bu düzeneği, besleme vidasını elle çevirerek test edebilir ve her şeyin herhangi bir bağlanma olmadan serbestçe hareket ettiğinden emin olabilirsiniz.

Adım 4: Limit Anahtarını Kurun

Limit anahtarı, motor ucuna yakın her iki panele de monte edilmiştir. Kontrol Paneline güç bağlandığında her iki ekseni bir başlangıç konumuna ayarlamak için bir hedef konum sensörü olarak kullanılır. Kesin montaj kullanıcı tercihidir, ancak 2 tasarımı test ettik; birinde anahtara basmak için vagondan aşağı sarkan bir kürek vardı ve diğeri temas noktası olarak pirinç flanş somunu karıştırma çubuğunu kullandı. Bu anahtarın nasıl monte edildiği önemli değildir, şaryo motor tarafında yolculuğunun sonuna ulaşmadan ÖNCE anahtar etkinleştirilir.

Adım 5: Z Ekseni Panel Montajı

Z Ekseni paneli, hareketi daha hızlı hale getirmek için 2 mm'lik bir uçla farklı bir besleme vidası kullanmamız dışında X Ekseni paneliyle aynıdır.

(1) 2 mm kurşun ve pirinç flanş somunlu T8 Besleme Vidası

Diğer tüm adımlar aynıdır, bu nedenle bu paneli şimdi oluşturun.

Adım 6: X ve Z Eksenlerini Birlikte Birleştirin

2 eksenin birlikte montajı çok basittir. Önce X Eksen Taşıyıcı tertibatına 6-1 / 2 x 5" parça 1/2" Huş kontrplak ekledik. Daha sonra Z Ekseni panelini bu panoya vidaladık. Z ekseninin X eksenine göre konumu kullanıcı tercihidir. Prototipimizde, motor ucunu X Ekseni taşıma tertibatının merkezinden yaklaşık 8 inç uzağa yerleştirdik. Kontrol Paneli, monte edildiğinde X Ekseni'nin altına oturacaktır, bu nedenle bu alan uygun görünüyordu. X ve Z Ekseni panellerinin montaj için düz gösterildiğini unutmayın, ancak model demiryolu düzenine monte edildiğinde, X Ekseni demiryolu yüzeyine 90 derece konumlandırılır.

7. Adım: Tornado'yu İnşa Etme

Tornado Tasarımı

Tornado, 12vdc motor, ¼” ahşap dübel, motor-şaft bağlantısı için esnek kuplör ile inşa edilecek ve Arduino tahrikli L298N H köprü motor kontrolörü tarafından kontrol edilecektir.

Bu motor aksamı: 12 vdc 25 rpm dişli kutusu motoru

Huni, zanaat mağazalarında bulunan vuruştur. Walmart'tan ince tabakalar kullandık.

Huni, istediğiniz görünümü elde etmek için biraz sanatsal çalışma gerektirecektir. En önemli kısım, motor ve kaplini barındırmak için Z Ekseni taşıyıcı tertibatını tasarlamak ve inşa etmektir. Taşıyıcıdan yükseklik, huninin maksimum çapını belirleyecektir. Huniyi ne zaman değiştirmek isterseniz, sadece dübel çubuğunu kavramadan çıkarmak yeterlidir. Bu, sistem kurulduktan sonra herhangi bir zamanda yapılabilir. Bu nedenle, farklı hunilerle deneme yapmak istiyorsanız, bunu yapmak kolaydır.

Ancak yapım sürecinin bu noktasında, sadece arabanın üzerindeki yüksekliği belirleyin ve motoru ve dişli kutusunu desteklemek için bir motor montajı yapın. Ticari olarak üretilmiş bir montaj braketi vardır: Motor Montajı

Metal braketi alma süresi çok uzundu, bu nedenle Tornado Rotation tahrik tertibatı için küçük tahta parçalarından bir montaj düzeni oluşturmaya karar verdik. Bu fotoğraflarda montaj, huni bulutunun 5 inç çapındaki üst kısmını temizlemek için tasarlanmıştır. bu düzenlemenin yetersiz kalması durumunda, tertibatı taşıyıcı bağlama kayışlarına monte ettik. Bu düzenleme herhangi bir nedenle ihtiyaçlarımızı karşılamıyorsa, montaj sadece 4 Allen başlı vida ile çıkarılabilir.

Motor bağlantıları küçük ve kırılgandır, bu nedenle kablolar motora lehimlenmiştir ve kabloları sabitlemek için vida ve rondelalar kullandık. Seyahat koşum takımı bu bağlantıya lehimlenecektir.

8. Adım: Animasyonu Kontrol Etme

Şimdi 2 eksenli panelleri oluşturup birbirine monte ettiğimize göre bu animasyonu nasıl çalıştırabiliriz? Video, prototip sisteminin oluşturulması sırasında gerçekleştirilen testlerden bir güncellemedir. Peki bu animasyonu nasıl yaptık? Cevap, eylemi kontrol etmek için 2 Arduino mikro denetleyici kullandık. Sonraki adımlar, Kontrol Paneli yapısını, kullanılan ekipmanı, kablo şemalarını ve programlama kodunu detaylandıracaktır.

Adım 9: Hareketi Canlandırmak için Arduino Mikro Denetleyicilerini Kullanma

Tornado Hareket Tasarımı

Tornado'yu kontrol etmek için önce nasıl çalışmasını istediğimizi tanımlıyoruz:

1. Tornado dönüşü için motoru açın.

2. Z ekseni hareketini, bir besleme vidasını dikey olarak aşağı doğru süren bir step motorla başlatın. Bu, dönen Tornado'yu gizli konumundan masa yüzeyine doğru hareket ettirir.

3. X ekseni hareketini, besleme vidasını ve platformu çalıştıran bir step motorla başlatın. Bu, hortumu sağdan sola besleme vidasının tam mesafesi boyunca hareket ettirecektir.

4. Dönen Tornado'yu tekrar yukarıya kaldırmak için Z ekseni step motorunu çalıştırın. Z ekseni step motoruna giden gücü kapatın.

5. Sağ başlangıç konumuna dönmek için X ekseni step motorunu çalıştırın. X ekseni step motoruna giden gücü kapatın.

6. Döner Tornado motoruna giden gücü kapatın.

Esasen, bir CNC 2 eksenli freze makinesi oluşturuyoruz. Tornado dönüşü yönlendiricidir ve diğer 2 eksen yatay ve dikey hareket içindir. Bunu başarmak için 2 step motoru kontrol etmek için (2) TB6600 Mikro Step sürücü kartını çalıştırmak üzere programlanmış 1 Arduino MEGA (“HAREKET KONTROLÜ” olarak adlandırılır) kullanmamız gerekecek. Tornado'nun dönüşünü kontrol etmek ve HAREKET KONTROL CİHAZINI başlatmak için 1 Arduino UNO ("MASTER CONTROLLER" olarak adlandırılır) kullanacağız. Sistem kontrolü, sistem için 12 volt dc güç için bir açma/kapama anahtarı ile sağlanacaktır. Kilitlemeli bir güç rölesi devresini başlatmak için düzende Tornado konumunun yanına bir anlık anahtar yerleştirilecektir. Bu anlık anahtar kontrolü sistemi çalıştıracak ve ANA KONTROL CİHAZI açılacak ve dişli tahrikli DC motor Tornado'yu döndürmeye başlayacak ve ardından hareket dizisi için HAREKET KONTROL CİHAZINA güç sağlayacaktır.

Adım 10: Kontrol Paneli İçin Gerekli Ekipman

Kontrol Sistemi Malzeme Listesi

(1) Arduino UNO ve (1) Arduino Mega mikro denetleyicileri

(1) Tornado sürücüsü için L298N Modül H köprü modüler kartı·

(2) Z ve X ekseni paneli için TB6600 Step Motor Mikro Adım Sürücü Kartları

(1) 12 volt dc güç kaynağı

(1) Panele monte SPDT geçiş anahtarı

(2) Arduino için 5 volt dc röle·

Yeşil LED ve dirençlerle çeşitli kablolama

Terminal şeritleri

Montaj panoları ve donanım

Adım 11: Ekipmanı Kontrol Paneline Monte Etme

Önce bir Kontrol Paneli malzemesi seçin. 1/4 inç kalınlığında bir parke kontrplak parçası kullandık. Ekipmanı düzenlemek için 2 fit 2 fit parça ile başladık. Bu panelin bir sırrı yoktur, her şeyi kısa kablo geçişleri ve 12 volt güç, motor kabloları ve Eksen panellerinden limit anahtarı kabloları için erişilebilirlik sağlayan bir yere monte edin.

Adım 12: Ana Denetleyici Ekipmanını Kablolama

Ana Kontrolör için gösterilen şema, L298N modülü ve 5 volt sinyal kontrollü röle için parça kitaplıklarının olmaması nedeniyle tamamen doğru olmayabilir. Devrenin geri kalanı Arduino Uno ve Arduino Mega bağlantıları için doğrudur.

L298N'nin doğru kablolaması için, gösterilen terminal numaralarıyla kablo bağlantılarını gösteren resme bakmamız gerekir. İkinci resim sadece bu Projede kullanılan terminalleri göstermektedir.

Arduino için 5 volt rölenin doğru kablolaması için yukarıdaki resme bakmamız gerekiyor.

Şüphe duyduğunuzda, pin bağlantıları için her zaman Ana Kontrolör için Arduino IDE'ye bakın.

Adım 13: Hareket Kontrol Cihazını Kablolama

Arduino Mega, Hareket Kontrolörü olarak kullanılır. Mikro adım sürücüleri ve adım motorları arasında arayüz oluşturur. Vin bağlantısı, Ana Kontrolör şemasında gösterildiği için gösterilmez.

Adım 14: Sistem Gücü Kilitleme Devresi

Sisteme giden gücü kontrol etmek ve animasyon tamamlandığında otomatik kapanmaya izin vermek için, 12 voltluk güç NO röle kontakları boyunca bir anlık anahtar ile bir kilitleme devresi kullanılır. Arduino sinyalleri tarafından kontrol edilen 5 voltluk röle devreyi kilitler. Sinyal DÜŞÜK olduğunda, sistem gücü kapanır. Sistemin kilitlendiğini göstermek için ayrı bir LED kullanılır.

Adım 15: Arduino Kodu

Bu, Arduino kodunun nasıl yazılacağına dair bir Talimat olmadığından, görüntülemeniz ve/veya indirmeniz için Ana ve Hareket dosyalarını ekledik.

Adım 16: Montaj Çerçevesinin Oluşturulması

Sistem destek çerçevesi basit keresteden yapılmıştır. Tornado için yerleşim yüzeyinde uygun konumu oluşturmak için X Ekseni panelinin bağlı olduğu 3 ayaklı bir destektir. Kontrol paneli, Hareketli Z Ekseni panelinin serbest hareketine izin vermek için X Ekseni panelinin arkasına monte edilmiştir. Tüm tertibat duvara sabitlenebilir veya gerekirse kolayca çıkarılması için serbest bırakılabilir.