สร้างตัวเลื่อนกล้องควบคุมด้วยมอเตอร์ Arduino!: 13 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

โปรเจ็กต์นี้แสดงวิธีการแปลงตัวเลื่อนธรรมดาให้เป็นตัวเลื่อนแบบใช้มอเตอร์ที่ควบคุมโดย Arduino ตัวเลื่อนสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วมากด้วยความเร็ว 6 เมตร/นาที แต่ยังช้าอย่างเหลือเชื่ออีกด้วย

ฉันแนะนำให้คุณดูวิดีโอเพื่อรับการแนะนำที่ดี

สิ่งที่คุณต้องการ:

• ตัวเลื่อนกล้องใด ๆ ฉันใช้อันนี้
• Arduino Micro
• สวิตช์สลับขนาดเล็ก 4 ตัว
• ชุดแบตเตอรี่ 12 โวลต์
• สายพานราวลิ้นและลูกรอก 2 ตัว
• ดอกสว่านขั้นบันได
• หัวแร้ง. ฉันขอแนะนำที่นี่โดยสิ้นเชิง เป็นการลงทุน แต่ให้ผลตอบแทนในระยะยาว
• ไดร์เวอร์สเต็ปเปอร์ A4988 ตามทฤษฎีแล้วคุณต้องการเพียงอันเดียว แต่จะง่ายกว่าในการแก้ปัญหาหากคุณมีหลายอัน พวกเขามีราคาถูกอยู่แล้ว
• สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 12V
• หมัดตรงกลาง
• เลื่อยโลหะหรือเครื่องเจียรมุม
• สว่านกดหรือสว่านมือถือ

ขั้นตอนที่ 1: เจาะรูยึดสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์

ต้องติดตั้งสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไว้ใต้ราง ยิ่งใกล้ถึงจุดสิ้นสุด ยิ่งระยะเวลาในการเดินทางนานขึ้น วิธีที่ง่ายที่สุดในการถ่ายโอนรูปแบบรูจากมอเตอร์ไปยังแทร็กคือการติดตามด้วยสีจิตรกร นี่เป็นเคล็ดลับที่มีประโยชน์มากสำหรับการใช้งานทุกประเภท รอกค่อนข้างสูง ดังนั้นฉันจึงต้องเจาะรูขนาดใหญ่เพื่อรองรับความสูงบางส่วนภายในแทร็ก ที่สามารถทำได้ง่ายด้วยสว่านและดอกสว่านแบบขั้นบันได ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้หมัดตรงกลางเพื่อทำเครื่องหมายตำแหน่งของหลุม ทำให้การเจาะง่ายขึ้นและแม่นยำยิ่งขึ้น ดอกลบมุม 90° ทำความสะอาดขอบอย่างสวยงาม

ขั้นตอนที่ 2: ติดตั้งมอเตอร์บนราง

มอเตอร์ Nema 17 มักจะมีรูเกลียว 3 มม. ที่ด้านบน ฉันใช้แหวนรองเพื่อให้ได้ความสูงที่สมบูรณ์แบบสำหรับเข็มขัด เข็มขัดต้องนั่งค่อนข้างต่ำในแทร็กเพื่อเคลียร์แคร่ รอกยึดกับเพลาด้วยสกรูชุด บนตัวเลื่อนของฉัน รูชนกันเล็กน้อยกับพื้นผิวที่กลมของแทร็ก ฉันต้องทำตะไบบางอย่างเพื่อให้ได้สกรูอย่างถูกต้อง หากคุณวางแผนล่วงหน้าและบิดมอเตอร์สักสองสามองศาก็ไม่เป็นไร สกรูสองตัวก็เพียงพอแล้ว

ขั้นตอนที่ 3: สร้าง Mount เล็กน้อยสำหรับ Idler Pulley

รอกคนเดินเตาะแตะ เช่นเดียวกับรอกขั้นบันได ต้องติดตั้งใต้พื้นผิวแทร็กเล็กน้อย ฉันใช้โลหะชิ้นเล็กๆ ที่ฉันเหลือจากโปรเจ็กต์ก่อนหน้านี้ คุณจะพบสิ่งที่คล้ายกันในร้านฮาร์ดแวร์ทุกแห่ง ฉันใช้สกรูหัวจม พวกเขาดูดีมาก แต่เมื่อพวกเขานั่งอย่างเหมาะสมในรูของพวกเขาเท่านั้น เพื่อให้บรรลุผลนั้น ฉันเริ่มต้นด้วยรูหนึ่งรู ใส่สกรูแล้วเจาะรูที่สอง ที่รับรองว่าลงตัวพอดี ใช้บิตลบมุมเพื่อสร้างอ่างล้างจาน

เพื่อรูปลักษณ์ที่สวยงามเป็นพิเศษ คุณควรทาสีโลหะ การใช้ไพรเมอร์เป็นความคิดที่ดีเสมอ ของฉันทำงานได้ไม่ดีนักที่อุณหภูมิ -10C°

ขั้นตอนที่ 4: ประกอบรอกคนขี้เกียจ

รอกคนเดินเตาะแตะต้องมีความสูงเท่ากับรอกของมอเตอร์ ฉันใช้เครื่องซักผ้าเพื่อสิ่งนั้น ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้ถั่ว nylock! พวกเขามีเม็ดมีดพลาสติกเล็กๆ ที่ผูกกับเกลียวและป้องกันไม่ให้หลวมจากแรงสั่นสะเทือน

ขั้นตอนที่ 5: ปรับเปลี่ยน Carriage เพื่อยึดส่วนปลายของ Timing Belt

เข็มขัดของคุณจะมีความยาวประมาณ 5 ม. ซึ่งคุณสามารถตัดให้ได้ขนาด นั่นหมายความว่าต้องยึดปลายทั้งสองข้างเข้ากับแคร่ตลับหมึก ฉันลองใช้วิธีการสองสามวิธีในการติดมันเข้ากับแคร่ตลับหมึกก่อนที่จะพบวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายมาก ฉันเพิ่งยึดเข็มขัดเข้ากับพื้นผิวคู่ขนานโดยใช้สกรู M3 ที่จมเว้า ฉันเจาะรูจำนวนหนึ่งเพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะที่เหมาะสมในการยึดเข็มขัดให้แน่น

ขั้นตอนที่ 6: ชื่นชมฮาร์ดแวร์ของคุณ

ถึงตอนนี้คุณควรมีเข็มขัดที่เชื่อมต่อกับแคร่ตลับหมึกและที่พันรอบมอเตอร์และลูกรอกคนเดินเตาะแตะ ต่อไปมาเครื่องใช้ไฟฟ้า!

ขั้นตอนที่ 7: ภาพรวมอิเล็กทรอนิกส์

ฉันใช้ Arduino Micro นี่เป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ยอดเยี่ยมที่มีฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็กและมีสื่อสนับสนุนออนไลน์มากมาย Arduino ใช้พลังงานจากชุดแบตเตอรี่ 12V ซึ่งประกอบด้วยแบตเตอรี่ AA 8 ก้อน ฉันพบว่าสะดวกกว่าการใช้ LiPo ก้อนแบตเตอรี่ยังเชื่อมต่อโดยตรงกับไดรเวอร์ Stepper เนื่องจากต้องใช้แรงดันและกระแสควบคุมมอเตอร์ที่สูงกว่าที่ Arduino จะมอบให้ได้ ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์รับสัญญาณจาก Arduino ผ่านสายเคเบิล 2 เส้นและควบคุมมอเตอร์ Arduino เริ่มบอกทิศทางไปยังไดรเวอร์ทันทีที่ได้รับพลังงาน ใช้สวิตช์ 4 ตัวเป็นรหัสล็อคบางชนิดเพื่อกำหนดความเร็วของการเคลื่อนไหว นี่คือรหัส น่าเสียดายที่รหัส circuits.io ถูกลบเมื่อเว็บไซต์ถูกขาย รหัสด้านล่างทำงานได้ดี

ขั้นตอนที่ 8: การเดินสายสวิตช์ไปยัง Arduino

น่าเสียดายที่ shematic หายไปเนื่องจาก circuits.io ถูกลบ ฉันจะอธิบาย shematic ให้ดีที่สุดได้อย่างไร Arduino ใช้ก้อนแบตเตอรี่ 12V เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟ มันสร้างแรงดันไฟ 5V เองที่สามารถใช้ตรวจสอบสถานะของสวิตช์ทั้ง 4 ตัวได้ ใช้สำหรับเปลี่ยนความเร็วของตัวเลื่อน ดังนั้นคุณมี 2 แรงดันไฟฟ้าบนบอร์ด 12V สำหรับจ่ายไฟและ 5V สำหรับวงจรควบคุม คุณต้องเชื่อมต่อแหล่งจ่าย 12V ของคุณกับ Vin และ GND ของ Arduino Vin ย่อมาจาก voltage in ส่วนนั้นง่าย

จากนั้นคุณต้องเพิ่มสวิตช์ 4 ตัว เพื่อที่คุณสามารถใช้ชีมาติกที่ใช้ที่นี่และคัดลอก 4 ครั้งสำหรับสวิตช์ 4 ตัว ขออภัยที่ shematic ที่แท้จริงได้หายไป ใช้ pin2 ถึง pin5 ที่คุณพบในโค้ดด้านล่าง อย่าใช้พิน 1 ซึ่งใช้งานไม่ได้ ตัวต้านทานมีไว้เพื่ออะไร? Arduino ไม่สามารถวัดกระแสได้ แต่สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าได้ ดังนั้นสวิตช์สลับจึงเชื่อมต่อ 5v กับพินหรือปล่อยให้สั้นไปที่ GND ตัวต้านทานก่อน GND จะเก็บแรงดันไฟฟ้าไว้ใกล้ศูนย์ คุณต้องมีตัวต้านทาน 10k แต่ละตัวสำหรับสวิตช์แต่ละตัว! หากคุณปฏิบัติตามบทช่วยสอนด้านบน ซึ่งค่อนข้างง่ายและเป็นพื้นฐานอย่างหนึ่งของ Arduino Arduino จะตรวจสอบสถานะปัจจุบันของสวิตช์อย่างต่อเนื่องและตอบสนองตามนั้น ฉันหวังว่านี่จะช่วยได้.

เมื่อวงจรนี้ใช้งานได้ คุณสามารถโอนไปยังเขียงหั่นขนมและบัดกรีได้

ต่อสายเคเบิลบางๆ เข้ากับสวิตช์ 4 ตัว ฉันใช้สายเคเบิลที่พบในสายอีเทอร์เน็ตเก่า ฉันแน่ใจว่าคุณมีคนที่โกหกอยู่มากมาย ป้องกันขั้วเปลือยด้วยท่อหด ตอนนี้คุณควรมีสวิตช์ 4 ตัวที่เชื่อมต่อกับ Arduino และ Arduino ควรทำงานและลงทะเบียนว่ามีการกดสวิตช์เหล่านั้น

ขั้นตอนที่ 9: การเดินสายไดรเวอร์ A4988 Stepper

ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์คือ A4988 รับสัญญาณจาก Arduino และส่งต่อไปยัง Stepper คุณต้องการส่วนนี้ แทนที่จะอธิบายวงจรให้คุณฟัง คุณสามารถดูบทช่วยสอนนี้เพราะมันอธิบายได้ดีมาก นี่คือการอ้างอิงของฉันทุกครั้งที่ฉันใช้ A4988 รหัสของฉันใช้หมุดเหมือนกันทุกประการ ดังนั้นให้เพิ่มบทช่วยสอนผู้ใช้ YouTube นี้ลงในบอร์ดโดยใช้สวิตช์จากขั้นตอนก่อนหน้าและจะใช้งานได้

ขั้นตอนที่ 10: เพิ่มรหัส

นี่คือรหัสทั้งหมดและวงจรสำหรับตัวเลื่อน คุณสามารถทดสอบออนไลน์ได้ แต่ไม่มีไดรเวอร์ stepper ลิงก์สำรองรหัสจะตรวจสอบสถานะของสวิตช์ 4 ตัวในลูป หลังจากนั้นจะผ่านคำสั่ง if และเลือกความล่าช้าที่ต้องการระหว่างขั้นตอนเพื่อเลื่อนไปตามความยาวทั้งหมดของตัวเลื่อนในค่าที่ป้อน การคำนวณทั้งหมดจะรวมอยู่ในรหัสเป็นบันทึกย่อ คุณต้องป้อนความยาวของตัวเลื่อนและเส้นผ่านศูนย์กลางของรอกเพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์หยุดทำงานเมื่อถึงจุดสิ้นสุดการเดินทาง เพียงวัดค่าเหล่านั้นด้วยตัวเอง สูตรรวมอยู่ในรหัส

ตารางจะแสดงให้คุณเห็นว่าต้องกดอะไรในช่วงเวลาที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการให้ตัวเลื่อนเลื่อนความยาวทั้งหมดใน 2 นาที คุณต้องเปิดใช้งานสวิตช์ 1 และ 2 คุณสามารถเปลี่ยนค่าเหล่านี้ได้ตามต้องการ

ขั้นตอนที่ 11: พิมพ์สิ่งที่แนบมา

ฉันออกแบบกล่องหุ้มโดยใช้ Fusion 360 คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ที่นี่และพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ไม่จำเป็นต้องมีการสนับสนุน ฉันเติมรายละเอียดของตัวอักษรด้วยยาทาเล็บสีชมพูเพื่อให้อ่านง่ายขึ้น คุณสามารถกรอกจดหมายทั้งหมดแล้วล้างการเข้าถึง เคล็ดลับนี้ใช้ได้กับเยื้องทุกประเภท หากคุณต้องการตัวเลือกที่ง่ายกว่า คุณก็ทำเองได้โดยใช้กล่องอาหารกลางวันเล็กๆ

ขั้นตอนที่ 12: การประกอบขั้นสุดท้าย

ถึงเวลาที่จะรวมทุกอย่างเข้าด้วยกัน วางส่วนประกอบทั้งหมดไว้ในตัวเครื่องแล้วยึดเข้ากับตัวเลื่อนโดยใช้เทปโฟมสองหน้า สิ่งนี้ค่อนข้างแข็งแรงและยึดติดกับพื้นผิวที่ไม่เรียบได้อย่างดี ฉันยังเพิ่มเมาท์ป้องกันการสั่นสะเทือนพร้อมเมาท์กล้องอเนกประสงค์ที่ด้านบน ฐานติดตั้งแบบสั่นนั้นค่อนข้างถูกและหยุดการสั่นเพื่อไปถึงตัวกล้อง สิ่งนี้จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเท่านั้น ในกรณีของฉัน การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงจะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 30 วินาทีสำหรับความยาวของตัวเลื่อน ฉันเพิ่มตารางที่มีชุดสวิตช์ทั้งหมดอยู่ด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 13: ชื่นชมผลงานของคุณและถ่ายวิดีโอสุดเจ๋ง

พยากรณ์อากาศของวิดีโอหรือไทม์แลปส์ แถบเลื่อนนี้ทำได้ทุกอย่าง! ถ้าคุณสร้างมันขึ้นมาเอง ฉันอยากจะรู้เกี่ยวกับมัน!

รองชนะเลิศการประกวดไมโครคอนโทรลเลอร์ 2017