Canó pneumàtic automàtic. Alimentació portàtil i Arduino: 13 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Hola a tots!

Aquesta és la instrucció per muntar un canó pneumàtic portàtil. La idea era crear un canó que pogués disparar coses diferents. Em vaig fixar uns quants objectius principals. Per tant, quin ha de ser el meu canó:

• Automàtic. Per no comprimir l’aire manualment amb una bomba manual o de peu;
• Portàtil. Per no ser fiable de la xarxa elèctrica domèstica, puc treure-la fora;
• Interactiu. Vaig pensar que és fantàstic connectar una pantalla tàctil a un sistema pneumàtic;
• Aspecte fresc. El canó hauria de semblar una mena d’arma de ciència ficció de l’espai exterior =).

A continuació, descriuré tot el procés i us explicaré com crear aquest dispositiu i quins components necessiteu.

Tingueu en compte que he escrit aquesta instrucció exclusivament per als components que he utilitzat o per als seus anàlegs. El més probable és que les vostres peces siguin diferents de les meves. En aquest cas, haureu d'editar els fitxers font per fer que el muntatge sigui adequat per a vosaltres i finalitzeu el projecte vosaltres mateixos.

Capítols d’instruccions:

1. Revisió de vídeo.
2. Components. Pneumàtica.
3. Components. Acoblaments, maquinari i consumibles.
4. Disseny. Pneumàtica.
5. Components. Electrònica.
6. Preparació. Tall CNC.
7. Muntatge. Bomba, solenoide i carcassa pneumàtica.
8. Muntatge. Mànec, tanc d’aire i canó.
9. Muntatge. Electrònica, vàlvules i indicadors.
10. Muntatge. Cablejat.
11. Programació. Taller 4D 4 IDE.
12. Programació. IDE XOD.
13. Programació.

Pas 1: revisió del vídeo

Pas 2: components. Pneumàtica

D’acord, comencem pel disseny del sistema pneumàtic.

Bomba d'aire

Per comprimir l’aire automàticament, he utilitzat una bomba d’aire portàtil per al cotxe (figura 1). Aquestes bombes funcionen a partir de la xarxa elèctrica del cotxe de 12 V CC i són capaces de bombejar la pressió de l’aire fins a 8 bars o aproximadament 116 psi. El meu era d'un bagul, però estic gairebé segur que aquest és un analògic complet.

1 x Inflador de pneumàtics de bomba de compressor d'aire de cotxe elèctric de 12 V de metall pesat Automaze amb pinces de bossa i cocodril ≈ 63 $;

D’aquest kit de cotxes, només necessiteu un compressor a la seva carcassa de metall nativa. Per tant, elimineu les sortides pneumàtiques innecessàries (per exemple, per a un manòmetre), traieu la tapa de plàstic lateral, la nansa de transport i l’interruptor d’encès / apagat.

Totes aquestes coses només tenen lloc, de manera que ja no les necessiteu. Deixeu només el compressor amb dos cables que surten de la seva caixa. També es pot deixar una mànega flexible si no us voleu molestar amb la nova.

Normalment, aquests compressors tenen una sortida pneumàtica amb fil de canonada G1 / 4 "o G1 / 8".

Dipòsit d’aire

Per emmagatzemar l’aire comprimit, necessiteu un dipòsit. El valor de pressió màxima del sistema depèn de la pressió màxima generada pel compressor. Per tant, en el meu cas, no supera els 116 psi. Aquest valor de pressió no és elevat, però exclou l’ús de contenidors de plàstic o vidre per emmagatzemar aire. Utilitzeu cilindres metàl·lics. La majoria tenen un marge de seguretat més que suficient per a aquestes tasques.

Els tancs d’aire buits estan disponibles a botigues especialitzades en sistemes de suspensió de vehicles. Aquest és un exemple:

1 x Viking Horns V1003ATK, 1,5 galons (5,6 litres) tot tanc d'aire metàl·lic ≈ 46 $;

Vaig facilitar la meva tasca i vaig agafar el dipòsit de l'extintor de pols de 5 litres. Sí, no és una broma (foto 2). El tanc d’aire de l’extintor va ser més barat que el comprat. He esgotat l'extintor de pols química seca BC / ABC de 5 litres. No he pogut trobar una referència de producte exacta, de manera que la meva semblava semblant a aquesta:

1 x 5 kg BC / ABC extintor contra incendis en pols química seca amb pressió de gas de magatzem ≈ 10 $;

Després de desmuntar i netejar les femtes de pols, vaig aconseguir el cilindre (foto 3).

Per tant, el meu dipòsit de 5 litres sembla molt habitual, tret d’un detall. L'extintor que he utilitzat està normalitzat ISO; per això, el tanc té el fil mètric M30x1,5 al forat d’entrada (foto 4). En aquest pas, em vaig enfrontar a un problema. Les connexions pneumàtiques solen tenir rosques de tub de polzades i és difícil afegir aquest cilindre de fil mètric al sistema pneumàtic.

Opcional.

Per no molestar-me amb un munt d'adaptadors i accessoris, vaig decidir fer-me jo solament un tub de G1 a M30x1,5 (Fig. 5, Fig. 6). Aquesta part és molt opcional i podeu ometre-la si el tanc d’aire es pot enllaçar fàcilment amb el sistema. He adjuntat un dibuix CAD del meu equip per a aquells que puguin afrontar el mateix problema.

Electrovàlvula.

Per alliberar l’aire acumulat al cilindre es necessita una vàlvula. Per no obrir la vàlvula manualment, sinó automàticament, la solenoide és la millor opció. He utilitzat aquest (imatge 7):

1 x S1010 (TORK-GP) VÀLVULA SOLENOIDE D'ÚS GENERAL, TANCADA NORMALMENT ≈ 59 $;

He utilitzat una vàlvula normalment tancada per aplicar-hi corrent només quan es dispara i no malgastar la bateria. La vàlvula DN 25 i la seva pressió admissible són 16 bar, la qual cosa suposa el doble de la pressió del meu sistema. Aquesta vàlvula té una connexió d'acoblament femella G1 "- femella G1".

Vàlvula de buit de seguretat

Aquesta vàlvula s’activa manualment (figura 8).

1 x 1/4 NPT 165 PSI Vàlvula de pressió d'alleujament del compressor d'aire, tanc tancat ≈ 8 $;

S'utilitza per esgotar la pressió del sistema en algunes situacions crítiques, com ara fuites o fallades d'electrònica. També és molt convenient per configurar i comprovar el sistema pneumàtic quan es connecta electrònica. Només podeu estirar l'anell per alleujar la pressió. La connexió de la meva vàlvula és mascle G1 / 4.

Manòmetre.

Un manòmetre aneroide per controlar la pressió del sistema quan els aparells electrònics estan apagats. Quasi qualsevol pneumàtic s’adapta, per exemple:

1 x Instrument de rendiment 0-200 PSI Indicador d'aire per a accessoris de tanc d'aire W10055 ≈ 6 $;

La meva connexió de tub G1 / 4 mascle a la imatge (imatge 9).

Vàlvula de retenció

Cal una vàlvula de retenció per evitar que l’aire comprimit torni a la bomba. La petita vàlvula de retenció pneumàtica està bé. Aquí teniu un exemple:

1 x vàlvula de retenció en línia Midwest Control M2525 MPT, pressió màxima de 250 psi, 1/4 ≈ 15 $;

La meva vàlvula té connexió de rosca G1 / 4 "mascle - mach G1 / 4" (imatge 10).

Transmissor de pressió

Un transmissor de pressió o sensor de pressió és un dispositiu per mesurar la pressió de gasos o líquids. Un transmissor de pressió sol actuar com a transductor. Genera un senyal elèctric en funció de la pressió imposada. En aquesta instrucció, necessiteu aquest transmissor per controlar automàticament la pressió de l’aire mitjançant electrònica. He comprat això (foto 11):

1 x Sensor de transductor de pressió G1 / 4, entrada 5V sortida 0,5-4,5V / 0-5V transmissor de pressió per a gasoil aigua (0-10PSI) ≈ 17 $;

Exactament aquest té la connexió G1 / 4 mascle, una pressió acceptable i potències des de 5V DC. L'última característica fa d'aquest sensor ideal per connectar-se a Arduino com a microcontroladors.

Pas 3: components. Acoblaments, maquinari i consumibles

Accessoris i acoblaments metàl·lics

D'acord, per combinar totes les coses pneumàtiques necessiteu alguns acoblaments i acoblaments de tubs (foto 1). No puc especificar els enllaços exactes del producte, però estic segur que els podreu trobar a la ferreteria més propera.

He utilitzat accessoris metàl·lics de la llista:

• 1 x Connector de tipus Y de 3 vies G1 / 4 "BSPP Dona-Dona-Dona ≈ 2 $;
• 1 x connector de quatre vies G1 / 4 "BSPP Home-Dona-Dona-Dona ≈ 3 $;
• 1 x connector de tres vies G1 "BSPP mascle-mascle-mascle ≈ 3 $;
• 1 x adaptador femella G1 "a mascle G1 / 2" ≈ 2 $;
• 1 x adaptador femella G1 / 2 "a mach G1 / 4" ≈ 2 $;
• 1 x Fitting Union Male G1 "a G1" ≈ 3 $;

Instal·lació del tanc d'aire

1 x adaptador adaptador femella G1 a mascle M30x1,5.

Necessiteu un acoblament més i depèn del cilindre d’aire específic que feu servir. Vaig fabricar la meva segons el dibuix del pas anterior d'aquesta instrucció. Heu d’agafar vosaltres mateixos l’equipament sota el dipòsit d’aire. Si el vostre tanc d’aire té el mateix fil M30x1.5, podeu fer acoblament segons el meu dibuix.

Tub de clavegueram de PVC

Aquesta canonada és un barril del vostre canó. Trieu el diàmetre i la longitud del tub, però tingueu en compte que, com més gran sigui el diàmetre, més feble serà el tret. Vaig agafar el tub DN50 (2 ) amb la longitud de 500 mm (foto 2).

Aquí teniu un exemple:

1 x Charlotte Pipe 2-in x 20-ft 280 Schedule 40 Tub de PVC

Ajust de compressió

Aquesta part consisteix a enllaçar la canonada de 2 "de PVC amb el sistema pneumàtic metàl·lic G1". He utilitzat l’acoblament de compressió des de la canonada DN50 fins a la rosca femella G1, 1/2 "(imatge 3) i l’adaptador mascle G1, de 1/2" a femella G1”(foto 4).

Els exemples:

1 x Sistema d'instal·lació d'aire comprimit Connexions del compressor d'aire Connexions femella Recte DN 50G11 / 2 ≈ 15 $;

1 x accessoris de canonada de polipropilè Banjo RB150-100, casquet reductor, horari 80, 1-1 / 2 NPT mascle x 1 NPT femella ≈ 4 $;

Mànega pneumàtica

A més, necessiteu una mànega flexible per connectar el compressor d’aire amb el sistema pneumàtic (foto 5). El tub hauria de tenir rosques de 1/4 NPT o G1 / 4 als dos extrems. És millor comprar el de ferro d'acer i no massa llarg. Alguna cosa així està bé:

1 x Vixen Horns Compressor d'aire d'acer inoxidable mànega trenzada líder 1/4 "NPT mascle a 1/4" NPT ≈ 13 $;

És possible que algunes d’aquestes mànegues ja tinguin instal·lada una vàlvula de retenció.

Cargols: cargols:

• Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) 10 mm de longitud - 10 peces;
• Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) 20 mm de longitud - 20 peces;
• Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) de 25 mm de longitud - 21 peces;
• Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) de 30 mm de longitud - 8 peces;

Fruits secs:

Femella hexagonal M3 (DIN 934 / DIN 985) - 55 peces;

Rentadores:

Rentadora M3 (DIN 125) - 75 peces;

Desafiaments:

• Separador hexagonal PCB M3 Home-Dona de 24-25 mm de longitud - 4 peces;
• Separador hexagonal PCB M3 Home-Dona de 14 mm de longitud - 10 peces;

Claudàtors

Necessiteu dos suports de cantonada de metall de 30x30 mm per fixar la placa electrònica. Totes aquestes coses es poden trobar fàcilment en una ferreteria local.

Aquí teniu un exemple:

1 x Suport de prestatge Hulless 30 x 30mm Suport de fixació de suport de cantonada de 24 unitats

Segellador de tubs pneumàtics

Hi ha moltes connexions pneumàtiques en aquest projecte. Perquè el sistema aguanti la pressió, tots els seus acoblaments han d’estar molt ajustats. Per al segellat, he utilitzat un segellador anaeròbic especial per a pneumàtics. He utilitzat Vibra-tite 446 (foto 6). El color vermell significa una solidificació molt ràpida. El meu consell: Si en feu servir el mateix, estrenyeu el fil ràpidament i a la posició desitjada. Serà un repte descargolar-lo després.

1 x segellador de refrigerant Vibra-Tite 446: segellant de fil d'alta pressió ≈ 30-40 $;

Pas 4: Dissenyar. Pneumàtica

Mireu l’esquema anterior. Us ajudarà a esbrinar el principi.

La idea és comprimir l’aire al sistema aplicant el senyal de 12V a la bomba. Quan l’aire omple el sistema (fletxes verdes a l’esquema), la pressió comença a augmentar.

El manòmetre mesura i mostra la pressió actual i el transmissor pneumàtic envia un senyal proporcional al microcontrolador. Quan la pressió del sistema assoleix el valor especificat pel microcontrolador, la bomba s'apaga i l'atur augmenta.

Després d’això, podeu esgotar l’aire comprimit manualment estirant l’anell de la vàlvula de bufat o fer un tret (fletxes vermelles a l’esquema).

Si apliqueu el senyal de 24 V a la bobina, la solenoide s’obre instantàniament i allibera l’aire comprimit a una velocitat molt elevada a causa del gran diàmetre interior. De manera que el flux d'aire pugui empènyer la munició en un barril i, per tant, faci un tret.

Pas 5: components. Electrònica

Llavors, quins components electrònics necessiteu per operar i automatitzar tot el conjunt?

Microcontrolador

Un microcontrolador és el cervell de la vostra arma. Llegeix la pressió del sensor, així com controla la solenoide i la bomba. Per a aquests projectes, Arduino és la millor opció. Qualsevol tipus de placa Arduino està bé. He utilitzat l’analògic d’una placa mega Arduino (foto 1).

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

Per descomptat, entenc que no necessito tants pins d’entrada i que podria estalviar diners. Vaig triar el Mega únicament per diverses interfícies UART de maquinari per poder connectar una pantalla tàctil. A més, podeu connectar un munt d’electrònics més divertits al vostre canó.

Mòdul de visualització

Com he escrit anteriorment, volia afegir una mica d’interactivitat al canó. Per a això, he instal·lat una pantalla de pantalla tàctil de 3,2 polzades (imatge 2). Hi mostro el valor digitalitzat de la pressió del sistema i estableixo el valor màxim de pressió. Vaig utilitzar una pantalla de la companyia 4d Systems i d’altres coses per llampar-lo i connectar-se a Arduino.

1 x SK-gen4-32DT (kit d'inici) ≈ 79 $;

Per programar aquestes pantalles hi ha un entorn de desenvolupament del Taller de sistemes 4D. Però us ho explico més enllà.

Pila

El meu canó hauria de ser portàtil ja que vull fer-lo servir fora. Això vol dir que he de prendre energia d'algun lloc per accionar la vàlvula, la bomba i el controlador Arduino.

La bobina de la vàlvula funciona a 24V. La placa Arduino es pot alimentar de 5 a 12V. El compressor de la bomba és un automòbil i funciona amb una xarxa elèctrica de 12V per a cotxes. Per tant, la tensió màxima que necessito és de 24 V.

A més, mentre bombeja l’aire, el motor del compressor fa molta feina i consumeix un corrent considerable. A més, cal aplicar un gran corrent a la bobina del solenoide per superar la pressió de l’aire al tap de la vàlvula.

Per a mi, la solució és l’ús de bateries Li-Po per a màquines controlades per ràdio. Vaig comprar una bateria de 6 cel·les (22,2 V) amb una capacitat de 3300 mAh i una intensitat de 30 C (foto 3).

1 x LiPo 6S 22, 2V 3300 30C ≈ 106 $;

Podeu utilitzar qualsevol altra bateria o utilitzar un tipus de cel·la diferent. El més important és tenir prou corrent i tensió. Tingueu en compte que, com més capacitat té, més llarg funcionarà el canó sense recarregar-se.

Convertidor de tensió CC-CC

La bateria Li-Po és de 24 V i alimenta la solenoide. Necessito un convertidor de tensió DC-DC de 24 a 12 per alimentar la placa Arduino i el compressor. Ha de ser potent perquè el compressor consumeix un corrent considerable. La sortida d’aquesta situació va ser la compra d’un convertidor de tensió del cotxe de 30A (figura 4).

Un exemple:

1 x Subministrament d'alimentació per a cotxes de camions resistents de 24 V a 12 V CC 30A 360 W ≈ 20 $;

Els camions pesats tenen una tensió a bord de 24V. Per tant, per alimentar electrònics de 12V s’utilitzen aquests convertidors.

Relleus

Necessiteu un parell de mòduls de relés per obrir i tancar circuits: el primer per al compressor i el segon per a la solenoide. He utilitzat aquests:

2 x relés (mòdul Troyka) ≈ 20 $;

Botons

Un parell de botons momentanis estàndard. El primer que encén el compressor i el segon que s'utilitza com a disparador per fer un tret.

2 botons simples (mòdul Troyka) ≈ 2 $;

Leds

Un parell de leds per indicar l’estat del canó.

2 x LED simple (mòdul Troyka) ≈ 4 $;

Pas 6: Preparació. Tall CNC

Per muntar tots els components pneumàtics i electrònics, necessitava fer algunes peces de la caixa. Els vaig tallar amb fresadora CNC de 6 mm i contraxapats de 4 mm per pintar-los.

Hi ha dibuixos a l’adjunt perquè pugueu personalitzar-los.

A continuació es mostra una llista de les peces que cal obtenir per muntar un canó segons aquesta instrucció. La llista conté noms de peces i qualitat mínima necessària.

• Mànec - 6 mm - 3 peces;
• Pin - 6 mm - 8 peces;
• Arduino_plate - 4 mm - 1 peça;
• Pneumatic_plate_A1 - 6mm - 1 peça;
• Pneumatic_plate_A2 - 6mm - 1 peça;
• Pneumatic_plate_B1 - 6mm - 1 peça;
• Pneumatic_plate_B2 - 6mm - 1 peça;

Pas 7: Muntatge. Bomba, solenoide i carcassa pneumàtica

La llista de materials:

Al primer pas de muntatge, heu de fer un allotjament per a components pneumàtics, muntar tots els accessoris de canonada, instal·lar una electrovàlvula i un compressor.

Electrònica:

1. Compressor d'aire per a vehicles pesats: 1 peça;

Tall CNC:

2. Pneumatic_plate_A1 - 1 peça;

3. Pneumatic_plate_A2 - 1 peça;

4. Pneumatic_plate_B1 - 1 peça;

5. Pneumatic_plate_B2 - 1 peça;

Vàlvules i accessoris de tub:

6. DN 25 S1010 (TORK-GP) Electrovàlvula 1 peça;

7. Connector de 3 vies G1 BSPP mascle-mascle-mascle - 1 peça;

8. Adaptador adaptador femella G1 "a mascle G1 / 2" - 1 peça;

9. Adaptador adaptador femella G1 / 2 "a mascle G1 / 4" - 1 peça;

10. Connector de 4 vies G1 / 4 BSPP Home-Dona-Dona-Dona - 1 peça;

11. Connector de tipus Y de 3 vies G1 / 4 BSPP Dona-Dona-Dona - 1 peça;

12. Unió de fixació masculí G1 "a G1" - 1 peça;

13. Adaptador adaptador femella G1 a mascle M30x1,5 - 1 peça;

Cargols:

14. Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) 20 mm de longitud - 20 peces; 15. Femella hexagonal M3 (DIN 934 / DIN 985) - 16 peces;

16. Rentadora M3 (DIN 125) - 36 peces;

17. Cargols M4 del compressor d’aire: 4 peces;

Altres:

18. Separador hexagonal PCB M3 Home-Dona de 24-25 mm de longitud - 4 peces;

Consumibles:

19. Segellador pneumàtic de tubs.

Procés de muntatge:

Mireu els esbossos. Ells us ajudaran amb el muntatge.

Esquema 1. Agafeu dos panells tallats CNC B1 (pos. 4) i B2 (pos. 5) i connecteu-los tal com es mostra a la imatge. Fixeu-los amb cargols M3 (pos. 14), femelles (pos. 15) i arandelles (pos. 16)

Esquema 2. Agafeu els panells muntats B1 + B2 de l’esquema 1. Introduïu l’adaptador G1 "a M30x1.5 (pos. 13) al tauler. L’hexàgon de l’adaptador hauria d’adaptar-se a la ranura hexagonal del tauler. l’adaptador està fix i no gira. A continuació, instal·leu el compressor a la ranura rodona de l’altre costat dels panells muntats. El diàmetre de la ranura ha de ser el mateix que el diàmetre exterior del compressor. Fixeu el compressor amb els cargols M4 (pos. 17) que venia amb la bomba del cotxe

Esquema 3. Introduïu el connector de tres vies G1 "(pos. 7) a la solenoide (pos. 6). A continuació, cargoleu el connector (pos. 7) a l'adaptador G1" a M30x1.5 (pos. 13).. Fixeu totes les rosques amb segellador de tub pneumàtic (pos. 19). La sortida lliure del connector de 3 vies i la bobina magnètica de la solenoide s’haurien d’orientar cap amunt, tal com es mostra a la figura. El cos dels compressors (pos. 1) us pot evitar girar el connector per poder-lo separar temporalment del conjunt. Desmunteu la superfície lateral del compressor. Substituïu quatre cargols que fixin la coberta lateral als separadors hexagonals M3 (pos. 18). Els forats de rosca dels compressors d’aquest tipus solen ser M3. Si no ho són, heu de tocar els orificis de rosca M3 o M4 al compressor vosaltres mateixos

Esquema 4. Agafeu el conjunt 3. Cargoleu l'adaptador G1 "a G1 / 2" (pos. 8) al conjunt. Cargoleu l'adaptador G1 / 2 "a G1 / 4" (pos. 9) a l'adaptador (pos. 8). A continuació, instal·leu el connector G1 / 4 "de 4 vies (pos.10) i connector de 3 vies Y tipus G1 / 4 "(pos. 11) tal com es mostra a l'esquema. Fixeu tots els fils mitjançant un segellador de tub pneumàtic (pos. 19)

Esquema 5. Agafeu dos panells tallats CNC per A1 (pos. 2) i A2 (pos. 3) i connecteu-los tal com es mostra a la imatge. Fixeu-los amb cargols M3 (pos. 14), femelles (pos. 15) i arandelles (pos. 16)

Esquema 6. Agafeu les plaques muntades A1 + A2 de l'esquema 5. Introduïu el muntatge G1 "a G1" (pos. 12) als panells. L'hexàgon de l'accessori hauria de cabre sota la ranura hexagonal del tauler. Per tant, l'accessori es fixa al tauler i no gira. A continuació, cargoleu els panells A1 + A2 amb l'accessori (pos. 12) a l'interior de la solenoide des del conjunt 4. Gireu els panells A1 + A2 fins que estiguin al mateix angle que els panells B1 i B2. Assegureu el fil entre la solenoide i l’accés (pos. 12) amb un segellador de tub pneumàtic (pos. 19). A continuació, completeu el muntatge cargolant els panells A1 + A2 al compressor mitjançant cargols M3 (pos. 14)

Pas 8: Muntatge. Mànec, tanc d’aire i canó

La llista de materials:

En aquest pas, feu una maneta del canó i instal·leu-hi la carcassa pneumàtica. A continuació, afegiu el barril i el tanc d’aire.

1. Dipòsit d’aire: 1 peça;

Tall CNC:

2. Mànec: 3 peces;

3. Pin - 8 peces;

Tubs i accessoris:

4. Tub de clavegueram de PVC DN50 de mig metre de llargada;

5. Acoblament de compressió de PVC de DN50 a G1 ;

Cargols:

6. Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) de 25 mm de longitud - 17 peces;

7. Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) de 30 mm de longitud - 8 peces;

8. Femella hexagonal M3 (DIN 934 / DIN 985) - 25 peces;

9. Rentadora M3 (DIN 125) - 50 peces;

Procés de muntatge:

Mireu els esbossos. Ells us ajudaran amb l'Assemblea.

Esquema 1. Agafeu tres nanses tallades per CNC (pos. 2) i combineu-les com es mostra a la imatge. Fixeu-los amb cargols M3 (pos. 6), femelles (pos. 8) i arandeles (pos. 9)

Esquema 2. Agafeu les nanses muntades de l'esquema 1. Introduïu vuit parts de passador tallat per CNC (pos. 3) a les ranures

Esquema 3. Instal·leu la carcassa pneumàtica del pas anterior al muntatge. La junta té un disseny ajustable. Fixeu-lo al mànec amb 8 cargols M3 (pos. 7), femelles (pos. 8) i arandeles (pos. 9)

Esquema 4. Agafeu el conjunt 3. Cargoleu el dipòsit d’aire (pos. 1) a la carcassa pneumàtica. El meu tanc d’aire estava precintat amb un anell de goma instal·lat a l’extintor. Però, depenent del dipòsit d’aire, és possible que hagueu de segellar aquesta junta amb un segellador. Agafeu el tub de clavegueram de PVC DN 50 i introduïu-lo a l’acoblament de compressió de PVC (pos. 5). És el barril del teu canó =). Cargoleu l'altre costat de l'acoblament al conjunt pneumàtic. No podeu segellar aquest fil

Pas 9: Muntatge. Electrònica, vàlvules i indicadors

La llista de materials:

L’últim pas és instal·lar la resta de components pneumàtics, vàlvules i manòmetres. A més, munteu l'electrònica i el suport per muntar Arduino i la pantalla.

Vàlvules, mànegues i calibres:

1. Manòmetre aneroide G1 / 4 - 1 peça;

2. Transmissor digital de pressió G1 / 4 5V - 1 peça;

3. Vàlvula de bufat de seguretat G1 / 4 - 1 peça;

4. Comproveu la vàlvula de retenció G1 / 4 "a G1 / 4" - 1 peça;

5. Mànega pneumàtica d’uns 40cm de llargada;

Tall CNC:

6. Plat Arduino - 1 peça;

Electrònica:

7. Convertidor CC-CC de tensió del cotxe de 24V a 12V - 1 peça;

8. Arduino Mega 2560 - 1 peça;

9. Mòdul de visualització 4D Systems 32DT - 1 peça;

Cargols:

10. Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) 10 mm de longitud - 10 peces;

11. Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) de 25 mm de longitud - 2 peces;

12. Femella hexagonal M3 (DIN 934 / DIN 985) - 12 peces;

13. Rentadora M3 (DIN 125) - 4 peces;

Altres:

14. Separador hexagonal PCB M3 Home-Dona de 14 mm de longitud - 8 peces;

15. Cantonada metàl·lica 30x30mm - 2 peces;

Components variables per muntar el convertidor CC-CC:

16. Separador hexagonal de PCB M3 Home-Dona de 14 mm de longitud - 2 peces;

17. Rentadora M3 (DIN 125) - 4 peces;

18. Cargol M3 (DIN 912 / ISO 4762) de 25 mm de longitud - 2 peces;

19. Femella hexagonal M3 (DIN 934 / DIN 985) - 2 peces;

Consumibles:

20. Segellador de tubs pneumàtics;

Procés de muntatge:

Mireu els esbossos. Ells us ajudaran amb l'Assemblea.

Esquema 1. Enrosqueu la vàlvula de retenció (pos. 4) i el transmissor de pressió (pos. 2) al connector de 4 vies del conjunt. Enrosqueu la vàlvula de buit de seguretat (pos. 3) i el manòmetre aneroide (pos. 1) al connector de tipus Y de tres vies. Segellar totes les juntes del fil amb un segellador

Esquema 2. Connecteu la vàlvula de retenció (pos. 4) al compressor amb una mànega (pos. 5). Normalment hi ha un anell de goma en aquests tubs, però si no, utilitzeu un segellador

Esquema 3. Munteu el convertidor de tensió CC-CC (pos. 7) al conjunt. Aquests convertidors de tensió del cotxe poden tenir connexions i mides completament diferents, i és poc probable que trobeu exactament el mateix que el meu. Esbrineu, doncs, com instal·lar-lo vosaltres mateixos. Per al meu convertidor, vaig preparar els dos forats de la nansa i els vaig arreglar fent servir separadors M3 (pos. 16), cargols (pos. 18), volanderes (pos. 17) i femelles (pos. 19)

Esquema 4. Preneu una placa Arduino tallada per CNC (pos. 6). Munteu la placa Arduino Mega 2560 (pos. 8) a un costat de la placa mitjançant quatre separadors (pos. 14), cargols M3 (pos. 10) i femelles (pos. 12). Munteu el mòdul de visualització 4D (pos. 9) a l’altre costat de la placa (pos. 6) utilitzant quatre separadors (pos. 14), cargols M3 (pos. 10) i femelles (pos. 12). Connecteu dues cantonades metàl·liques de 30x30mm (pos. 15) al tauler tal com es mostra. Si els forats de muntatge que teniu a les cantonades no coincideixen amb els del tauler, foradeu-los vosaltres mateixos

Esquema 5. Connecteu la placa Arduino muntada al mànec del canó. Fixeu-lo amb cargols M3 (pos. 11), volanderes (pos. 13) i femelles (pos. 12)

Pas 10: Muntatge. Cablejat

Aquí, connecteu-ho tot segons aquest diagrama. El mòdul de visualització es pot connectar a qualsevol UART; He triat la sèrie 1. No oblideu el gruix dels cables. Es recomana utilitzar cables gruixuts per connectar el compressor i la solenoide amb la bateria. Els relés s’han d’establir com a oberts normalment.

Pas 11: Programació. Taller 4D 4 IDE

4D System Workshop és l’entorn de desenvolupament de la interfície d’usuari per a la pantalla que s’utilitza en aquest projecte. No us diré com connectar i fer flaixar la pantalla. Tota aquesta informació es pot trobar al lloc web oficial del fabricant. En aquest pas, us explico quins ginys he utilitzat per a la interfície d’usuari del canó.

He utilitzat un sol Form0 (foto 1) i els ginys següents:

Angularmeter1 Pressió, Bar

Aquest giny mostra la pressió actual del sistema en barres.

Pressió angular2, Psi

Aquest giny mostra la pressió actual del sistema a Psi. La pantalla no funciona amb valors de coma flotant. Per tant, és impossible conèixer la pressió exacta en bars, per exemple, si la pressió està en el rang de 3 a 4 bar. L’escala psi, en aquest cas, és més informativa.

Rotaryswitch0

Un interruptor rotatiu per configurar la pressió màxima al sistema. Vaig decidir fer tres valors vàlids: 2, 4 i 6 bar.

Cordes0

El camp de text que informa que el controlador ha canviat correctament el valor de pressió màxima.

• Statictext0 Spuit Cannon!
• Statictext1 Pressió màxima
• Imatges d’usuari0

Només són per lulz.

A més, adjunto el projecte Workshop per al firmware de la pantalla. És possible que ho necessiteu.

Pas 12: programació. IDE XOD

Biblioteques XOD

Per programar controladors Arduino, faig servir l’entorn de programació visual XOD. Si no coneixeu l'enginyeria elèctrica o potser us agrada escriure programes senzills per a controladors Arduino com jo, proveu XOD. És l’instrument ideal per fer prototips ràpids de dispositius.

He creat una biblioteca XOD que conté el programa de canons:

gabbapeople / canó pneumàtic

Aquesta biblioteca conté un pedaç de programa per a tota l’electrònica i el node per fer funcionar el transmissor de pressió.

A més, necessiteu algunes biblioteques XOD per poder operar mòduls de visualització de sistemes 4D:

gabbapeople / 4d-ulcd

Aquesta biblioteca conté nodes per fer funcionar ginys bàsics de 4D-ulcd.

bradzilla84 / visi-genie-extra-library

Aquesta biblioteca amplia les funcions de l'anterior.

Procés

• Instal·leu el programari XOD IDE a l'ordinador.
• Afegiu la biblioteca gabbapeople / pneumatic-cannon a l’espai de treball.
• Afegiu la biblioteca gabbapeople / 4d-ulcd a l’espai de treball.
• Afegiu la biblioteca bradzilla84 / visi-genie-extra-library a l'espai de treball.

Pas 13: Programació

D'acord, tot el pegat del programa és bastant gran, així que anem a veure'n les parts.

Inicialització de la pantalla

El node d'inici (imatge 1) de la biblioteca 4d-ulcd s'utilitza per configurar el dispositiu de visualització. Haureu d’enllaçar-hi el node d’interfície UART. El node UART depèn de la connexió exacta de la pantalla. La pantalla és fantàstica amb el programari UART, però si és possible, és millor utilitzar-ne un de maquinari. El pin RST del node d'inici és opcional i serveix per reiniciar la pantalla. El node Init crea un tipus de dades DEV personalitzat que us ajuda a gestionar els widgets de visualització a XOD. La velocitat de comunicació BAUD ha de ser la mateixa que es defineix quan es fa intermitent la pantalla.

Lectura del transmissor de pressió

El meu transmissor de pressió és un dispositiu analògic. Transmet un senyal analògic proporcional a la pressió de l’aire del sistema. Per esbrinar la dependència, vaig fer un petit experiment. Vaig bombar el compressor a un nivell determinat i vaig llegir el senyal analògic. Així doncs, vaig obtenir un gràfic del senyal analògic de la pressió (imatge 2). Aquest gràfic mostra que la dependència és lineal i que puc expressar-la fàcilment mitjançant l’equació y = kx + b. Per tant, per a aquest sensor l’equació és:

Tensió de lectura analògica * 15, 384 - 1, 384.

Així obtinc el valor exacte (PRES) de la pressió a les barres (figura 3). A continuació, l’arrodoneixo a un valor enter i l’envio al primer widget d’escriptura angular. També tradueixo la pressió amb l'ajuda del mapa de nodes de mapa a psi i l'envio al segon widget de comptador angular d'escriptura.

Configuració de la pressió màxima

El valor màxim de pressió s'estableix en llegir el commutador rotatiu (figura 4). El giny de commutació rotativa de lectura té tres posicions amb els índexs 0, 1 i 2. que corresponen a valors de pressió de 2, 4 i 6 bar a la pantalla. Per convertir l’índex a la pressió màxima (EST), el multiplico per 2 i n’afegeixo 2. A continuació, actualitzo el widget string0 amb el node write-string-pre. Canvia la cadena de la pantalla i informa que s’actualitza la pressió màxima.

Compressora i electrovàlvula de funcionament

El primer node de botó està connectat al pin 6 i engega el relé dels compressors. El relé del compressor es controla mitjançant un node d’escriptura digital connectat al pin 8. Si es prem el botó i la pressió del sistema (PRES) és inferior a la configurada (EST), el compressor s’encén i comença a bombar aire fins que la pressió del sistema (PRES) és superior al valor màxim (EST) (foto 5).

La presa es realitza prement el botó de disparador. És fàcil. El node del botó d’activació connectat al pin 5 commuta el relé del solenoide mitjançant el node d’escriptura digital connectat al pin 12.

Indicant l’estat

Els LED mai no són suficients =). La pistola té dos LED: el verd i el vermell. Si el compressor no està engegat i la pressió del sistema (PRES) és igual a l’estimada (EST) o lleugerament inferior a la mateixa, el led verd s’encén (foto 6). Vol dir que podeu prémer el gallet amb seguretat. Si la bomba funciona o la pressió del sistema és inferior a la que heu configurat a la pantalla, el led vermell s’encén i el verd cau.