IR ovládaný krokový motorový zdvih: 15 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Potřeboval jsem zautomatizovat zvednutí velkého obrazu, který skrývá televizi namontovanou nad krbem. Obraz je namontován na vlastní posuvný ocelový rám, který používá lana, kladky a protizávaží, takže jej lze zvednout ručně. To zní teoreticky dobře, ale v praxi nepohodlně, když se chcete jen pár minut dívat na televizi. Chtěl jsem automatizovat zvedání obrazu pomocí IR příkazů z Harmony Hub, kdykoli je zapnuta televize.

Krok 1:

Zde je návod, jak byl obrázek zrušen dříve. Jak vidíte, na instalaci typického televizního výtahu nebylo dost místa. I kdyby bylo dost místa, nejvyšší televizní vleky inzerují, že mohou zvednout televizi až o 60 palců, ale to je zavádějící, protože jejich maximální zdvih je obvykle pouze 24 až 30 palců a já jsem potřeboval přesunout obrázek o 53 palců. Zkoumal jsem lineární pohony, ale opět nebylo dost místa a nemohl jsem najít kompaktní s tak velkým zdvihem. Také byl problém zjistit, jak jej ovládat pomocí IR, protože většina používá fyzický spínač nebo RF dálkové ovládání.

Krok 2:

Potřeboval jsem mechanismus, který byl kompaktní, mohl cestovat 53 palců a byl ovládán IR. Nakonec jsem se rozhodl pro použití velkého krokového motoru s dlouhým vodícím šroubem. Po online vyhledávání jsem našel tato dvě videa. Jednoduše jsem tyto dva pojmy spojil.

Krok 3:

Seznam dílů

Krokový motor NEMA 23 s vysokým točivým momentem

NEMA 23 Damper https://smile.amazon.com/gp/product/B07LFG6X8R Obával jsem se, že vysokofrekvenční vibrace krokového motoru budou rezonovat na kovovém rámu a způsobovat velký hluk, takže jsem použil tlumič. Stepper byl jen trochu širší než úhlová žehlička, takže jedna strana stepperu by byla ve skutečnosti upnuta pomocí šroubů, matic a podložek blatníků, takže jsem musel použít tento stylový tlumič, který má čtyři montážní otvory na každém konci místo obvyklých dva.

Ovladač krokového motoru 1.0-4.2A 20-50VDC

24V napájecí zdroj bez ventilátoru

Arduino

Mikrospínač https://smile.amazon.com/dp/B07KLZTHR9 nebo https://smile.amazon.com/dp/product/B07V6VGV9J podle toho, jak velký dosah potřebujete. Použil jsem takto těžký přepínač, protože jsem ho montoval na úhlové železo.

Dioda IR přijímače https://smile.amazon.com/dp/B00UO9VO8O Tyto přijímače Vishay jsou údajně nejlepší.

Čiré nebo uzené pouzdro Arduino https://smile.amazon.com/gp/product/B075SXLNPG Něco průhledného může infračervený blikač proniknout.

Olověný šroub a matice Zyltech 8 mm T8x8 ACME („T8“= průměr 8 mm; „x8“= zdvih 8 mm na otáčku) Potřeboval jsem opravdu dlouhý vodicí šroub, takže jsem na ebay našel tento 2000 mm (78 palců ~ 6,5 ft):/ /www.ebay.com/itm/323211448286 Naštěstí tento výrobce obsahuje robustní mosaznou matici se širokou přírubou. Většina ostatních značek má úzké příruby s malými montážními otvory tak blízko hřídele, že nezanechávají vůli pro podložky a pojistné matice.

Spojka hřídele 8 mm až 10 mm https://smile.amazon.com/gp/product/B07X4VHYTQ Ujistěte se, že používáte pevnou spojku podobného typu, protože drží mnohem pevněji než typ se stavěcím šroubem a nepoškodí hřídel nebo vodicí šroub.

Jakékoli IR dálkové ovládání

Zapojení mezi Arduino a krokovým ovladačem https://smile.amazon.com/dp/B07D58W66X Arduino jsem naprogramoval pomocí přilehlých pinů, abych mohl použít takto široký konektor záhlaví, který se snadno neuvolní.

4vodičový vodič mezi krokovým ovladačem a stepperem

2vodičový vodič mezi Arduino a mikrospínačem

Konektory v evropském stylu

Krok 4:

Použil jsem knihovnu stepperů AccelStepper, abych mohl stepper postupně spouštět a zastavovat, protože s tím bylo spojeno velké množství hmoty, ale stále jsem potřeboval stepper při zapnutí zapnout pomocí mikrospínače. Našel jsem toto video a tutoriál na YouTube, který ukázal, jak doma krokový pedál pomocí pravidelného přepínání vysokých/nízkých pinů před předáním ovládání AccelStepperu pro rychlejší pohyb.

Krok 5:

Pro fázi kódování a prototypování jsem použil Arduino Uno a propojovací vodiče.

Krok 6:

Než jsem mohl napsat náčrt výtahu, potřeboval jsem najít hexadecimální kódy IR pro tlačítka na dálkovém ovladači, které jsem chtěl použít pro nahoru a dolů, a tak jsem nahrál přiložený náčrtek do Arduina a otevřel sériový monitor, abych mohl kódy zobrazit, zatímco Zmáčkl jsem tlačítka na dálkovém ovladači.

P. S. Toto je můj první projekt Arduino na Instructables. Z nějakého důvodu se kód zkomolí, když použiji buď možnost formátu kódu, nebo připojím jako prostý text, takže jsem jej nahrál s příponou.c. Stačí jej přejmenovat pomocí přípony Arduino.ino. Nebo.txt, pokud se na něj chcete jen rychle podívat.

Krok 7:

Kód pro samotný výtah.

Krok 8:

Pro fázi prototypování jsem použil Arduino Uno a jednotlivé propojovací vodiče, ale chtěl jsem použít 5pinový konektorový kabel, aby se zabránilo náhodnému uvolnění vodičů. Jedinou plnou deskou Arduino, kterou jsem našel bez předinstalovaných kolíků záhlaví, byl Arduino Leonardo z oficiálního obchodu Arduino. Kód je pro oba stejný, kromě známého konfliktu mezi LED diodou Leonardo s LED 13 a infračerveným přijímačem, takže jsem nemohl přimět LED k blikání pro vizuální zpětnou vazbu při přijímání IR signálů, jako bych mohl u Uno, ale to nebylo nic velkého. Jedinými dalšími pozoruhodnými rozdíly jsou, že Leonardo používá konektor micro USB a bootuje mnohem rychleji než Uno. Ohnul jsem vodiče infračerveného přijímače o 90 stupňů a trvale je připájel tak, aby směřovaly k horní části pouzdra, kde jsem plánoval nalepit IR blikač Harmony Hub.

Krok 9:

Chtěl jsem, aby vše bylo co nejkompaktnější, a tak jsem našel tento malý nastavitelný držák kabelového boxu/modemu https://smile.amazon.com/dp/B077T45BXR, který pojme Arduino, krokový ovladač a napájecí zdroj. Abych při utahování držáku vše nevyklouzl, použil jsem suchý zip a silikonovou servopásku. Svorky krok, směr a povolení na krokovém ovladači nesdílejí společnou zem a z Arduina jsem měl pouze jeden zemnící vodič, takže jsem použil propojovací vodiče (ty malé černé smyčky) k propojení všech zemních svorek dohromady na stepperu Řidič. Ten malý holý drát, který trčí a ještě není k ničemu připojen, je kladný vodič pro mikrospínač. V zásadě z Arduina přichází krok, směr, povolení, mikrospínač a zemnící vodič.

Krok 10:

Samotná instalace matice ACME, vodícího šroubu a krokového motoru nebyla obtížná, ale potřeboval jsem VELKOU pomoc při odstraňování obrázku a protizávaží, abych se dostal k rámu.

Krok 11:

Matice ACME nainstalována.

Krok 12:

Zde je krátké video z úvodní části náčrtu. Je to pomalé od návrhu, protože loví koncový spínač. Navádění se spustí automaticky po každém výpadku napájení, takže řidič stepperu zná polohu steppera. Pokud zvýšíte hlasitost na 12sekundové značce, uslyšíte cvaknutí mikrospínače, když jej zatlačíte, a další cvaknutí, když se uvolní poté, co stepper obrátí.

Krok 13:

A konečně je tu výtah v akci. Zvednutí obrázku o 53 palců trvá 25 sekund.

Krok 14:

Součásti namontované za televizorem.

Krok 15:

Naučil jsem se pár lekcí psaní a ladění kódu. První z nich je, že stepper by se po zapnutí začal pohybovat, i když byl mikrospínač odpojen, takže jsem místo toho zapojil Arduino na normálně zavřenou (NC) stranu přepínače a přidal nějaký kód pro ukončení skici, pokud přepínač není detekován, jinak by steper nikdy nepřestal navádět. Pokud použijete normálně otevřenou (NE) stranu přepínače, pak Arduino nedokáže zjistit, zda je spínač otevřený nebo jednoduše není připojen. Druhá lekce, kterou jsem se naučil, je, že krokový ovladač by používal výkon (plný nebo poloviční výkon v závislosti na nastavení přepínače DIP na krokovém ovladači), aby držel krokový ovladač na místě, když se nepohybuje. To dává smysl pro aplikace CNC a 3D tisku, ale nepotřeboval jsem, aby to drželo několik hodin v kuse (Tip: Držení polovičního výkonu dělá krokový motor ne tak horkým lol), protože jsem používal relativně neutrálně vyvážený zvedací mechanismus. Řešením je použít piny ENA (povolení) ovladače krokového ovladače. Připojil jsem krokový ovladač ENA+ ke kolíku na Arduinu a ENA- k zemi Arduina a jednoduše přepnul pin ENA+ na HIGH (Zapnuto), abych řekl krokovému ovladači, aby vypnul napájení stepperu mezi pohyby. Pokud bych to používal ke zvedání těžké televize, zkusil bych nejprve použít matici s ochranou proti vůli, abych zjistil, zda to stačilo na to, abych to udržel, než použiji neustále napájený stepper, jen abych šetřil energii. Doufám, že tento Instructable byl pro někoho užitečný! Díky za shlédnutí!