Моторлоштурулган джойстикти иштеп чыгуу: 10 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бул моторлуу артка тартылуучу джойстик-кол менен секирүүчү джойстикти колдонууда кыйынчылыкка туш болгон майыптар арабасындагы колдонуучулар үчүн арзан баадагы чечим. Бул мурунку артка тартылуучу джойстиктин долбоорунун кайталанышы.

Долбоор эки бөлүктөн турат: механикалык бөлүк (монтаж дизайны, монтаж ж. Б.) Жана электрдик бөлүк (схема, Arduino коду ж. Б.).

Моторлоштурулган джойстик модулу бул жерде берилген көрсөтмөлөрдү аткаруу менен каалаган адам тарабынан жасалып, көчүрүлүшү мүмкүн. Микросхемалар же Arduino же Solidworks жөнүндө алдын ала билимдин кереги жок. Бул проектке абдан аз ширетүү тартылган жана ширетүү боюнча көрсөтмөлөрдү бул жерден тапса болот. Негизги бургулоо/иштетүү операцияларына жетүү зарыл болот. Дизайндын толук түшүндүрмөлөрү Механикалык бөлүк жана Электр Бөлүмүндө каралат.

1 -кадам: Мазмуну

1. Мазмуну

2. Өзгөчөлүктөрү жана Функционалдуулугу

   • Моторлуу артка тартуу жана узартуу механизми
   • Сол/Оң Режим
   • Модулдуулук
   • Жөнгө салынуучу айлануу ылдамдыгы

3. Даярдоо

   • Программалык камсыздоо

     Arduino

   • Аппараттык

     • Бардык бөлүктөрдүн жана керектүү шаймандардын кыскача мазмуну
     • Arduino Nano (Rev 3.0)
     • Мотор айдоочу чипи: L293D
     • Тартылуучу резисторлор
     • Баскычтар жана которгучтар
     • Мотор тандоо

   • Power майыптар арабасынан кубаттоо

     USB портун колдонуу

4. Механикалык бөлүк

   • Өндүрүш
   • Тиркемени чектөө
   • Кураштыруу/ажыратуу
   • Моторду алмаштыруу
   • Электроника корпусу

5. Электр бөлүгү

   • Райондор

     • Схемалар
     • Breadboard Layout
   • Arduino коду

6. Кадам баскан инструкциялар

   Нускамалардын PDF файлын жүктөп алыңыз

7. Мүчүлүштүктөрдү оңдоо
8. Видео документтер
9. Шилтемелер

2 -кадам: өзгөчөлүктөрү жана иштеши

Моторлуу артка тартуу жана узартуу механизми

Бул моторлуу артка тартылуучу джойстик тоосу майыптар арабасындагы колдонуучуларга джойстикти автоматтык түрдө тартып алууга же узартууга мүмкүнчүлүк берет. Колдонуучулар каалоолоруна жараша эки баскычты (бири артка тартуу үчүн, экинчиси узартуу үчүн) же бир баскычты (артка тартуу жана узартуу үчүн бир баскыч) басуу мүмкүнчүлүгүнө ээ. Баскычтардын жайгашуусу ийкемдүү жана колдонуучунун ар кандай талаптарын канааттандыруу үчүн өзгөрүшү мүмкүн. Баскычтар схемага универсалдуу баскычтар аркылуу туташат, андыктан бул демо колдонулган баскычтар каалаган универсалдуу баскыч менен алмаштырылышы мүмкүн.

Сол/Оң Режим

Бул продукт сол жана оң колу бар колдонуучулар үчүн ылайыктуу. Моторлоштурулган системаны кардардын коляскасына орнотуучу техник, электроника кутусундагы которгучту которуу менен режимди оңой өзгөртө алат. Кодго эч кандай өзгөртүүлөрдү киргизүүнүн кажети жок.

Модулдуулук

Продукт коопсуз эмес. Эгерде автоматташтырылган механизм иштебей калса же система оңдолуп жатса, кол менен бурулуп кетүүчү механизм жабыркабайт. Жөнөкөй чогултуу жана ажыратуу процессинин деталдуу сүрөттөмөсү кийинчерээк нускамада камтылган.

Жөнгө салынуучу айлануу ылдамдыгы

Автоматташтырылган механизмдин айлануу ылдамдыгы Arduino кодун өзгөртүү аркылуу жөнгө салынышы мүмкүн (көрсөтмөлөр кийинки бөлүмдөрдө берилген). Коопсуздук чарасы катары, айлануу ылдамдыгы өтө тез болбошу керек, анткени система жолдо эмне болушу мүмкүн экенин сезе албайт, бул кичинекей жаракат алып келиши мүмкүн.

3 -кадам: даярдоо

Программалык камсыздоо

Бул долбоордо Arduino колдонулат, андыктан сиздин компьютериңизге Arduino IDE орнотулган болушу керек. Колдонмону жүктөө үчүн шилтеме бул жерде. Бул продукт үчүн колдонулган Arduino коду кийинки бөлүмдө жеткиликтүү.

Аппараттык

Бардык бөлүктөрдүн жана керектүү шаймандардын кыскача мазмуну

Бул таблицада бул долбоорго керектүү болгон бардык бөлүктөр жана куралдар камтылган.

Arduino Nano (Rev 3.0)

Бул продуктто Arduino Nano (Rev 3.0) колдонулат. Бирок, сиз бул тактаны PWM казыктары бар башка Arduino такталарына алмаштыра аласыз. Бул долбоордо PWM төөнөгүчтөрү талап кылынат, анткени биз мотор драйверинин чипин (L293D) башкаруу үчүн Arduino (сүрөт) колдонобуз жана чипти PWM киргизүүлөрү көзөмөлдөшү керек. Ардуино Нанонун PWM казыктары (Rev 3.0) төмөнкүлөрдү камтыйт: D3 пин (Pin 6), D5 pin (Pin 8), D6 pin (Pin 9), D9 pin (Pin 12), D10 pin (Pin 13), D11 пин (Pin 14). Эгерде сиз Arduino Nano жөнүндө кененирээк маалыматка кызыксаңыз, анын пин жайгашуусу жана схемаларына бул жерден кайрылсаңыз болот.

Мотор айдоочу чипи: L293D

L293D - бул DC моторунун чипи, ал DC моторун саат жебеси боюнча да, саат жебесине каршы да айландырат.

Бул долбоордо колдонулган казыктарга төмөнкүлөр кирет: Enable1, 2 pin (Pin 1), Input 1 (Pin 2), Output 1 (Pin 3), GND (Pin 4), Output 2 (Pin 6), Input 2 (Pin 7), Vcc 1 (Pin 8), Vcc 2 (Pin 16).

• Иштетүү1, 2 пин (Pin 1): мотордун ылдамдыгын көзөмөлдөө
• Киргизүү 1 (Pin 2): мотордун багытын көзөмөлдөө
• Output 1 (Pin 3): моторго туташуу, полярдык мааниге ээ эмес
• GND (Pin 4): жерге туташуу
• Output 2 (Pin 6): моторго туташуу, полярдык мааниге ээ эмес
• Киргизүү 2 (Pin 7): мотордун багытын көзөмөлдөө
• Vcc 1 (Pin 8): чиптин ички схемасын кубаттаңыз, 5 Vга туташыңыз
• Vcc 2 (Pin 16): DC моторун кубаттоо, мотордун талабына жараша өзгөрөт. Бул долбоор үчүн колдонулган мотор 5 В менен иштей алат.

Эгерде сиз L293D жөнүндө көбүрөөк маалыматка кызыксаңыз, анын маалымат барагына бул жерден жана бул жерден кирүүгө болот.

Тартылуучу резисторлор

Ар бир баскыч/которгуч ылдый түшүүчү резистор менен жупташкан. Тартылуучу резисторлор бул жерде Arduino пинден туруктуу маанини окуй тургандыгын текшерүү үчүн. Эгерде сиз биздин баскычтарды/которуштургучту резистор менен жупташтырбасаңыз, Arduino тиешелүү пинден окуй турган маани 0 менен 1 ортосунда калкып чыгат. Бул учурда, баскычтар/которгуч күтүлгөндөй аткарылбайт. Биз ылдый түшүүчү резисторлорду колдонуп жаткандыктан, резисторлор тийиштүү санариптик пин менен жердин ортосунда өткөрүлөт, андыктан баскычтар/которгуч электр пини (+5V) менен Arduino Nano санариптик пининин ортосунда өткөрүлөт. Кнопка басылганда, Arduino тиешелүү пинден 1ди окуйт. Бул долбоордо үч 270 Ω резистор колдонулат.

Баскычтар/которуштуруу

Бул долбоордо биз баскычты оңой алмаштыруу үчүн панелде 3,5 мм баскычтын уячасын колдонобуз. Эки зымдуу которгуч (солго/оң колго өтүү режимине) түз эле нан тактасында зым менен жабылган, анткени көпчүлүк майыптар арабасы колдонуучуларга коммутатор менен иштешүүнүн кажети жок болот жана коммутатор бүт механизмди орнотууга жардам берген адам үчүн иштелип чыккан.

Мотор тандоо

Биз Бостон Home Inc компаниясынан ар кандай күчтөгү майыптар арабасынан колго түшүүчү стенддерди алдык. Бул үлгүлөрдүн бардыгын артка кайтаруу үчүн керектүү күч жана момент текшерилип, эсептелген. Мотордун өзгөчөлүктөрүн текшергенден кийин, көрсөтмөлөр үчүн демо катары мурда көрсөтүлгөн джойстик стендине орнотуу үчүн DC тиштүү мотору тандалып алынган, анткени бул джойстиктин стендине орнотуу 4 үлгүбүздүн ичинен эң көп моментти талап кылган. Сиз спецификацияга туура келээрин текшерүү үчүн джойстиктин колуна керектүү күчтү жана моментти + джойстиктин өз салмагын текшерип көргүңүз келет.

Power майыптар арабасынан кубаттоо

Көпчүлүк электр коляскалары 24В электр энергиясы менен жабдылган. Бул автоматташтырылуучу джойстик продуктуна 5В киргизүү талап кылынат. Продукт майыптар коляскасындагы электр энергиясын алуу үчүн иштелип чыккандыктан, тышкы электр менен камсыздоонун кереги жок.

USB портун колдонуу

DC-DC 24V-to-5V конвертери (чыңалууну түшүрүү үчүн Бак конвертери колдонулат.) USB порту бар модулду интернеттен заказ кылса болот (биз колдонгон бул жерден заказ кылынган). Бак конвертеринин киришин 24В электр булагына туташтырыңыз (кубат портуна кубат портуна жана жер портуна жерге порт), жана Arduino Nano тактасы USB порт аркылуу бак конвертер модулуна туташтырылышы мүмкүн.

4 -кадам: Механикалык бөлүк

Бардык өлчөөлөр жана өлчөмдөр биз бул долбоор үчүн колдонгон конкреттүү джойстиктин колуна карата жасалган. Булар колго жараша өзгөрүшү мүмкүн жана биз өзгөргүчтүктүн маанилүү жерлерин белгилейбиз.

Өндүрүш

Механикалык бөлүктү кайра түзүү үчүн үч кошумча бөлүк даярдалышы керек (Сүрөттөрдү караңыз). Джойстиктин сырткы колу механикалык компоненттерди джойстик тоосуна бекитүү үчүн өзгөртүүнү талап кылат.

1. Top Bracket
2. Төмөнкү кронштейн
3. Torque Coupler Block
4. Сырткы Кол

Алюминий L түрүндөгү бурчтук стокту (жогорку жана астыңкы кашаа), алюминий квадрат тилкесин (моментти бириктирүүчү блок) жана учурдагы джойстикти (сырткы кол) колдонуп, бөлүк чиймелерин жана/же 3D STL файлдарын ээрчиңиз.

Чектерди тиркөө алдында лимиттерди которгучка ширетүү керек. Лимит которгучтун жайгашуусу ийкемдүү, эгерде которгуч жабылганда жана джойстик кадимки абалында ачылганда. Чоо -жайын билүү үчүн 8 -кадамды жана "external_arm" файлдарын караңыз.

Ассамблея ыкмасы

Ар бир кадам үчүн цифраларды караңыз.

1. Моторду мотор кронштейнине тешиктерди тегиздөө жана 6 M-3 тегиз баштуу бурамалар менен бекитүү (моторду ордунда кармоо үчүн баарынын эле кереги жок, бирок максималдуу коопсуздук үчүн мүмкүн болушунча көбүрөөк бурап коюңуз; бурамаларды колдонууну унутпаңыз. мотордун бузулушуна жол бербөө үчүн кронштейндин калыңдыгына жараша туура узундук).
2. Кошкучту сырткы тилкенин астына тууралап, ½” #8-32 тегиз бурамасы менен бурап коюңуз. Колго бириктирүүчү бөлүктү туташтыруу үчүн колго 8-32 тешик бургулоо жана таптоо керек болушу мүмкүн. *Бул учурда кол сааттын жебесине каршы чыгып кетет, андыктан сырткы тилке (коляска колдонуучунун көз карашы боюнча) сол жакта. Оң колу бар колдонуучулар үчүн бул тескери болот.
3. Жогорку кронштейнди M-6 бурамасы менен артка тартылуучу колго бекиткиле (бошоп).
4. Артка тартылуучу колун узартылган абалга алып келиңиз.
5. Кыймылдаткычтын моторун бириктирүүчү бөлүктүн тийиштүү тешигине салып мотор-мотор кронштейнинин подборкасын артка тартылуучу колго бекит. Кронштейн бөлүгү тешиктерди тегиздеп, кол менен үстүңкү кронштейндин ортосуна тешилиши керек.
6. Эки кронштейнди бириктирүү үчүн ¼-20 бурамасын жана гайканы колдонуңуз. Андан кийин, жогорку кронштейндеги M6 бурамасын бекемдеңиз.
7. Тоо узартылган абалда экенин текшерип, моторду 10-32 винт/с менен кошкучка бекемдеңиз.
8. 2 #2-56 бурамалар менен чекти которгучту бурап коюңуз (чекти которгуч толугу менен сырткы абалда жабылганын текшериңиз - биздин учурда, ийин болты аны басат).

*Орнотуучу бурамаларды бекитүү боюнча эскертүү: бурама D-валдын тегиз тарабы менен интерфейске кириши керек. Биликтин багытын тууралоо үчүн, жалпак жагы каалаган абалга келгенге чейин моторду электр менен камсыздоого тиркеңиз. Же болбосо, төмөндөгү 4.1 Электр бөлүк микросхемаларында көрсөтүлгөн схеманы орнотуңуз жана 4.2 Электр бөлүгүнүн Arduino кодексинде көрсөтүлгөндөй 52 -саптагы убакытты каалаган абалга келгенге чейин өзгөртүңүз. Аны монтаждагандан кийин кайра өзгөртүүнү унутпаңыз!

Ажыратуу

Тескери багытта чогултуу процедурасын аткарыңыз. Моторуңуз күйүп кетсе жана алмаштырууга муктаж болсоңуз, төмөндө караңыз.

Моторду алмаштыруу

1. Бутту бириктирүүчү бөлүккө карматкан бураманы алып салыңыз.
2. ¼-20 кронштейнин бекиткичи менен гайканы бурап алыңыз.
3. Мотор-мотор кронштейнинин подборун сууруп алыңыз жана моторду алмаштыруу үчүн бурап алыңыз.
4. Жаңы моторду бурамалар менен кронштейнге бекит.
5. Жаңы мотор валын кошкучтун тешигине салыңыз, кронштейнди ордуна салыңыз (эгер керек болсо, жогорку M6 винтин бошотуп алыңыз).
6. Кронштейндерди кайра бекитүү үчүн ¼-20 бурамасын жана гайканы бурап коюңуз (эгер керек болсо, жогорку M6 бурамасын бекемдеңиз).
7. Акырында, валды орнотуучу винт менен кошкучка бекиткиле.

Электроника корпусу

1. Электр бөлүгүндө чогултулган нан тактасын сүрөттө көрсөтүлгөндөй электроника коробкасына салыңыз.
2. Тегирменди жана/же бургулоону колдонуп, туташтыргычтар үчүн уячаларды жана тешиктерди түзүңүз (Arduino USB порту, баскычтын уячасы жана которгуч).
3. Мисал үчүн жогорудагы сүрөттү караңыз. Slot жана тешик позициялары сиздин компоненттериңизге жана схемаңызга жараша болот.

5 -кадам: Электр бөлүгү

Райондор

Схемалар

Райондун схемалары ушул бөлүмдөгү 1 -сүрөттө көрсөтүлгөн жана ал Githubда да бар. 5V кубаты майыптар арабасынан Arduino Nano тактасына жеткирилет. Arduino Nano тактасы коддолгон, ошондуктан ал кыймылдаткычтын кыймылын жана кыймылын көзөмөлдөйт. Эгерде сизди кызыктырса, схеманын дизайны жана өткөргүчтөрү Аппараттык бөлүмдө (жабдуу бөлүмүнө гипершилтеме) түшүндүрүлөт.

Breadboard Layout

Fritzing же схемадан алынган нан тактасынын сүрөтү бул бөлүмдө 2 -сүрөттө көрсөтүлгөн, ал эми акыркы нан тактасынын сүрөтү 3 -сүрөттө көрсөтүлгөн.

Arduino коду

Бул продукт үчүн колдонулган код капталда көрсөтүлгөн жана аны бул жерден жүктөп алсаңыз болот.

Кодду arduinoго жүктөө үчүн, Arduino IDEди компьютерден жүктөп алыңыз. Жүктөп алган "Rhonda_v4_onebutton.ino" кодун колдонуңуз.

Коддун ар бир сабында код файлынын ичинде сап-сап түшүндүрмөсү бар.

Кодду Arduinoго жүктөп бериңиз (интерфейс бул жерде көрсөтүлгөн):

1. USB туташтыргычы аркылуу Arduino компьютерге туташтырыңыз

2. Arduino интерфейсиндеги Куралдар өтмөгүнөн:

   • Башкарманы "Arduino Nano" деп коюңуз
   • Портту USB портуна коюңуз
3. Жүктөө (→) баскычын басыңыз
4. Интерфейс "жүктөө аяктады" дегенди күтө туруңуз.

Учурдагы ылдамдык моторду айландыруу үчүн 25 "analogWrite (motorPin, 255)" линиясында 255 максимумга, ал эми моторду токтотуу үчүн 36 "analogWrite (motorPin, 0)" линиясында минималдуу 0 орнотулган. Ылдамдык диапазону мотор ылдамдыгына ылайыктуу катары 0дөн 255ке чейин белгилениши мүмкүн.

Учурдагы айлануу убактысы биз тандаган конкреттүү джойстикке орнотулган, бирок сиз жөн гана кодду өзгөртө аласыз (52 -сап), айлануу убактысын өзгөртүп, колуңуздагы спецификалык джойстикке ылайыкташа аласыз. Убакыт микросекунддарда Ардуинодо. Мисалы, биз айлануу убактысы 5 секунд болушун кааласак, анда убакытты "5000" деп Arduinoдо коюш керек.

6-кадам: Кадамдык инструкцияларды жүктөп алуу

7 -кадам: Мүчүлүштүктөрдү оңдоо (12/12/17 жаңыртылган)

1. Мотор колун артка тартпайт.

   • Которуу каалаган багытка коюлганын текшериңиз
   • Орнотулган бурамалар бекемделгенин текшериңиз
   • Механикалык тыгындарды текшериңиз
   • Мотор менен чынжырдын ортосундагы байланыштарды текшериңиз
   • Райондук туташууларды текшерүү (жөн эле мотору бар сыноо схемасы, монтаждалбаган)
   • Джойстикти кандайдыр бир күч менен колдоңуз: эгер кол азыр колдоосу менен артка тартылса, моторуңуздун күчү жетпейт! Сиз колдонгон баскыч иштей тургандыгын текшериңиз

2. Кол өтө алыс баратат же жетиштүү эмес.

   Arduino кодундагы убакытты Arduino Code Read Me -де көрсөтүлгөндөй өзгөртүңүз

8 -кадам: Видео документтер

9 -кадам: Шилтемелер

1. Өзүңүзгө арзан L293D мотор драйверин үйрөнүңүз (L293D үчүн толук колдонмо) https://just4electronics.wordpress.com/2015/08/28/learn-make-your-own-cheap-l293d-motor-drivera- толук жол көрсөткүч-l293d/

10 -кадам: UPDATE 5/14/18

• Темирден жасалган (жаңыдан жасалган алюминийге салыштырмалуу) чоңураак бийиктиги менен устундун бурулушун алдын алуу үчүн
• Жогорку моменттүү моторго которулду (1497 oz-in)
• Жаңыртылган код, ал компиляция болгон жок
• Кардардын коляскасында текшерилген оңдолгон түзмөк