Lift Model yang Dikendalikan Arduino: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Dalam Instruksi ini saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya membangun lift mainan dua tingkat, dengan pintu geser yang berfungsi dan mobil yang bergerak naik turun sesuai permintaan.

Jantung lift adalah Arduino Uno (atau dalam hal ini Adafruit Metro), dengan Adafruit Motor Shield terpasang di atasnya. Perisai membuatnya lebih mudah untuk menggerakkan dua servos yang diperlukan untuk membuka dan menutup pintu, dan motor stepper yang membawa mobil naik dan turun.

Struktur sebenarnya adalah bagian yang mudah dan dapat dibuat sesuai keinginan Anda. Bagian yang sulit adalah membuat semuanya pas di dalam, dan memastikan semuanya selaras dengan benar.

Jadi, yang mengatakan, mari kita lakukan!

Perlengkapan

• Arduino Uno (atau setara)
• Pelindung Motor Adafruit
• Papan kinerja
• Header untuk Arduino dan perisai
• Servo rotasi terus menerus (2)
• Motor stepper NEMA 17
• Dudukan motor stepper
• Papan serat kepadatan menengah (MDF) 1/2" dan 1/4" potongan
• lembaran aluminium
• Batang aluminium
• Batang aluminium
• Saluran-U aluminium
• Batang baja
• Pipa PVC (1/8" dan 1/4")
• sabuk waktu 10mm
• 10mm katrol
• pistol lem panas
• sekrup
• lembaran kaca plexiglass
• Contoh lantai
• Lakban
• kabel
• Tombol Atas/Bawah
• Saklar Mikro
• Aktuator linier besar - paket ada di sini

Langkah 1: Pintu

Masalah pertama yang saya putuskan untuk diatasi adalah pintu. Pintu harus bergerak maju mundur, dan diamankan di bagian bawah dan atas agar tidak mengepak.

Saya akhirnya menggunakan saluran-u aluminium, biasanya digunakan sebagai tepi untuk papan, di sepanjang bagian bawah untuk menjaga pintu tetap pada jalurnya. Bagian atas sedikit lebih rumit. Saya menemukan rencana cetak 3D untuk aktuator linier online dan berpikir itu akan bagus untuk mendorong pintu tertutup dan menariknya terbuka. Saya membuat pintu dari panel MDF kecil, dan membungkus beberapa lembaran aluminium di sekitar panel untuk memberikan tampilan logam. (lihat foto)

Saya meletakkan batang baja di bagian atas pintu dan menempelkan sepotong pipa PVC di bagian atas panel pintu. Batangnya pas di dalam pipa dan memungkinkan pintu bergerak maju mundur dengan bebas, sedangkan bagian bawah pintu berukuran 8 inci atau lebih berada di dalam saluran-u agar tetap lurus.

Saya menempatkan aktuator linier di atas batang baja, dan menggunakan lebih banyak pipa pvc dan lebih banyak lem panas untuk memungkinkan aktuator menggerakkan pintu. Aktuator linier dirancang di sekitar motor servo berukuran hobi, jadi saya menambahkannya.

Langkah 2: Struktur

Pertama, saya membuat sketsa kasar tentang tampilan lift yang saya inginkan. Itu harus memiliki 2 lantai, dengan mobil yang naik turun dan pintu yang terbuka di setiap lantai. Produk akhir menyimpang dari sketsa awal, tapi tidak apa-apa!

Selanjutnya saya membangun struktur dari papan serat kepadatan menengah (MDF), mengukur lantai dan bukaan pintu dan memotong bentuknya dengan gergaji ukir dan gergaji lubang. Bagian dasar dan atas sedikit lebih besar dari bangunan untuk memberikan stabilitas dan daya tarik visual. Strukturnya hanya memiliki 3 sisi, karena saya memutuskan untuk membiarkan bagian belakang terbuka sehingga Anda dapat melihat ke dalam.

Potongan samping memiliki tinggi 24 inci dan lebar 12 inci, dan bagian atas dan bawah berukuran 15 inci persegi, semuanya terbuat dari panel MDF 1/2 . untuk pintu disembunyikan ke samping saat terbuka.

Saya juga menambahkan langkan pendaratan kecil untuk di luar lantai 2.

Saya juga membuat lubang 2 di atas setiap pintu untuk indikator jendela atau lantai, lubang untuk tombol panggil di samping setiap pintu dan lubang kecil untuk LED di atas setiap bukaan pintu (yang akhirnya tidak saya gunakan)

Saya melukis semuanya dengan warna biru metalik.

Langkah 3: Mobil

Mobil elevatornya terbuat dari MDF dan bagian belakangnya terbuat dari Plexiglas, jadi kamu bisa melihat mobil Matchbox atau Lego guys yang kamu masukkan ke dalam lift. Mobil itu sendiri adalah kotak sederhana, tidak ada yang terlalu mewah. Saya melukisnya dan menaruh beberapa kartu pos di dalamnya sebagai poster. Ternyata agak berat jadi saya tidak yakin bagaimana motor akan mengangkatnya menggunakan rencana awal saya. Kami akan kembali ke sana.

Bagian tersulit dari mobil ini adalah bagaimana mengangkatnya dan menjaganya agar tidak berayun. Menggunakan metode lem panas dan pvc yang telah dicoba dan benar (saya akan kembali ke sana juga, jangan lupa), saya memasukkan empat batang aluminium dari atas ke bawah struktur, dan melapisinya dengan mobil dan pipa yang saya rekatkan di setiap sudut. Ini membuat lift tetap di tempatnya saat naik dan turun.

Bagian-bagian yang dicetak 3D menonjol sedikit dari dinding bagian dalam struktur, jadi saya harus menjaga mobil lift mundur beberapa inci dari bukaan pintu. Saya tidak ingin memiliki gundukan tubuh di bagian bawah poros elevator dari minifigs Lego yang tidak "memikirkan celah besar", jadi saya menambahkan platform pendek di dalam pintu, yang cukup dekat dengan sisi terbuka dari mobil lift, yang memecahkan masalah.

Langkah 4: Motor dan Counterweight

Masalah selanjutnya adalah bagaimana membuat mobil naik dan turun. Saya membeli motor stepper NEMA-17 (itu ukurannya, bukan kekuatannya) dari Adafruit dan mencoba mengangkat mobil lift dengan itu menggunakan beberapa tali dan spool yang dicetak 3d yang melekat pada poros stepper untuk memutar tali.

Itu tidak berhasil, jadi saya mulai memikirkan cara kerja elevator yang sebenarnya, dengan penyeimbang. Dengan begitu motor tidak perlu mengangkat beban penuh mobil, cukup memulai gerakan awal, yang membutuhkan torsi jauh lebih sedikit. Saya belajar banyak tentang torsi pada proyek ini.

Bagaimanapun, ide penyeimbang saya solid dan saya akhirnya menggunakan sistem sabuk dan katrol lebar 10mm, mirip dengan apa yang digunakan untuk membuat printer 3D. Mobil itu beratnya sekitar satu kilogram (2 pon) dan motor stepper dinilai mampu mengangkat 2 kilogram pada satu sentimeter dari pusat poros. (Lebih banyak masalah torsi) Jadi itu bagus untuk digunakan.

Salah satu ujung sabuk dipasang ke bagian atas mobil lift (menggunakan pelat logam yang disekrup), kemudian sabuk itu lurus ke atas dan ke roda gigi bergigi pada motor stepper, yang dipasang di langit-langit struktur. Sabuk kemudian pergi 90 derajat di bagian atas struktur ke katrol bergigi kedua, ini melekat pada batang baja lain, dipasang pada kurung. (lihat gambar) Dari sana sabuk berbelok 90 derajat lurus ke bawah dan ini melekat pada penyeimbang. (Jelas Anda harus mengukur semua ini dan menempatkannya secara akurat untuk menghindari tekanan ekstra pada sabuk)

Counterweight terbuat dari empat lembar contoh lantai kayu dari Home Depot yang saya kencangkan dan lakban menjadi satu. Sabuk dijepit di tengah potongan dan kelebihan ekor juga disekrup di bagian luar. Saya menempatkan 2 batang baja untuk penyeimbang untuk bergerak naik dan turun, menggunakan pipa PVC yang direkatkan di kedua sisi bundel penyeimbang untuk memasangnya.

Dengan semua bagian struktural di tempatnya, sudah waktunya untuk mengerjakan elektronik.

Langkah 5: Sakelar dan Elektronik

Otak dari proyek ini adalah Arduino Uno, dengan Adafruit Motor Shield di atasnya. Perisai membuatnya jauh lebih mudah untuk menggerakkan dua motor servo dan motor stepper, sambil tetap memungkinkan akses ke sebagian besar pin di Arduino. Motor stepper juga membutuhkan lebih dari output 5V Arduino, dan pelindung memungkinkan Anda menaikkan tegangan ke motor dan menurunkannya untuk Arduino. Motor membutuhkan hingga 12V, tetapi saya akhirnya menggunakan input 9V, karena saya menggoreng pengatur tegangan pada satu Arduino ketika salah satu pintu macet.

Saya mengambil halaman lain dari cara printer 3D dibuat, dan menggunakan sakelar kontak kecil di semua titik di mana Anda ingin segala sesuatunya berhenti bergerak. Jadi, saya memiliki sakelar kontak sesaat di 6 lokasi. Mereka mendeteksi di mana mobil itu berada dan apa status setiap pintunya. Ketika mobil berada di bagian bawah struktur, itu menekan tombol di bawah mobil. Saat berada di atas, sakelar di bagian bawah penyeimbang diaktifkan. Pintu juga menekan tombol di kedua sisi, ketika terbuka atau tertutup.

Untuk memanggil lift, saya meletakkan tombol yang menyala di bagian depan struktur. Ini adalah tombol segitiga keren dengan LED di dalamnya sehingga menyala saat ditekan (jika Anda memasangnya seperti itu).

Kode sebenarnya untuk proyek ini tidak terlalu rumit. Loop utama sketsa Arduino memeriksa penekanan tombol atas atau bawah. Tergantung pada posisi mobil, program merespons dengan menggerakkan mobil kemudian membuka pintu selama beberapa detik, dan menutup pintu. Atau, jika mobil berada di lantai tempat tombol ditekan, ia hanya membuka pintu, lalu menutupnya setelah 5 detik.

Ada banyak dan banyak pemecahan masalah, tetapi akhirnya saya membuat semuanya bekerja dengan andal. Langkah terakhir adalah sepotong besar Plexiglas di bagian belakang dengan lubang yang dibor untuk akses ke colokan listrik.

Ini adalah proyek yang sangat menyenangkan dan saya belajar banyak. Ketika saya sedang membangunnya, saya mencari di mana-mana untuk rencana tentang sesuatu seperti ini tetapi saya tidak dapat menemukan banyak. Jadi semoga Instruksi ini dapat membantu seseorang yang ingin membangun proyek serupa.

Langkah 6: Menutup Pikiran

Satu hal yang akan saya tambahkan ke bangunan kedua adalah cara untuk merasakan apakah ada sesuatu yang menghalangi pintu, seperti lift sungguhan. Saya pikir semacam sensor cahaya bisa bekerja, tetapi seseorang yang lebih pintar dari saya bisa mengetahuinya.

Juga, ini adalah proyek untuk klien, dan saya mengirimkannya kepada mereka menggunakan UPS. Namun saya membiarkan UPS mengemasnya yang ternyata merupakan kesalahan besar. Lift tiba dengan beberapa bagian patah, dan sabuknya terlepas, dan salah satu pintunya tidak berfungsi. Saya bekerja dengan klien untuk menjalankannya, tetapi beberapa pipa PVC lem panas saya terlepas, dan di masa depan saya mungkin akan mencoba menemukan solusi yang lebih elegan daripada lem panas. Juga, lain kali saya akan mengemasnya sendiri! Saya harap kalian menikmati Instructable ini. Lihat proyek lainnya di cascobaystudios.com

Terima kasih telah membaca dan sampai jumpa lagi!

Langkah 7: Kode

Kode Arduino ada di file terlampir. Ini berantakan, tapi berhasil!

Runner Up di Kontes Arduino 2020