IR styrd stegmotorlyft: 15 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Jag behövde automatisera lyft av en stor bild som döljer en TV monterad över en eldstad. Bilden är monterad på en skräddarsydd stålram som använder rep, remskivor och motvikter så att den kan höjas för hand. Detta låter bra i teorin men obekvämt i praktiken när du bara vill titta på TV i några minuter. Jag ville automatisera att lyfta bilden med IR -kommandon från en Harmony Hub när TV: n slås på.

Steg 1:

Så här lyftes bilden tidigare. Som du kan se var det inte tillräckligt med utrymme för att installera en typisk TV -hiss. Även om det fanns tillräckligt med utrymme, annonserar de högsta TV -hissarna att de kan lyfta en TV upp till 60 tum men det är vilseledande eftersom deras maximala resor vanligtvis bara är 24 till 30 tum och jag behövde flytta bilden 53 tum. Jag undersökte linjära ställdon men återigen fanns det inte tillräckligt med utrymme och jag kunde inte hitta en kompakt sådan med så mycket lyft. Det fanns också problemet med att räkna ut hur man aktiverar det med IR eftersom de flesta använder en fysisk switch eller RF -fjärrkontroll.

Steg 2:

Jag behövde en mekanism som var kompakt, kunde resa 53 tum och styras av IR. Jag bestämde mig slutligen för att använda en stor stegmotor med en lång ledskruv. Efter en online -sökning hittade jag dessa två videor. Jag kombinerade helt enkelt de två begreppen.

Steg 3:

Reservdelar

NEMA 23 stegmotor med högt vridmoment

NEMA 23 Spjäll https://smile.amazon.com/gp/product/B07LFG6X8R Jag var orolig att stegmotorns högfrekventa vibrationer skulle resonera på metallramen och göra mycket ljud så jag använde ett spjäll. Stegmaskinen var bara lite bredare än vinkeljärnet så att ena sidan av steget faktiskt skulle klämmas fast med skruvar, muttrar och skärmbrickor så jag var tvungen att använda denna stilspjäll som har fyra monteringshål i varje ände istället för det vanliga två.

Stegmotordrivrutin 1.0-4.2A 20-50VDC

Fläktlös 24V strömförsörjning

Arduino

Mikrobrytare https://smile.amazon.com/dp/B07KLZTHR9 eller https://smile.amazon.com/dp/product/B07V6VGV9J beroende på hur mycket räckvidd du behöver. Jag använde en kraftig omkopplare så här eftersom jag monterade den på vinkeljärn.

IR -mottagardiod https://smile.amazon.com/dp/B00UO9VO8O Dessa Vishay -mottagare är förmodligen de bästa.

Klar eller rökt Arduino -fodral https://smile.amazon.com/gp/product/B075SXLNPG Något transparent en IR -blinkare kan tränga igenom.

Zyltech 8 mm T8x8 ACME -skruv och mutter ("T8" = 8 mm diameter; "x8" = 8 mm lyft per varv) Jag behövde en riktigt lång ledskruv så jag hittade den här 2000 mm (78 tum ~ 6,5 fot) på ebay https:/ /www.ebay.com/itm/323211448286 Lyckligtvis innehåller denna tillverkare en kraftig mässingsmutter med en bred fläns. De flesta andra märken har smala flänsar med små monteringshål så nära axeln att de inte lämnar utrymme för brickor och låsmuttrar.

8 mm till 10 mm axelkopplare https://smile.amazon.com/gp/product/B07X4VHYTQ Var noga med att använda en solid, klämkoppling som denna eftersom de håller mycket tätare än en inställningsskruv och inte skadar axel eller ledskruv.

Vilken IR -fjärrkontroll som helst

Kabeldragning mellan Arduino och Stepper Driver https://smile.amazon.com/dp/B07D58W66X Jag programmerade Arduino med angränsande stift så att jag kunde använda en bred huvudkontakt som denna som inte lätt lossnar.

4-ledarkabel mellan Stepper Driver och Stepper

2-ledarkabel mellan Arduino och mikrobrytare

Anslutningar i eurostil

Steg 4:

Jag använde AccelStepper stegbibliotek så att jag kunde starta och stoppa steget gradvis eftersom det var en hel del massa inblandat men jag behövde fortfarande hemma steget vid start med en mikrobrytare. Jag hittade den här YouTube -videon och självstudien som visade hur man hemma steget med vanlig hög/låg stiftväxling innan man överlämnade kontrollen till AccelStepper för snabbare rörelse.

Steg 5:

Jag använde en Arduino Uno och bygelkablar för kodnings- och prototypfasen.

Steg 6:

Innan jag kunde skriva skissen för hissen behövde jag hitta IR -hex -koderna för knapparna på fjärrkontrollen som jag skulle använda upp och ner så jag laddade upp den bifogade skissen till Arduino och öppnade seriell bildskärm för att se koder medan Jag tryckte på knapparna på fjärrkontrollen.

P. S. Detta är mitt första Arduino -projekt om Instructables. Av någon anledning blir koden förvrängd när jag använder antingen kodformatalternativet eller bifogar som vanlig text så jag laddade upp den med ett.c -tillägg. Byt bara namn på det med Arduinos.ino -tillägg. Eller.txt om du bara vill titta snabbt på det.

Steg 7:

Koden för själva hissen.

Steg 8:

Jag använde en Arduino Uno och enskilda bygelstrådar för prototypfasen men ville använda en 5-polig huvudkabel för att förhindra att ledningarna av misstag lossnar. Det enda Arduino-brädet i full storlek som jag kunde hitta utan förinstallerade sidhuvudstift var en Arduino Leonardo från den officiella Arduino-butiken. Koden är densamma för båda förutom att det finns en känd konflikt mellan Leonardos pin 13 LED och IR -mottagare så jag kunde inte få lysdioden att blinka för visuell feedback när jag fick IR -signaler som jag kunde med Uno men det var inget stort. De enda andra anmärkningsvärda skillnaderna är att Leonardo använder en mikro -USB -kontakt och startar mycket snabbare än Uno. Jag böjde IR -mottagarens ledningar 90 grader och lodde in den permanent för att vända mot toppen av fodralet där jag planerade att hålla fast Harmony Hubs IR -blinkare.

Steg 9:

Jag ville ha allt så kompakt som möjligt så jag hittade den här lilla justerbara kabelboxen/modemfästet https://smile.amazon.com/dp/B077T45BXR för att hålla Arduino, stegdrivrutin och strömförsörjning. Jag använde kardborreband och silikonband för att förhindra att allt glider ut när du drar åt fästet. Steget, riktningen och aktiveringsterminalerna på stegdrivrutinen delar inte en gemensam grund och jag hade bara en jordkabel som kom från Arduino så jag använde bygelkablar (de små svarta öglorna) för att ansluta alla jordterminaler tillsammans på steget förare. Den där lilla naken tråd som sticker ut och inte är ansluten till någonting ännu är den positiva ledningen för mikrobrytaren. I grund och botten kommer det ett steg, riktning, aktivering, mikrobrytare och jordkabel från Arduino.

Steg 10:

Att installera ACME -muttern, ledningsskruven och stegmotorn i sig var inte svårt men jag behövde MYCKET hjälp med att ta bort bilden och motvikter för att komma till ramen.

Steg 11:

ACME -mutter installerad.

Steg 12:

Här är en kort video av skissens hemdel. Det är långsamt av design när det jagar efter gränslägesbrytaren. Homing startar automatiskt efter varje gång det finns en strömavbrott så att stegföraren vet stegarens position. Om du höjer volymen vid 12 sekunders markering kan du höra mikrobrytaren klicka när den trycks in och klicka igen när den släpps efter att steget vänder.

Steg 13:

Och äntligen här är lyftet i aktion. Det tar 25 sekunder att lyfta bilden 53 tum.

Steg 14:

Komponenter monterade bakom TV: n.

Steg 15:

Jag lärde mig ett par lektioner att skriva och felsöka koden. Den första är att steget skulle börja homa vid uppstart även om mikrobrytaren var bortkopplad så jag kopplade Arduino istället till den normalt stängda (NC) sidan av strömbrytaren och lade till lite kod för att lämna skissen om omkopplaren inte är upptäckt, annars skulle steget aldrig sluta homing. Om du använder den normalt öppna (NO) sidan av strömbrytaren kan Arduino inte avgöra om omkopplaren är öppen eller helt enkelt inte är ansluten. Den andra lektionen jag lärde mig är att stegdrivrutinen skulle använda ström (full eller halv effekt beroende på en DIP -omkopplarinställning på stegdrivrutinen) för att hålla stegdrivrutinen på plats när den inte rör sig. Detta är meningsfullt för CNC- och 3D-utskriftsapplikationer men jag behövde inte hålla det på plats i timmar i taget (Tips: Halvkraftshållning gör att stegmotorn inte är lika varm lol) eftersom jag använde en relativt neutralt balanserad lyftmekanism. Lösningen är att använda stegdrivrutinens ENA (aktivera) stift. Jag kopplade stegförarens ENA+ till en stift på Arduino och ENA- till Arduino-marken och ställde helt enkelt in ENA+ -stiften till HIGH (On) för att berätta stegdrivrutinen att stänga av strömmen till steget mellan rörelserna. Om jag använde det här för att lyfta en tung TV skulle jag först försöka använda en antimotstötmutter för att se om det var tillräckligt för att hålla den uppe innan jag använder en ständigt driven stepper helt enkelt för att spara ström. Jag hoppas att denna instruerbara har varit till hjälp för någon! Tack för att du tittade!