Automatické pneumatické dělo. Přenosné a poháněné Arduino .: 13 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Ahoj všichni!

Toto je pokyn k sestavení přenosného pneumatického děla. Cílem bylo vytvořit dělo, které může střílet různé věci. Stanovil jsem si několik hlavních cílů. Jaké by tedy mělo být moje dělo:

• Automatický. Aby nedošlo ke stlačení vzduchu ručně pomocí ruční nebo nožní pumpy;
• Přenosný. Abych nebyl spolehlivý z domácí elektrické rozvodné sítě, můžu to vzít ven;
• Interaktivní. Říkal jsem si, že je skvělé připojit dotykový displej k pneumatickému systému;
• Chladně vypadající. Kanón by měl vypadat jako nějaká sci-fi zbraň z vesmíru =).

Dále popíši celý proces a řeknu vám, jak takové zařízení vytvořit a jaké komponenty potřebujete.

Všimněte si prosím, tento návod jsem napsal výhradně pro komponenty, které jsem použil, nebo pro jejich analogy. Vaše součásti se s největší pravděpodobností budou lišit od mých. V takovém případě budete muset upravit zdrojové soubory, aby byla sestava pro vás vhodná, a projekt sami dokončit.

Kapitoly instrukcí:

1. Recenze videa.
2. Komponenty. Pneumatika.
3. Komponenty. Spojky, hardware a spotřební materiál.
4. Design. Pneumatika.
5. Komponenty. Elektronika.
6. Příprava. CNC řezání.
7. Sestavování. Čerpadlo, solenoid a pneumatické pouzdro.
8. Sestavování. Rukojeť, vzduchová nádrž a hlaveň.
9. Sestavování. Elektronika, ventily a měřidla.
10. Sestavování. Elektrické vedení.
11. Programování. 4D Workshop 4 IDE.
12. Programování. XOD IDE.
13. Programování.

Krok 1: Kontrola videa

Krok 2: Součásti. Pneumatika

Dobře, začněme od návrhu pneumatického systému.

Vzduchová pumpa

K automatickému stlačení vzduchu jsem použil přenosné vzduchové čerpadlo do auta (obr. 1). Taková čerpadla pracují z elektrické sítě 12 V DC a jsou schopna čerpat tlak vzduchu až do 8 barů nebo přibližně 116 psi. Ten můj byl z kufru, ale jsem si téměř jistý, že tohle je úplný analog.

1 x Automaze Heavy Duty Kovová 12V elektrická pneumatická kompresorová pumpa do auta s taškou a aligátorovými svorkami ≈ 63 $;

Z takové sady do auta potřebujete pouze kompresor v nativním kovovém pouzdře. Zbavte se proto nepotřebných pneumatických výstupů (například u tlakoměru), sejměte boční plastový kryt, držadlo na přenášení a vypínač.

Všechny tyto věci se pouze odehrávají, takže je již nepotřebujete. Ponechte pouze samotný kompresor se dvěma dráty trčícími z pouzdra. Ohebnou hadici lze také ponechat, pokud se nechcete trápit s novou.

Obvykle mají takové kompresory pneumatický výkon se závitem palce G1/4 "nebo G1/8".

Vzduchová nádrž

K uskladnění stlačeného vzduchu potřebujete nádrž. Maximální hodnota tlaku v systému závisí na maximálním tlaku generovaném kompresorem. V mém případě tedy nepřekračuje 116 psi. Tato hodnota tlaku není vysoká, ale vylučuje použití plastových nebo skleněných nádob pro skladování vzduchu. Použijte kovové válce. Většina z nich má bezpečnostní rezervu, která je pro takové úkoly více než dostačující.

Prázdné vzduchové nádrže jsou k dispozici v obchodech specializovaných na systémy odpružení automobilů. Toto je příklad:

1 x Vikingské rohy V1003ATK, 1,5 galonový (5,6 litru) celokovový vzduchový tank ≈ 46 $;

Zlehčil jsem úkol a vzal nádrž z 5litrového práškového hasicího přístroje. Ano, není to vtip (obr. 2). Vzduchová nádrž z hasicího přístroje vyšla levněji než zakoupená. Vyčerpal jsem 5litrový suchý práškový hasicí přístroj BC/ABC. Nenašel jsem přesnou referenci na produkt, takže moje vypadala nějak takto:

1 x 5 kg BC/ABC suchý chemický práškový hasicí přístroj s tlakem zásobního plynu ≈ 10 $;

Po rozebrání a vyčištění práškových kalů jsem dostal svůj válec (obr. 3).

Takže moje 5litrová nádrž vypadá až na jeden detail velmi obvykle. Hasicí přístroj, který jsem použil, je standardizován ISO; proto má nádrž na svém vstupním otvoru metrický závit M30x1,5 (obr. 4). V tomto kroku jsem narazil na problém. Pneumatická připojení mají obvykle palcové trubkové závity a je obtížné přidat takový válec s metrickým závitem do pneumatického systému.

Volitelný.

Abych si nedělal starosti se spoustou adaptérů a tvarovek, rozhodl jsem se, že si vyrobím trubkovou armaturu G1 až M30x1,5 sám (obr. 5, obr. 6). Tato část je velmi volitelná a můžete ji přeskočit, pokud vaše vzduchovou nádrž lze snadno propojit se systémem. Připojil jsem CAD výkres svého vybavení pro ty, kteří mohou čelit stejnému problému.

Elektromagnetický ventil.

K uvolnění vzduchu nahromaděného ve válci je zapotřebí ventil. Abyste neotevřeli ventil ručně, ale automaticky, je nejlepší volbou elektromagnetický ventil. Použil jsem tento (obr. 7):

1 x S1010 (TORK-GP) OBECNĚ ÚČELOVÝ SOLENOIDNÍ VENTIL, BĚŽNĚ ZAVŘENÝ ≈ 59 $;

Normálně zavřeným ventilem jsem na něj aplikoval proud pouze při výstřelu a neplýtval energií z baterie. Ventil DN 25 a jeho přípustný tlak je 16 barů, což je dvojnásobek tlaku v mém systému. Tento ventil má spojovací připojení samice G1 " - zásuvka G1".

Bezpečnostní odvzdušňovací ventil

Tento ventil se ovládá ručně (obr. 8).

1 x 1/4 NPT 165 PSI bezpečnostní tlakový ventil vzduchového kompresoru, vypínání nádrže vypnuto ≈ 8 $;

Používá se k vyčerpání tlaku ze systému v některých kritických situacích, jako je únik nebo porucha elektroniky. Je také velmi vhodný pro nastavení a kontrolu pneumatického systému při připojování elektroniky. Chcete -li tlak uvolnit, stačí zatáhnout za kroužek. Připojení mého ventilu je samčí G1/4.

Tlakoměr.

Jeden aneroidní tlakoměr pro sledování tlaku v systému, když je elektronika vypnutá. Hodí se téměř jakýkoli pneumatický, například:

1 x Performance Tool 0-200 PSI Air Gauge for Air Tank Accessory W10055 ≈ 6 $;

Na obrázku je připojení mého trubkového konektoru G1/4 (obr. 9).

Zpětný ventil

Aby se stlačený vzduch nedostal zpět do čerpadla, je zapotřebí zpětný ventil. Malý pneumatický zpětný ventil je v pořádku. Zde je příklad:

1 x zpětný ventil Midwest Control M2525 MPT, maximální tlak 250 psi, 1/4 ≈ 15 $;

Můj ventil má vnější závit G1/4 " - vnější závit G1/4" (obr. 10).

Převaděč tlaku

Snímač tlaku nebo snímač tlaku je zařízení pro měření tlaku plynů nebo kapalin. Převodník tlaku obvykle funguje jako převodník. Generuje elektrický signál v závislosti na vyvíjeném tlaku. V tomto pokynu potřebujete takový vysílač k automatickému ovládání tlaku vzduchu elektronikou. Koupil jsem toto (obr. 11):

1 x snímač tlaku G1 / 4, vstup 5V výstup 0,5-4,5V / 0-5V tlakový vysílač pro vodní plynový olej (0-10PSI) ≈ 17 $;

Přesně tento má připojení G1/4 male, přijatelný tlak a napájení od 5V DC. Díky poslední funkci je tento senzor ideální pro připojení k mikrokontrolérům Arduino.

Krok 3: Komponenty. Spojky, hardware a spotřební materiál

Kovové kování a spojky

Dobře, ke kombinaci všech pneumatických věcí potřebujete nějaké šroubení a spojky (obr. 1). Nemohu specifikovat přesné odkazy na produkty z nich, ale jsem si jistý, že je najdete v nejbližším železářství.

Použil jsem kovové kování ze seznamu:

• 1 x 3cestný konektor typu Y G1/4 "BSPP žena-žena-žena ≈ 2 $;
• 1 x 4cestný konektor G1/4 "BSPP muž-žena-žena-žena ≈ 3 $;
• 1 x 3pásmový konektor G1 "BSPP samec-samec-samec ≈ 3 $;
• 1 x adaptér pro montáž G1 "na samec G1/2" ≈ 2 $;
• 1 x adaptér pro montáž samice G1/2 "na muž G1/4" ≈ 2 $;
• 1 x šroubení Union Male G1 "až G1" ≈ 3 $;

Montáž vzduchové nádrže

1 x adaptér pro montáž samice G1 na konektor M30x1,5.

Potřebujete ještě jednu spojku a záleží na konkrétním vzduchovém válci, který použijete. Ten svůj jsem vyrobil podle výkresu z předchozího kroku této instrukce. Kování pod vzduchovou nádrží byste si měli vyzvednout sami. Pokud má vaše vzduchová nádrž stejný závit M30x1,5, můžete provést spojku podle mého výkresu.

PVC kanalizační potrubí

Tato trubka je hlaveň vašeho děla. Vyberte si průměr a délku tuby, ale mějte na paměti, že čím větší průměr, tím slabší střela. Vzal jsem trubku DN50 (2 ) s délkou 500 mm (obr. 2).

Zde je příklad:

1 x potrubí Charlotte 2 palce x 20 stop 280 Plán 40 PVC potrubí

Kompresní tvarovka

Tato část má propojit 2 "PVC trubku s kovovým pneumatickým systémem G1". Použil jsem kompresní spojku z potrubí DN50 na vnitřní závit G1, 1/2 "(obr. 3) a adaptér G1, 1/2" na vnitřní G1 "(obr. 4).

Příklady:

1 x Systém potrubí pro připojení stlačeného vzduchu Připojení vzduchového kompresoru Žena Přímá DN 50G11/2 ≈ 15 $;

1 x Polypropylenová potrubní armatura Banjo RB150-100, redukční pouzdro, plán 80, 1-1/2 NPT vnější x 1 NPT vnitřní ≈ 4 $;

Pneumatická hadice

Také potřebujete flexibilní hadici pro propojení vzduchového kompresoru s pneumatickým systémem (obr. 5). Trubice by měla mít na obou koncích závit 1/4 NPT nebo G1/4 . Je lepší koupit ten ocelový a ne příliš dlouhý. Něco takového je v pořádku:

1 x Vixen Horns Nerezová vzduchová kompresorová pletená naváděcí hadice 1/4 "NPT vnější až 1/4" NPT ≈ 13 $;

Některé z těchto hadic již mohou mít nainstalovaný zpětný ventil.

Šrouby:

• Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 10 mm - 10 kusů;
• Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 20 mm - 20 kusů;
• Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 25 mm - 21 kusů;
• Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 30 mm - 8 kusů;

Ořechy:

Šestihranná matice M3 (DIN 934 / DIN 985) - 55 kusů;

Podložky:

Podložka M3 (DIN 125) - 75 kusů;

Mezery:

• DPS šestihranná distanční M3 samec-samice délka 24-25 mm-4 kusy;
• DPS šestihranná distanční M3 samec -samice délka 14 mm - 10 kusů;

Rohové konzoly

K připevnění desky elektroniky potřebujete dva kovové rohové držáky 30 x 30 mm. Všechny tyto věci lze snadno najít v místním železářství.

Zde je příklad:

1 x držák police bez trupu 30 x 30 mm rohový držák spojovací držák 24 ks

Pneumatický těsnicí prostředek na trubky

V tomto projektu je mnoho pneumatických připojení. Aby systém udržel tlak, musí být všechny jeho spojky velmi těsné. K utěsnění jsem použil speciální anaerobní tmel pro pneumatiku. Použil jsem Vibra-tite 446 (obr. 6). Červená barva znamená velmi rychlé tuhnutí. Moje rada Pokud se chystáte použít stejnou, pak rychle a v požadované poloze utáhněte nit. Odšroubovat to potom bude náročné.

1 x Vibra-Tite 446 Chladicí tmel-vysokotlaký závitový tmel ≈ 30-40 $;

Krok 4: Design. Pneumatika

Podívejte se na schéma výše. Pomůže vám to pochopit princip.

Cílem je stlačit vzduch do systému použitím signálu 12V na čerpadlo. Když vzduch naplní systém (zelené šipky ve schématu), tlak začne stoupat.

Tlakoměr měří a zobrazuje aktuální tlak a pneumatický vysílač vysílá proporcionální signál do mikrokontroléru. Když tlak v systému dosáhne hodnoty stanovené mikrokontrolérem, čerpadlo se vypne a nárůst tlaku se zastaví.

Poté můžete stlačený vzduch vypustit ručně zatažením za odfukovací ventilový kroužek nebo můžete provést výstřel (červené šipky ve schématu).

Pokud na cívku použijete signál 24 V, elektromagnetický ventil se díky velkému vnitřnímu průměru momentálně otevře a uvolní stlačený vzduch velmi vysokou rychlostí. Aby proud vzduchu mohl tlačit munici do hlavně a tím vystřelil.

Krok 5: Součásti. Elektronika

Jaké elektronické součástky tedy potřebujete k provozu a automatizaci celé věci?

Mikrokontrolér

Mikrokontrolér je mozek vaší zbraně. Odečte tlak ze senzoru a ovládá elektromagnetický ventil a čerpadlo. Pro takové projekty je Arduino nejlepší volbou. Jakýkoli typ desky Arduino je v pořádku. Použil jsem analog desky Arduino Mega (obr. 1).

1 x Arduino Uno ≈ 23 $ nebo 1 x Arduino Mega 2560 ≈ 45 $;

Samozřejmě chápu, že nepotřebuji tolik vstupních pinů a mohl bych ušetřit peníze. Vybral jsem si Mega výhradně kvůli několika hardwarovým rozhraním UART, abych mohl připojit dotykový displej. Kromě toho můžete ke svému dělu připojit spoustu zábavnější elektroniky.

Zobrazovací modul

Jak jsem psal dříve, chtěl jsem do děla přidat nějakou interaktivitu. Za tímto účelem jsem nainstaloval 3,2 dotykový displej (obr. 2). Na něm zobrazuji digitalizovanou hodnotu tlaku v systému a nastavuji maximální hodnotu tlaku. Použil jsem obrazovku od společnosti 4d Systems a některé další věci pro blikání a připojení k Arduinu.

1 x SK-gen4-32DT (Starter Kit) ≈ 79 $;

Pro programování takových displejů existuje vývojové prostředí 4D System Workshop. Ale povím vám o tom dále.

Baterie

Moje dělo by mělo být přenosné, protože ho chci používat venku. To znamená, že potřebuji odněkud vzít energii k ovládání ventilu, čerpadla a ovladače Arduino.

Cívka ventilu pracuje na 24V. Desku Arduino lze napájet od 5 do 12V. Kompresor čerpadla je automobilový a je napájen 12 V elektrickou sítí automobilu. Maximální potřebné napětí je tedy 24 V.

Také při čerpání vzduchu dělá motor kompresoru spoustu práce a spotřebovává značný proud. Kromě toho musíte na cívku solenoidu aplikovat velký proud, abyste překonali tlak vzduchu na zátce ventilu.

Pro mě je řešením použití Li-Po baterie pro rádiem řízené stroje. Koupil jsem 6článkovou baterii (22,2 V) s kapacitou 3300 mAh a proudem 30 ° C (obr. 3).

1 x LiPo 6S 22, 2V 3300 30C ≈ 106 $;

Můžete použít jakoukoli jinou baterii nebo použít jiný typ článků. Hlavní věc je mít dostatek proudu a napětí. Všimněte si, že čím větší je kapacita, tím déle funguje dělo bez dobíjení.

Měnič napětí DC-DC

Baterie Li-Po je 24 V a napájí elektromagnetický ventil. K napájení desky Arduino a kompresoru potřebuji měnič napětí DC-DC 24 až 12. Mělo by být výkonné, protože kompresor spotřebovává značný proud. Východiskem z této situace byl nákup automobilového měniče napětí 30A (obr. 4).

Příklad:

1 x DC 24v na DC 12v Step Down 30A 360W napájecí zdroj do těžkých nákladních vozidel ≈ 20 $;

Těžké nákladní automobily mají palubní napětí 24 V. K napájení elektroniky 12 V se proto používají takové převodníky.

Relé

K otevření a zavření obvodů potřebujete pár reléových modulů - první pro kompresor a druhý pro elektromagnetický ventil. Použil jsem tyto:

2 x relé (modul Troyka) ≈ 20 $;

Tlačítka

Několik standardních momentálních tlačítek. První zapnul kompresor a druhý použil jako spoušť k výstřelu.

2 x jednoduché tlačítko (modul Troyka) ≈ 2 $;

LEDky

Dvojice LED indikujících stav děla.

2 x jednoduchá LED (modul Troyka) ≈ 4 $;

Krok 6: Příprava. CNC řezání

K sestavení všech pneumatických a elektronických součástek jsem potřeboval vyrobit některé části skříně. Řezal jsem je CNC frézou od 6 mm a překližkou 4 mm jsem je potom natřel.

Výkresy jsou v příloze, takže si je můžete přizpůsobit.

Dále je uveden seznam dílů, které potřebujete k sestavení děla podle tohoto návodu. Seznam obsahuje názvy dílů a minimální nezbytnou kvalitu.

• Rukojeť - 6 mm - 3 kusy;
• Kolík - 6 mm - 8 kusů;
• Arduino_plate - 4 mm - 1 kus;
• Pneumatic_plate_A1 - 6 mm - 1 kus;
• Pneumatic_plate_A2 - 6 mm - 1 kus;
• Pneumatic_plate_B1 - 6 mm - 1 kus;
• Pneumatic_plate_B2 - 6 mm - 1 kus;

Krok 7: Sestavení. Čerpadlo, solenoid a pneumatické pouzdro

Seznam materiálů:

V prvním kroku montáže musíte vytvořit kryt pro pneumatické součásti, sestavit všechny tvarovky, nainstalovat elektromagnetický ventil a kompresor.

Elektronika:

1. Těžký vzduchový kompresor automobilu - 1 kus;

CNC řezání:

2. Pneumatic_plate_A1 - 1 kus;

3. Pneumatic_plate_A2 - 1 kus;

4. Pneumatic_plate_B1 - 1 kus;

5. Pneumatic_plate_B2 - 1 kus;

Ventily a tvarovky:

6. DN 25 S1010 (TORK-GP) elektromagnetický ventil 1 kus;

7. 3cestný konektor G1 BSPP samec-samec-samec-1 kus;

8. Adaptér samice G1 "na samec G1/2" - 1 kus;

9. Adaptér pro montáž samice G1/2 "na muž G1/4" - 1 kus;

10. 4cestný konektor G1/4 BSPP Muž-Žena-Žena-Žena-1 kus;

11. 3cestný konektor typu Y G1/4 BSPP female-female-female-1 kus;

12. Kování Union Male G1 "až G1" - 1 kus;

13. Adaptér pro montáž samice G1 na zástrčku M30x1,5 - 1 kus;

Šrouby:

14. Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 20 mm - 20 kusů; 15. Šestihranná matice M3 (DIN 934 / DIN 985) - 16 kusů;

16. Podložka M3 (DIN 125) - 36 kusů;

17. Šrouby M4 ze vzduchového kompresoru - 4 kusy;

Jiný:

18. DPS šestihranná distanční M3 samec-samice délka 24-25 mm-4 kusy;

Spotřební materiál:

19. Pneumatický těsnicí prostředek na trubky.

Proces montáže:

Podívejte se na náčrtky. Pomohou vám s montáží.

Schéma 1. Vezměte dva CNC řezané panely B1 (poz. 4) a B2 (poz. 5) a spojte je, jak je znázorněno na obrázku. Upevněte je pomocí šroubů M3 (poz. 14), matic (poz. 15) a podložek (poz. 16)

Schéma 2. Vezměte sestavené panely B1+B2 ze schématu 1. Vložte do panelu adaptér G1 "na M30x1,5 (poz. 13). Šestihran na adaptéru by měl zapadnout pod šestihrannou drážku v panelu. Proto adaptér je pevný a neotáčí se. Poté nainstalujte kompresor do kulaté štěrbiny na druhé straně sestavených panelů. Průměr štěrbiny musí být stejný jako vnější průměr kompresoru. Upevněte kompresor pomocí šroubů M4 (17), který byl dodán s automobilovou pumpou

Schéma 3. Vložte 3cestný konektor G1 "(poz. 7) do elektromagnetického ventilu (poz. 6). Poté zašroubujte konektor (poz. 7) do adaptéru G1" na M30x1,5 (poz. 13). Upevněte všechny závity pneumatickým těsněním trubek (poz. 19). Volný výstup 3cestného konektoru a magnetická cívka elektromagnetického ventilu by měly směřovat nahoru, jak je znázorněno na obrázku. Tělo kompresoru (poz. 1) vám může zabránit v otáčení konektoru, takže jej můžete dočasně odpojit od sestavy. Demontujte boční povrch kompresoru. Zašroubujte čtyři šrouby, které připevňují boční kryt k šestihranným distančním čepům M3 (poz. 18). Otvory pro závity na kompresorech tohoto typu jsou obvykle M3. Pokud tomu tak není, musíte sami poklepat na závitové otvory M3 nebo M4 v kompresoru

Schéma 4. Vezměte sestavu 3. Našroubujte adaptér G1 "na G1/2" (poz. 8) se sestavou. Našroubujte adaptér G1/2 "na G1/4" (poz. 9) s adaptérem (poz. 8). Poté nainstalujte 4pásmový konektor G1/4 "(poz.10) a 3pásmový konektor typu G G1/4 "(poz. 11), jak je znázorněno na schématu. Všechny závity zafixujte pneumatickým těsněním trubek (poz. 19)

Schéma 5. Vezměte dva panely CNC řezané panely A1 (poz. 2) a A2 (poz. 3) a spojte je, jak je znázorněno na obrázku. Upevněte je pomocí šroubů M3 (poz. 14), matic (poz. 15) a podložek (poz. 16)

Schéma 6. Vezměte sestavené desky A1+A2 ze schématu 5. Vložte do panelů tvarovku G1 "až G1" (poz. 12). Šestihran na tvarovce by měl zapadnout pod šestihrannou drážku v panelu. Kování je proto v panelu upevněno a neotáčí se. Poté přišroubujte panely A1+A2 s tvarovkou (poz. 12) dovnitř k elektromagnetickému ventilu ze sestavy 4. Otáčejte panely A1+A2, dokud nebudou ve stejném úhlu jako panely B1 a B2. Zajistěte závit mezi elektromagnetickým ventilem a šroubením (poz. 12) pneumatickým těsněním trubek (poz. 19). Poté sestavu dokončete přišroubováním panelů A1+A2 ke kompresoru pomocí šroubů M3 (poz. 14)

Krok 8: Sestavení. Rukojeť, vzduchová nádrž a hlaveň

Seznam materiálů:

V tomto kroku vytvořte rukojeť děla a na něj nainstalujte pneumatický kryt. Poté přidejte hlaveň a vzduchovou nádrž.

1. Vzduchová nádrž - 1 kus;

CNC řezání:

2. Rukojeť - 3 kusy;

3. Pin - 8 kusů;

Trubky a tvarovky:

4. Kanalizační potrubí DN50 z PVC o délce půl metru;

5. PVC kompresní spojka od DN50 do G1 ;

Šrouby:

6. Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 25 mm - 17 kusů;

7. Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 30 mm - 8 kusů;

8. Šestihranná matice M3 (DIN 934 / DIN 985) - 25 kusů;

9. Podložka M3 (DIN 125) - 50 kusů;

Proces montáže:

Podívejte se na náčrtky. Pomohou vám se shromážděním.

Schéma 1. Vezměte tři CNC vyříznuté rukojeti (poz. 2) a spojte je, jak je znázorněno na obrázku. Upevněte je pomocí šroubů M3 (poz. 6), matic (poz. 8) a podložek (poz. 9)

Schéma 2. Vezměte sestavené rukojeti ze schématu 1. Vložte osm drážek vyřezaných částí CNC (poz. 3)

Schéma 3. Namontujte pneumatický kryt z předchozího kroku do sestavy. Kloub má zaklapávací design. Upevněte jej na rukojeť pomocí 8 šroubů M3 (poz. 7), matic (poz. 8) a podložek (poz. 9)

Schéma 4. Sestava odebrání 3. Zašroubujte vzduchovou nádrž (poz. 1) k pneumatickému pouzdru. Moje vzduchová nádrž byla utěsněna gumovým kroužkem, který byl nainstalován na hasicím přístroji. V závislosti na vzduchové nádrži však možná budete muset tento spoj utěsnit tmelem. Vezměte kanalizační trubku PVC DN 50 a vložte ji do kompresní spojky z PVC (poz. 5). Je to hlaveň vašeho děla =). Našroubujte druhou stranu spojky na pneumatickou sestavu. Toto vlákno nemůžete zapečetit

Krok 9: Sestavení. Elektronika, ventily a měřidla

Seznam materiálů:

Posledním krokem je instalace zbývajících pneumatických součástí, ventilů a tlakoměrů. Také sestavte elektroniku a držák pro montáž Arduina a displeje.

Ventily, hadice a měřidla:

1. Aneroidní tlakoměr G1/4 - 1 kus;

2. Digitální převodník tlaku G1/4 5V - 1 kus;

3. Bezpečnostní odvzdušňovací ventil G1/4 - 1 kus;

4. Zpětný ventil G1/4 "až G1/4" - 1 kus;

5. Pneumatická hadice dlouhá asi 40 cm;

CNC řezání:

6. Arduino deska - 1 kus;

Elektronika:

7. Měnič DC -DC napětí automobilu 24V na 12V - 1 kus;

8. Arduino Mega 2560 - 1 kus;

9. Zobrazovací modul 4D Systems 32DT - 1 kus;

Šrouby:

10. Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 10 mm - 10 kusů;

11. Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 25 mm - 2 kusy;

12. Šestihranná matice M3 (DIN 934 / DIN 985) - 12 kusů;

13. Podložka M3 (DIN 125) - 4 kusy;

Jiný:

14. Šestihranná distanční podložka DPS M3 samec -samice délka 14 mm - 8 kusů;

15. Kovový roh 30x30mm - 2 kusy;

Variabilní komponenty pro montáž DC-DC převodníku:

16. DPS šestihranná distanční M3 samec -samice délka 14 mm - 2 kusy;

17. Podložka M3 (DIN 125) - 4 kusy;

18. Šroub M3 (DIN 912 / ISO 4762) délka 25 mm - 2 kusy;

19. Šestihranná matice M3 (DIN 934 / DIN 985) - 2 kusy;

Spotřební materiál:

20. Pneumatický těsnicí prostředek na trubky;

Proces montáže:

Podívejte se na náčrtky. Pomohou vám se shromážděním.

Schéma 1. Našroubujte zpětný ventil (poz. 4) a snímač tlaku (poz. 2) na 4cestný konektor sestavy. Na 3cestný konektor typu Y našroubujte bezpečnostní odvzdušňovací ventil (poz. 3) a aneroidový manometr (poz. 1). Utěsněte všechny spoje závitů tmelem

Schéma 2. Připojte zpětný ventil (poz. 4) ke kompresoru pomocí hadice (poz. 5). Na takových trubkách je obvykle gumový kroužek, ale pokud ne, použijte tmel

Schéma 3. Namontujte měnič napětí DC-DC (poz. 7) na sestavu. Takové automobilové měniče napětí mohou mít úplně jiné velikosti a připojení a je nepravděpodobné, že byste našli přesně to samé jako já. Zjistěte, jak jej nainstalovat sami. Pro svůj převodník jsem připravil dva otvory v rukojeti a upevnil je pomocí distančních sloupků M3 (poz. 16), šroubů (poz. 18), podložek (poz. 17) a matic (poz. 19)

Schéma 4. Vezměte CNC řezanou desku Arduino (poz. 6). Namontujte desku Arduino Mega 2560 (poz. 8) na jednu stranu desky pomocí čtyř distančních sloupků (poz. 14), šroubů M3 (poz. 10) a matic (poz. 12). Namontujte modul 4D displeje (poz. 9) na druhou stranu desky (poz. 6) pomocí čtyř distančních sloupků (poz. 14), šroubů M3 (poz. 10) a matic (poz. 12). Podle obrázku připevněte k panelu dva kovové rohy 30x30 mm (poz. 15). Pokud se montážní otvory v rozích, které máte, neshodují s těmi na panelu, vyvrtejte je sami

Schéma 5. Připevněte sestavenou desku Arduino k rukojeti děla. Upevněte jej šrouby M3 (poz. 11), podložkami (poz. 13) a maticemi (poz. 12)

Krok 10: Sestavení. Elektrické vedení

Zde připojte vše podle tohoto schématu. Zobrazovací modul lze připojit k jakémukoli UART; Vybral jsem Sériové číslo 1. Nezapomeňte na tloušťku vodičů. K propojení kompresoru a elektromagnetického ventilu s baterií je vhodné použít silné kabely. Relé by měla být nastavena na normálně otevřená.

Krok 11: Programování. 4D Workshop 4 IDE

4D System Workshop je vývojové prostředí uživatelského rozhraní pro displej použitý v tomto projektu. Neřeknu vám, jak připojit a blikat displej. Všechny tyto informace najdete na oficiálních stránkách výrobce. V tomto kroku vám řeknu, které widgety jsem použil pro uživatelské rozhraní děla.

Použil jsem jeden Form0 (obr. 1) a následující widgety:

Úhloměr 1 Tlak, bar

Tento widget zobrazuje aktuální tlak systému v barech.

Angularmeter2 Pressure, Psi

Tento widget zobrazuje aktuální tlak systému v Psi. Displej nepracuje s plovoucí desetinnou čárkou. Není tedy možné znát přesný tlak v barech, například pokud je tlak v rozmezí 3 až 4 bary. Měřítko psi je v tomto případě spíše informativní.

Rotační spínač0

Otočný přepínač pro nastavení maximálního tlaku v systému. Rozhodl jsem se vytvořit tři platné hodnoty: 2, 4 a 6 bar.

Řetězce0

Textové pole, které hlásí, že regulátor úspěšně změnil maximální hodnotu tlaku.

• Statictext0 Spuit Cannon!
• Statictext1 Max. Tlak
• Uživatelské obrázky0

Jsou jen pro lulz.

Také přikládám projekt Workshop pro firmware displeje. Možná to budeš potřebovat.

Krok 12: Programování. XOD IDE

Knihovny XOD

K programování řadičů Arduino používám vizuální programovací prostředí XOD. Pokud jste v elektrotechnice nováčkem nebo možná chcete psát jednoduché programy pro ovladače Arduino jako já, zkuste XOD. Je to ideální nástroj pro rychlé prototypování zařízení.

Vytvořil jsem knihovnu XOD, která obsahuje program děla:

gabbapeople/pneumatic-cannon

Tato knihovna obsahuje programovou záplatu pro celou elektroniku a uzel pro ovládání vysílače tlaku.

Abyste mohli provozovat zobrazovací moduly systémů 4D, potřebujete také několik knihoven XOD:

gabbapeople/4d-ulcd

Tato knihovna obsahuje uzly pro ovládání základních widgetů 4D-ulcd.

bradzilla84/visi-genie-extra-knihovna

Tato knihovna rozšiřuje možnosti předchozí.

Proces

• Nainstalujte si do počítače software XOD IDE.
• Přidejte do pracovního prostoru knihovnu gabbapeople/pneumatic-cannon.
• Přidejte do pracovního prostoru knihovnu gabbapeople/4d-ulcd.
• Přidejte do pracovního prostoru knihovnu bradzilla84/visi-genie-extra-library.

Krok 13: Programování

Dobře, celý patch programu je poměrně velký, pojďme se tedy podívat na jeho části.

Inicializace displeje

K nastavení zobrazovacího zařízení slouží inicializační uzel (obr. 1) z knihovny 4d-ulcd. Měli byste k němu připojit uzel rozhraní UART. Uzel UART závisí na tom, jak přesně je váš displej připojen. Se softwarem UART se obrazovka cítí skvěle, ale pokud je to možné, je lepší použít hardwarovou. Kolík RST inicializačního uzlu je volitelný a slouží k restartování displeje. Init node vytvoří vlastní datový typ DEV, který vám pomůže zvládnout widgety zobrazení v XOD. Rychlost komunikace BAUD by měla být stejná jako nastavená při blikání displeje.

Čtení snímače tlaku

Můj vysílač tlaku je analogové zařízení. Přenáší analogový signál úměrný tlaku vzduchu v systému. Abych zjistil závislost, udělal jsem malý experiment. Přečerpal jsem kompresor na určitou úroveň a přečetl analogový signál. Z tlaku jsem tedy získal graf analogového signálu (obr. 2). Tento graf ukazuje, že závislost je lineární a snadno ji vyjádřím rovnicí y = kx + b. Pro tento senzor tedy platí rovnice:

Analogové čtecí napětí * 15, 384 - 1, 384.

Tím získám přesnou (PRES) hodnotu tlaku v barech (obr. 3). Pak to zaokrouhlím nahoru na celočíselnou hodnotu a odešlu do prvního widgetu s úhlovým metrem pro zápis. Tlak také překládám pomocí mapy uzlu mapy do psi a odesílám do druhého widgetu s úhlovým metrem pro zápis.

Nastavení maximálního tlaku

Maximální hodnota tlaku je nastavena na čtení otočného spínače (obr. 4). Widget s otočným přepínačem má tři polohy s indexy 0, 1 a 2, které odpovídají hodnotám tlaku 2, 4 a 6 barů na displeji. Chcete-li převést index na (EST) maximální tlak, vynásobím jej 2 a přidám 2. Dále aktualizuji widget string0 uzlem write-string-pre. Změní řetězec na obrazovce a informuje, že je aktualizován maximální tlak.

Provoz elektromagnetického ventilu a kompresoru

První uzel tlačítka je připojen ke kolíku 6 a zapíná relé kompresoru. Relé kompresoru je ovládáno pomocí uzlu digitálního zápisu, který je připojen na pin 8. Pokud je stisknuto tlačítko a tlak v systému (PRES) je nižší než nastavený (EST), kompresor se zapne a začne pumpovat vzduch, dokud tlak v systému (PRES) je větší než maximální hodnota (EST) (obr. 5).

Výstřel se provádí stisknutím spouště. Je to jednoduché. Uzel spouštěcího tlačítka, který je připojen k pinu 5, přepíná elektromagnetické relé pomocí uzlu digitálního zápisu připojeného ke kolíku 12.

Indikace stavu

LED diod není nikdy dost =). Zbraň má dvě LED diody: zelenou a červenou. Pokud není kompresor zapnutý a tlak v systému (PRES) je stejný jako odhadovaný (EST) nebo je o něco menší než tento, rozsvítí se zelená LED (obr. 6). To znamená, že můžete bezpečně stisknout spoušť. Pokud čerpadlo běží nebo je tlak v systému nižší než ten, který jste nastavili na obrazovce, pak se rozsvítí červená kontrolka a zelená zhasne.