O Scale Model Railroad Tornado: 16 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Jeg er sikker på, at enhver person har set en tornado i videoer. Men har du set en operere i fuld animation på en O Scale Model Railroad? Vi har ikke installeret det på jernbanen endnu, for det er en del af et komplet lyd- og animationssystem. Men når den er færdig, bør den være en attraktion.

Dette projekt tager dig igennem trinene til at bygge en driftsanimation fra CNC -hardware, motordrev og Arduino -kontroller

Trin 1: Hvordan ser denne animation ud?

For at forstå, hvad vi bygger, blev der oprettet en 3D -model, og der blev produceret en simulering.

Trin 2: Opbygning af grundpanelet

Dette projekt består af et Z -aksepanel, et X -aksepanel, Arduino -mikrokontrollere, steppermotorer, H -brodrev, mikrotrin og selve Tornado. Den første ting at gøre er at indsamle materialekreditten til grundpanelet. Begge aksepaneler er ens, så byggeprocessen for det ene panel er den samme for det andet panel.

BILL OF MATERIALS - hentet fra Banggood. Com/ tømmerbutik

X -akse

· (1) T8 500 mm lang fremføringsskrue

· (1) 12 volt 200 trin 4 ledning NEMA 17 Type trinmotor

· (2) 500 mm støttestænger med endebeslag og skydere

(1) Grænsekontakt med kabel

(1) Monteringsbeslag til trinmotor

1/2 tommer birk krydsfiner base skåret til 6-1/2 x 24 tommer

standard 1/8 tykke malingrørepinde

diverse skruer M3, M4, M5

Trin 3: Saml delene på panelet

Steppermotorbeslaget er det første stykke, der skal monteres i den ene ende af 1/2 x 6-1/2 x 24 tommer bunden. Denne beslag er monteret på midten af bunden, og sørg for at den er firkantet til den lange kant. Monter trinmotoren på denne beslag, og installer drevkoblingen. Du vil opdage, at steppermotordrevets midterlinje er tilstrækkeligt høj fra bunden, til at foderskruens lejehuse skal monteres på træplanker for at bringe samlingen på niveau. Et 1/2 stykke Birch -krydsfiner er et godt udgangspunkt. Tilføj derefter et mellemlægsbræt, der bringer midterlinjen af foderskruens lejehuse på linje.

Bor nu huller, der matcher foderskrueflangen, ved hjælp af en malerørpind, og monter dem med M3 -skruer og låseskiver. Brug af Locktite på disse dele nu forhindrer dem i at falde fra hinanden senere. Tråd nu denne samling på fødeskruen. Installer den ene ende af fødeskruen i lejehuset ved trinmotorenden. Placer nu det andet lejehus i den anden ende af basen, installer fødeskruen, og fastgør huset til bunden med plader og mellemlæg. Vær sikker på, at denne samling er parallel med bundens kant.

Placer nu støttestængerne med deres endeunderstøtningshuse på de brædder, der bruges til at understøtte lejehusene. Det er afgørende at få alle disse dele firkantede og parallelle. Så monter ikke delene på basen, før alle dele er anbragt på basen. På dette tidspunkt fungerer rørepinde eller 1/4 hårdttræskrydsfiner godt og kan skæres til den ønskede bredde og bores med monteringshuller, så de matcher støttestangens glidere. Monter tværstropperne til skyderne løst og skub dem til hver ende af understøtningsstængerne for at etablere støttestangens endehuse på plads. Når disse positioner er etableret, skrues de på plads. På dette tidspunkt skal du have foderskrueflangen med malingstang klemt mellem gliderne.

Det sidste trin er at placere fastgørelsesstropper til gliderens tværplanker. Klem skyderne sammen ved at smøre den flangerede rørestang og skruestøtteplankerne på plads. Rørepinden til maling kan nu skæres af med stropperne, der lige er påført. Nu er samlingen færdig og tillader bevægelse af flangen inden i fastgørelsesplankerne. Du kan teste denne samling ved at dreje foderskruen i hånden for at sikre, at alt bevæger sig frit uden binding.

Trin 4: Installer grænsekontakt

Endestopkontakten er monteret på begge paneler nær motorenden. Det bruges som en homing positionssensor til at indstille begge akser i en startposition, når strømmen er forbundet til kontrolpanelet. Den nøjagtige montering er brugerpræference, men vi testede 2 designs; den ene, der havde en skovl hængt ned fra vognen for at ramme kontakten, og den anden brugte messingflangemøtrikkens rørestang som kontaktpunkt. Det er ligegyldigt, hvordan denne kontakt er monteret, så længe kontakten er aktiveret, FØR vognen når slutningen af sin kørsel ved motorenden.

Trin 5: Z -akse panelmontering

Z -aksepanelet er identisk med X -aksepanelet, bortset fra at vi udskiftede en anden fødeskrue med en 2 mm ledning for at gøre bevægelsen hurtigere.

(1) T8 fremføringsskrue med 2 mm bly og messingflangemøtrik

Alle andre trin er de samme, så byg dette panel nu.

Trin 6: Saml X- og Z -akser sammen

Samlingen af de 2 akser sammen er meget lige frem. Først tilføjede vi et 6-1/2 x 5 "stykke 1/2" birk krydsfiner til X Axis Carriage-samlingen. Derefter skruede vi Z Axis -panelet på dette bord. Placeringen af Z -aksen i forhold til X -aksen er brugerpræference. I vores prototype satte vi motorenden cirka 8 tommer væk fra midten af X Axis -vognen. Kontrolpanelet vil sidde under X -aksen, når det er monteret, så dette rum syntes passende. Husk, at X- og Z -aksepanelerne er vist flade til montering, men når de er monteret på modelbanens layout, er X -aksen placeret 90 grader i forhold til jernbanens overflade.

Trin 7: Bygning af Tornado

Tornado design

Tornadoen vil blive konstrueret med en 12vdc motor, en ¼”træspindel, en flexkobling til motor til aksel forbindelse, og vil blive styret af en Arduino drevet L298N H bromotor controller.

Dette er motorenheden: 12 vdc 25 o / min gearkassemotor

Tragt er batting fundet i håndværksbutikker. Vi brugte tynde slagplader fra Walmart.

Tragt vil kræve noget kunstnerisk arbejde for at få det look, du ønsker. Den vigtigste del er at designe og bygge Z -aksens vognmontering, så den passer til motoren og koblingen. Højden fra vognen bestemmer tragtens maksimale diameter. Når som helst du vil ændre tragten, er det bare et spørgsmål om at fjerne dyvelstangen fra koblingen. Dette kan gøres når som helst, når systemet er installeret. Så hvis du vil eksperimentere med forskellige tragte, er det let at gøre.

Men på dette tidspunkt i byggeprocessen skal du bare bestemme højden over vognen og bygge et motorophæng for at understøtte motoren og gearkassen. Der er et kommercielt fremstillet monteringsbeslag: Motorophæng

Ledetiden for at få metalbeslaget var for lang, så vi besluttede at bygge et monteringsarrangement til Tornado Rotation -drivaggregatet ud af små træstykker. På disse fotos er holderen designet til at rydde en top på 5 tommer i tragtskyen. i tilfælde af at dette arrangement er utilfredsstillende, monterede vi samlingen til slædebåndene til slæden. Hvis dette arrangement af en eller anden grund ikke passer til vores behov, kan samlingen fjernes med kun 4 unbrakoskruer.

Motortilslutningerne er små og skrøbelige, så ledningerne er loddet til motoren, og vi brugte skruer og skiver til at fastgøre ledningerne. Rejseselen vil blive loddet til denne forbindelse.

Trin 8: Styring af animationen

Nu hvor vi har bygget de 2 akse paneler og monteret dem sammen, hvordan får vi denne animation til at fungere? Videoen er en opdatering fra test udført under opbygningen af prototypesystemet. Så hvordan lavede vi denne animation? Svaret er, at vi brugte 2 Arduino mikrokontroller til at styre handlingen. De næste trin beskriver detaljerne i kontrolpanelet, det anvendte udstyr, ledningsdiagrammerne og programmeringskoden.

Trin 9: Brug af Arduino Micro Controllers til at animere bevægelsen

Tornado Motion Design

For at kontrollere Tornado definerer vi først, hvordan vi vil have det til at fungere:

1. Tænd motoren for Tornado -rotation.

2. Start Z -aksens bevægelse med en trinmotor, der driver en fremføringsskrue lodret nedad. Dette flytter den roterende Tornado ned fra sin skjulte position ned til bordoverfladen.

3. Start bevægelsen af X -aksen med en trinmotor, der driver en fødeskrue og platform. Dette vil flytte tornadoen fra højre til venstre hele foderskruens afstand.

4. Start trinmotoren Z -aksen for at hæve den roterende Tornado tilbage til toppen ude af syne. Sluk for strømmen til Z -aksestapmotoren.

5. Start X -aksestapmotoren for at vende tilbage til den rigtige startposition. Sluk for strømmen til X -aksestapmotoren.

6. Sluk for strømmen til den roterende tornado -motor.

Grundlæggende skaber vi en CNC 2 -akset router maskine. Tornado -rotationen er routeren, og de to andre akser er til vandret og lodret bevægelse. For at opnå dette skal vi bruge 1 Arduino MEGA (kaldet "MOVEMENT CONTROLLER"), der er programmeret til at betjene (2) TB6600 Micro Stepper driverkort til at styre 2 trinmotorer. Vi vil også bruge 1 Arduino UNO (kaldet "MASTER CONTROLLER") til at styre rotationen af Tornado og starte BEVÆGELSESKONTROLLEN. Systemkontrollen leveres af en sluk/tænd -kontakt til systemets 12 volt jævnstrøm. En kortvarig kontakt vil være placeret nær Tornado -positionen på layoutet for at starte et låsende effektrelækredsløb. Denne momentane switchkontrol vil tænde systemet, og MASTER CONTROLLER'en vil tænde, og den geardrevne DC -motor begynder at rotere Tornado og derefter levere strøm til BEVÆGELSESKONTROLLEN for bevægelsessekvensen.

Trin 10: Udstyr påkrævet til kontrolpanelet

Kontrolsystemmateriale

(1) Arduino UNO & (1) Arduino Mega mikrokontroller

(1) L298N Modul H bro -modulplade til Tornado -drev ·

(2) TB6600 Stepper Motor Micro Step Driver Boards til Z- og X -aksepanel

(1) 12 volt jævnstrømforsyning

(1) Panelmonteret SPDT -vippekontakt

(2) 5 volt dc -relæ til Arduino ·

Diverse ledninger med grøn LED og modstande

Terminal Strips

Monteringsbrædder og hardware

Trin 11: Monteringsudstyr på et kontrolpanel

Vælg først et kontrolpanelmateriale. Vi brugte et 1/4 tommer tykt stykke hårdttræskrydsfiner. Vi startede med et 2 fod ved 2 fod stykke til at organisere udstyret. Der er ingen hemmelighed ved dette panel, bare monter alt på et sted, der giver mulighed for korte trådkørsler og tilgængelighed for 12 volt strøm, motorkabler og endekontaktledninger fra aksepanelerne.

Trin 12: Tilslutning af hovedcontrollerudstyr

Skematikken, der vises for Master Controller, er muligvis ikke helt nøjagtig på grund af manglen på delbiblioteker til L298N -modulet og det 5 volt signalstyrede relæ. Resten af kredsløbet er præcist for forbindelser til Arduino Uno og Arduino Mega.

For nøjagtig tilslutning af L298N skal vi henvise til billedet, der viser ledningsforbindelserne med de viste terminalnumre. Det andet billede viser kun de terminaler, der bruges på dette projekt.

For nøjagtig tilslutning af 5 volt relæet til Arduino skal vi henvise til billedet ovenfor.

Hvis du er i tvivl, skal du altid henvise til Arduino IDE for Master Controller for stiftforbindelser.

Trin 13: Tilslutning af bevægelsescontrolleren

Arduino Mega bruges som bevægelsescontroller. Det grænseflader mikro stepper drev og stepper motorer. Vin -forbindelsen vises ikke, da den vises på skemaet Master Controller.

Trin 14: System Power Latching Circuit

For at styre strømmen til systemet og muliggøre automatisk nedlukning, når animationen er fuldført, bruges et låsekredsløb med en momentan kontakt på tværs af 12 volt strøm NO -relækontakterne. 5 volt relæet styret af Arduino -signaler låser kredsløbet. Når signalet går LAVT, slukker systemets strøm. En separat LED bruges til at vise, at systemet er låst.

Trin 15: Arduino -kode

Da dette ikke er en instruktion i, hvordan man skriver Arduino -kode, har vi vedhæftet master- og bevægelsesfilerne til din visning og/eller download.

Trin 16: Opbygning af monteringsrammen

Systemstøtterammen er bygget af simpelt tømmer. Det er en 3-benstøtte, der har X-Axis-panelet fastgjort for at fastslå den korrekte placering af Tornado på layoutoverfladen. Betjeningspanelet er monteret bag X-Axis-panelet for at tillade fri bevægelse af det bevægelige Z-Axis-panel. Hele samlingen kan fastgøres til væggen eller efterlades fritstående for let fjernelse, hvis det er nødvendigt.