IR-gesteuerter Schrittmotorlift - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Ich musste ein großes Bild automatisieren, das einen über einem Kamin montierten Fernseher verbirgt. Das Bild ist an einem benutzerdefinierten Schieberahmen aus Stahl montiert, der Seile, Rollen und Gegengewichte verwendet, damit es von Hand angehoben werden kann. Das hört sich in der Theorie gut an, ist aber in der Praxis unpraktisch, wenn man nur ein paar Minuten fernsehen möchte. Ich wollte das Anheben des Bildes mit IR-Befehlen von einem Harmony Hub automatisieren, wenn der Fernseher eingeschaltet wird.

Schritt 1:

Hier ist, wie das Bild zuvor angehoben wurde. Wie Sie sehen, war nicht genügend Platz vorhanden, um einen typischen TV-Lift zu installieren. Selbst wenn genügend Platz vorhanden wäre, werben die höchsten TV-Lifte damit, dass sie einen Fernseher bis zu 60 Zoll anheben können, aber das ist irreführend, da ihr maximaler Hub normalerweise nur 24 bis 30 Zoll beträgt und ich das Bild 53 Zoll bewegen musste. Ich habe Linearantriebe untersucht, aber auch hier war nicht genug Platz und ich konnte keinen kompakten mit so viel Hub finden. Außerdem gab es das Problem herauszufinden, wie man es mit IR betätigt, da die meisten einen physischen Schalter oder eine RF-Fernbedienung verwenden.

Schritt 2:

Ich brauchte einen Mechanismus, der kompakt war, 53 Zoll zurücklegen und per IR gesteuert werden konnte. Ich entschied mich schließlich für die Verwendung eines großen Schrittmotors mit einer langen Leitspindel. Nach einer Online-Suche habe ich diese beiden Videos gefunden. Ich habe einfach die beiden Konzepte kombiniert.

Schritt 3:

Liste der Einzelteile

NEMA 23 Schrittmotor mit hohem Drehmoment

NEMA 23 Dämpfer https://smile.amazon.com/gp/product/B07LFG6X8R Ich war besorgt, dass die hochfrequenten Vibrationen des Schrittmotors auf dem Metallrahmen mitschwingen und viel Lärm machen würden, also habe ich einen Dämpfer verwendet. Der Stepper war nur ein wenig breiter als das Winkeleisen, so dass eine Seite des Steppers tatsächlich mit Schrauben, Muttern und Kotflügelscheiben festgeklemmt wurde, also musste ich diesen Dämpfer mit vier Befestigungslöchern an jedem Ende anstelle der üblichen verwenden zwei.

Schrittmotortreiber 1.0-4.2A 20-50VDC

Lüfterloses 24V Netzteil

Arduino

Mikroschalter https://smile.amazon.com/dp/B07KLZTHR9 oder https://smile.amazon.com/dp/product/B07V6VGV9J je nach benötigter Reichweite. Ich benutzte einen Hochleistungsschalter wie diesen, da ich ihn an Winkeleisen montierte.

IR-Empfängerdiode https://smile.amazon.com/dp/B00UO9VO8O Diese Vishay-Empfänger sind angeblich die besten.

Durchsichtiges oder geräuchertes Arduino-Gehäuse https://smile.amazon.com/gp/product/B075SXLNPG Etwas Transparentes, das ein IR-Blitzer durchdringen kann.

Zyltech 8mm T8x8 ACME Leitspindel und Mutter ("T8" = 8mm Durchmesser; "x8" = 8mm Hub pro Umdrehung) Ich brauchte eine wirklich lange Leitspindel, also fand ich diese 2000mm (78 Zoll ~ 6,5 ft) bei ebay https:/ /www.ebay.com/itm/323211448286 Glücklicherweise bietet dieser Hersteller eine robuste Messingmutter mit breitem Flansch an. Die meisten anderen Marken haben schmale Flansche mit kleinen Befestigungslöchern, die so nahe an der Welle liegen, dass kein Spiel für Unterlegscheiben und Sicherungsmuttern bleibt.

8 mm bis 10 mm Wellenkupplung https://smile.amazon.com/gp/product/B07X4VHYTQ Verwenden Sie unbedingt eine solide Klemmkupplung wie diese, da sie viel fester hält als eine Feststellschraube und die Welle oder Leitspindel.

Jede IR-Fernbedienung

Verkabelung zwischen Arduino und Stepper Driver https://smile.amazon.com/dp/B07D58W66X Ich habe das Arduino mit benachbarten Pins programmiert, damit ich einen breiten Header-Anschluss wie diesen verwenden kann, der sich nicht leicht lösen lässt.

4-adriges Kabel zwischen Steppertreiber und Stepper

2-adriges Kabel zwischen Arduino und Mikroschalter

Anschlussstecker im Euro-Stil

Schritt 4:

Ich habe die AccelStepper-Stepper-Bibliothek verwendet, damit ich den Stepper schrittweise starten und stoppen konnte, da ziemlich viel Masse beteiligt war, aber ich musste den Stepper beim Einschalten mit einem Mikroschalter nach Hause bringen. Ich habe dieses YouTube-Video und -Tutorial gefunden, das zeigt, wie man den Stepper mit normalem High/Low-Pin-Umschalten nach Hause bringt, bevor die Steuerung für die schnellere Bewegung an AccelStepper übergeben wird.

Schritt 5:

Ich habe ein Arduino Uno und Überbrückungsdrähte für die Codierungs- und Prototyping-Phase verwendet.

Schritt 6:

Bevor ich die Skizze für den Aufzug schreiben konnte, musste ich die IR-Hex-Codes für die Tasten auf der Fernbedienung finden, die ich für oben und unten verwenden wollte, also lud ich die angehängte Skizze auf Arduino hoch und öffnete den seriellen Monitor, um die Codes anzuzeigen, während Ich habe Tasten auf der Fernbedienung gedrückt.

PS Dies ist mein erstes Arduino-Projekt auf Instructables. Aus irgendeinem Grund wird der Code verstümmelt, wenn ich entweder die Codeformatoption verwende oder als Nur-Text anhänge, sodass ich ihn mit der Erweiterung.c hochgeladen habe. Benennen Sie es einfach mit der.ino-Erweiterung von Arduino um. Oder.txt, wenn Sie nur einen kurzen Blick darauf werfen möchten.

Schritt 7:

Der Code für den Aufzug selbst.

Schritt 8:

Ich habe ein Arduino Uno und einzelne Überbrückungsdrähte für die Prototyping-Phase verwendet, wollte aber ein 5-poliges Header-Kabel verwenden, um zu verhindern, dass die Drähte versehentlich gelöst werden. Das einzige Arduino-Board in voller Größe, das ich ohne vorinstallierte Header-Pins finden konnte, war ein Arduino Leonardo aus dem offiziellen Arduino-Shop. Der Code ist für beide gleich, außer dass ein bekannter Konflikt zwischen der Pin 13-LED des Leonardo und dem IR-Empfänger besteht, so dass ich die LED nicht zum Blinken bringen konnte, um visuelles Feedback zu erhalten, wenn ich IR-Signale wie mit dem Uno empfange, aber das war kein Problem. Die einzigen anderen bemerkenswerten Unterschiede sind, dass der Leonardo einen Micro-USB-Anschluss verwendet und viel schneller bootet als der Uno. Ich habe die Kabel des IR-Empfängers um 90 Grad gebogen und dauerhaft verlötet, um die Oberseite des Gehäuses zu zeigen, wo ich den IR-Blinker des Harmony Hubs anbringen wollte.

Schritt 9:

Ich wollte alles so kompakt wie möglich halten, also habe ich diese kleine verstellbare Kabelbox / Modemhalterung https://smile.amazon.com/dp/B077T45BXR gefunden, um den Arduino, den Steppertreiber und das Netzteil zu halten. Ich habe Klett- und Silikon-Servoband verwendet, um zu verhindern, dass beim Anziehen der Halterung alles herausrutscht. Die Schritt-, Richtungs- und Freigabeklemmen am Schrittmotortreiber haben keine gemeinsame Masse und ich hatte nur einen Erdungsdraht vom Arduino, also habe ich Überbrückungsdrähte (diese kleinen schwarzen Schleifen) verwendet, um alle Erdungsklemmen am Stepper miteinander zu verbinden Treiber. Dieser kleine blanke Draht, der herausragt und noch nicht mit etwas verbunden ist, ist der positive Draht für den Mikroschalter. Grundsätzlich gibt es einen Schritt, eine Richtung, eine Freigabe, einen Mikroschalter und ein Erdungskabel, das vom Arduino kommt.

Schritt 10:

Die Installation der ACME-Mutter, der Leitspindel und des Schrittmotors selbst war nicht schwierig, aber ich brauchte viel Hilfe beim Entfernen des Bildes und der Gegengewichte, um zum Rahmen zu gelangen.

Schritt 11:

ACME-Mutter installiert.

Schritt 12:

Hier ist ein kurzes Video des Homing-Teils der Skizze. Es ist vom Design her langsam, da es nach dem Endschalter sucht. Die Referenzfahrt startet automatisch nach jedem Stromausfall, damit der Schrittmotortreiber die Position des Schrittmotors kennt. Wenn Sie die Lautstärke bei der 12-Sekunden-Marke erhöhen, hören Sie das Klicken des Mikroschalters beim Drücken und erneutes Klicken beim Loslassen nach dem Rückwärtsfahren des Steppers.

Schritt 13:

Und schließlich ist hier der Aufzug in Aktion. Es dauert 25 Sekunden, um das Bild 53 Zoll anzuheben.

Schritt 14:

Komponenten, die hinter dem Fernseher montiert sind.

Schritt 15:

Ich habe ein paar Lektionen beim Schreiben und Debuggen des Codes gelernt. Die erste ist, dass der Stepper beim Einschalten mit der Referenzfahrt beginnen würde, selbst wenn der Mikroschalter getrennt war, also habe ich den Arduino stattdessen mit der normalerweise geschlossenen (NC) Seite des Schalters verdrahtet und etwas Code hinzugefügt, um die Skizze zu beenden, wenn der Schalter nicht ist erkannt, andernfalls würde der Stepper die Referenzfahrt nie beenden. Wenn Sie die normalerweise offene (NO) Seite des Schalters verwenden, kann der Arduino nicht erkennen, ob der Schalter geöffnet oder einfach nicht angeschlossen ist. Die zweite Lektion, die ich gelernt habe, ist, dass der Stepper-Treiber Leistung (volle oder halbe Leistung, abhängig von einer DIP-Schaltereinstellung am Stepper-Treiber) verwenden würde, um den Stepper-Treiber an Ort und Stelle zu halten, wenn er sich nicht bewegt. Dies ist für CNC- und 3D-Druckanwendungen sinnvoll, aber ich brauchte es nicht, um es stundenlang an Ort und Stelle zu halten (Hinweis: Halten mit halber Kraft macht den Schrittmotor nicht so heiß, lol), da ich einen relativ neutral ausbalancierten Hubmechanismus verwendet habe. Die Lösung besteht darin, die ENA-Pins (Enable) des Schrittmotortreibers zu verwenden. Ich habe die ENA + des Stepper-Treibers mit einem Pin auf dem Arduino und die ENA- mit der Masse des Arduino verbunden und einfach den ENA + -Pin auf HIGH (On) geschaltet, um dem Stepper-Treiber mitzuteilen, dass er die Stromversorgung des Steppers zwischen den Bewegungen abschalten soll. Wenn ich damit einen schweren Fernseher anheben würde, würde ich zuerst versuchen, eine Anti-Backlash-Mutter zu verwenden, um zu sehen, ob dies ausreicht, um ihn zu halten, bevor ich einen konstant angetriebenen Stepper verwende, um einfach Strom zu sparen. Ich hoffe, dieses Instructable hat jemandem geholfen! Danke fürs Suchen!