เครื่องจักร: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

คำแนะนำนี้สร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงการ Makecourse ที่มหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา (www.makecourse.com)

ขั้นตอนที่ 1: แนวคิด

ขณะที่ฉันพยายามระดมความคิดสำหรับโครงการนี้ ฉันตัดสินใจทำสิ่งที่มีประโยชน์และเป็นประโยชน์สำหรับชีวิตประจำวันของฉัน มีเพียงไม่กี่อย่างเท่านั้นที่สามารถมีความต้องการเสรีภาพสองระดับได้ ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจทำนาฬิกาง่ายๆ เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนด รวมทั้งแสดงนาฬิกาไว้บนโต๊ะทำงานเพื่อแสดงเวลา เดิมทีแนวคิดคือการสร้างนาฬิกาข้อมือ แต่ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติจะเล็กเกินไป และมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนนาฬิกาก็ยังคงใหญ่เกินไปสำหรับนาฬิกาข้อมือ

ดังนั้น โครงการนี้ ฉันจึงพบชิ้นส่วนอะไหล่รอบๆ อพาร์ตเมนต์ของฉัน และตัดสินใจทำสิ่งนี้

ขั้นตอนที่ 2: อะไหล่

- ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ

- 2 28BYJ-48 5V DC Stepper Motor

- 2 ULN2003 Stepper เครื่องยนต์ คณะกรรมการควบคุม

- Arduino Uno

- โมดูลบลูทูธ HC-05

ฉันทำชิ้นส่วนเหล่านี้ทั้งหมด ยกเว้นเข็มนาฬิกา ฉันไม่ค่อยสร้างสรรค์ ด้านล่างนี้คือลิงก์ไปยังผู้สร้าง

www.thingiverse.com/thing:1441809

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบชิ้นส่วน

(1)- คุณต้องใส่ Gear_1 และ 2 เข้ากับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ พวกเขาจะพอดีตัวดังนั้นจึงต้องใช้กำลังเล็กน้อยเพื่อให้อยู่กับที่

(2)- Base_0 จะอยู่ที่ด้านล่างของแอสเซมบลี

(3)- Base_1 จะถูกวางไว้บน SpurGear_1 ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักสำหรับเข็มนาที คุณสามารถติดส่วนประกอบทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าฐานอยู่ด้านบนของเฟือง

(4)- Base_2 จะถูกวางไว้บน SpurGears_2 ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักสำหรับเข็มชั่วโมง เช่นเดียวกับส่วนนี้เป็นขั้นตอน (3)

(5)- เข็มนาฬิกาสามารถทากาวที่ด้านบนของ Base_1 และ Base_2 หรือคุณสามารถเจาะรูเล็กๆ เพื่อให้เข้าที่

(6)- เพื่อให้เฟืองของเข็มนาทีตรงกับเฟืองเดือย คุณต้องมีแพลตฟอร์มขนาด 1 ซม. เพื่อวางชุดประกอบทั้งหมดไว้ด้านบนด้วยสเต็ปเปอร์มอเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง

สาเหตุเป็นเพราะฐานหลักไม่สามารถสูงได้เลย เนื่องจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์ตัวอื่นไม่สามารถเข้าเกียร์สูงได้ ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด จำเป็นต้องมีแพลตฟอร์มสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 4: ไลบรารีสำหรับ Arduino IDE

รหัสสำหรับโครงการนี้อิงตามห้องสมุดโดย tyhenry ชื่อ CheapStepper.h

github.com/tyhenry/CheapStepper

ในการติดตั้งไลบรารีนี้สำหรับ Arduino ของคุณ คลิกโคลนหรือดาวน์โหลดจากลิงก์ด้านบนและดาวน์โหลดเป็นไฟล์ zip

ใน Arduino IDE ร่าง -> รวมไลบรารี -> เพิ่ม. ZIP Library

จากไลบรารีทั้งหมดที่ใช้งานได้ ไลบรารีนี้ใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่ดีที่สุดและใช้งานง่ายมาก

ขั้นตอนที่ 5: การตั้งค่าเขียงหั่นขนม

ฉันใช้ Arduino shield เพื่อใช้กับ Arduino UNO ของฉัน ดูสะอาดกว่า แต่คุณสามารถหาเขียงหั่นขนมขนาดเล็กและวางไว้บน Arduino UNO แทน ทำตามสีบนแผนผังเนื่องจากสายไฟบางเส้นอยู่ด้านบนของกันและกัน พิน 4-7 ใช้สำหรับสเต็ปเปอร์หนึ่งตัว และพิน 8-11 ใช้สำหรับสเต็ปที่สอง

โมดูล Bluetooth ต้องต่อสาย RX -> TX และ TX -> RX เข้ากับบอร์ด Arduino

สายสีน้ำเงินคือการเชื่อมต่อจากไดรเวอร์ไปยัง Arduino UNO

สายสีเขียวคือการเชื่อมต่อ RX และ TX

สายไฟสีดำเป็นกราวด์

สายสีแดงคือ 5V.

ขั้นตอนที่ 6: รหัส

ด้านล่างเป็นรหัสสำหรับโครงการนี้

คำอธิบายของรหัสจะอยู่ที่นี่

CheapStepper stepper(8, 9, 10, 11); CheapStepper stepper_2 (4, 5, 6, 7);

บูลีนย้ายตามเข็มนาฬิกา = จริง;

///37.5 นาที = 4096;

///1 นาที = 106.7;

///5 นาที = 533.3;

///15 นาที = 1603;

//30 นาที = 3206;

//60 นาที = 6412;

int เต็ม = 4096;

ครึ่ง int = เต็ม/2; ///48

ลอยตัวเต็มเวลา = 6412; // 1 ชั่วโมง

ลอย half_time = full_time/2; // 30 นาที 3026

float fif_time = half_time/2; // 15 นาที 1603

float one_time = full_time/60; // 1 นาที 106

float five_time = one_time*5; // 5 นาที 534.3

ลอย one_sec = one_time/60; // 1 วินาที 1.78

//เราทำได้ครั้งละ 30 นาทีโดยหมุนมอเตอร์ 3206 แล้วรีเซ็ต

นี่คือการคำนวณหลักสำหรับโครงการนี้ สเต็ปเปอร์จะใช้เวลา 4096 ก้าวเพื่อหมุนได้ครบ 360 องศา แต่เนื่องจากเฟืองเดือยนั้นใหญ่กว่าเฟืองที่ติดอยู่กับสเต็ปเปอร์ ดังนั้นจึงต้องใช้ขั้นตอนมากขึ้นสำหรับการหมุนเต็มที่ เนื่องจากเฟืองเดือยเป็นส่วนประกอบหลักในการหมุนมือ ฉันต้องทำการทดสอบต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าค่าต่างๆ ถูกต้อง

full_time เป็นตัวแปรที่ฉันกำหนดให้หมุนมือได้เต็มที่ สิ่งนี้ค่อนข้างสอดคล้องกัน แต่เมื่อแบ่งขั้นตอนด้วย 2 เพื่อให้ได้การเคลื่อนไหวที่เฉพาะเจาะจง ค่าลอยตัวจะน้อยลง ซึ่งทำให้คนขับทำงานได้ยากขึ้น

การเคลื่อนไหวตามเข็มนาฬิกา = จริง; คือการทำให้สเต็ปเปอร์มอเตอร์เคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกา แต่เนื่องจากเฟืองเดือยหมุนทวนเข็มนาฬิกา เราจึงต้องทำให้บูลีนเป็นเท็จในการตั้งค่า คุณสามารถประกาศเป็นเท็จในตอนเริ่มต้นได้ แต่นี่เป็นการอธิบายว่ามันทำงานอย่างไร

การตั้งค่าเป็นโมฆะ () {Serial.begin(9600);

Serial.println("พร้อมที่จะย้าย!");

pos = one_time; เดล = 900; อัตราส่วน = 60;

ย้ายตามเข็มนาฬิกา = เท็จ; }

นี่คือที่ที่ฉันประกาศ moveClockwise boolean false pos จะเป็นจำนวนขั้นตอน del จะเป็นการหน่วงเวลา และอัตราส่วนจะเป็นนาที/วินาที = 60 หรือ ชั่วโมง/นาที = 12

เราควบคุมมือด้วยโมดูล Bluetooth ขั้นแรก คุณต้องมีเทอร์มินัล Bluetooth แบบอนุกรมจากอุปกรณ์ Android ของคุณ เชื่อมต่อกับ Hc-05 ด้วย PIN 0000 หรือ 1234 คุณสามารถใช้โค้ดตัวอย่างจาก Arduino IDE เพื่อดูว่าทำงานถูกต้องหรือไม่ เมื่อเชื่อมต่อแล้ว ควรกะพริบช้าๆ แทนที่จะกะพริบถี่ๆ เมื่อไม่ได้เชื่อมต่อ

วงเป็นโมฆะ () {สถานะ = 0;

if(Serial.available() > 0) {

รัฐ = Serial.read(); }

สำหรับ (ลอย s=0; s<(pos); s++){

stepper.step (เลื่อนตามเข็มนาฬิกา); }

สำหรับ (ลอย s=0; s<(pos/อัตราส่วน); s++){

stepper_2.step(เลื่อนตามเข็มนาฬิกา); }

ล่าช้า (เดล);

Serial.available() > 0 มีความสำคัญเนื่องจากเป็นวิธีการทำงานของโมดูล Bluetooth คำสั่ง if นี้จะเป็นจริงเมื่อมีการสื่อสารระหว่าง Arduino และอุปกรณ์ของคุณ ตัวแปรสถานะจะกำหนดตัวแปรอื่นอีก 3 ตัวที่ฉันประกาศไว้บนสุดของการตั้งค่า () และจะพิมพ์ว่าโค้ดกำลังทำงานอะไรอยู่ two for loop เป็นฟังก์ชันหลักที่ขับเคลื่อนว่าสเต็ปมอเตอร์จะเคลื่อนที่อย่างไร

ถ้า (สถานะ == '1') {

pos = one_time; เดล = 0; อัตราส่วน = 12;

Serial.println("การดำเนินการ 1: ไม่ล่าช้า"); }

นี่เป็นตัวอย่างหนึ่งของการใช้อินพุตจากอุปกรณ์บลูทูธของคุณเพื่อเปลี่ยนวิธีการทำงานของระบบ คุณสามารถแก้ไขตัวแปรเหล่านี้ได้ตามต้องการ

ขั้นตอนที่ 7: การสาธิตและบทสรุป

นี่คือการสาธิตของระบบ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามันทำงานอย่างไร สำหรับกล่องหุ้ม คุณสามารถใช้อะไรก็ได้ที่พอดีกับส่วนประกอบทั้งหมดภายใน โปรเจ็กต์นี้เรียบง่ายและสนุกกับการทำ เนื่องจากเป็นครั้งแรกที่ฉันพิมพ์ 3 มิติ โมดูล Bluetooth นั้นสนุกที่จะคิดออกและใช้งาน มีข้อผิดพลาดเล็กน้อยที่ฉันทำซึ่งสายเกินไปที่จะเปลี่ยนแปลง แต่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายก็ใช้ได้