Motorli tortiladigan joystikni ishlab chiqish: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Bu motorli orqaga tortiladigan joystik-bu qo'lda burilish joystickini ishlatishda qiyinchiliklarga duch keladigan nogironlar aravachasi foydalanuvchilari uchun arzon narxlardagi echim. Bu oldingi tortib olinadigan joystik loyihasining dizayn iteratsiyasi.

Loyiha ikki qismdan iborat: mexanik qism (montaj dizayni, yig'ish va boshqalar) va elektr qismi (sxemasi, Arduino kodi va boshqalar).

Qaytib olinadigan motorli joystik moduli bu erda berilgan ko'rsatmalarga muvofiq har kim tomonidan tayyorlanishi va takrorlanishi mumkin. Arduino yoki Solidworks sxemalari haqida oldindan ma'lumot kerak emas. Loyihalashda bu loyiha juda kam ishtirok etadi va lehimlash bo'yicha ko'rsatmalarni bu erda topish mumkin. Asosiy burg'ulash/ishlov berish operatsiyalariga kirish zarur bo'ladi. Dizaynning batafsil tushuntirishlari mexanik qism va elektr qismlarida keltirilgan.

1 -qadam: Tarkibi

1. Tarkibi

2. Xususiyatlar va funksionallik

   • Motorli orqaga tortish va uzaytirish mexanizmi
   • Chap/o'ng rejim
   • Modullik
   • Sozlanishi aylanish tezligi

3. Tayyorgarlik

   • Dasturiy ta'minot

     Arduino

   • Uskuna
     • Barcha kerakli qismlar va asboblar haqida qisqacha ma'lumot
     • Arduino Nano (Rev 3.0)
     • Motor haydovchi chipi: L293D
     • Pastga tushadigan rezistorlar
     • Tugmalar va kalitlar
     • Dvigatel tanlovi

   • G'ildirakli aravachalardan quvvat olish

     USB portidan foydalanish

4. Mexanik qism

   • Ishlab chiqarish
   • Cheklovchining biriktirilishi
   • O'rnatish/demontaj qilish
   • Dvigatelni almashtirish
   • Elektron korpus

5. Elektr qismi

   • Davralar

     • Sxemalar
     • Breadboard tartibi
   • Arduino kodi

6. Bosqichma-bosqich ko'rsatmalar

   Ko'rsatmalar PDF -faylini yuklab oling

7. Muammolarni bartaraf qilish; nosozliklarni TUZATISH
8. Video hujjatlar
9. Manbalar

2 -qadam: Xususiyatlar va funksionallik

Motorli orqaga tortish va uzaytirish mexanizmi

Bu motorli orqaga tortiladigan joystick moslamasi nogironlar aravachasida harakatlanuvchilarga joystikni avtomatik ravishda tortib olish yoki uzaytirish imkonini beradi. Foydalanuvchilar o'z xohishlariga qarab ikkita tugmani (bittasi orqaga tortish uchun, ikkinchisi cho'zish uchun) yoki bitta tugmani (tortish va cho'zish uchun bitta tugma) bosish imkoniyatiga ega. Tugmalarning joylashuvi moslashuvchan va har xil foydalanuvchi talablarini qondirish uchun o'zgarishi mumkin. Tugmalar sxemaga universal tugma uyalari orqali biriktirilgan, shuning uchun bu demoda ishlatiladigan tugmalar har qanday universal tugma bilan almashtirilishi mumkin.

Chap/o'ng rejim

Ushbu mahsulot chap va o'ng qo'lli foydalanuvchilar uchun javob beradi. Motorli tizimni mijozning nogironlar aravachasiga o'rnatadigan uskuna elektron qutidagi kalitni almashtirish orqali rejimni osongina o'zgartirishi mumkin. Kodga hech qanday o'zgartirish kiritish shart emas.

Modullik

Mahsulot zararsizdir. Agar avtomatlashtirilgan mexanizm ishlamay qolsa yoki tizim ta'mirlanayotgan bo'lsa, qo'lda burilish mexanizmiga ta'sir qilmaydi. Oddiy yig'ish va demontaj qilish jarayonining batafsil tavsifi keyinchalik ko'rsatmalarga kiritilgan.

Sozlanishi aylanish tezligi

Avtomatlashtirilgan mexanizmning aylanish tezligini Arduino kodini o'zgartirish orqali sozlash mumkin (ko'rsatmalar keyingi bo'limlarda berilgan). Xavfsizlik chorasi sifatida aylanish tezligi juda tez bo'lmasligi kerak, chunki tizim yo'lda nima bo'lishi mumkinligini sezmaydi, bu mayda shikastlanishga olib kelishi mumkin.

3 -qadam: Tayyorgarlik

Dasturiy ta'minot

Ushbu loyihada Arduino ishlatiladi, shuning uchun kompyuteringizga Arduino IDE o'rnatilgan bo'lishi kerak. Ilovani yuklab olish havolasi bu erda. Ushbu mahsulot uchun ishlatiladigan Arduino kodi keyingi bo'limda mavjud.

Uskuna

Barcha kerakli qismlar va asboblar haqida qisqacha ma'lumot

Quyidagi jadvalda ushbu loyiha uchun zarur bo'lgan barcha qismlar va asboblar keltirilgan.

Arduino Nano (Rev 3.0)

Ushbu mahsulotda Arduino Nano (Rev 3.0) ishlatiladi. Biroq, siz ushbu taxtani PWM pinlarini o'z ichiga olgan boshqa Arduino plitalari bilan almashtirishingiz mumkin. Ushbu loyihada PWM pinlari talab qilinadi, chunki biz Arduino (rasm) yordamida dvigatel drayveri chipini (L293D) boshqaramiz va chip PWM kirishlari bilan boshqarilishi kerak. Arduino Nano PWM pinlari (Rev 3.0) quyidagilarni o'z ichiga oladi: D3 pin (6 -pin), D5 -pin (8 -pin), D6 -pin (9 -pin), D9 -pin (12 -pin), D10 -pin (13 -pin), D11 -pin (6 -pin). 14 -pin). Agar siz Arduino Nano haqida batafsil ma'lumotga qiziqsangiz, uning pin sxemasi va sxemalariga bu erda havola qilish mumkin.

Motor haydovchi chipi: L293D

L293D - bu shahar dvigatelining soat yo'nalishi bo'yicha ham, soat miliga teskari yo'nalishda ham aylanishiga imkon beradigan kuchli shahar dvigatellari uchun kuchli chip.

Ushbu loyihada ishlatiladigan pinlarga quyidagilar kiradi: Enable1, 2 pin (Pin 1), Input 1 (Pin 2), Chiqish 1 (Pin 3), GND (Pin 4), Chiqish 2 (Pin 6), Input 2 (Pin) 7), Vcc 1 (8 -pin), Vcc 2 (Pin 16).

• Enable1, 2 pin (1 -pin): dvigatel tezligini boshqarish
• Kirish 1 (2 -pin): dvigatel yo'nalishini boshqarish
• Chiqish 1 (pin 3): dvigatelga ulaning, qutblanish muhim emas
• GND (4 -pin): erga ulanish
• Chiqish 2 (6 -pin): dvigatelga ulaning, kutupluluk muhim emas
• Kirish 2 (pin 7): dvigatelning yo'nalishini boshqarish
• Vcc 1 (8 -pin): chipning ichki zanjirini quvvatlang, 5 V ga ulang
• Vcc 2 (pin 16): shahar motorini quvvatlantirish, dvigatel talabiga qarab o'zgaradi. Ushbu loyiha uchun ishlatiladigan dvigatel 5 V kuchlanishi mumkin.

Agar siz L293D haqida batafsil ma'lumotga qiziqsangiz, uning ma'lumotlar sahifasiga bu erdan va bu erdan kirishingiz mumkin.

Pastga tushadigan rezistorlar

Har bir tugma/kalit pastga tushadigan qarshilik bilan bog'langan. Arduino pimning doimiy qiymatini o'qishiga ishonch hosil qilish uchun pastga tushadigan rezistorlar bu erda. Agar siz bizning tugmachalarni/kalitni rezistor bilan bog'lamasangiz, Arduino mos keladigan pimdan o'qiladigan qiymat 0 dan 1 gacha o'zgaradi. Bunday holda tugmalar/kalit kutilganidek ishlamaydi. Biz pastga tushadigan rezistorlardan foydalanganimiz uchun, rezistorlar mos keladigan raqamli pin va er o'rtasida o'tkaziladi, shuning uchun tugmalar/kalit quvvat tugmasi (+5V) va Arduino Nano-dagi raqamli pin o'rtasida o'tkaziladi. Tugma bosilganda, Arduino mos keladigan pimdan 1 o'qiydi. Ushbu loyihada uchta 270 Ω qarshilik ishlatiladi.

Tugmalar/almashtirish

Ushbu loyihada biz tugmachalarni oson almashtirish uchun non panelida 3,5 mm tugmachalarni o'rnatamiz. Ikkita pinli kalit (chap/o'ng qo'li rejimini o'zgartirish uchun) to'g'ridan-to'g'ri non taxtasiga ulanadi, chunki ko'pchilik nogironlar aravachasini ishlatuvchilar kommutator bilan aloqa qilishlari shart emas va bu kalit butun mexanizmni o'rnatishga yordam beradigan odam uchun mo'ljallangan.

Dvigatel tanlovi

Biz Boston Home Inc -dan turli xil nogironlar aravachalaridan qo'lda tortib olinadigan stendlarni oldik. Bu namunalarning barchasini qaytarib olish uchun zarur bo'lgan kuch va tork miqdori sinovdan o'tkazildi va hisoblab chiqildi. Dvigatel spetsifikatsiyalari tekshirilgandan so'ng, ko'rsatma uchun demo sifatida ilgari ko'rsatilgan joystik stendini o'rnatish uchun doimiy tishli dvigatel tanlandi, chunki bu joystik stendining o'rnatilishi bizda mavjud bo'lgan 4 ta namuna orasida eng ko'p momentni talab qildi. Siz spetsifikatsiyaga mos kelishiga ishonch hosil qilish uchun joystik qo'lingiz uchun zarur bo'lgan kuch va momentni + joystik yig'ilishining og'irligini tekshirishni xohlaysiz.

G'ildirakli aravachalardan quvvat olish

Ko'pchilik nogironlar aravachalari 24V quvvat manbai bilan jihozlangan. Bu avtomatik tortiladigan joystik mahsuloti 5V kuchlanishni talab qiladi. Mahsulot nogironlar aravachasidan quvvat olish uchun mo'ljallanganligi uchun tashqi quvvat manbai kerak emas.

USB portidan foydalanish

DC-DC 24V dan 5V gacha bo'lgan konvertor (kuchlanishni pasaytirish uchun buck konvertori ishlatiladi.) USB portli modulni Internet orqali buyurtma qilish mumkin (biz ishlatgan moddiy shu erdan buyurtma qilingan). Kon konvertorining kirishini 24V quvvat manbaiga ulang (quvvat portini quvvat portiga va er portini erga ulang) va Arduino Nano platasini USB port orqali konvertor moduliga ulash mumkin.

4 -qadam: mexanik qism

Barcha o'lchovlar va o'lchamlar biz ushbu loyiha uchun ishlatilgan maxsus joystik qo'liga qarab qilingan. Ular qo'lga qarab farq qilishi mumkin va biz o'zgaruvchanlikning muhim sohalarini qayd etamiz.

Ishlab chiqarish

Mexanik qismni qayta yaratish uchun uchta qo'shimcha qism tayyorlanishi kerak (rasmlarga qarang). Joystik qo'lining tashqi qo'li, shuningdek, mexanik komponentlarni joystik ushlagichiga ulash uchun modifikatsiyani talab qiladi.

1. Yuqori qavs
2. Pastki qavs
3. Torkli ulanish bloki
4. Tashqi qo'l

A-alyuminiy L shaklidagi burchakli stend (yuqori va pastki qavslar), alyuminiy kvadrat bar (tork ulagichi bloki) va mavjud joystick bilagidan (tashqi qo'l) foydalanib, qismli chizmalar va/yoki 3D STL fayllarini bajaring.

Simlarni ulashdan oldin chegara kalitiga lehimlanishi kerak. Cheklovchining joylashuvi moslashuvchan bo'ladi, agar qo'l orqaga tortilganda kalit yopilsa va joystik normal holatida ochilsa. Tafsilotlar uchun yuqorida ko'rsatilgan 8 -qadam va "tashqi_arm" fayllariga qarang.

O'rnatish usuli

Har bir qadam uchun raqamlarni ko'ring.

1. Teshiklarni tekislash va 6 ta M-3 tekis boshli vintlarni burab, dvigatelni mahkamlagichga mahkamlang (dvigatelni joyida ushlab turish uchun 6-ning hammasi kerak emas, lekin maksimal mahkamlanish uchun iloji boricha vidalanadi; vintlarni ishlating. dvigatelning shikastlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun qavsning qalinligi bo'yicha to'g'ri uzunlik).
2. Birlashtiruvchi qismni tashqi panjaraning ostiga tekislang va 8-32 o'lchamli tekis vint bilan burab qo'ying. Birlashtiruvchi qismni bilagiga ulash uchun qo'lga 8-32 teshikni burish va urish kerak bo'lishi mumkin. *Bunday holda, qo'l soat sohasi farqli o'laroq tashqariga chiqadi, shuning uchun tashqi chiziq (nogironlar aravachasi foydalanuvchisi nuqtai nazaridan) chap tomonda. O'ng qo'lli foydalanuvchilar uchun bu holat teskari bo'ladi.
3. Yuqori qavsni tortib olinadigan qo'lga M-6 vint bilan mahkamlang (bo'shashmasdan).
4. Qaytib olinadigan qo'lni kengaytirilgan holatiga keltiring.
5. Dvigatel milini biriktiruvchi qismidagi mos keladigan teshikka o'rnatib, tortiladigan qo'lga dvigatel-dvigatel ushlagichini yig'ing. Qavslar qismi qo'l va yuqori qavs o'rtasida bo'linib, teshiklarni tekislab turishi kerak.
6. Ikki qavsni bir-biriga mahkamlash uchun ¼-20 vintini va qulf somunini ishlating. Keyin M6 vintini yuqori qavsga mahkamlang.
7. O'rnatish kengaytirilgan holatda ekanligiga ishonch hosil qilib, motorni muftaga 10-32 vint/s bilan mahkamlang.
8. 2 #2-56 vint bilan chegara tugmachasini burab qo'ying (chegara tugmasi to'liq tashqi holatda yopilganligiga ishonch hosil qiling - bizning holatda, elkali murvat uni yopadi).

*O'rnatish vintlarini biriktirish bo'yicha eslatma: vintlar D-milining tekis tomoni bilan o'zaro bog'lanishi kerak. Milning yo'nalishini sozlash uchun dvigatelni tekis tomoni kerakli holatga kelguncha quvvat manbaiga ulang. Shu bilan bir qatorda, sxemani quyida 4.1 Elektr qismlari sxemalarida ko'rsatilgan tarzda o'rnating va Arduino kodining 4.2 qismlarida ko'rsatilganidek, kodning 52 -satridagi vaqtni kerakli holatga kelguncha o'zgartiring. O'rnatishdan keyin uni o'zgartirishni unutmang!

Sökme

O'rnatish jarayonini teskari yo'nalishda bajaring. Agar dvigatelingiz yonib ketsa va uni almashtirish kerak bo'lsa, quyida ko'rib chiqing.

Dvigatelni almashtirish

1. Milni ulash qismiga mahkamlaydigan vintni echib oling.
2. ¼-20 braketli mahkamlagichni va qulfni burab qo'ying.
3. Dvigatel-dvigatel ushlagichining pastki qismini chiqarib oling va almashtirish uchun dvigatelni burab qo'ying.
4. Yangi dvigatelni vintlar bilan mahkamlang.
5. Yangi dvigatel milini biriktiruvchi qismning teshigiga joylashtiring, ushlagichni joyiga joylashtiring (agar kerak bo'lsa M6 yuqori vintini bo'shating).
6. Qavslarni qayta mahkamlash uchun ¼-20 vintini va qulfni burab qo'ying (agar kerak bo'lsa M6 ustki vintini mahkamlang).
7. Nihoyat, vintni biriktirgichga mahkamlang.

Elektron korpus

1. Rasmda ko'rsatilgandek, elektr qismiga o'rnatilgan non paneli sxemasini elektron korpus qutisiga joylashtiring.
2. Tegirmonni va/yoki matkapni ishlatib, ulagichlar uchun teshiklar va teshiklar yarating (Arduino USB porti, tugma uyasi va almashtirish tugmasi).
3. Misol uchun yuqoridagi rasmga qarang. Teshiklar va teshiklarning joylashuvi sizning komponentlaringiz va sxemangizga bog'liq bo'ladi.

5 -qadam: Elektr qismi

Davralar

Sxemalar

O'chirish sxemalari ushbu bo'limda 1 -rasmda ko'rsatilgan va u Github -da ham mavjud. G'ildirakli stuldan Arduino Nano taxtasiga 5V quvvat beriladi. Arduino Nano taxtasi shunday kodlanganki, u kommutatorning harakatini va shahar motorining harakatini boshqaradi. Agar sizni qiziqtirsa, kontaktlarning zanglashiga olib kelishi va konstruktsiyasi "Uskuna" bo'limida (apparat bo'limiga giperhavola) tushuntiriladi.

Breadboard tartibi

Fritzing yoki sxemasidan olingan non paneli simining tasviri ushbu bo'limda 2 -rasmda, oxirgi panelning tasviri esa 3 -rasmda ko'rsatilgan.

Arduino kodi

Bu mahsulot uchun ishlatilgan kod yon tomonda ko'rsatilgan va uni bu yerdan yuklab olishingiz mumkin.

Kodni arduino -ga yuklash uchun kompyuterga Arduino IDE -ni yuklab oling. Yuklagan "Rhonda_v4_onebutton.ino" kodidan foydalaning.

Har bir kod satrida kod fayli ichida satrma-bosqich tushuntirish mavjud.

Kodni Arduino -ga yuklang (interfeys bu erda ko'rsatilgan):

1. USB ulagichi yordamida Arduino -ni kompyuterga ulang

2. Arduino interfeysidagi asboblar yorlig'idan:

   • Kengashni "Arduino Nano" ga o'rnating.
   • Portni USB portiga o'rnating
3. Yuklash (→) tugmasini bosing
4. Interfeysda "yuklash tugallandi" deb yozilishini kuting.

Dvigatelni aylantirish uchun joriy tezlik 25 "analogWrite (motorPin, 255)" qatorida maksimal 255 ga, dvigatelni to'xtatish uchun esa 36 "analogWrite (motorPin, 0)" qatorida minimal 0 ga o'rnatiladi. Dvigatel tezligiga mos keladigan tezlik diapazoni 0 dan 255 gacha bo'lishi mumkin.

Joriy aylanish vaqti biz tanlagan maxsus joystik stendiga o'rnatiladi, lekin siz aylanish vaqtini o'zgartirish va sizda mavjud bo'lgan joystik qo'liga moslashish uchun kodni (52 -qator) o'zgartirishingiz mumkin. Vaqt Arduino mikrosaniyasida. Masalan, agar biz aylanish vaqti 5 soniya bo'lishini xohlasak, Arduino -da vaqtni "5000" qilib belgilashingiz kerak.

6-qadam: Bosqichma-bosqich ko'rsatmalarni yuklab oling

7 -qadam: Muammolarni bartaraf etish (12/12/17 yangilandi)

1. Dvigatel orqaga tortilmaydi.

   • O'chirish kerakli yo'nalishga o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling
   • O'rnatilgan vintlar mahkamlanganligini tekshiring
   • Mexanik tiqilishlarni tekshiring
   • Dvigatel va kontaktlarning zanglashiga olib kelishini tekshiring
   • Tarmoq ulanishlarini tekshiring (faqat dvigatelli, yig'ish uchun ulanmagan sinov davri)
   • Joystikni kuch bilan qo'llab -quvvatlang: agar qo'l endi tayanch bilan orqaga chekinsa, sizning motoringiz etarlicha kuchli emas! Siz ishlatgan tugma ishlamasligini tekshiring

2. Qo'l juda uzoqqa siljiydi yoki etarlicha emas.

   Arduino kodidagi vaqtni Arduino Code Read Me -da ko'rsatilgandek o'zgartiring

8 -qadam: Video hujjatlari

9 -qadam: Adabiyotlar

1. O'rganing va o'zingizning arzon L293D dvigatelingizni qiling (L293D uchun to'liq qo'llanma) https://just4electronics.wordpress.com/2015/08/28/learn-make-your-own-cheap-l293d-motor-drivera- l293d uchun to'liq qo'llanma/

10 -qadam: 14.05.18 YANGILASH

• Chelik burilishining yuklanishiga yo'l qo'ymaslik uchun po'latdan yasalgan (original alyuminiy bilan solishtirganda) katta balandlikdagi ishlov beriladigan yangi qo'l panjaralari.
• Yuqori torkli dvigatelga o'tish (1497 oz-dyuym)
• Kompilyatsiya qilinmagan kod yangilandi
• Mijozning nogironlar aravachasida sinovdan o'tgan qayta ko'rib chiqilgan qurilma