IR ovládaný krokový zdvih motora: 15 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Potreboval som zautomatizovať zdvihnutie veľkého obrazu, ktorý ukrýva televízor zavesený na krbe. Obraz je namontovaný na vlastný posuvný oceľový rám, ktorý používa laná, kladky a protizávažia, takže ho možno zdvihnúť ručne. Teoreticky to znie dobre, ale v praxi nepohodlne, keď sa chcete len pár minút pozerať na televíziu. Chcel som zautomatizovať zdvíhanie obrazu pomocou IR príkazov z Harmony Hub vždy, keď je televízor zapnutý.

Krok 1:

Takto bol obrázok zdvihnutý predtým. Ako vidíte, nebol dostatok miesta na inštaláciu typického televízneho výťahu. Aj keby bol dostatok miesta, najvyššie televízne vleky inzerujú, že môžu zdvihnúť televízor až do 60 palcov, ale to je zavádzajúce, pretože ich maximálny zdvih je zvyčajne iba 24 až 30 palcov a ja som potreboval obrázok posunúť o 53 palcov. Skúmal som lineárne pohony, ale opäť nebolo dosť miesta a nemohol som nájsť kompaktný s takým zdvihom. Tiež bol problém zistiť, ako ho ovládať pomocou IR, pretože väčšina používa fyzický spínač alebo RF diaľkové ovládanie.

Krok 2:

Potreboval som mechanizmus, ktorý by bol kompaktný, mohol by cestovať 53 palcov a ovládať ho IR. Nakoniec som sa usadil na použití veľkého krokového motora s dlhou vodiacou skrutkou. Po online vyhľadávaní som našiel tieto dve videá. Jednoducho som skombinoval tieto dva pojmy.

Krok 3:

Zoznam položiek

Krokový motor NEMA 23 s vysokým krútiacim momentom

NEMA 23 Damper https://smile.amazon.com/gp/product/B07LFG6X8R Obával som sa, že vysokofrekvenčné vibrácie krokového motora budú rezonovať na kovovom ráme a spôsobovať veľký hluk, preto som použil tlmič. Stepper bol len o niečo širší ako uhlová žehlička, takže jedna strana stepperu by bola v skutočnosti upnutá skrutkami, maticami a podložkami blatníkov, takže som musel použiť tento štýlový tlmič, ktorý má na každom konci štyri montážne otvory namiesto bežných dva.

Ovládač krokového motora 1.0-4.2A 20-50VDC

Napájanie 24 V bez ventilátora

Arduino

Mikrospínač https://smile.amazon.com/dp/B07KLZTHR9 alebo https://smile.amazon.com/dp/product/B07V6VGV9J v závislosti od toho, aký veľký dosah potrebujete. Takto som použil prepínač pre veľkú záťaž, pretože som ho montoval na uhlové železo.

IR prijímačová dióda https://smile.amazon.com/dp/B00UO9VO8O Tieto prijímače Vishay sú údajne najlepšie.

Číre alebo údené puzdro Arduino https://smile.amazon.com/gp/product/B075SXLNPG Niečo transparentné, do ktorého môže preniknúť infračervený blikač.

Olovená skrutka a matica Zyltech 8 mm T8x8 ACME („T8“= priemer 8 mm; „x8“= zdvih 8 mm na otáčku) Potreboval som skutočne dlhú vodiacu skrutku, takže som našiel túto 2 000 mm (78 palcov ~ 6,5 ft) na ebay https:/ /www.ebay.com/itm/323211448286 Našťastie tento výrobca obsahuje odolnú mosadznú maticu so širokou prírubou. Väčšina ostatných značiek má úzke príruby s malými montážnymi otvormi tak blízko hriadeľa, že nenechávajú voľný priestor pre podložky a poistné matice.

Spojka hriadeľa 8 mm až 10 mm https://smile.amazon.com/gp/product/B07X4VHYTQ Uistite sa, že používate pevnú spojku v tomto štýle, pretože držia oveľa pevnejšie ako typ nastavovacej skrutky a nepoškodia hriadeľ alebo vodiaca skrutka.

Akékoľvek IR diaľkové ovládanie

Zapojenie medzi Arduino a krokovým ovládačom https://smile.amazon.com/dp/B07D58W66X Arduino som naprogramoval pomocou susedných pinov, aby som mohol použiť taký široký konektor, ako je tento, ktorý sa ľahko neuvoľní.

4vodičový vodič medzi krokovým ovládačom a stepperom

2-vodičový vodič medzi Arduino a mikrospínačom

Konektory v európskom štýle

Krok 4:

Použil som knižnicu stepperov AccelStepper, aby som mohol stepper postupne spúšťať a zastavovať, pretože do toho bolo zapojených veľa hmoty, ale stále som potreboval stepper pri zapnutí zapnúť pomocou mikrospínača. Našiel som toto video a tutoriál na YouTube, ktoré ukázali, ako doma krokový pedál pomocou pravidelného prepínania vysokých/nízkych pinov, než odovzdáte ovládanie AccelStepper na rýchlejší pohyb.

Krok 5:

Na fázu kódovania a prototypovania som použil Arduino Uno a prepojovacie vodiče.

Krok 6:

Predtým, ako som mohol napísať náčrt výťahu, som potreboval nájsť hexadecimálne kódy IR pre tlačidlá na diaľkovom ovládači, ktoré som chcel použiť hore a dole, a tak som nahral priložený náčrt do Arduina a otvoril sériový monitor na zobrazenie kódov, zatiaľ čo Stlačil som tlačidlá na diaľkovom ovládači.

P. S. Toto je môj prvý projekt Arduino na Instructables. Keď z nejakého dôvodu kód skomolí, keď použijem buď možnosť formátu kódu alebo pripájam ako obyčajný text, nahral som ho s príponou.c. Stačí ho premenovať pomocou rozšírenia Arduino.ino. Alebo.txt, ak sa naň chcete len rýchlo pozrieť.

Krok 7:

Kód pre samotný výťah.

Krok 8:

Na fázu prototypovania som použil Arduino Uno a jednotlivé prepojovacie vodiče, ale chcel som použiť 5-kolíkový konektorový kábel, aby sa zabránilo náhodnému uvoľneniu vodičov. Jediná doska Arduino v plnej veľkosti, ktorú som našiel bez predinštalovaných kolíkov záhlavia, bola Arduino Leonardo z oficiálneho obchodu Arduino. Kód je pre obidva rovnaký, okrem toho, že je známy konflikt medzi LED diódou Leonardo pin 13 a infračerveným prijímačom, takže som nemohol nechať LED diódu blikať kvôli vizuálnej spätnej väzbe pri príjme infračervených signálov tak, ako som to dokázal s Uno, ale to nebol žiadny problém.. Jediné ďalšie pozoruhodné rozdiely sú v tom, že Leonardo používa konektor micro USB a bootuje oveľa rýchlejšie ako Uno. Ohnul som vodiče infračerveného prijímača o 90 stupňov a natavil som ich natrvalo tak, aby smerovali k hornej časti puzdra, kde som plánoval nalepiť IR blikačku Harmony Hub.

Krok 9:

Chcel som, aby bolo všetko čo najkompaktnejšie, a tak som našiel tento malý nastaviteľný držiak na káblový box/modem https://smile.amazon.com/dp/B077T45BXR, ktorý pojme Arduino, krokový ovládač a napájanie. Na utiahnutie držiaka som použil suchý zips a silikónovú servo pásku, aby všetko nevykĺzlo. Krokové, smerové a aktivačné svorky na krokovom ovládači nezdieľajú spoločnú zem a z Arduina som mal iba jeden uzemňovací vodič, takže som použil prepojovacie vodiče (tie malé čierne slučky) na prepojenie všetkých uzemňovacích svoriek na stepperi. vodič. Tento malý holý drôt, ktorý vyčnieva, zatiaľ nie je k ničomu pripojený, je kladným vodičom mikrospínača. V zásade existuje krok, smer, povolenie, mikrospínač a uzemňovací vodič prichádzajúce z Arduina.

Krok 10:

Inštalácia matice ACME, vodiacej skrutky a krokového motora nebola náročná, ale potreboval som VEĽMI pomôcť pri odstraňovaní obrázku a protizávaží, aby som sa dostal k rámu.

Krok 11:

Matica ACME je nainštalovaná.

Krok 12:

Tu je krátke video z úvodnej časti náčrtu. Je to pomalé podľa návrhu, pretože hľadá koncový spínač. Navádzanie sa automaticky spustí vždy, keď dôjde k strate energie, aby vodič steppera poznal polohu steppera. Ak zvýšite hlasitosť na 12 -sekundovej značke, budete počuť kliknutie mikrospínača, keď ho zatlačíte, a znova cvaknutie, keď sa uvoľní po otočení steppera.

Krok 13:

A konečne je tu výťah v prevádzke. Zdvihnutie obrázka o 53 palcov trvá 25 sekúnd.

Krok 14:

Komponenty namontované za televízorom.

Krok 15:

Naučil som sa pár hodín písania a ladenia kódu. Prvá je, že stepper by sa po zapnutí začal otáčať, aj keby bol mikrospínač odpojený, takže som namiesto toho zapojil Arduino na normálne zatvorenú (NC) stranu spínača a pridal nejaký kód na ukončenie náčrtu, ak spínač nie je detekovaný, inak by stepper nikdy neprestal navádzať. Ak použijete normálne otvorenú (NIE) stranu spínača, Arduino nemôže rozoznať, či je spínač otvorený alebo jednoducho nie je pripojený. Druhá lekcia, ktorú som sa naučil, je, že krokový ovládač by používal výkon (plný alebo polovičný výkon v závislosti od nastavenia prepínača DIP na krokovom ovládači), aby držal krokový ovládač na mieste, keď sa nehýbe. To dáva zmysel pre aplikácie CNC a 3D tlače, ale nepotreboval som, aby to držalo na mieste niekoľko hodín naraz (Tip: Držanie polovičného výkonu spôsobuje, že krokový motor nie je taký horúci), pretože som používal relatívne neutrálne vyvážený zdvíhací mechanizmus.. Riešením je použiť piny ENA (povolenie) krokového ovládača. Pripojil som krokový ovládač ENA+ ku kolíku na Arduine a ENA- k uzemneniu Arduina a jednoducho som prepol pin ENA+ na HIGH (zapnuté), aby som krokovému ovládaču povedal, aby vypol napájanie krokového ovládača medzi pohybmi. Ak by som to používal na zdvíhanie ťažkého televízora, najskôr by som skúsil použiť maticu s ochranou proti vôli, aby som zistil, či to stačí na to, aby som to vydržal, a potom používam neustále napájaný krokový pedál len na šetrenie energie. Dúfam, že tento návod bol pre niekoho užitočný! Ďakujem za nahliadnutie!