IR-gestuurde stappenmotorlift - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Ik moest automatisch een groot schilderij optillen dat een tv boven een open haard verbergt. De afbeelding is gemonteerd op een op maat gemaakt verschuifbaar stalen frame dat touwen, katrollen en contragewichten gebruikt, zodat deze met de hand kan worden opgetild. Dit klinkt in theorie goed, maar in de praktijk onhandig als je maar een paar minuten tv wilt kijken. Ik wilde het beeld automatisch optillen met IR-opdrachten van een Harmony Hub wanneer de tv wordt ingeschakeld.

Stap 1:

Hier is hoe de foto eerder werd opgeheven. Zoals je kunt zien was er niet genoeg ruimte om een typische tv-lift te installeren. Zelfs als er genoeg ruimte zou zijn, adverteren de hoogste tv-liften dat ze een tv tot 60 inch kunnen optillen, maar dat is misleidend omdat hun maximale verplaatsing meestal slechts 24 tot 30 inch is en ik het beeld 53 inch moest verplaatsen. Ik heb lineaire actuatoren onderzocht, maar opnieuw was er niet genoeg ruimte en ik kon geen compacte met zoveel lift vinden. Er was ook het probleem om uit te zoeken hoe het te bedienen met IR, aangezien de meeste een fysieke schakelaar of RF-afstandsbediening gebruiken.

Stap 2:

Ik had een mechanisme nodig dat compact was, 53 inch kon reizen en bestuurd kon worden door IR. Uiteindelijk besloot ik een grote stappenmotor te gebruiken met een lange draadspindel. Na een online zoektocht vond ik deze twee video's. Ik heb gewoon de twee concepten gecombineerd.

Stap 3:

Onderdelen lijst

NEMA 23 stappenmotor met hoog koppel

NEMA 23 Demper https://smile.amazon.com/gp/product/B07LFG6X8R Ik was bang dat de hoogfrequente trillingen van de stappenmotor zouden resoneren op het metalen frame en veel lawaai zouden maken, dus gebruikte ik een demper. De stepper was net iets breder dan het hoekijzer, dus een kant van de stepper zou eigenlijk worden vastgeklemd met schroeven, moeren en spatbordringen, dus ik moest deze stijldemper gebruiken met vier montagegaten aan elk uiteinde in plaats van de gebruikelijke twee.

Stappenmotorstuurprogramma 1.0-4.2A 20-50VDC

24V-voeding zonder ventilator

Arduino

Microschakelaar https://smile.amazon.com/dp/B07KLZTHR9 of https://smile.amazon.com/dp/product/B07V6VGV9J afhankelijk van hoeveel bereik je nodig hebt. Ik heb zo'n zware schakelaar gebruikt omdat ik hem op een hoekijzer monteerde.

IR-ontvangerdiode https://smile.amazon.com/dp/B00UO9VO8O Deze Vishay-ontvangers zijn zogenaamd de beste.

Heldere of gerookte Arduino-behuizing https://smile.amazon.com/gp/product/B075SXLNPG Iets transparants waar een IR-flitser doorheen kan.

Zyltech 8 mm T8x8 ACME loodschroef en moer ("T8" = 8 mm diameter; "x8" = 8 mm lift per omwenteling) Ik had een heel lange draadspindel nodig, dus ik vond deze 2000 mm (78 inch ~ 6.5 ft) op ebay https:/ /www.ebay.com/itm/323211448286 Gelukkig levert deze fabrikant een zware messing moer met een brede flens. De meeste andere merken hebben smalle flenzen met kleine montagegaten zo dicht bij de as dat ze geen ruimte laten voor ringen en borgmoeren.

8 mm tot 10 mm askoppeling https://smile.amazon.com/gp/product/B07X4VHYTQ Zorg ervoor dat u een solide, klemvormige koppeling zoals deze gebruikt, omdat deze veel steviger vastzit dan een stelschroeftype en de as of spindel.

Elke IR-afstandsbediening

Bedrading tussen Arduino en Stepper Driver https://smile.amazon.com/dp/B07D58W66X Ik heb de Arduino geprogrammeerd met aangrenzende pinnen, zodat ik een brede headerconnector zoals deze kon gebruiken die niet gemakkelijk losraakt.

4-aderige draad tussen Stepper Driver en Stepper

2-aderige draad tussen Arduino en microschakelaar

Terminalconnectoren in eurostijl

Stap 4:

Ik gebruikte de AccelStepper stepper-bibliotheek, zodat ik de stepper geleidelijk kon starten en stoppen, omdat er nogal wat massa bij betrokken was, maar ik moest de stepper nog steeds thuisbrengen bij het opstarten met behulp van een microschakelaar. Ik vond deze YouTube-video en tutorial die liet zien hoe je de stepper naar huis kunt sturen met behulp van normale high/low pin-switching voordat je de controle aan AccelStepper overhandigt voor een snellere beweging.

Stap 5:

Ik gebruikte een Arduino Uno en jumperdraden voor de coderings- en prototypingfase.

Stap 6:

Voordat ik de schets voor de lift kon schrijven, moest ik de IR-hexadecimale codes vinden voor de knoppen op de afstandsbediening die ik ging gebruiken voor op en neer, dus ik uploadde de bijgevoegde schets naar Arduino en opende de seriële monitor om de codes te bekijken terwijl Ik drukte op de knoppen op de afstandsbediening.

PS Dit is mijn eerste Arduino-project op Instructables. Om de een of andere reden wordt de code onleesbaar als ik de code-opmaakoptie gebruik of als bijlage als platte tekst bijvoeg, dus heb ik het geüpload met een.c-extensie. Hernoem het gewoon met Arduino's.ino-extensie. Of.txt als je het even snel wilt bekijken.

Stap 7:

De code voor de lift zelf.

Stap 8:

Ik gebruikte een Arduino Uno en individuele jumperdraden voor de prototyping-fase, maar wilde een 5-pins header-kabel gebruiken om te voorkomen dat de draden per ongeluk los zouden worden getrokken. Het enige Arduino-bord van volledige grootte dat ik kon vinden zonder vooraf geïnstalleerde header-pinnen, was een Arduino Leonardo uit de officiële Arduino-winkel. De code is voor beide hetzelfde, behalve dat er een bekend conflict is tussen de Leonardo's pin 13 LED en IR-ontvanger, dus ik kon de LED niet laten knipperen voor visuele feedback bij het ontvangen van IR-signalen zoals ik kon met de Uno, maar dat was geen biggy. De enige andere opvallende verschillen zijn dat de Leonardo een micro-USB-connector gebruikt en veel sneller opstart dan de Uno. Ik heb de draden van de IR-ontvanger 90 graden gebogen en permanent vastgesoldeerd om naar de bovenkant van de behuizing te kijken waar ik van plan was de IR-flitser van de Harmony Hub te plakken.

Stap 9:

Ik wilde alles zo compact mogelijk houden, dus vond ik deze kleine verstelbare kabelbox / modembevestiging https://smile.amazon.com/dp/B077T45BXR om de Arduino, stepper-driver en voeding te bevatten. Ik heb klittenband en siliconen servotape gebruikt om te voorkomen dat alles eruit glijdt bij het vastdraaien van de houder. De stap-, richtings- en activeringsterminals op de stepper-driver delen geen gemeenschappelijke aarde en ik had maar één aardingsdraad die van de Arduino kwam, dus ik gebruikte jumperdraden (die kleine zwarte lussen) om alle aardingsterminals op de stepper met elkaar te verbinden bestuurder. Dat kleine kale draadje dat nog nergens op is aangesloten, is de positieve draad voor de microschakelaar. In principe is er een stap, richting, inschakelen, microschakelaar en aardingsdraad afkomstig van de Arduino.

Stap 10:

Het installeren van de ACME-moer, spindel en stappenmotor zelf was niet moeilijk, maar ik had VEEL hulp nodig bij het verwijderen van de afbeelding en contragewichten om bij het frame te komen.

Stap 11:

ACME-moer geïnstalleerd.

Stap 12:

Hier is een korte video van het homing-gedeelte van de schets. Het is traag van ontwerp terwijl het op jacht is naar de eindschakelaar. De homing start automatisch na elke stroomuitval, zodat de stepper-driver de positie van de stepper kent. Als u het volume op 12 seconden hoger zet, kunt u de microschakelaar horen klikken wanneer deze wordt ingedrukt en opnieuw klikken wanneer deze wordt losgelaten nadat de stepper is omgekeerd.

Stap 13:

En tot slot is hier de lift in actie. Het duurt 25 seconden om de afbeelding 53 inch op te tillen.

Stap 14:

Componenten gemonteerd achter de tv.

Stap 15:

Ik heb een paar lessen geleerd bij het schrijven en debuggen van de code. De eerste is dat de stepper bij het opstarten zou beginnen te homing, zelfs als de microschakelaar was losgekoppeld, dus ik heb de Arduino in plaats daarvan aangesloten op de normaal gesloten (NC) kant van de schakelaar en wat code toegevoegd om de schets te verlaten als de schakelaar dat niet is gedetecteerd, anders zou de stepper nooit stoppen met homing. Als u de normaal open (NO) kant van de schakelaar gebruikt, kan de Arduino niet zien of de schakelaar open is of gewoon niet is aangesloten. De tweede les die ik heb geleerd, is dat de stepper-driver stroom zou gebruiken (volledig of half vermogen, afhankelijk van een DIP-schakelaarinstelling op de stepper-driver) om de stepper-driver op zijn plaats te houden wanneer deze niet beweegt. Dit is logisch voor CNC- en 3D-afdruktoepassingen, maar ik had het niet nodig om uren achter elkaar op zijn plaats te houden (Hint: vasthouden op halve kracht maakt de stappenmotor niet zo hot lol) omdat ik een relatief neutraal gebalanceerd liftmechanisme gebruikte. De oplossing is om de ENA (enable) pinnen van de stepper driver te gebruiken. Ik verbond de ENA+ van de stepper-driver met een pin op de Arduino en de ENA- met de Arduino-aarde en schakelde de ENA+-pin eenvoudig naar HIGH (On) om de stepper-driver te vertellen dat hij de stroom naar de stepper tussen de bewegingen moet uitschakelen. Als ik dit zou gebruiken om een zware tv op te tillen, zou ik eerst proberen een anti-spelingmoer te gebruiken om te zien of dat genoeg was om hem op te houden voordat ik een constant aangedreven stepper zou gebruiken, gewoon om stroom te besparen. Ik hoop dat deze Instructable iemand heeft geholpen! Bedankt voor het kijken!