Automatische pneumatische Kanone. Tragbar und Arduino Powered. - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Hallo zusammen!

Dies ist die Anleitung zum Zusammenbau einer tragbaren pneumatischen Kanone. Die Idee war, eine Kanone zu bauen, die verschiedene Dinge schießen kann. Ich habe mir einige Hauptziele gesetzt. Also, was meine Kanone sein sollte:

• Automatisch. Um die Luft nicht manuell mit einer Hand- oder Fußpumpe zu komprimieren;
• Tragbar. Um nicht vom heimischen Stromnetz zuverlässig zu sein, kann ich es nach draußen bringen;
• Interaktiv. Ich fand es toll, ein Touchscreen-Display an ein pneumatisches System anzuschließen;
• Cooles Aussehen. Die Kanone sollte wie eine Art Science-Fiction-Waffe aus dem Weltraum aussehen =).

Als nächstes beschreibe ich den gesamten Prozess und sage Ihnen, wie Sie ein solches Gerät erstellen und welche Komponenten Sie benötigen.

Bitte beachten Sie, dass ich diese Anleitung ausschließlich für die von mir verwendeten Komponenten oder deren Analoga geschrieben habe. Höchstwahrscheinlich werden sich Ihre Teile von meinen unterscheiden. In diesem Fall müssen Sie die Quelldateien bearbeiten, um die Baugruppe für Sie geeignet zu machen und das Projekt selbst abzuschließen.

Anleitungskapitel:

1. Video-Rezension.
2. Komponenten. Pneumatik.
3. Komponenten. Kupplungen, Hardware und Verbrauchsmaterialien.
4. Entwurf. Pneumatik.
5. Komponenten. Elektronik.
6. Vorbereitung. CNC-Schneiden.
7. Montage. Pumpe, Magnetventil und Pneumatikgehäuse.
8. Montage. Griff, Lufttank und Lauf.
9. Montage. Elektronik, Ventile und Messgeräte.
10. Montage. Verdrahtung.
11. Programmierung. 4D Workshop 4 IDE.
12. Programmierung. XOD-IDE.
13. Programmierung.

Schritt 1: Videoüberprüfung

Schritt 2: Komponenten. Pneumatik

Ok, beginnen wir mit dem pneumatischen Systemdesign.

Luftpumpe

Um die Luft automatisch zu komprimieren, habe ich eine tragbare Autoluftpumpe verwendet (Abb. 1). Solche Pumpen arbeiten mit dem 12-V-Gleichstrom-Autonetz und können einen Luftdruck von bis zu 8 bar oder etwa 116 psi pumpen. Meiner stammte aus einem Kofferraum, aber ich bin mir fast sicher, dass dieser komplett analog ist.

1 x Automaze Heavy Duty Metal 12V Elektroauto Luftkompressor Pumpe Reifenfüller mit Tasche & Krokodilklemmen ≈ 63$;

Von einem solchen Car Kit benötigen Sie nur einen Kompressor in seinem nativen Metallgehäuse. Entfernen Sie daher unnötige pneumatische Ausgänge (z. B. für ein Manometer), entfernen Sie die seitliche Kunststoffabdeckung, den Tragegriff und den Ein-/Ausschalter.

All diese Dinge finden nur statt, sodass Sie sie nicht mehr benötigen. Lassen Sie nur den Kompressor selbst mit zwei Kabeln aus dem Gehäuse herausragen. Ein flexibler Schlauch kann auch belassen werden, wenn Sie sich nicht um den neuen kümmern möchten.

Üblicherweise haben solche Kompressoren einen pneumatischen Ausgang mit G1/4" oder G1/8" Rohrzollgewinde.

Lufttank

Um die Druckluft zu speichern, benötigen Sie einen Tank. Der maximale Druckwert im System hängt vom maximalen Druck ab, der vom Kompressor erzeugt wird. In meinem Fall überschreitet es also nicht 116 psi. Dieser Druckwert ist nicht hoch, schließt aber die Verwendung von Plastik- oder Glasbehältern zur Luftspeicherung aus. Verwenden Sie Metallzylinder. Die meisten von ihnen haben eine Sicherheitsmarge, die für solche Aufgaben mehr als ausreichend ist.

Leere Lufttanks sind in Fachgeschäften erhältlich, die auf Autofederungssysteme spezialisiert sind. Dieser hier ist ein Beispiel:

1 x Viking Horns V1003ATK, 1,5 Gallonen (5,6 Liter) Ganzmetall-Lufttank ≈ 46 $;

Ich erleichterte meine Aufgabe und nahm den Tank aus dem 5-Liter-Pulverfeuerlöscher. Ja, es ist kein Witz (Bild 2). Der Lufttank vom Feuerlöscher kam billiger als der gekaufte. Ich habe den 5-Liter-BC/ABC-Trockenlöschpulver-Feuerlöscher aufgebraucht. Ich konnte keine genaue Produktreferenz finden, daher sah meine in etwa so aus:

1 x 5kg BC/ABC Trockenlöschpulver Feuerlöscher mit Lagergasdruck ≈ 10$;

Nach dem Zerlegen und Säubern des Pulverhefes bekam ich meinen Zylinder (Bild 3).

Also, mein 5-Liter-Tank sieht bis auf ein Detail sehr gewöhnlich aus. Der Feuerlöscher, den ich verwendet habe, ist ISO-genormt; Deshalb hat der Tank das metrische M30x1,5-Gewinde am Einlassloch (Abb. 4). Bei diesem Schritt stand ich vor einem Problem. Pneumatische Anschlüsse haben normalerweise Zoll-Rohrgewinde, und es ist schwierig, einen solchen Zylinder mit metrischem Gewinde in das pneumatische System einzufügen.

Optional.

Um mich nicht mit einem Haufen Adapter und Fittings herumzuärgern, habe ich beschlossen, selbst eine G1 auf M30x1,5 Rohrverschraubung herzustellen (Abb. 5, Abb. 6). Dieser Teil ist sehr optional und Sie können ihn überspringen, wenn Sie Lufttank kann einfach mit dem System verbunden werden. Für diejenigen, die das gleiche Problem haben, habe ich eine CAD-Zeichnung meiner Armatur angehängt.

Magnetventil.

Um die im Zylinder angesammelte Luft abzulassen, wird ein Ventil benötigt. Um das Ventil nicht manuell sondern automatisch zu öffnen, ist das Magnetventil die beste Wahl. Ich habe dieses verwendet (Bild 7):

1 x S1010 (TORK-GP) ALLGEMEINES MAGNETVENTIL, NORMAL GESCHLOSSEN ≈ 59$;

Ich habe ein normalerweise geschlossenes Ventil verwendet, um nur beim Abfeuern Strom anzulegen und keine Batterieleistung zu verschwenden. Das Ventil DN 25 und sein zulässiger Druck beträgt 16 bar, was dem doppelten Druck in meinem System entspricht. Dieses Ventil hat einen Kupplungsanschluss IG G1" - IG G1".

Sicherheitsabblaseventil

Dieses Ventil wird manuell betätigt (Abb. 8).

1 x 1/4 NPT 165 PSI Luftkompressor Sicherheitsüberdruckventil, Tank Pop Off ≈ 8$;

Es wird verwendet, um den Druck aus dem System in einigen kritischen Situationen, wie Leckagen oder Ausfall der Elektronik, abzulassen. Es ist auch sehr komfortabel zum Einrichten und Überprüfen des pneumatischen Systems beim Anschluss der Elektronik. Sie können einfach am Ring ziehen, um den Druck zu entlasten. Der Anschluss meines Ventils ist männlich G1/4.

Druckanzeige.

Ein Aneroid-Manometer zur Überwachung des Drucks im System bei ausgeschalteter Elektronik. Fast jede pneumatische passt, zum Beispiel:

1 x Performance Tool 0-200 PSI Luftmesser für Lufttankzubehör W10055 ≈ 6 $;

Mein mit männlichem G1/4 Rohranschluss ist im Bild (Abb. 9).

Rückschlagventil

Ein Rückschlagventil ist erforderlich, um zu verhindern, dass die Druckluft zurück in die Pumpe gelangt. Das kleine pneumatische Rückschlagventil ist in Ordnung. Hier ist ein Beispiel:

1 x Midwest Control M2525 MPT Inline-Rückschlagventil, 250 psi Max. Druck, 1/4 ≈ 15$;

Mein Ventil hat Außengewinde G1/4" - Außengewinde G1/4" (Abb. 10).

Drucktransmitter

Ein Drucktransmitter oder Drucksensor ist ein Gerät zur Druckmessung von Gasen oder Flüssigkeiten. Als Messumformer fungiert in der Regel ein Druckmessumformer. Er erzeugt in Abhängigkeit vom ausgeübten Druck ein elektrisches Signal. In diesem anweisbaren benötigen Sie einen solchen Sender, um den Luftdruck automatisch durch die Elektronik zu steuern. Ich habe das gekauft (Bild 11):

1 x G1/4 Druckwandlersensor, Eingang 5V Ausgang 0,5-4,5V / 0-5V Drucktransmitter für Wassergasöl (0-10PSI) ≈ 17$;

Genau dieser hat den männlichen G1/4 -Anschluss, einen akzeptablen Druck und eine Leistung von 5 V DC. Die letzte Eigenschaft macht diesen Sensor ideal für den Anschluss an Arduino wie Mikrocontroller.

Schritt 3: Komponenten. Kupplungen, Hardware und Verbrauchsmaterialien

Metallbeschläge und Kupplungen

Ok, um alle pneumatischen Sachen zu kombinieren, benötigen Sie einige Rohrverschraubungen und Kupplungen (Abb. 1). Ich kann die genauen Produktlinks zu ihnen nicht angeben, aber ich bin sicher, dass Sie sie im nächstgelegenen Baumarkt finden können.

Ich habe Metallbeschläge aus der Liste verwendet:

• 1 x 3-Wege-Y-Stecker G1/4" BSPP weiblich-weiblich-weiblich 2$;
• 1 x 4-Wege-Anschluss G1/4" BSPP männlich-weiblich-weiblich-weiblich ≈ 3$;
• 1 x 3-Wege-Anschluss G1" BSPP männlich-männlich-männlich 3$;
• 1 x Anschlussadapter Buchse G1" auf Stecker G1/2" ≈ 2$;
• 1 x Anschlussadapter Buchse G1/2" auf Stecker G1/4" ≈ 2$;
• 1 x Fitting Anschluss Außengewinde G1" bis G1" ≈ 3$;

Anschluss für Lufttank

1 x Fitting Adapter Buchse G1 auf Stecker M30x1,5.

Sie benötigen eine weitere Kupplung, und dies hängt von dem spezifischen Luftzylinder ab, den Sie verwenden werden. Ich habe meine nach der Zeichnung aus dem vorherigen Schritt dieser Anleitung hergestellt. Sie sollten die Armatur unter Ihrem Lufttank selbst aufnehmen. Wenn Ihr Lufttank das gleiche Gewinde M30x1,5 hat, können Sie die Kupplung nach meiner Zeichnung herstellen.

PVC-Abwasserrohr

Diese Pfeife ist ein Lauf deiner Kanone. Wählen Sie den Durchmesser und die Länge des Rohres, aber denken Sie daran, dass der Schuss umso schwächer ist, je größer der Durchmesser ist. Ich habe das DN50 (2 ) Rohr mit der 500mm Länge genommen (Abb. 2).

Hier ist ein Beispiel:

1 x Charlotte Pipe 2 Zoll x 20 Fuß 280 Schedule 40 PVC-Rohr

Kompressionsfitting

Dieser Teil dient zur Verbindung des 2 "PVC-Rohrs mit dem G1"-Metallpneumatiksystem. Ich habe die Kompressionskupplung von DN50-Rohr auf G1, 1/2"-Innengewinde (Bild 3) und den Adapter G1, 1/2" auf G1"-Innengewinde (Bild 4) verwendet.

Die Beispiele:

1 x Druckluftanschluss Rohrsystem Luftkompressoranschlüsse Innengewinde gerade DN 50G11/2 ≈ 15$;

1 x Banjo RB150-100 Polypropylen-Rohrverschraubung, Reduziermuffe, Schedule 80, 1-1/2 NPT Außengewinde x 1 NPT Innengewinde ≈ 4$;

Pneumatischer Schlauch

Außerdem benötigen Sie einen flexiblen Schlauch, um den Luftkompressor mit dem pneumatischen System zu verbinden (Abb. 5). Das Rohr sollte an beiden Enden 1/4 NPT- oder G1/4 -Gewinde haben. Es ist besser, eins aus Stahl zu kaufen und nicht zu lang. So etwas ist in Ordnung:

1 x Vixen Horns Edelstahl-Luftkompressor Geflochtener Vorlaufschlauch 1/4 "NPT-Außengewinde auf 1/4" NPT ≈ 13 $;

Bei einigen dieser Schläuche kann bereits ein Rückschlagventil installiert sein.

Befestigungselemente. Schrauben:

• Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 10mm Länge - 10 Stück;
• Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 20mm Länge - 20 Stück;
• Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 25mm Länge - 21 Stück;
• Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 30mm Länge - 8 Stück;

Nüsse:

Sechskantmutter M3 (DIN 934 / DIN 985) - 55 Stück;

Unterlegscheiben:

Unterlegscheibe M3 (DIN 125) - 75 Stück;

Abstandshalter:

• PCB Sechskantabstandshalter M3 Male-Female 24-25mm Länge - 4 Stück;
• PCB Sechskantabstandshalter M3 Male-Female 14mm Länge - 10 Stück;

Eckwinkel

Zur Befestigung der Elektronikplatte benötigen Sie zwei 30x30 mm Metall-Eckwinkel. All diese Dinge können leicht in einem lokalen Baumarkt gefunden werden.

Hier ist ein Beispiel:

1 x rumpflose Regalhalterung 30 x 30 mm Eckstreben-Verbindungshalterungsbefestigung 24 Stück

Dichtmittel für Pneumatikrohre

Es gibt viele pneumatische Verbindungen in diesem Projekt. Damit das System den Druck halten kann, müssen alle Kupplungen sehr dicht sein. Zum Abdichten habe ich ein spezielles anaerobes Dichtmittel für die Pneumatik verwendet. Ich habe Vibra-tite 446 (Bild 6) verwendet. Rote Farbe bedeutet sehr schnelle Erstarrung. Mein Rat Wenn Sie dasselbe verwenden möchten, ziehen Sie den Faden schnell und in der gewünschten Position fest. Es wird schwierig, es danach abzuschrauben.

1 x Vibra-Tite 446 Kältemitteldichtmittel – Hochdruck-Gewindedichtmittel ≈ 30-40 $;

Schritt 4: Gestalten. Pneumatik

Sehen Sie sich das obige Schema an. Es wird Ihnen helfen, das Prinzip zu verstehen.

Die Idee ist, die Luft in das System zu komprimieren, indem das 12-V-Signal an die Pumpe angelegt wird. Wenn die Luft das System füllt (grüne Pfeile im Schema), beginnt der Druck zu steigen.

Das Manometer misst und zeigt den aktuellen Druck an und der pneumatische Messumformer sendet ein proportionales Signal an den Mikrocontroller. Wenn der Druck im System den vom Mikrocontroller vorgegebenen Wert erreicht, schaltet die Pumpe ab und der Druckanstieg stoppt.

Danach können Sie die Druckluft durch Ziehen am Abblasventilring manuell ablassen oder einen Schuss abgeben (rote Pfeile im Schema).

Legt man das 24V-Signal an die Spule an, öffnet das Magnetventil kurzzeitig und gibt die Druckluft aufgrund des großen Innendurchmessers mit sehr hoher Geschwindigkeit ab. Damit kann der Luftstrom die Munition in ein Fass schieben und dadurch einen Schuss abgeben.

Schritt 5: Komponenten. Elektronik

Welche elektronischen Komponenten braucht man also, um das Ganze zu betreiben und zu automatisieren?

Mikrocontroller

Ein Mikrocontroller ist das Gehirn Ihrer Waffe. Es liest den Druck vom Sensor ab und steuert das Magnetventil und die Pumpe. Für solche Projekte ist Arduino die beste Wahl. Jede Art von Arduino-Board ist in Ordnung. Ich habe das Analogon eines Arduino Mega Boards verwendet (Bild 1).

1 x Arduino Uno 23 $ oder 1 x Arduino Mega 2560 ≈ 45 $;

Natürlich verstehe ich, dass ich nicht so viele Eingangspins benötige und ich Geld sparen könnte. Ich habe mich ausschließlich wegen mehrerer Hardware-UART-Schnittstellen für den Mega entschieden, damit ich ein Touchscreen-Display anschließen kann. Darüber hinaus können Sie eine Reihe weiterer unterhaltsamer Elektronik an Ihre Kanone anschließen.

Anzeigemodul

Wie ich bereits schrieb, wollte ich der Kanone etwas Interaktivität hinzufügen. Dazu habe ich ein 3,2 Touchscreen-Display verbaut (Abb. 2). Darauf zeige ich den digitalisierten Druckwert im System an und stelle den maximalen Druckwert ein. Ich habe einen Bildschirm der Firma 4d Systems und einige andere verwendet Zeug zum Flashen und Verbinden mit Arduino.

1 x SK-gen4-32DT (Starter-Kit) ≈ 79 $;

Für die Programmierung solcher Displays gibt es die Entwicklungsumgebung 4D System Workshop. Aber ich erzähle dir weiter davon.

Batterie

Meine Kanone sollte tragbar sein, da ich sie draußen verwenden möchte. Dies bedeutet, dass ich Energie von irgendwoher nehmen muss, um das Ventil, die Pumpe und den Arduino-Controller zu betreiben.

Die Ventilspule arbeitet mit 24V. Das Arduino-Board kann mit 5 bis 12 V betrieben werden. Der Kompressor der Pumpe ist ein Auto und wird über das 12-V-Autostromnetz betrieben. Die maximale Spannung, die ich benötige, beträgt also 24 V.

Außerdem leistet der Kompressormotor beim Pumpen der Luft viel Arbeit und verbraucht einen beträchtlichen Strom. Außerdem muss die Magnetspule mit einem großen Strom beaufschlagt werden, um den Luftdruck am Stecker des Ventils zu überwinden.

Für mich ist die Lösung der Einsatz von Li-Po Akku für funkgesteuerte Maschinen. Ich habe einen 6-Zellen-Akku (22,2V) mit der Kapazität von 3300mAh und 30C Strom gekauft (Abb. 3).

1 x LiPo 6S 22, 2V 3300 30C 106$;

Sie können jede andere Batterie oder einen anderen Zellentyp verwenden. Hauptsache genug Strom und Spannung. Beachten Sie, dass die Kanone umso länger ohne Aufladen arbeitet, je mehr Kapazität ist.

DC-DC-Spannungswandler

Die Li-Po-Batterie hat 24 V und speist das Magnetventil. Ich benötige einen DC-DC 24 bis 12 Spannungswandler, um das Arduino-Board und den Kompressor mit Strom zu versorgen. Es sollte leistungsstark sein, da der Kompressor einen erheblichen Strom verbraucht. Der Ausweg aus dieser Situation war die Anschaffung eines 30A KFZ-Spannungswandlers (Abb. 4).

Ein Beispiel:

1 x DC 24V zu DC 12V Step Down 30A 360W Heavy Duty LKW Auto Netzteil ≈ 20$;

Schwere Lkw haben eine Bordspannung von 24V. Daher werden solche Wandler zur Stromversorgung von 12V-Elektroniken verwendet.

Relais

Sie benötigen ein paar Relaismodule, um Stromkreise zu öffnen und zu schließen - das erste für den Kompressor und das zweite für das Magnetventil. Ich habe diese verwendet:

2 x Relais (Troyka-Modul) ≈ 20$;

Tasten

Ein paar Standard-Momentantasten. Der erste, um den Kompressor einzuschalten und der zweite, der als Auslöser verwendet wird, um einen Schuss zu machen.

2 x Einfache Taste (Troyka-Modul) ≈ 2$;

LEDs

Ein Paar LEDs zur Anzeige des Kanonenstatus.

2 x einfache LED (Troyka-Modul) ≈ 4$;

Schritt 6: Vorbereitung. CNC-Schneiden

Um alle pneumatischen und elektronischen Komponenten zusammenzubauen, musste ich einige Gehäuseteile herstellen. Ich habe sie mit CNC-Fräsmaschine aus 6 mm geschnitten, und 4 mm Sperrholz dann lackiert.

Zeichnungen befinden sich im Anhang, damit Sie sie anpassen können.

Als nächstes folgt eine Liste der Teile, die Sie benötigen, um eine Kanone gemäß dieser Anleitung zusammenzubauen. Die Liste enthält Teilenamen und die erforderliche Mindestqualität.

• Griff - 6 mm - 3 Stück;
• Stift - 6 mm - 8 Stück;
• Arduino_Platte - 4 mm - 1 Stück;
• Pneumatikplatte_A1 - 6mm - 1 Stück;
• Pneumatikplatte_A2 - 6mm - 1 Stück;
• Pneumatikplatte_B1 - 6mm - 1 Stück;
• Pneumatikplatte_B2 - 6mm - 1 Stück;

Schritt 7: Zusammenbau. Pumpe, Magnetventil und Pneumatikgehäuse

Die Materialliste:

Im ersten Montageschritt müssen Sie ein Gehäuse für pneumatische Komponenten herstellen, alle Rohrverschraubungen montieren, ein Magnetventil und einen Kompressor installieren.

Elektronik:

1. Hochleistungs-Autoluftkompressor - 1 Stück;

CNC-Schneiden:

2. Pneumatik_Platte_A1 - 1 Stück;

3. Pneumatikplatte_A2 - 1 Stück;

4. Pneumatikplatte_B1 - 1 Stück;

5. Pneumatikplatte_B2 - 1 Stück;

Ventile und Rohrverschraubungen:

6. DN 25 S1010 (TORK-GP) Magnetventil 1 Stück;

7. 3-Wege-Anschluss G1 BSPP männlich-männlich-männlich - 1 Stück;

8. Fitting Adapter Female G1" auf Male G1/2" - 1 Stück;

9. Fitting Adapter Female G1/2" auf Male G1/4" - 1 Stück;

10. 4-Wege-Anschluss G1/4 BSPP männlich-weiblich-weiblich-weiblich - 1 Stück;

11. 3-Wege-Y-Steckverbinder G1/4 BSPP weiblich-weiblich-weiblich - 1 Stück;

12. Fitting Anschlussstecker G1" auf G1" - 1 Stück;

13. Fitting Adapter Female G1 auf Male M30x1.5 - 1 Stück;

Schrauben:

14. Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 20mm Länge - 20 Stück; 15. Sechskantmutter M3 (DIN 934 / DIN 985) - 16 Stück;

16. Unterlegscheibe M3 (DIN 125) - 36 Stück;

17. M4 Schrauben vom Luftkompressor - 4 Stück;

Sonstiges:

18. PCB-Sechskantabstandshalter M3 männlich-weiblich 24-25 mm Länge - 4 Stück;

Verbrauchsmaterialien:

19. Dichtmittel für Pneumatikrohre.

Montageprozess:

Schauen Sie sich die Skizzen an. Sie helfen Ihnen bei der Montage.

Schema 1. Nehmen Sie zwei CNC-geschnittene Platten B1 (Pos. 4) und B2 (Pos. 5) und verbinden Sie sie wie im Bild gezeigt. Befestigen Sie sie mit M3-Schrauben (Pos. 14), Muttern (Pos. 15) und Unterlegscheiben (Pos. 16)

Schema 2. Entnehmen Sie die montierten Paneele B1+B2 aus Schema 1. Setzen Sie den Adapter G1" auf M30x1,5 (Pos. 13) in das Paneel ein. Der Sechskant des Adapters sollte unter die Sechskantnut im Paneel passen Der Adapter ist fest und dreht sich nicht. Dann den Kompressor in den runden Schlitz auf der anderen Seite der montierten Paneele einbauen. Der Schlitzdurchmesser muss dem Außendurchmesser des Kompressors entsprechen. Befestigen Sie den Kompressor mit den M4-Schrauben (Pos. 17), die mit der Autopumpe geliefert wurde

Schema 3. Stecken Sie den 3-Wege-Stecker G1" (Pos. 7) in das Magnetventil (Pos. 6). Schrauben Sie dann den Stecker (Pos. 7) in den G1" auf M30x1,5 Adapter (Pos. 13). Alle Gewinde mit Rohrpost-Dichtmittel (Pos. 19) fixieren. Der freie Ausgang des 3-Wege-Steckers und die Magnetspule des Magnetventils sollten wie in der Abbildung gezeigt nach oben gerichtet sein. Der Kompressorkörper (Pos. 1) kann Sie daran hindern, den Stecker zu drehen, damit Sie ihn vorübergehend von der Baugruppe lösen können. Die Seitenfläche des Kompressors demontieren. Bringen Sie die vier Schrauben wieder an, mit denen die Seitenabdeckung an den M3-Sechskant-Abstandshaltern (Pos. 18) befestigt ist. Gewindebohrungen an Kompressoren dieses Typs sind normalerweise M3. Wenn dies nicht der Fall ist, müssen Sie die M3- oder M4-Gewindelöcher im Kompressor selbst bohren

Schema 4. Montage nehmen 3. Den G1" auf G1/2" Adapter (Pos. 8) an die Baugruppe schrauben. Schrauben Sie den Adapter G1/2" auf G1/4" (Pos. 9) auf den Adapter (Pos. 8). Installieren Sie dann den 4-Wege-G1/4"-Stecker (Pos.10) und 3-Wege Y Typ G1/4" Anschluss (Pos. 11) wie im Schema dargestellt. Alle Gewinde mit Pneumatikschlauch-Dichtmittel (Pos. 19) fixieren

Schema 5. Nehmen Sie zwei CNC-geschnittene Platten A1 (Pos. 2) und A2 (Pos. 3) und verbinden Sie sie wie in der Abbildung gezeigt. Befestigen Sie sie mit M3-Schrauben (Pos. 14), Muttern (Pos. 15) und Unterlegscheiben (Pos. 16)

Schema 6. Entnehmen Sie die montierten Platten A1+A2 aus Schema 5. Setzen Sie die G1" bis G1" Fittings (Pos. 12) in die Paneele ein. Der Sechskant des Beschlags sollte unter die Sechskantnut im Paneel passen. Dadurch ist der Beschlag im Paneel fixiert und verdreht sich nicht. Dann die Paneele A1+A2 mit dem Anschlussstück (Pos. 12) innen an das Magnetventil der Baugruppe 4 anschrauben. A1+A2 Paneele drehen, bis sie im gleichen Winkel wie die Paneele B1 und B2 sind. Sichern Sie das Gewinde zwischen Magnetventil und Fitting (Pos. 12) mit einem pneumatischen Schlauchdichtmittel (Pos. 19). Schließen Sie dann die Montage ab, indem Sie die Platten A1+A2 mit M3-Schrauben (Pos. 14) am Kompressor anschrauben

Schritt 8: Zusammenbauen. Griff, Lufttank und Lauf

Die Materialliste:

Machen Sie in diesem Schritt einen Griff der Kanone und installieren Sie das pneumatische Gehäuse darauf. Dann Fass und Lufttank hinzufügen.

1. Lufttank - 1 Stück;

CNC-Schneiden:

2. Griff - 3 Stück;

3. Stift - 8 Stück;

Rohre und Fittings:

4. PVC-Abwasserrohr DN50 mit einer Länge von einem halben Meter;

5. PVC-Kompressionskupplung von DN50 bis G1 ;

Schrauben:

6. Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 25mm Länge - 17 Stück;

7. Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 30mm Länge - 8 Stück;

8. Sechskantmutter M3 (DIN 934 / DIN 985) - 25 Stück;

9. Unterlegscheibe M3 (DIN 125) - 50 Stück;

Montageprozess:

Schauen Sie sich die Skizzen an. Sie werden Ihnen bei der Versammlung helfen.

Schema 1. Nehmen Sie drei CNC-geschnittene Griffe (Pos. 2) und kombinieren Sie sie wie im Bild gezeigt. Befestigen Sie sie mit M3-Schrauben (Pos. 6), Muttern (Pos. 8) und Unterlegscheiben (Pos. 9)

Schema 2. Zusammengebaute Griffe aus Schema 1 entnehmen. Acht CNC-gefräste Stiftteile (Pos. 3) in die Nuten einsetzen

Schema 3. Installieren Sie das Pneumatikgehäuse aus dem vorherigen Schritt zur Baugruppe. Das Gelenk hat ein Snap-Fit-Design. Mit 8 M3-Schrauben (Pos.7), Muttern (Pos.8) und Unterlegscheiben (Pos.9) am Griff befestigen

Schema 4. Take Montage 3. Schrauben Sie den Lufttank (Pos. 1) an das Pneumatikgehäuse. Mein Lufttank wurde mit einem Gummiring abgedichtet, der am Feuerlöscher angebracht war. Abhängig von Ihrem Lufttank müssen Sie diese Verbindung jedoch möglicherweise mit einem Dichtmittel abdichten. Nehmen Sie das PVC-Kanalrohr DN 50 und führen Sie es in die PVC-Klemmkupplung (Pos. 5) ein. Es ist der Lauf deiner Kanone =). Schrauben Sie die andere Seite der Kupplung an die pneumatische Baugruppe. Sie dürfen diesen Thread nicht versiegeln

Schritt 9: Zusammenbauen. Elektronik, Ventile und Messgeräte

Die Materialliste:

Der letzte Schritt besteht darin, die restlichen pneumatischen Komponenten, Ventile und Manometer zu installieren. Montieren Sie auch die Elektronik und die Halterung für die Montage von Arduino und Display.

Ventile, Schläuche und Manometer:

1. Aneroid-Manometer G1/4 - 1 Stück;

2. Digitaler Drucktransmitter G1/4 5V - 1 Stück;

3. Sicherheitsabblaseventil G1/4 - 1 Stück;

4. Rückschlagventil G1/4" bis G1/4" - 1 Stück;

5. Pneumatischer Schlauch ca. 40cm lang;

CNC-Schneiden:

6. Arduino-Platte - 1 Stück;

Elektronik:

7. Autospannung DC-DC-Wandler 24V auf 12V - 1 Stück;

8. Arduino Mega 2560 - 1 Stück;

9. 4D Systems 32DT Anzeigemodul - 1 Stück;

Schrauben:

10. Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 10mm Länge - 10 Stück;

11. Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 25mm Länge - 2 Stück;

12. Sechskantmutter M3 (DIN 934 / DIN 985) - 12 Stück;

13. Unterlegscheibe M3 (DIN 125) - 4 Stück;

Sonstiges:

14. PCB-Sechskantabstandshalter M3 männlich-weiblich 14 mm Länge - 8 Stück;

15. Metallecke 30x30mm - 2 Stück;

Variable Komponenten zur Montage des DC-DC-Wandlers:

16. PCB-Sechskantabstandshalter M3 männlich-weiblich 14 mm Länge - 2 Stück;

17. Unterlegscheibe M3 (DIN 125) - 4 Stück;

18. Schraube M3 (DIN 912 / ISO 4762) 25mm Länge - 2 Stück;

19. Sechskantmutter M3 (DIN 934 / DIN 985) - 2 Stück;

Verbrauchsmaterialien:

20. Dichtmittel für pneumatische Rohre;

Montageprozess:

Schauen Sie sich die Skizzen an. Sie werden Ihnen bei der Versammlung helfen.

Schema 1. Schrauben Sie das Rückschlagventil (Pos. 4) und den Drucktransmitter (Pos. 2) an den 4-Wege-Anschluss der Baugruppe. Schrauben Sie das Sicherheitsabblaseventil (Pos. 3) und das Aneroid-Manometer (Pos. 1) an den 3-Wege-Y-Anschluss. Alle Gewindeverbindungen mit Dichtmittel abdichten

Schema 2. Schließen Sie das Rückschlagventil (Pos. 4) mit einem Schlauch (Pos. 5) an den Kompressor an. An solchen Schläuchen befindet sich normalerweise ein Gummiring, aber wenn nicht, verwenden Sie ein Dichtmittel

Schema 3. Montieren Sie den DC-DC-Spannungswandler (Pos. 7) an die Baugruppe. Solche Autospannungswandler können völlig unterschiedliche Größen und Anschlüsse haben, und es ist unwahrscheinlich, dass Sie genau die gleichen wie bei mir finden. Überlegen Sie also, wie Sie es selbst installieren. Für meinen Konverter habe ich die beiden Löcher im Griff vorbereitet und mit M3-Abstandshaltern (Pos. 16), Schrauben (Pos. 18), Unterlegscheiben (Pos. 17) und Muttern (Pos. 19) befestigt

Schema 4. Nehmen Sie eine CNC-geschnittene Arduino-Platte (Pos. 6). Montieren Sie das Arduino Mega 2560 Board (Pos. 8) mit vier Abstandshaltern (Pos.14), M3-Schrauben (Pos. 10) und Muttern (Pos. 12) an der einen Seite der Platte. Montieren Sie das 4D-Anzeigemodul (Pos. 9) auf der anderen Seite der Platte (Pos. 6) mit vier Abstandshaltern (Pos. 14), M3-Schrauben (Pos. 10) und Muttern (Pos. 12). Befestigen Sie zwei 30x30mm Metallecken (Pos. 15) wie abgebildet am Paneel. Wenn die Befestigungslöcher an den Ecken, die Sie haben, nicht mit denen an der Platte übereinstimmen, bohren Sie sie selbst

Schema 5. Befestigen Sie die zusammengebaute Arduino-Platte am Griff der Kanone. Befestigen Sie es mit M3-Schrauben (Pos. 11), Unterlegscheiben (Pos. 13) und Muttern (Pos. 12)

Schritt 10: Zusammenbauen. Verdrahtung

Verbinden Sie hier alles gemäß diesem Diagramm. Das Anzeigemodul kann an jeden UART angeschlossen werden; Ich habe mich für Serial 1 entschieden. Vergessen Sie nicht die Dicke der Drähte. Es wird empfohlen, dicke Kabel zu verwenden, um den Kompressor und das Magnetventil mit der Batterie zu verbinden. Relais sollten auf normalerweise offen eingestellt werden.

Schritt 11: Programmierung. 4D Workshop 4 IDE

4D System Workshop ist die UI-Entwicklungsumgebung für das in diesem Projekt verwendete Display. Ich werde Ihnen nicht sagen, wie Sie das Display anschließen und blinken. Alle diese Informationen finden Sie auf der offiziellen Website des Herstellers. In diesem Schritt erzähle ich Ihnen, welche Widgets ich für die Kanonen-Benutzeroberfläche verwendet habe.

Ich habe ein einzelnes Form0 (Bild 1) und die folgenden Widgets verwendet:

Winkelmesser1 Druck, Bar

Dieses Widget zeigt den aktuellen Systemdruck in bar an.

Winkelmesser2 Druck, Psi

Dieses Widget zeigt den aktuellen Systemdruck in Psi an. Das Display arbeitet nicht mit Gleitkommawerten. So ist es beispielsweise unmöglich, den genauen Druck in bar zu kennen, wenn der Druck im Bereich von 3 bis 4 bar liegt. Die Psi-Skala ist in diesem Fall informativer.

Drehschalter0

Ein Drehschalter zum Einstellen des maximalen Drucks im System. Ich habe mich für drei gültige Werte entschieden: 2, 4 und 6 bar.

Saiten0

Das Textfeld, das meldet, dass der Controller den maximalen Druckwert erfolgreich geändert hat.

• Statictext0 Spuit Cannon!
• Statischer Text1 Max. Druck
• Benutzerbilder0

Sind nur für lulz.

Außerdem hänge ich das Workshop-Projekt für die Display-Firmware an. Sie könnten es brauchen.

Schritt 12: Programmierung. XOD-IDE

XOD-Bibliotheken

Um Arduino-Controller zu programmieren, verwende ich die visuelle Programmierumgebung XOD. Wenn Sie neu in der Elektrotechnik sind oder einfache Programme für Arduino-Controller wie mich schreiben möchten, versuchen Sie es mit XOD. Es ist das ideale Instrument für das schnelle Prototyping von Geräten.

Ich habe eine XOD-Bibliothek erstellt, die das Kanonenprogramm enthält:

gabbapeople/pneumatische-kanone

Diese Bibliothek enthält einen Programmpatch für die gesamte Elektronik und den Knoten zum Betrieb des Druckmessumformers.

Außerdem benötigen Sie einige XOD-Bibliotheken, um die Anzeigemodule von 4D-Systemen betreiben zu können:

gabbapeople/4d-ulcd

Diese Bibliothek enthält Knoten, um grundlegende 4D-ulcd-Widgets zu bedienen.

bradzilla84/visi-genie-extra-library

Diese Bibliothek erweitert die Fähigkeiten der vorherigen.

Verfahren

• Installieren Sie die XOD IDE-Software auf Ihrem Computer.
• Fügen Sie dem Arbeitsbereich die Bibliothek gabbapeople/pneumatic-cannon hinzu.
• Fügen Sie dem Arbeitsbereich die Bibliothek gabbapeople/4d-ulcd hinzu.
• Fügen Sie dem Arbeitsbereich die Bibliothek bradzilla84/visi-genie-extra-library hinzu.

Schritt 13: Programmierung

Ok, der ganze Patch des Programms ist ziemlich groß, also schauen wir uns seine Teile an.

Initialisieren der Anzeige

Der Init-Knoten (Abb. 1) aus der 4d-ulcd-Bibliothek wird verwendet, um das Anzeigegerät einzurichten. Sie sollten den UART-Schnittstellenknoten damit verknüpfen. Der UART-Knoten hängt davon ab, wie genau Ihr Display angeschlossen ist. Der Bildschirm fühlt sich mit dem Software-UART großartig an, aber wenn möglich, ist es besser, einen Hardware-UART zu verwenden. Der RST-Pin des Init-Knotens ist optional und dient zum Neustart des Displays. Der Init-Knoten erstellt einen benutzerdefinierten DEV-Datentyp, der Ihnen bei der Handhabung von Anzeige-Widgets in XOD hilft. Die BAUD-Kommunikationsgeschwindigkeit sollte die gleiche sein wie beim Blinken des Displays.

Auslesen des Druckmessumformers

Mein Drucktransmitter ist ein analoges Gerät. Er überträgt ein analoges Signal proportional zum Luftdruck im System. Um die Abhängigkeit herauszufinden, habe ich ein kleines Experiment gemacht. Ich habe den Kompressor auf ein bestimmtes Niveau gepumpt und das analoge Signal gelesen. Ich habe also eine Grafik des analogen Signals vom Druck erhalten (Abb. 2). Diese Grafik zeigt, dass die Abhängigkeit linear ist und ich sie leicht durch die Gleichung y = kx + b ausdrücken kann. Für diesen Sensor lautet die Gleichung also:

Analoge Lesespannung * 15, 384 - 1, 384.

So erhalte ich den genauen (PRES) Wert des Drucks in bar (Abb. 3). Dann runde ich es auf einen ganzzahligen Wert auf und sende es an das erste Write-Winkel-Meter-Widget. Außerdem übersetze ich den Druck mit Hilfe der Map Node Map in psi und sende ihn an das zweite Write-Winkel-Meter-Widget.

Einstellen des maximalen Drucks

Der maximale Druckwert wird durch Ablesen des Drehschalters (Abb. 4) eingestellt. Das Lese-Drehschalter-Widget hat drei Positionen mit den Indizes 0, 1 und 2. die den Druckwerten von 2, 4 und 6 bar auf dem Display entsprechen. Um den Index in (EST) maximalen Druck umzuwandeln, multipliziere ich ihn mit 2 und addiere 2. Als nächstes aktualisiere ich das string0-Widget mit dem write-string-pre-Knoten. Es ändert die Zeichenfolge auf dem Bildschirm und informiert darüber, dass der maximale Druck aktualisiert wird.

Betätigungsmagnetventil und Kompressor

Der erste Knopfknoten ist mit Pin 6 verbunden und schaltet das Kompressorrelais ein. Das Kompressorrelais wird über einen Digital-Write-Knoten gesteuert, der an Pin 8 angeschlossen ist. Wenn die Taste gedrückt wird und der Systemdruck (PRES) niedriger als der eingestellte (EST) ist, schaltet sich der Kompressor ein und beginnt mit dem Pumpen von Luft, bis der Systemdruck (PRES) ist größer als der Maximalwert (EST) (Abb. 5).

Der Schuss erfolgt durch Drücken des Auslösers. Es ist einfach. Der an Pin 5 angeschlossene Trigger-Button-Knoten schaltet das Magnetrelais über den an Pin 12 angeschlossenen Digital-Write-Knoten.

Angabe des Staates

LEDs sind nie genug =). Die Pistole hat zwei LEDs: die grüne und die rote. Wenn der Kompressor nicht eingeschaltet ist und der Druck im System (PRES) gleich dem geschätzten (EST) oder etwas niedriger ist, leuchtet die grüne LED auf (Abb. 6). Dies bedeutet, dass Sie den Auslöser sicher drücken können. Wenn die Pumpe läuft oder der Systemdruck niedriger ist als der auf dem Bildschirm eingestellte, leuchtet die rote LED auf und die grüne erlischt.