Αυτόματο ανοιχτήρι δοχείων βαφής: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Αυτό το διδακτικό δημιουργήθηκε για να εκπληρώσει την απαίτηση έργου του Makecourse στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα (www.makecourse.com). Στο σημερινό Instructable, θα σας δείξω πώς να δημιουργήσετε ένα αυτοματοποιημένο άνοιγμα δοχείων βαφής.

Βήμα 1: Βήμα 1: Σχεδιασμός του Paint Can Opener

Το πρώτο βήμα στη δημιουργία του αυτοματοποιημένου ανοιχτήρι δοχείων βαφής είναι να σχεδιάσετε και να καταλάβετε ποιο είναι το συνολικό σας σχέδιο παιχνιδιού. Κάποιοι μπορεί να επιθυμούν να φτιάξουν ένα έργο από ξύλο, άλλοι μπορεί να επιθυμούν τρισδιάστατη εκτύπωση ή ίσως απλώς φελιζόλ/χαρτόνι. Το υλικό υπαγορεύει τη σταθερότητα του έργου, αλλά ορισμένοι μικρότεροι χώροι και περιορισμένοι προϋπολογισμοί μπορεί να υπαγορεύουν τη συνολική σχεδίαση και υλικό που μπορεί να θέλετε να χρησιμοποιήσετε για τη δημιουργία του αυτοματοποιημένου ανοίγματος δοχείων βαφής. Από εδώ και πέρα, θα χρησιμοποιήσω ένα μείγμα τρισδιάστατων εκτυπωμένων εξαρτημάτων, φελιζόλ και ηλεκτρονικού υλικού για να δημιουργήσω ένα αυτοματοποιημένο άνοιγμα δοχείων βαφής. Η διαδικασία σχεδιασμού σας είναι πιο σημαντική στην προσπάθεια να κάνετε έναν γενικό στόχο ή σχέδιο που θέλετε να ακολουθήσετε για να επιτύχετε τον στόχο σας με τους περιορισμούς που υπάρχουν. Αυτό το βήμα δεν είναι εύκολο και μπορεί να χρειαστούν αρκετές προσπάθειες και σχέδια πριν βρείτε ένα σχέδιο που ικανοποιεί τους περιορισμούς σας, αλλά μόλις έχετε έναν γενικό στόχο, θα κάνει τα υπόλοιπα βήματα πολύ πιο εύκολο να ακολουθηθούν.

Βήμα 2: Βήμα 2: Δημιουργία του Arduino Circiut για λειτουργία

Ξεκινώ με τη ρύθμιση ηλεκτρονικού υλικού που είχα επιλέξει για το αυτοματοποιημένο ανοιχτήρι δοχείων βαφής. Χρησιμοποίησα ένα Arduino Uno ως τον κύριο μικροελεγκτή μου που ελέγχει τις συνολικές λειτουργίες του έργου, έναν σερβοκινητήρα 9g μικροϋπολογιστή που θα λειτουργούσε τον μηχανισμό ανοίγματος του σχεδιασμού μου επιτρέποντας την επαναλαμβανόμενη κίνηση της μετακίνησης του σερβο βραχίονα από 0 σε 90 σε 0 90 κ.λπ., ένας βηματικός κινητήρας 5V που ελέγχει την περιστροφική κίνηση του χρώματος μπορεί μέσω ενός συστήματος ταχυτήτων, μερικές αντιστάσεις 220ohm που επιτρέπουν στο κουμπί και το φως να λειτουργούν, ένα 1/2 breadboard (μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας πλήρης πίνακας αλλά για μείωση χώρος επέλεξα ένα 1/2) που σας επιτρέπει να συνδέσετε τα πάντα, μια χούφτα Dupont/jumper Wires για να συνδέσετε όλα τα εξαρτήματα, ένα πρόγραμμα οδήγησης ULN2003A που ελέγχει τη λειτουργία του βηματικού κινητήρα (η φωτογραφία κυκλώματος χρησιμοποιεί EasyDriver - Stepper Motor Πρόγραμμα οδήγησης, αλλά είτε θα λειτουργούσε), ένα πράσινο LED 5 mm, ένας μίνι διακόπτης (κουμπί), ένα καλώδιο USB A έως B για σύνδεση στον υπολογιστή σας και ένα τροφοδοτικό μπαταρίας 5V DC 2200mAh που υποστηρίζει τροφοδοσία στο Arduino, ώστε να μπορεί να λειτουργεί τον ανεβασμένο κώδικα που θα κάνω γραφέας αργότερα.

Βήμα 3: Βήμα 3: Γράψτε τον κώδικα C+ για τη λειτουργία του Arduino

Στις παρακάτω εικόνες έχω τον κωδικό που δημιούργησα για τη λειτουργία της ρύθμισης κυκλώματος που είχα δείξει στο προηγούμενο βήμα. Μπορείτε να κατεβάσετε τη βιβλιοθήκη λειτουργιών στο σεμινάριο www.makecouse.com για τη λειτουργία του βηματικού κινητήρα που είχα χρησιμοποιήσει. Ο ίδιος ο κώδικας συνολικά έχει δημιουργηθεί για να ξεκινήσει ένας συνεχής βρόχος μόλις πατηθεί το αρχικό κουμπί στο ψωμί. Μόλις πατηθεί το κουμπί, η πράσινη λυχνία LED ενεργοποιείται για να δηλώσει ότι το αυτόματο άνοιγμα δοχείων βαφής είναι σε λειτουργία. Ο σερβοκινητήρας και ο βηματικός κινητήρας λειτουργούν από κοινού με το βηματικό μοτέρ που λειτουργεί τη στρεπτική κίνηση της πλάκας βάσης στην οποία μπορεί να κάθεται το χρώμα τετραγωνικού μεγέθους, και το σερβο που λειτουργεί το άνοιγμα που χρησιμοποιεί μοχλό και αντίσταση σε ελατήριο που επιτρέπει το ανοιχτήρι για να ξεκολλήσει το καπάκι από το δοχείο βαφής. Το κουμπί επαναφοράς στο Arduino Uno διακόπτει τη λειτουργία μέχρι να πατηθεί ξανά το κουμπί. Ανεβάστε αυτόν τον κωδικό (ή έναν παρόμοιο κώδικα που έχετε δημιουργήσει) στο Arduino χρησιμοποιώντας το καλώδιο USB σε Α έως Β. Μόλις μεταφορτωθεί το πρόγραμμα, αφαιρέστε το USB από τον υπολογιστή σας και συνδέστε το σε μια μπαταρία ή μια πηγή ενέργειας για να τροφοδοτήσετε τη μονάδα από εδώ και πέρα.

Βήμα 4: Βήμα 4: Τρισδιάστατη εκτύπωση των απαραίτητων εξαρτημάτων

Εκτύπωσα συνολικά 4 μέρη για το αυτοματοποιημένο ανοιχτήρι μου. Το πρώτο μέρος είναι ένα δοχείο συγκράτησης που θα συγκρατεί τον μηχανισμό ανοίγματος και τον σερβοκινητήρα. Το δεύτερο μέρος είναι το ίδιο το άνοιγμα που ταιριάζει με το βασικό ανοιχτήρι που μπορεί να αγοραστεί σε οποιοδήποτε κατάστημα βαφής Sherwin-Williams χωρίς χρέωση. Τα τελευταία 2 είναι το σύστημα ταχυτήτων που λειτουργεί την πλάκα βάσης στην οποία θα στηρίζεται το χρώμα. Η πρώτη ταχύτητα που απεικονίζεται παραπάνω είναι ένα γρανάζι/βάση που συνδέεται με μια πλάκα βάσης και μια δεύτερη ταχύτητα που ελέγχει την περιστροφή του δοχείου βαφής. Η δεύτερη ταχύτητα που βρίσκεται πάνω από το βηματικό μοτέρ μπορεί να εκτυπωθεί χρησιμοποιώντας την ίδια σχέση που φαίνεται παραπάνω. Το άνοιγμα λειτουργεί ενάντια σε ένα ελατήριο προέκτασης που απεικονίζεται παραπάνω και στερεώνεται από τις βίδες του μηχανήματος που απεικονίζονται και παραπάνω. Ένας σερβοκινητήρας είναι προσαρτημένος στο πλάι, ώστε να λειτουργεί από κοινού με τη λειτουργία κωδικών που αναφέρθηκε προηγουμένως. Η πλάκα βάσης που κατασκεύασα χρησιμοποιούσε απλό μονωτικό φελιζόλ που βρέθηκε στο τοπικό μου Lowe's με διάμετρο 6 1/2 "και εσωτερική διάμετρο 4". Το δοχείο βαφής τετραγωνικού μεγέθους θα κάθεται άνετα στο άλσος με πλάκα βάσης και οι οπές στη μέση συνδέουν το γρανάζι/βάση με την πλάκα βάσης. Αργότερα βάφω την πλάκα με κόκκινο μόνο για αισθητικούς σκοπούς.

Βήμα 5: Βήμα 5: Δημιουργία της βάσης και της βάσης του έργου

Πρώτα φτιάξτε τη βάση στην οποία θα περιστραφεί η πλάκα βάσης και ο βηματικός κινητήρας γλιστράει. Έφτιαξα μια δομή κολλώντας φελιζόλ το ένα πάνω στο άλλο και επέτρεψα στην κόλλα να σκληρύνει πριν κόψω στο επιθυμητό σχήμα χρησιμοποιώντας μια απλή λεπίδα πριονιού που είχα αγοράσει στο τοπικό μου Lowe's. (Δεν είχα το ίδιο το πριόνι, απλώς κράτησα τη λεπίδα σε ένα πανί για να μου επιτρέψει να κόψω το φελιζόλ). Έκοψα το κουτί σε τετράγωνο σχήμα 6 1/2 "και πάχος 3". Η οπή διαμέτρου 0,9 "στην οποία στηρίζεται η πλάκα βάσης και το γρανάζι/βάση είναι 3" απόσταση από το βηματικό μοτέρ. Η τοποθέτηση του βηματικού μοτέρ και του ανοίγματος εξαρτάται από το σχέδιό σας, αλλά πρέπει να είναι 3 "για να λειτουργούν ομαλά τα γρανάζια εάν χρησιμοποιούσατε τις ίδιες διαστάσεις που είχα χρησιμοποιήσει. Πρόσθεσα επιπλέον τρύπες για να προσθέσω βάρος για να συγκρατηθεί η δομή που γέμισα με πένες και πρόσθεσε μια επένδυση από φύλλο αλουμινίου στην τρύπα στην οποία βρίσκεται η πλάκα βάσης για να μειωθεί ο συντελεστής τριβής μεταξύ της βάσης γραναζιών του εκτυπωτή 3D και του κιβωτίου. Επίσης αυτό μου επέτρεψε να προσθέσω λιπαντικά αν χρειαστεί για να εξομαλυνθεί η λειτουργία αλλά δεν χρειάζονται. Θα συνιστούσα την τρισδιάστατη εκτύπωση ολόκληρου του σώματος, αλλά με τον χρονικό περιορισμό και τα διαθέσιμα υλικά, το φελιζόλ ήταν το μόνο που μπορούσα να διαχειριστώ. Η βάση είναι 13 "ύψος και 6 1/2" πλάτος με ένα κενό 2 "που επιτρέπει στο άνοιγμα να έρθει σε επαφή με το χρώμα τετραγωνικού μεγέθους μπορεί τέλεια. Πρόσθεσα μια επιπλέον επέκταση 3 1/2 "στη βάση για πρόσθετη υποστήριξη για τη βάση, αλλά μπορεί να είναι περιττή εάν σας απασχολεί ο χώρος. Μπορεί να χρειαστούν ορισμένες προσαρμογές ανάλογα με τον προσωπικό σας σχεδιασμό. Στη συνέχεια κόβω πλάτος 2 1/2" τρύπα μήκους 4 "και βάθους 2 1/2" όπου το δοχείο συγκράτησης θα ταιριάζει άνετα. Αφαίρεσα μια επέκταση 1/2 "στη δεξιά πλευρά της οπής για να επιτρέψει στον σερβοκινητήρα να ταιριάξει σωστά στη θέση του. Ζωγράφισα τις δομές για σκοπούς προβολής, αλλά αυτό δεν είναι απαραίτητο.

Βήμα 6: Βήμα 6: Συναρμολόγηση όλων των ηλεκτρικών εξαρτημάτων και των δημιουργημένων κομματιών

Σε αυτό το βήμα, εξαρτάται από τον συγκεκριμένο σχεδιασμό σας. Γλίστρησα το δοχείο που κρατούσε το άνοιγμα στην τρύπα που είχα κόψει στο πάνω μέρος της βάσης. Πρόσθεσα επίσης το βηματικό μοτέρ με το αντίστοιχο εργαλείο τρισδιάστατης εκτύπωσης. Το τρισδιάστατο γρανάζι/βάση που συνδέεται με το γρανάζι βηματικών κινητήρων και συγκρατεί την πλάκα βάσης. Με αυτό έστησα το κύκλωμα Arduino που είχα περιγράψει νωρίτερα συνδέοντας το βηματικό μοτέρ στο πρόγραμμα οδήγησης ULN2003A και το σερβοκινητήρα στο breadboard/Arduino. Με αυτό δοκίμασα την περιστροφή και την κίνηση του συγκροτήματος και έκανα μικρές αλλαγές ρύθμισης για να λειτουργήσω γρηγορότερα και πιο ομαλά (προσθήκη λιπαντικών, άνοιγμα οπών ευρύτερα κ.λπ.). Πρόσθεσα το ανοιχτήρι που είχα λάβει σε οποιοδήποτε κατάστημα χρωμάτων Sherwin Williams και ένα άδειο δοχείο βαφής με υγρά για να καταδείξει τη λειτουργία ενός πλήρους ανοικτού δοχείου χρώματος. Το άνοιγμα θα πρέπει να κινείται κάθετα για να χρησιμοποιήσει έναν μηχανικό μοχλού για να ξεκολλήσει το καπάκι από το δοχείο βαφής. Ο βηματικός κινητήρας κινεί το σύστημα μετάδοσης από κοινού για να περιστρέψει το τετράγωνο χρώμα που βρίσκεται στην πλάκα βάσης, έτσι ώστε το άνοιγμα να επιτρέπει το καπάκι να αφαιρεθεί πλήρως. Αφού συναρμολογήσετε το αυτοματοποιημένο ανοιχτήρι δοχείων βαφής με την αντίστοιχη ηλεκτρονική ρύθμιση κυκλώματος Arduino, κάντε τις απαραίτητες προσαρμογές και το τελικό σας έργο θα πρέπει να είναι ένα ολοκληρωμένο αυτοματοποιημένο άνοιγμα δοχείων βαφής.