ลิฟท์สเต็ปเปอร์มอเตอร์ควบคุมด้วย IR: 15 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ฉันต้องยกภาพขนาดใหญ่ที่ซ่อนทีวีไว้เหนือเตาผิงโดยอัตโนมัติ รูปภาพถูกติดตั้งบนโครงเหล็กเลื่อนแบบสั่งทำซึ่งใช้เชือก รอก และตุ้มน้ำหนัก เพื่อให้สามารถยกด้วยมือได้ ฟังดูดีในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติไม่สะดวกเมื่อคุณต้องการดูทีวีเพียงไม่กี่นาที ฉันต้องการยกรูปภาพขึ้นโดยอัตโนมัติด้วยคำสั่ง IR จาก Harmony Hub ทุกครั้งที่เปิดทีวี

ขั้นตอนที่ 1:

นี่คือวิธีการยกภาพก่อนหน้านี้ อย่างที่คุณเห็นไม่มีพื้นที่เพียงพอสำหรับติดตั้งลิฟต์ทีวีทั่วไป แม้ว่าจะมีพื้นที่เพียงพอ แต่ลิฟต์ทีวีที่สูงที่สุดที่โฆษณาว่าสามารถยกทีวีได้สูงถึง 60 นิ้ว แต่นั่นทำให้เข้าใจผิดเนื่องจากการเดินทางสูงสุดของพวกเขามักจะเพียง 24 ถึง 30 นิ้ว และฉันต้องย้ายรูปภาพ 53 นิ้ว ฉันตรวจสอบแอคทูเอเตอร์เชิงเส้นแล้ว แต่อีกครั้งมีพื้นที่ไม่เพียงพอ และฉันไม่สามารถหาตัวกระตุ้นแบบกะทัดรัดที่มีลิฟท์มากขนาดนั้นได้ นอกจากนี้ยังมีปัญหาในการหาวิธีกระตุ้นด้วย IR เนื่องจากส่วนใหญ่ใช้สวิตช์ทางกายภาพหรือรีโมท RF

ขั้นตอนที่ 2:

ฉันต้องการกลไกที่กะทัดรัด สามารถเคลื่อนที่ได้ 53 นิ้ว และควบคุมโดย IR ในที่สุดฉันก็ตัดสินใจใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีลีดสกรูยาว หลังจากการค้นหาออนไลน์ ฉันพบวิดีโอทั้งสองนี้ ฉันเพียงแค่รวมแนวคิดทั้งสองเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 3:

ส่วนรายการ

สเต็ปเปอร์มอเตอร์แรงบิดสูง NEMA 23

NEMA 23 Damper https://smile.amazon.com/gp/product/B07LFG6X8R ฉันกังวลว่าการสั่นสะเทือนความถี่สูงของสเต็ปเปอร์มอเตอร์จะสะท้อนบนโครงโลหะและทำให้เกิดเสียงดังมาก ฉันจึงใช้แดมเปอร์ สเต็ปนั้นกว้างกว่าเหล็กทำมุมเพียงเล็กน้อย ดังนั้นด้านหนึ่งของสเต็ปจะถูกยึดด้วยสกรู น็อต และแหวนรองบังโคลน ดังนั้นฉันจึงต้องใช้แดมเปอร์สไตล์นี้ซึ่งมีรูยึดสี่รูที่ปลายแต่ละด้านแทนปกติ สอง.

สเต็ปเปอร์มอเตอร์ไดร์เวอร์ 1.0-4.2A 20-50VDC

พาวเวอร์ซัพพลาย 24V แบบไม่มีพัดลม

Arduino

ไมโครสวิตช์ https://smile.amazon.com/dp/B07KLZTHR9 หรือ https://smile.amazon.com/dp/product/B07V6VGV9J ขึ้นอยู่กับจำนวนการเข้าถึงที่คุณต้องการ ฉันใช้สวิตช์สำหรับงานหนักแบบนี้ เนื่องจากฉันติดตั้งเข้ากับเหล็กฉาก

ไดโอดรับสัญญาณ IR https://smile.amazon.com/dp/B00UO9VO8O เครื่องรับ Vishay เหล่านี้น่าจะดีที่สุด

เคส Arduino แบบใสหรือรมควัน https://smile.amazon.com/gp/product/B075SXLNPG บางสิ่งที่โปร่งใสที่ไฟกะพริบ IR สามารถเจาะได้

Zyltech 8mm T8x8 ACME Lead Screw and Nut ("T8" = เส้นผ่านศูนย์กลาง 8mm; "x8" = 8mm lift ต่อรอบ) ฉันต้องการลีดสกรูที่ยาวมาก ๆ ดังนั้นฉันจึงพบ 2000mm (78 นิ้ว ~ 6.5 ฟุต) หนึ่งตัวบน ebay https:/ /www.ebay.com/itm/323211448286 โชคดีที่ผู้ผลิตรายนี้มีน็อตทองเหลืองสำหรับงานหนักพร้อมหน้าแปลนกว้าง ยี่ห้ออื่นๆ ส่วนใหญ่มีหน้าแปลนแคบที่มีรูยึดขนาดเล็กมาก ใกล้กับเพลาจนไม่เหลือช่องว่างสำหรับแหวนรองและน็อตล็อค

ตัวต่อเพลาขนาด 8 มม. ถึง 10 มม. https://smile.amazon.com/gp/product/B07X4VHYTQ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ใช้ข้อต่อแบบแข็งแบบแคลมป์เช่นนี้ เนื่องจากยึดแน่นกว่าแบบเซ็ตสกรูมาก และจะไม่สร้างความเสียหายให้กับ เพลาหรือสกรูนำ

รีโมท IR ใด ๆ

การเดินสายระหว่าง Arduino และ Stepper Driver https://smile.amazon.com/dp/B07D58W66X ฉันตั้งโปรแกรม Arduino โดยใช้พินที่อยู่ติดกันดังนั้นฉันจึงสามารถใช้ตัวเชื่อมต่อส่วนหัวแบบกว้างเช่นนี้ซึ่งจะไม่หลวมง่าย

ลวดตัวนำ 4 เส้นระหว่าง Stepper Driver และ Stepper

สายไฟ 2 ตัวนำระหว่าง Arduino และไมโครสวิตช์

ขั้วต่อแบบยูโร

ขั้นตอนที่ 4:

ฉันใช้ไลบรารี AccelStepper stepper เพื่อให้ฉันสามารถเริ่มและหยุด stepper ได้ทีละน้อยเนื่องจากมีจำนวนมากที่เกี่ยวข้อง แต่ฉันยังต้องการใช้ stepper ที่บ้านโดยใช้สวิตช์ไมโคร ฉันพบวิดีโอ YouTube และบทช่วยสอนนี้ที่แสดงวิธีการกลับบ้านของสเต็ปโดยใช้การสลับพินสูง/ต่ำแบบปกติก่อนที่จะส่งการควบคุมไปยัง AccelStepper เพื่อการเคลื่อนไหวที่เร็วขึ้น

ขั้นตอนที่ 5:

ฉันใช้ Arduino Uno และสายจัมเปอร์สำหรับขั้นตอนการเข้ารหัสและการสร้างต้นแบบ

ขั้นตอนที่ 6:

ก่อนที่ฉันจะเขียนแบบร่างสำหรับลิฟต์ ฉันต้องหารหัสฐานสิบหก IR สำหรับปุ่มบนรีโมท ฉันจะใช้สำหรับการขึ้นและลง ดังนั้นฉันจึงอัปโหลดภาพร่างที่แนบมาไปยัง Arduino และเปิดจอภาพอนุกรมเพื่อดูรหัสในขณะที่ ฉันกดปุ่มบนรีโมท

ป.ล. นี่เป็นโครงการ Arduino แรกของฉันบน Instructables ด้วยเหตุผลบางประการ โค้ดจึงอ่านไม่ออกเมื่อฉันใช้ตัวเลือกรูปแบบโค้ดหรือแนบเป็นข้อความธรรมดา ดังนั้นฉันจึงอัปโหลดด้วยส่วนขยาย.c เพียงเปลี่ยนชื่อด้วยนามสกุล.ino ของ Arduino หรือ.txt หากคุณต้องการดูอย่างรวดเร็ว

ขั้นตอนที่ 7:

รหัสสำหรับลิฟต์เอง

ขั้นตอนที่ 8:

ฉันใช้ Arduino Uno และสายจัมเปอร์แต่ละเส้นสำหรับขั้นตอนการสร้างต้นแบบ แต่ต้องการใช้สายส่วนหัวแบบ 5 พินเพื่อป้องกันไม่ให้สายหลุดโดยไม่ได้ตั้งใจ บอร์ด Arduino ขนาดเต็มตัวเดียวที่ฉันหาได้โดยไม่ต้องมีหมุดส่วนหัวคือ Arduino Leonardo จากร้าน Arduino อย่างเป็นทางการ รหัสเหมือนกันสำหรับทั้งคู่ ยกเว้นมีข้อขัดแย้งที่ทราบกันดีระหว่างพิน 13 LED และตัวรับสัญญาณ IR ของ Leonardo ดังนั้นฉันจึงไม่สามารถให้ LED กะพริบเพื่อรับการตอบกลับด้วยภาพเมื่อรับสัญญาณ IR เหมือนที่ฉันทำได้กับ Uno แต่นั่นไม่ใช่เรื่องใหญ่. ข้อแตกต่างที่โดดเด่นเพียงอย่างเดียวคือ Leonardo ใช้ขั้วต่อ micro USB และบู๊ตได้เร็วกว่า Uno มาก ฉันงอสายสัญญาณของตัวรับสัญญาณ IR 90 องศาและบัดกรีอย่างถาวรเพื่อเผชิญกับด้านบนของเคสที่ฉันวางแผนจะติดไฟกะพริบ IR ของ Harmony Hub

ขั้นตอนที่ 9:

ฉันต้องการเก็บทุกอย่างให้กะทัดรัดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นฉันจึงพบกล่องเคเบิลแบบปรับได้ขนาดเล็ก/ตัวยึดโมเด็ม https://smile.amazon.com/dp/B077T45BXR เพื่อถือ Arduino, ไดรเวอร์ stepper และแหล่งจ่ายไฟ ฉันใช้เทปเวลโครและซิลิโคนเซอร์โวเพื่อป้องกันไม่ให้ทุกอย่างเลื่อนหลุดเมื่อขันที่ยึดให้แน่น ขั้นตอน ทิศทาง และการเปิดใช้งานเทอร์มินัลบนไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ไม่ได้ใช้กราวด์ร่วมกัน และฉันมีสายกราวด์เพียงเส้นเดียวที่มาจาก Arduino ดังนั้นฉันจึงใช้สายจัมเปอร์ (ลูปสีดำเล็กๆ เหล่านั้น) เพื่อเชื่อมต่อเทอร์มินัลกราวด์ทั้งหมดเข้าด้วยกันบนสเต็ปเปอร์ คนขับ. ลวดเปล่าเล็กๆ ที่ยื่นออกมานั้นไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใด แต่เป็นสายบวกสำหรับสวิตช์ไมโคร โดยทั่วไปมีขั้นตอน ทิศทาง เปิดใช้งาน ไมโครสวิตช์และสายกราวด์ที่มาจาก Arduino

ขั้นตอนที่ 10:

การติดตั้งน็อต ACME ลีดสกรู และสเต็ปเปอร์มอเตอร์นั้นไม่ใช่เรื่องยาก แต่ฉันต้องการความช่วยเหลืออย่างมากในการนำรูปภาพและน้ำหนักถ่วงออกเพื่อไปยังเฟรม

ขั้นตอนที่ 11:

ติดตั้งน็อต ACME แล้ว

ขั้นตอนที่ 12:

นี่คือวิดีโอสั้น ๆ ของส่วนกลับบ้านของภาพร่าง การออกแบบนั้นช้าเพราะต้องการลิมิตสวิตช์ Homing เริ่มต้นโดยอัตโนมัติทุกครั้งที่มีการสูญเสียพลังงาน ดังนั้นไดรเวอร์ stepper รู้ตำแหน่งของ stepper หากคุณเพิ่มระดับเสียงที่เครื่องหมาย 12 วินาที คุณจะได้ยินไมโครสวิตช์คลิกเมื่อถูกผลักเข้าไป และคลิกอีกครั้งเมื่อปล่อยหลังจากสเต็ปเปอร์ถอยหลัง

ขั้นตอนที่ 13:

และสุดท้ายนี่คือลิฟต์ที่ใช้งานจริง ใช้เวลา 25 วินาทีในการยกภาพ 53 นิ้ว

ขั้นตอนที่ 14:

ส่วนประกอบที่ติดตั้งอยู่ด้านหลังทีวี

ขั้นตอนที่ 15:

ฉันเรียนรู้สองสามบทเรียนในการเขียนและแก้ไขโค้ด อย่างแรกคือสเต็ปเปอร์จะเริ่มกลับบ้านเมื่อเปิดเครื่องแม้ว่าไมโครสวิตช์จะถูกตัดการเชื่อมต่อดังนั้นฉันจึงต่อ Arduino ไปที่ด้านปิดปกติ (NC) ของสวิตช์และเพิ่มรหัสเพื่อออกจากร่างหากสวิตช์ไม่ได้ ตรวจพบมิฉะนั้น stepper จะไม่หยุดกลับบ้าน หากคุณใช้ด้านที่เปิดตามปกติ (NO) ของสวิตช์ Arduino จะไม่สามารถบอกได้ว่าสวิตช์เปิดอยู่หรือไม่ได้ต่อไว้ บทเรียนที่สองที่ฉันได้เรียนรู้คือไดรเวอร์ stepper จะใช้พลังงาน (เต็มหรือครึ่งกำลังขึ้นอยู่กับการตั้งค่าสวิตช์ DIP บนไดรเวอร์ stepper) เพื่อยึดไดรเวอร์ stepper ไว้เมื่อไม่ได้เคลื่อนที่ สิ่งนี้สมเหตุสมผลสำหรับแอปพลิเคชันการพิมพ์ CNC และ 3D แต่ฉันไม่ต้องการให้มันอยู่กับที่เป็นเวลาหลายชั่วโมงในแต่ละครั้ง (คำแนะนำ: การถือครองแบบครึ่งกำลังทำให้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ไม่ร้อนเท่า lol) เนื่องจากฉันใช้กลไกการยกที่ค่อนข้างสมดุล. วิธีแก้ไขคือใช้พิน ENA (เปิดใช้งาน) ของไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ ฉันเชื่อมต่อ ENA+ ของไดรเวอร์สเต็ปเปอร์กับพินบน Arduino และ ENA- กับกราวด์ของ Arduino และเพียงแค่เปลี่ยนพิน ENA+ เป็น HIGH (เปิด) เพื่อบอกให้ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ปิดไฟให้กับสเต็ประหว่างการเคลื่อนไหว ถ้าฉันใช้สิ่งนี้เพื่อยกทีวีหนัก ฉันจะลองใช้น็อตป้องกันฟันเฟืองก่อนเพื่อดูว่าเพียงพอหรือไม่ก่อนที่จะใช้สเต็ปที่จ่ายไฟอย่างต่อเนื่องเพื่อประหยัดพลังงาน ฉันหวังว่าคำแนะนำนี้จะเป็นประโยชน์กับใครบางคน! ขอบคุณที่มอง!