Мотортой эвхэгддэг тоглоомын хөгжүүлэгч: 10 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Энэхүү моторт эвхэгддэг джойстик нь цахилгаан тэргэнцэртэй хүмүүст зориулагдсан, гараар дүүжлүүрт суух зориулалттай бэхэлгээг ашиглахад бэрхшээлтэй хүмүүст зориулсан хямд өртөгтэй шийдэл юм. Энэ нь өмнөх эвхэгддэг джойстик төслийн дизайны давталт юм.

Төсөл нь механик хэсэг (бэхэлгээний дизайн, угсралт гэх мэт) ба цахилгаан хэсэг (хэлхээ, Arduino код гэх мэт) гэсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ.

Мотортой эвхэгддэг джойстик модулийг энд өгсөн зааврыг дагаж хэн ч хийж, хуулбарлах боломжтой. Хэлхээ, Arduino эсвэл Solidworks -ийн талаар урьдчилсан мэдлэг шаардагдахгүй. Энэ төсөлд маш бага гагнуур хийдэг бөгөөд гагнуурын зааварчилгааг эндээс олж болно. Өрөмдлөг/машин боловсруулах үндсэн үйл ажиллагаанд нэвтрэх шаардлагатай болно. Загварын нарийвчилсан тайлбарыг Механик хэсэг ба Цахилгаан хэсэгт тусгасан болно.

Алхам 1: Агуулга

1. Агуулга

2. Онцлог ба функциональ байдал

   • Моторт татан буулгах, сунгах механизм
   • Зүүн/Баруун гар горим
   • Модульчлал
   • Тохируулах эргэлтийн хурд

3. Бэлтгэл

   • Програм хангамж

     Ардуино

   • Техник хангамж

     • Шаардлагатай бүх эд анги, хэрэгслийн хураангуй
     • Arduino Nano (Rev 3.0)
     • Мотор жолоочийн чип: L293D
     • Татах эсэргүүцэл
     • Товчлуур ба унтраалга
     • Мотор сонголт

   • Цахилгаан тэргэнцэрээс тэжээл авч байна

     USB порт ашиглаж байна

4. Механик хэсэг

   • Үйлдвэрлэл
   • Шилжүүлэгчийн хавсралтыг хязгаарлах
   • Угсрах/задлах
   • Мотор солих
   • Электроникийн орон сууц

5. Цахилгаан хэсэг

   • Хэлхээ

     • Схем
     • Breadboard -ийн зохион байгуулалт
   • Arduino код

6. Алхам алхмаар зааварчилгаа

   Зааварчилгааны PDF файлыг татаж авах

7. Алдааг олж засварлах
8. Видео баримт бичиг
9. Ашигласан материал

Алхам 2: онцлог ба функциональ байдал

Моторт татан буулгах, сунгах механизм

Энэхүү мотортой эвхэгддэг джойстик бэхэлгээ нь тэргэнцэртэй цахилгаан хөдөлгүүртэй хүмүүст автоматаар джойстикээ татах буюу сунгах боломжийг олгоно. Хэрэглэгчид өөрсдийн сонголтоос хамааран хоёр товчлуур (нэгийг нь буцааж, нэгийг нь сунгах) эсвэл нэг товчлуурыг (ухрах ба сунгахад ганц товчлуур) дарах боломжтой. Товчлууруудын байршил нь уян хатан бөгөөд хэрэглэгчийн өөр өөр шаардлагыг хангахын тулд өөрчлөгдөж болно. Товчлуурууд нь бүх нийтийн товчлууруудын залгуураар хэлхээнд залгагдсан тул энэ демо дээр ашигласан товчлууруудыг бүх нийтийн товчлуураар сольж болно.

Зүүн/Баруун гар горим

Энэхүү бүтээгдэхүүн нь зүүн болон баруун гартай хэрэглэгчдэд тохиромжтой. Үйлчлүүлэгчийн цахилгаан тэргэнцэрт моторт системийг суурилуулах техникч нь цахилгаан хайрцгийн унтраалгыг асаах замаар горимыг хялбархан өөрчилж чадна. Кодод ямар нэгэн өөрчлөлт оруулах шаардлагагүй.

Модульчлал

Бүтээгдэхүүн нь гэмтэхээс хамгаалагдсан. Хэрэв автоматжуулсан механизм анхдагчаар ажиллахгүй эсвэл системийг засаж байгаа бол гараар эргэх механизмд нөлөөлөхгүй. Энгийн угсрах, задлах үйл явцын дэлгэрэнгүй тайлбарыг дараа нь зааварт оруулсан болно.

Тохируулах эргэлтийн хурд

Автомат механизмын эргэлтийн хурдыг Arduino кодыг өөрчлөх замаар тохируулж болно (зааврыг дараагийн хэсэгт өгсөн болно). Аюулгүй байдлын үүднээс эргэлтийн хурд хэт хурдан байх ёсгүй, учир нь систем нь ямар гэмтэл учруулж болзошгүйг мэдэрч чадахгүй байна.

Алхам 3: Бэлтгэл ажил

Програм хангамж

Энэ төсөлд Arduino ашигладаг тул та компьютер дээрээ Arduino IDE суулгасан байх шаардлагатай болно. Аппликешныг татаж авах линк энд байна. Энэ бүтээгдэхүүнд ашигласан Arduino кодыг дараагийн хэсэгт үзэх боломжтой.

Техник хангамж

Шаардлагатай бүх эд анги, хэрэгслийн хураангуй

Дараахь хүснэгтэд энэ төсөлд шаардлагатай бүх эд анги, багаж хэрэгслийг оруулсан болно.

Arduino Nano (Rev 3.0)

Энэ бүтээгдэхүүнд Arduino Nano (Rev 3.0) ашигладаг. Гэсэн хэдий ч та энэ самбарыг PWM тээглүүр агуулсан бусад Arduino хавтангаар сольж болно. Энэхүү төсөлд ХБХ -ийн тээглүүр шаардлагатай бөгөөд бид Arduino (зураг) ашиглан мотор драйверын чипийг (L293D) удирдах бөгөөд чипийг ХОУХ -ны оролтоор хянах шаардлагатай. Arduino Nano (Rev 3.0) -ийн PWM тээглүүрт: D3 зүү (Pin 6), D5 зүү (Pin 8), D6 зүү (Pin 9), D9 зүү (Pin 12), D10 зүү (Pin 13), D11 зүү (Зүү 14). Хэрэв та Arduino Nano -ийн талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл түүний зүү болон схемийг эндээс авах боломжтой.

Мотор жолоочийн чип: L293D

L293D бол DC моторын драйверын хүчирхэг чип бөгөөд DC моторыг цагийн зүүний дагуу болон цагийн зүүний эсрэг эргүүлэх боломжийг олгодог.

Энэ төсөлд ашиглагддаг тээглүүрүүд нь: Enable1, 2 pin (Pin 1), Input 1 (Pin 2), Output 1 (Pin 3), GND (Pin 4), Output 2 (Pin 6), Input 2 (Pin 7), Vcc 1 (Pin 8), Vcc 2 (Pin 16).

• Enable1, 2 pin (Pin 1): моторын хурдыг хянах
• Оролт 1 (Pin 2): моторын чиглэлийг хянах
• Гаралт 1 (Pin 3): мотортой холбоно уу, туйлшрал нь хамаагүй
• GND (Pin 4): газардуулгатай холбоно уу
• Гаралт 2 (Pin 6): мотортой холбоно уу, туйлшрал нь хамаагүй
• Оролт 2 (Pin 7): моторын чиглэлийг хянах
• Vcc 1 (Pin 8): чипийн дотоод хэлхээг асааж, 5 В -т холбоно
• Vcc 2 (Pin 16): DC моторыг асаах, хөдөлгүүрийн шаардлагаас хамааран өөр өөр байдаг. Энэхүү төсөлд ашигладаг моторыг 5 В хүчдэлээр тэжээх боломжтой.

Хэрэв та L293D -ийн талаар илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл түүний мэдээллийн хуудсыг энд болон эндээс үзэх боломжтой.

Татах эсэргүүцэл

Товчлуур/унтраалга бүрийг доош татах эсэргүүцэлтэй хослуулдаг. Arduino нь зүүгээс тогтмол утгыг унших эсэхийг шалгахын тулд доош татах резисторууд энд байна. Хэрэв та манай товчлуур/шилжүүлэгчийг резистортой хослуулахгүй бол Arduino харгалзах зүүгээс уншдаг утга нь 0-1 хооронд хэлбэлздэг. Энэ тохиолдолд товчлуурууд/унтраалга нь хүссэнээр ажиллахгүй болно. Бид доош татах резистор ашиглаж байгаа тул резисторийг харгалзах дижитал зүү ба газардуулгын хооронд залгах тул товчлуурууд/унтраалга нь цахилгаан зүү (+5V) ба Arduino Nano дээрх дижитал зүү хооронд холбогдсон байх болно. Товчлуурыг дарахад Arduino харгалзах зүүгээс 1 -ийг уншина. Энэхүү төсөлд 270 Three гурван эсэргүүцэл ашигладаг.

Товчлуурууд/шилжүүлэгч

Энэхүү төсөлд бид товчлуурыг хялбархан солихын тулд талхны самбар дээр 3.5 мм хэмжээтэй товчлуурыг ашигладаг. Ихэнх зөөврийн тэргэнцэртэй хүмүүс унтраалгатай харьцах шаардлагагүй тул унтраалга нь бүхэл бүтэн механизмыг суулгахад туслах зориулалттай тул хоёр зүү шилжүүлэгч (зүүн/баруун гартай горимд шилжих) талхны самбар дээр шууд холбогддог.

Мотор сонголт

Бид The Boston Home Inc -аас өөр өөр цахилгаан тэргэнцэрээс гараар эвхэгддэг бэхэлгээг авсан бөгөөд эдгээр бүх дээжийг буцааж авахад шаардагдах хүч ба эргэлтийн хэмжээг туршиж, тооцоолсон болно. Моторын техникийн үзүүлэлтүүдийг шалгасны дараа зааварчилгааны демо хэлбэрээр өмнө нь үзүүлсэн джойстикийн суурин бэхэлгээнд тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийг сонгосон, учир нь уг джойстикийн бэхэлгээ нь бидэнд байгаа 4 дээжийн дунд хамгийн их эргүүлэх хүчийг шаарддаг. Тодорхойлолтод нийцэж байгаа эсэхийг шалгахын тулд та джойстик гарт шаардагдах хүч ба эргэлтийн хэмжээг + жойстикын угсралтын жинг өөрөө туршиж үзэхийг хүсч байна.

Цахилгаан тэргэнцэрээс тэжээл авч байна

Ихэнх цахилгаан тэргэнцэрүүд нь 24V цахилгаан тэжээлээр тоноглогдсон байдаг. Энэхүү автомат эвхэгддэг джойстик бүтээгдэхүүн нь 5V оролт шаарддаг. Бүтээгдэхүүн нь тэргэнцэртэй цахилгаан тэжээлээс тэжээл авах зориулалттай тул гадны цахилгаан хангамж шаардлагагүй болно.

USB порт ашиглаж байна

DC-DC 24V-аас 5V хүртэлх хүчдэлийн хувиргагч (хүчдэлийг бууруулахын тулд Бак хөрвүүлэгч ашигладаг.) USB порт бүхий модулийг онлайнаар захиалах боломжтой (бидний ашиглаж байсан модулийг эндээс захиалсан болно). Бак хөрвүүлэгчийн оролтыг 24В цахилгаан тэжээлд (тэжээлийн порт руу тэжээлийн порт, газардуулгын портыг газардуу порт руу) холбож, дараа нь Arduino Nano самбарыг USB портоор дамжуулан хөрвүүлэгч модульд холбож болно.

Алхам 4: Механик хэсэг

Бүх хэмжилт, хэмжээсийг энэ төсөлд ашигласан тусгай джойстик гарны дагуу хийсэн болно. Эдгээр нь гарнаас хамаарч өөр өөр байж болох бөгөөд бид хувьсах чухал талбаруудыг тэмдэглэх болно.

Үйлдвэрлэл

Механик хэсгийг дахин бүтээхийн тулд гурван нэмэлт хэсгийг үйлдвэрлэх шаардлагатай (Зураг харна уу). Джойстикийн гарны гадна талын гар нь механик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг джойстикийн бэхэлгээнд бэхлэх шаардлагатай.

1. Дээд хаалт
2. Доод хаалт
3. Момент холбогч блок
4. Гадна гар

Хөнгөн цагаан L хэлбэрийн өнцгийн хувьцаа (дээд ба доод хаалт), Хөнгөн цагаан дөрвөлжин баар (эргүүлэх холбогч блок), одоо байгаа джойстик гар (гадна талын гар) ашиглан хэсгийн зураг ба/эсвэл 3D STL файлыг дагана уу.

Хязгаарын унтраалгын холболтыг холбохоос өмнө утсыг хязгаарлах унтраалга дээр гагнах ёстой. Хязгаарын унтраалгын байрлал нь гар татахад түлхүүр хаагдсан, джойстик хэвийн байрлалд байх үед онгойсон тохиолдолд уян хатан байдаг. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг угсрах алхам 8 ба дээр холбосон "external_arm" файлуудаас үзнэ үү.

Угсрах арга

Алхам бүрийн зургийг үзнэ үү.

1. Цооногийг тэгшлээд 6 ширхэг М-3 хавтгай толгойтой эрэг шургаар шургуулж хөдөлгүүрийг хөдөлгүүрийн хаалтанд холбоно уу (моторыг тогтвортой байлгахын тулд 6 ширхэг нь шаардлагагүй, гэхдээ хамгийн найдвартай байхын тулд аль болох олон удаа шургуулна уу. моторыг гэмтээхгүйн тулд хаалтны зузаанаас хамаарч зөв уртыг тохируулна уу).
2. Холбох хэсгийг гаднах баарны доор тэгшлээд ½” #8-32 хавтгай толгойтой шургаар шургуул. Холбогч хэсгийг гар руу холбохын тулд та гартаа 8-32 нүх өрөмдөж цоолох хэрэгтэй болж магадгүй юм. *Энэ тохиолдолд гар нь цагийн зүүний эсрэг эргэдэг тул гаднах баар (цахилгаан тэргэнцэртэй хүний нүдээр) зүүн талд байна. Баруун гартай хэрэглэгчдийн хувьд үүнийг буцаах болно.
3. Дээд талын бэхэлгээг эвхэгддэг гаранд M-6 шургаар бэхлээрэй (чөлөөтэй).
4. Эвхэгддэг гарыг сунгасан байрлалд аваачна.
5. Хөдөлгүүрийн босоо амыг холбогч хэсгийн харгалзах нүхэнд оруулснаар моторт хөдөлгүүрийн хаалтны дэд угсралтыг буцааж авах боломжтой гарт холбоно. Хаалтны хэсэг нь гар ба дээд бэхэлгээний хооронд байх ёстой бөгөөд нүхийг тэгшлэнэ.
6. Br-20 шураг ба түгжээний самар ашиглан хоёр хаалт бэхлэнэ. Дараа нь дээд хаалт дээрх M6 боолтыг чангална.
7. Холболтыг сунгасан байрлалд байгаа эсэхийг шалгаад хөдөлгүүрийг 10-32 боолттой холболттой холбоно.
8. Хязгаарын унтраалгыг 2 #2-56 боолтоор шургуулна уу (хязгаарлах унтраалга бүрэн гадагшаа хаагдах ёстой эсэхийг шалгаарай - манай тохиолдолд мөрний боолт дарагдсан байна).

*Боолтыг бэхлэх талаар анхаарах зүйл: бэхэлгээний шураг нь D босоо амны хавтгай талтай байх ёстой. Босоо амны чиглэлийг тохируулахын тулд моторыг хавтгай тал нь хүссэн байрлалд байх хүртэл цахилгаан тэжээлд холбоно. Эсвэл доорхи 4.1 Цахилгаан эд ангиудын хэлхээнд заасан схемийг тохируулж, 4.2 Цахилгааны хэсгийн Arduino кодод заасан кодыг 52 -р мөрөнд заасан цагийг хүссэн байрлалд нь оруулах хүртэл өөрчилж болно. Суулгасны дараа буцааж өөрчлөхөө мартуузай!

Буулгах

Угсрах процедурыг урвуу чиглэлд гүйцэтгэнэ. Таны мотор шатаж, солих шаардлагатай эсэхийг доороос үзнэ үү.

Мотор солих

1. Босоо амыг холбогч хэсэгт бэхэлсэн боолтыг салга.
2. ¼-20 бэхэлгээний бэхэлгээ ба түгжээг тайл.
3. Мотор хөдөлгүүрийн хаалтны дэд угсралтыг сугалж, солихын тулд моторыг салга.
4. Шинэ моторыг эрэг ашиглан хаалтанд холбоно уу.
5. Шинэ хөдөлгүүрийн босоо амыг холбогч хэсгийн нүхэнд оруулаад хаалтанд байрлуулна (шаардлагатай бол дээд M6 боолтыг суллаарай).
6. ¼-20 боолтыг боолтыг боож, бэхэлгээний самарыг дахин бэхлээрэй (шаардлагатай бол дээд M6 боолтыг чангална уу).
7. Эцэст нь босоо амыг бэхэлгээний эрэг ашиглан холбогч руу бэхлэнэ.

Электроникийн орон сууц

1. Цахилгааны хэсэгт угсарсан талхны самбарыг зураг дээр үзүүлсэн шиг электрон хайрцгийн хайрцагт хийнэ.
2. Тээрэм ба/өрмийн тусламжтайгаар холбогчдын үүр, нүхийг үүсгэнэ (Arduino USB порт, товчлуурын залгуур, унтраалга).
3. Жишээ авахын тулд дээрх зургийг үзнэ үү. Нүх ба нүхний байрлал нь таны эд анги, хэлхээнээс хамаарна.

Алхам 5: Цахилгаан хэсэг

Хэлхээ

Схем

Хэлхээний схемийг энэ хэсгийн 1 -р зурагт үзүүлээд байгаа бөгөөд үүнийг Github дээр бас ашиглах боломжтой. 5V хүчийг тэргэнцэрээс Arduino Nano самбар руу нийлүүлнэ. Arduino Nano самбарыг кодчилсон бөгөөд энэ нь унтраалгын зан төлөв, DC хөдөлгүүрийн хөдөлгөөнийг хянах болно. Хэрэв та сонирхож байгаа бол хэлхээний дизайн, утсыг Тоног төхөөрөмжийн хэсэгт тайлбарласан болно (тоног төхөөрөмжийн хэсэгт холбоос хийх).

Breadboard -ийн зохион байгуулалт

Fritzing эсвэл хэлхээнээс авсан талхны утсан холболтын зургийг энэ хэсгийн 2 -р зурагт үзүүлсэн бөгөөд эцсийн талхны хавтангийн зургийг 3 -р зурагт үзүүлэв.

Arduino код

Энэ бүтээгдэхүүнд ашигласан кодыг хажуу талд нь харуулсан бөгөөд эндээс татаж авах боломжтой.

Кодыг arduino -д байршуулахын тулд компьютер дээр Arduino IDE татаж аваарай. Татаж авсан "Rhonda_v4_onebutton.ino" кодыг ашиглана уу.

Кодын мөр бүр кодын файл дотор мөр тус бүрээр тайлбарласан байдаг.

Кодыг Arduino руу байршуулна уу (интерфэйсийг энд харуулав):

1. USB холбогчийг ашиглан Arduino -г компьютерт холбоно уу

2. Arduino интерфэйс дээрх Tools таб дээрээс:

   • Удирдах зөвлөлийг "Arduino Nano" болгож тохируулна уу.
   • Портийг USB порт руу тохируулна уу
3. Байршуулах (→) товчийг дарна уу
4. Интерфэйс дээр "байршуулах ажил дууссан" гэж унших хүртэл хүлээнэ үү.

Хөдөлгүүрийг эргүүлэхийн тулд одоогийн хурдыг 25 "analogWrite (motorPin, 255)" дээд тал нь 255, моторыг зогсоохын тулд хамгийн багадаа 36 "analogWrite (motorPin, 0)" болгож тохируулсан болно. Хөдөлгүүрийн хурданд тохирсон хурдны хязгаарыг 0 -ээс 255 хооронд тохируулж болно.

Одоогийн эргэлтийн цаг нь бидний сонгосон джойстикийн суурийн бэхэлгээнд зориулагдсан болно, гэхдээ та кодыг (52 -р мөр) өөрчлөх замаар эргүүлэх хугацааг өөрчилж, өөрт байгаа тусгай джойстикийн гаранд дасан зохицож болно. Цаг нь Ардуино дахь микросекундээр хэмжигддэг. Жишээлбэл, хэрэв бид эргүүлэх хугацааг 5 секунд байлгахыг хүсч байвал Arduino дээр "5000" байх ёстой.

Алхам 6: Алхам алхмаар зааварчилгаа татаж авах

Алхам 7: Алдааг олж засварлах (12/12/17 шинэчлэгдсэн)

1. Мотор нь буцааж татдаггүй.

   • Шилжүүлэгчийг хүссэн чиглэлд тохируулсан эсэхийг шалгаарай
   • Боолтыг чангалж байгаа эсэхийг шалгаарай
   • Механик түгжрэл байгаа эсэхийг шалгаарай
   • Хөдөлгүүр ба хэлхээний хоорондох холболтыг шалгана уу
   • Хэлхээ холболтыг шалгах (зөвхөн хөдөлгүүртэй туршилтын хэлхээ, угсрах холбоогүй)
   • Жойстикийг ямар нэгэн хүчээр дэмжээрэй: хэрэв гар одоо дэмжлэгээрээ ухрах юм бол таны мотор хангалттай хүчгүй байна! Таны ашиглаж байсан товчлуур ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай

2. Гар хэтэрхий хол явж байгаа эсвэл хангалттай хол биш байна.

   Arduino Code Read Me -д заасанчлан Arduino кодын цагийг өөрчил

Алхам 8: Видео баримт бичиг

Алхам 9: Ашигласан материал

1. L293D моторт драйверыг өөрөө сурч, хямд болгоорой (L293D-ийн бүрэн гарын авлага) https://just4electronics.wordpress.com/2015/08/28/learn-make-your-own-cheap-l293d-motor-drivera- l293d-д зориулсан бүрэн гарын авлага

Алхам 10: 5/14/18 -ийг ШИНЭЧЛЭХ

• Төмөр гулзайлтыг ачаалахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд илүү өндөр өндөртэй гангаар хийсэн анхны гар төмөр бариул (анхны хөнгөн цагаантай харьцуулахад)
• Илүү их эргүүлэх мотор руу шилжсэн (1497 унц)
• Эмхэтгээгүй код шинэчлэгдсэн
• Үйлчлүүлэгчийн тэргэнцэр дээр шинэчилсэн төхөөрөмжийг туршиж үзсэн