Automatic Gate Slider Under $ 100: 15 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Under sommaren motiverade min pappa mig att titta på att köpa ett grindautomatiseringssystem och installera det. Så jag började min forskning och undersökte paketlösningar på AliExpress och lokala leverantörer. De lokala leverantörerna erbjöd kompletta lösningar inklusive installation för> $ 1000. Dessa var italienska system och skulle vara av mycket hög kvalitet. Men priset var långt utanför vår budget. Systemen på AliExpress var också ganska dyra, den billigaste var $ 500 före skatt. Jag gav i stort sett upp tanken på att köpa ett komplett system och undersökte några DIY -metoder.

Efter min första undersökning drog jag slutsatsen att det kommer att vara mycket svårt och tidskrävande att bygga det från grunden. Det också med begränsade resurser. Men sedan tog jag det som en utmaning och började sätta ihop en grov plan.

Det tog mycket försök och fel och mycket hårt arbete men jag kunde skapa ett tillförlitligt system för en prispunkt som inget annat system kan slå.

Om du funderar på att bygga något sådant här skulle jag uppmuntra dig att göra det när jag förklarar alla problem som jag stötte på under min byggprocess. Förhoppningsvis kommer du att kunna få lite insikt och undvika de misstag som jag gjorde.

Om du gillar det jag har gjort och förklarat, överväg att ge mig en röst. Allt stöd uppskattas mycket. _

Följ mig också på andra plattformar när jag delar mina framsteg mellan projekten.

Facebook: Badars verkstad

Instagram: Badars verkstad

Youtube: Badars verkstad

Steg 1: Planen

Jag började fundera på hur jag skulle gå tillväga. Det finns många sätt att hantera ett sådant projekt, var och en med sina egna fördelar och nackdelar.

Det första jag gjorde var att förstå det befintliga systemet jag arbetade med. För mig betydde detta min tunga, metalliska skjutgrind. För dig kan det betyda något annat och jag skulle rekommendera dig att först fullt ut förstå ditt system innan du bestämmer dig för en strategi.

Jag insåg att min grind inte var byggd särskilt bra och hade vissa variationer i rörelsen. Så oavsett vad min översättningsmetod skulle vara, skulle behöva tillgodose den variationen. Det fick mig att tänka på att använda motorcykelkedja. Jag har använt dem tidigare så jag var bekant med deras arbete. De är billiga och allmänt tillgängliga. Och deras stora sektioner betyder att mindre feljustering inte spelar någon större roll. Monteringen av kedjan på överkanten fungerade bra för mig eftersom jag hade en konsol på toppen för att montera motorn så att allt kunde sitta snyggt upptill på grinden.

Därefter kom motorvalet. Jag sköt för låg kostnad så jag grävde i min vänstra överdel och fann en vindrutetorkarmotor från min stridsrobot. Jag kom ihåg att den här motorn hade mycket vridmoment och var mycket välbyggd. Så jag var övertygad om att den skulle ha tillräckligt med ström för att köra grinden.

För nu hade jag all plan som jag behövde. Elektroniken och kontrollen är en helt annan historia och de kommer senare.

Steg 2: Testa motorn "noggrant"

Så jag var övertygad om att motorn kommer att kunna flytta grinden men jag tänkte inte bygga hela grejen och sedan bevisas fel. Så jag gjorde vad ingenjörer ska göra. Testning.

Jag tror att de ska göra beräkningar först men jag hade inga värden att beräkna utifrån. Så jag dammade bort min gamla stridsrobot och band den till porten. Stridsroboten använder två vindrutetorkarmotorer för att driva den. Och det var det närmaste jag kunde ställa upp snabbt i testens namn.

Jag gav roboten full gas och vad vet du, grinden började röra sig. Trots bristen på dragkraft kunde roboten flytta grinden. Det var tillräckligt bra för mig så jag fortsatte.

Steg 3: Gör motorfästet

Från en tidigare olycka visste jag att dessa motorer inte är några skämt. Och om du får fingret i kedjehjulet kan du kyssa det bra köp. Jag hade en nära förlorande incident när jag byggde stridsroboten så jag talar av erfarenhet.

Baserat på den erfarenheten ville jag att församlingen skulle vara så undanstoppad som möjligt. Så jag bestämde mig för att montera den på fästet som höll porten på plats.

Jag fäst först en stålplåt mellan de två vinkeljärnbitarna. Detta var så att jag kan montera min motorenhet ovanpå, utan att behöva oroa mig för att ha en stabil bas.

Jag bestämde mig för att göra motorn demonterbar från huvudporten eftersom jag kanske vill arbeta separat. Att ta av motorn hade varit väldigt svårt, särskilt för att jag arbetade i trånga utrymmen. Detta lönade sig senare när jag tog bort motorenheten flera gånger för att arbeta med den.

Som ni ser har jag fäst motorn på motorenheten. Jag fäst också kedjehjulet på motorn och ett par kedjehjul på vardera sidan för att styra kedjan på motorhjulet och inte låta det glida under belastning.

Steg 4: Gör kedjefästet

Hela temat för detta projekt var att hålla nere kostnaden, därför ville jag återanvända gamla bitar av stål som jag hade istället för att köpa nytt. Jag hittade ett gammalt vinkelstycke som var tillräckligt tjockt för min användning.

Jag klippte fonden i storlek med min vinkelslip och svetsade sedan ihop den för att göra fästet. Sedan svetsade jag fästet ovanpå grinden. En viktig sak att notera är att du inte vill svetsa ovanpå en målad yta. Slipa alltid bort färgen i svetsområdet.

Jag var tvungen att göra om svetsningen tre gånger. Första gången berodde på att jag inte monterade fästet utanför portens fysiska hårda stopp. Så när jag testade det och av misstag bröt en av ledningarna till gränslägesbrytaren, tvingade konsolen in gränslägesbrytaren och bröt den. Så det är viktigt att alltid montera fästena så att de inte kan skada en annan del av systemet om de elektroniska gränslägesbrytarna misslyckas.

Andra gången var för att jag monterade fästena snett. Detta var mitt första svetsprojekt och jag hade inte ordentliga klämmor så jag hade svårt att justera fästet.

Ett sista misstag jag gjorde var att borra ett hål efter att ha svetsat fästet helt. Och eftersom svetsning gör stålet mycket svårare är det mycket svårare att borra ut. Jag spenderade tre borrar och en timme med konstant borrning för att bara göra två hål.

Så lär av dessa misstag om du planerar att göra något liknande. Låt oss gå vidare med att installera kedjan.

Steg 5: Installera kedjan

Jag hade först olika tankar om hur man monterar kedjan så att den kommer att ha stötdämpning för att förhindra motoröverbelastning när man startar från en statisk position. Men ingenting verkade enkelt nog att genomföra. Så jag gick bara med den billigaste och enklaste lösningen.

Jag tog en kedja och skar mittlagret på ändstycket. Jag tog sedan en 3 bult och skar av huvudet. Jag fixerade bulten i den sista delen av kedjan och svetsade den. Det kanske inte är den vackraste lösningen. Men det kommer att fungera.

Jag kopplade alla kedjor från ände till ände och fixerade sedan mutteränden i kedjefästet på ena sidan. Jag mätte för att se var jag måste klippa kedjan på andra sidan. Jag markerade det och upprepade muttersvetsningen.

Jag monterade sedan kedjan ovanpå grinden. Jag använde ett par bultar för att säkra de två ändarna så att bulten inte löser sig.

Nyckeln i mitt fall var att inte dra åt kedjan för mycket eftersom det skulle påverka motorn och kedjehjulen mycket. Istället tycktes låta den tunga kedjan vila på portens övre kant vara det bästa sättet att undvika konstant belastning på motorn.

På det sättet, när motorn börjar flytta grinden, måste den först dra kedjans vikt innan den faktiskt drar i grinden. Det fungerar som en slags fjäder för att undvika motoröverbelastning.

Den mekaniska delen av portöppnaren är komplett. Vi kan gå vidare till några tester för att se om det verkligen fungerar.

Steg 6: Testning

Nu när den mekaniska sidan av projektet var klar kunde jag testa det för att räkna ut några knäckar och möjliga fallgropar. Jag använde ett 12v blybatteri och kopplade bara motorn manuellt till batteriet. Och japp! Porten började röra sig. Alla ansträngningar hittills var inte för ingenting.

Jag insåg några saker under testet. En var att grindkanalen behövde vara ren och allt behövde smörjas ordentligt. Annars kan den lilla motorn ha lite svårt att flytta grinden.

En annan viktig sak var att jag behövde ha ett slags elektroniskt överbelastningsskydd för min motor om de elektroniska gränslägesbrytarna slutade fungera. Jag ville inte steka motorn om det hände.

Jag bestämde också rätt kedjespänning för optimal prestanda när jag testade motorns strömdragning med olika spänningar. Lägre spänning var bättre eftersom det sugit upp alla brister i inriktningen genom att vicka åt vänster och höger utan att spänna ut motorn.

Med dessa resultat var jag redo att börja arbeta med den elektriska sidan av saker.

Steg 7: Elektronikplan

Så planen med elektroniksidan var att hålla saker så enkla som möjligt samtidigt som de hade önskad funktionalitet.

Strömmen kommer från ett 12V torrt blybatteri som kommer att anslutas till en batteriladdare. Även om jag hade många problem med laddaren som jag kommer att prata om senare.

Hjärnboxen kommer att vara en arduino -bräda. Inget fancy, bara en arduino uno. Motorstyrningen kommer att ske via ett 4-kanals reläkort som fungerar som en H-bro. RF -kommunikationen hanteras med en 433 mhz mottagarmodul. En av de billiga $ 1 brädorna. Även om det inte är den bästa idén i efterhand. Mer om detta senare. Strömavkänningen använder en 20A strömsensor. Och slutligen kommer gränslägesbrytarna och manuella omkopplarna bara att vara vanliga omkopplare.

De fjärrkontroller jag använde var programmerbara bilfjärrkontroller. Även om de gav mig besvär också.

Så detta var planen. Låt oss komma in i det nitty gritty av det.

Steg 8: Elektronikbyggnad

Byggprocessen för elektronik var inget komplicerat. Jag monterade allt på ett sätt så att jag snabbt kunde byta ut delar om det behövs. Jag använde headerstift och spadekontakter där det var möjligt för att möjliggöra snabb demontering. Jag använde ett relativt stort proto -kort för att ansluta gränslägesbrytarna och RF -kortet. Med en stor tavla kan jag lägga till fler funktioner i framtiden utan att behöva göra om det befintliga ramverket.

Det finns några problem som jag stötte på när det gäller elektronik. Först var reläbrädet. Spåren på reläkortet var inte utformade för att hantera stora strömmar vid låga spänningar. Vissa reläbrädor har spärrade spår men mina gjorde inte. Och ett av spåren sprängdes efter en tid. Så jag överbryggade alla högströmslinjer med en lämplig storlek tråd.

En annan stor fråga var laddaren som orsakade mycket EM -störningar. Detta berodde på att laddaren var av märket och inte hade någon form av certifieringar. Och störningen störde på kretsen. Det skulle slumpmässigt inte svara på rf -kommandon. Jag insåg att detta var ett EM -problem när jag tog min bärbara dator nära elektroniken för programmering och den gick helt ur kontroll. Jag köpte en fullmetallkroppsladdare som var mycket överväldigad för min användning men verkar fungera bra för tillfället. Jag kommer dock ändra det senare.

Jag fick också problem med kontakterna som jag använde för de externa switcharna. De är mycket sköra och går sönder när de tas ut flera gånger. Jag måste fortfarande räkna ut några bättre kontakter för det.

RF -modulen jag använde är en mycket grundläggande modul och dess räckvidd är inte imponerande alls. Men det var vad jag hade till hands och det som fungerade så jag fastnade för det nu. Även om jag planerar att uppgradera till en bättre modul, särskilt för att jag vill att intervallet ska vara ett problem. Jag hatar att behöva gå mot systemet bara för att få det att fungera.

Steg 9: Inrymmer elektroniken

Först monterade jag bara elektroniken på en plywoodbit och planerade att bygga en plastlåda ovanpå den. Men jag insåg då att det skulle bli mycket jobb. Så istället köpte jag en stor matbehållare som hade en vattentät tätning på sig.

Jag monterade batteriet och laddaren i botten. Jag monterade elektroniken på en plastbit som följde med lådan. Jag fyllde hack för alla trådar som kom ut ur lådan och använde sedan lite silikonfett för att säkerställa att inget vatten kan komma in. Jag gjorde också ett 3D -tryckt antennskydd i försök att maximera räckvidden.

Lådan fungerar perfekt. Det är klart så att jag kan se om allt är bra inuti utan att behöva öppna det. Och det har överlevt några allvarliga regnperioder så det borde vara bra. Även om en fråga är värme inuti lådan eftersom den är klar och solen kan värma upp elektronik snabbt. Enkel lösning på det är att täcka det med ett annat öppet lock för att undvika direkt solljus.

Steg 10: Gränslägesbrytare

Gränslägesbrytaren för porten var en allvarlig smärta eftersom jag var tvungen att gå igenom flera iterationer av designen för att få den att fungera pålitligt.

Först limmade jag bara två spakbrytare på båda sidor av fästet och limmade stötfångare på grinden för att slå omkopplarna. Detta var en solid idé i princip eftersom jag har sett det fungera i 3D -skrivare. Men efter några tester blev båda switcharna skadade och stötfångarna gick sönder. Jag uppgraderade till större switchar och lade till skum framför stötfångarna i hopp om att undvika påverkan. Men de bröt ändå av.

Jag insåg att grinden har mycket tröghet när den träffar gränslägesbrytaren och att därför inte ha en kraftstoppgränslägesbrytare. Jag gick till elektronikmarknaden för att söka efter idéer och hittade en rullströmställare.

Jag gjorde en 3D -tryckt fäste för den och en 3D -tryckt ramp. På så sätt skulle omkopplaren aktiveras när det kommer till sin gräns, men det kommer inte att vara i vägen om grinden av någon anledning inte stannar alls eller fortsätter att rulla på grund av tröghet.

Steg 11: Programmering av elektroniken

Att programmera elektroniken var ganska enkelt. För RF -mottagaren använde jag rcswitch -biblioteket som hanterar alla små detaljer för att ta emot signalen från fjärrkontrollerna. Resten var bara ett gäng if -loopar för att leta efter olika förhållanden. Ett av dessa villkor var att kontrollera om överströmsskydd. Jag använde en loop -räknare för att kolla efter det. Du kan hitta den bifogade koden och kommentera om du vill att jag ska förklara den mer detaljerat.

Steg 12: Problem avslöjade och deras korrigering

Under detta projekt mötte jag många mekaniska och elektriska problem. Jag har nämnt några tidigare men jag listar dem nedan.

1. Gränslägesbrytare för hårt stopp: Detta blev ett problem eftersom gränslägesbrytarna skulle få mycket kraft även efter att strömmen till porten var avbruten. En sådan tung massa har gott om tröghet. Och alla switchar som jag kunde tänka mig var inte tillräckligt för att absorbera den trögheten. Fixen är att använda rullande gränslägesbrytare som jag gjorde.

2. Gränslägesbrytarnas placering inom hårda gränser: Din fysiska placering av gränslägesbrytaren måste vara sådan att även om gränslägesbrytaren inte fungerar kan grinden inte rulla in i omkopplaren och förstöra den. Detta blev ett problem när en av gränslägesbrytarnas ledningar bröt av och grinden rullade in i omkopplaren och förstör konsolen och omkopplaren. Jag fixade detta genom att flytta kedjefästet utåt så att det inte kan träffa gränslägesbrytaren under några omständigheter.

3. För hög kedjespänning: När jag först satte på kedjan spände jag den så mycket att den satte mycket kraft på motoraxeln vinkelrätt mot dess rörelseplan. På grund av detta var motorn ineffektiv eftersom den kämpade mot mycket friktion. Detta skulle inte ha varit ett problem om jag gjorde ett ordentligt motorfäste med lager och allt men jag hade inte kompetensen för det. Dessutom var grinden inte rak längs dess längd så kedjan rörde sig från vänster till höger. För att åtgärda det här problemet lossade jag enkelt kedjan. Det går inte smidigt.

4. EM -störningar från laddaren: Batteriladdaren som jag ville använda producerade så mycket EMI att det gjorde mottagaren ineffektiv och osäker. Jag försökte applicera skärmning men jag tror att kombinationen av ledande och utstrålad EMI var för mycket för kretsen att hantera. Fixen för detta är inte en permanent lösning, men jag använde en mycket större metallkroppsladdare som är nästan 20 gånger så kraftfull än vad som behövs. Men det fungerar för tillfället.

5. RF -intervall: RF -mottagaren jag använde var inte den bästa. Det var en av de billiga $ 1. Räckvidden, även om den inte är hemsk, räcker inte för att jag ska trivas. För tillfället optimerade jag det bara med en trådantenn men jag letar efter en bättre RF -lösning.

6. Kopiera RF -fjärrkontroller: Det här var en så dum fråga, när jag äntligen kom på det skrattade jag. Så jag köper dessa programmerbara fjärrkontroller som kan lära sig koder från andra fjärrkontroller. Jag använde en av dem som grundlinje och försökte sedan kopiera koderna till den ena till den andra. Efter timmars tjafs fick jag reda på att du inte kan kopiera fjärrkontrollen från en annan fjärrkontroll som liknar den. Du kan bara kopiera koder från vanliga fjärrkontroller. Det tog mig otaliga timmar att komma på det. Så försök att inte falla i samma fälla. Fixen är att bara använda någon annan standardfjärrkontroll och sedan kopiera den till alla programmerbara fjärrkontroller.

7. Borrning i hårt stål: Detta var en irriterande fråga. När jag monterade mina kedjefästen på grinden ville jag borra ett hål i dem. Det var då jag fick reda på att stålet härdat eftersom jag svetsat det. Jag bröt många bitar när jag försökte ta mig igenom det här. Så mitt råd är att borra innan du svetsar. Kommer att spara dig mycket besvär.

Det här var några av de problem jag mötte under min konstruktion. Jag kommer att lägga till den här listan när jag tänker på fler frågor.

Steg 13: Avsluta bygget (är en byggnad någonsin klar?)

Jag slutförde bygget genom att sätta ihop allt. Elektroniklådan gick i stället och fick strömförsörjning. Jag färdigställde ett 3D -utskrivet hölje för de manuella rörelseomkopplarna och monterade dem där de lätt kunde nås. Jag satte ärmar på trådarna och band dem på plats för att undvika att någon tråd fastnar i de rörliga delarna. Jag tog isär motorenheten för att måla den. Jag målade också kedjefästena eftersom de redan hade börjat rosta.

Och det var det. Den automatiska grindreglaget var redo att användas. Det har gått två månader sedan jag avslutade det och det fungerar fortfarande som förväntat. Jag kommer att göra förbättringar av det när jag går hem så kan inte riktigt kalla det en färdig byggnad. Men slut för nu.

Jag spenderade mer än $ 100 på det med tanke på alla saker jag köpte som jag bröt eller aldrig slutade använda. Men jag kommer fortfarande att lista listan för att visa att det kan göras under $ 100 om du tänker på det.

Steg 14: Materialförteckning

Många delar inklusive stål, motor etc. återvanns. Därför är de inte den bästa tjockleken eller måste rengöras. Men jag slutade spara mycket pengar.

1. Vindrutetorkarmotor AliExpress = $ 10 från skrot
2. 12V 4,5Ah blybatteri = $ 10
3. 12V batteriladdare = $ 10
4. Motorcykelkedja = $ 20 (mindre från skrot)
5. Relämodul AliExpress = $ 3
6. Arduino Uno AliExpress = $ 4
7. Strömgivare AliExpress = $ 2
8. RF -modul AliExpress = $ 2
9. RF Remote AliExpress = $ 5
10. Bostäder = $ 15
11. Gränslägesbrytare AliExpress = $ 5
12. Övrigt (stål, tråd etc.) = $ 14

Totalt = $ 100

Steg 15: Slutsats

Detta projekt har pågått i två år nu. Och det har inte varit några fler problem. Hur som helst gör jag stegvisa förbättringar då och då. Jag har uppgraderat fjärrkontrollerna, lagt till vattentäta omkopplare, gjort om kablarna, lagt till spänningsavkänning, uppgraderat laddaren och mycket mer.

Bygget har visat sig vara mycket tillförlitligt genom hög värme och regn. Jag är stolt över vad jag kunde bygga, och det också till en mycket låg kostnad. Jag kommer snart att bygga ett annat system för några släktingar med några fler förbättringar av min ursprungliga design.

Jag hoppas att du lärde dig något av min resa genom detta bygge. Om du har några frågor eller kommentarer, vänligen fråga bort.