自動門滑塊的制作圖解

第1步：計劃

我開始考慮如何去做。有許多方法可以解決這樣一個項目，每個項目都有自己的優(yōu)點和缺點。

我做的第一件事就是了解我正在使用的現(xiàn)有系統(tǒng)。對我來說，這意味著我沉重的全金屬滑門。對你而言，它可能意味著別的東西，我會建議你在制定戰(zhàn)略之前首先完全理解你的系統(tǒng)。

我意識到我的門沒有很好地建造并且它的運動有一些變化。因此無論我的翻譯方法如何，都必須迎合這種變化。這讓我想到了使用摩托車鏈。我以前用過它們所以我熟悉他們的工作。便宜且廣泛可用。而他們的大部分意味著輕微的錯位并不重要。鏈條在頂部邊緣上的安裝對我來說效果很好，因為我在頂部有一個支架來安裝電機組件，所以一切都可以整齊地放在門的頂部。

接下來是電機選擇。我是以低成本拍攝的，所以我在左側(cè)的零件箱上挖了一下，從我的戰(zhàn)斗機器人構(gòu)造中找到了一輛汽車擋風(fēng)玻璃刮水器電機。我記得這臺電機有很大的扭矩，非常好。所以我相信它有足夠的力量來驅(qū)動大門。

現(xiàn)在我已經(jīng)完成了我需要的所有計劃。電子和控制是完全不同的故事，它們將在以后出現(xiàn)。

第2步：“準確地”測試電機

所以我有信心電機能夠移動大門，但我不會構(gòu)建整個東西，然后被證明是錯誤的。所以我做了工程師應(yīng)該做的事情。測試。

我認為他們應(yīng)該首先進行計算，但我沒有任何值來計算。所以我把我的舊戰(zhàn)斗機器人撣去并把它綁在門口。戰(zhàn)斗機器人使用兩個擋風(fēng)玻璃刮水器電機來驅(qū)動它。這是我能夠以測試的名義快速建立的最接近的東西。

我給了機器人全油門，你知道什么，大門開始移動。盡管沒有牽引力，但機器人能夠移動門。這對我來說足夠好所以我繼續(xù)前進。

步驟3：制作電機支架

從過去的事故中，我知道這些電機不是開玩笑。如果你把手指放在鏈輪上，你可以親吻它好買。當我在建造戰(zhàn)斗機器人時，我有一個近乎手指松動的事件，所以我從經(jīng)驗中說話。

根據(jù)這種經(jīng)驗，我希望裝配盡可能隱藏起來。所以我決定將它安裝在將門保持在適當位置的支架上。

我首先在兩個角鐵件之間安裝了一塊鋼板。這樣我就可以將電機組件安裝在上面，而不必擔(dān)心有堅固的底座。

我決定將電機組件從主門底座拆下，因為我可能想單獨處理它。關(guān)閉電機會非常困難，特別是因為我在狹小的空間工作。之后，當我多次關(guān)閉電機組件進行操作時，這得到了回報。

如您所見，我將電機連接到電機組件上。我還將鏈輪安裝在電機上，兩側(cè)各有一對鏈輪將鏈條引導(dǎo)到電機鏈輪上，不允許它在負載下滑動。

第4步：制作鏈式支架

這個項目的整個主題是降低成本，因此我想重新使用我所擁有的舊鋼材，而不是購買新鋼材。我找到了一塊很厚的角料，足以供我使用。

我使用角磨機將原料切割成一定尺寸，然后將其焊接在一起制成支架。然后我將支架焊接在門的頂部。需要注意的一點是，您不希望在涂漆表面上進行焊接。務(wù)必磨掉焊接區(qū)域的油漆。

我不得不重做三次焊接。第一次是因為我沒有將支架安裝在門的物理硬停止之外。因此，當我測試它并意外地將其中一根電線斷開到限位開關(guān)時，支架被迫進入限位開關(guān)并將其斷開。因此，如果電子限位開關(guān)出現(xiàn)故障，必須始終安裝支架，使其不會損壞系統(tǒng)的其他部分。

第二次是因為我安裝了彎曲的托架。這是我的第一個焊接項目，我沒有合適的夾具，所以我很難對齊支架。

我犯的最后一個錯誤是在完全焊接支架后鉆一個洞。而且由于焊接使鋼材更硬，因此更難鉆出。我花了三個鉆頭和一個小時的不斷鉆孔來制造兩個鉆孔。

如果你計劃制作類似的東西，那么要從這些錯誤中吸取教訓(xùn)。讓我們繼續(xù)安裝鏈。

第5步：安裝鏈

我是第一個對于如何安裝鏈條有不同的想法，使其具有減震功能，以防止從靜止位置啟動時電機過載。但似乎沒有什么比實施簡單。所以我選擇了最便宜，最簡單的解決方案。

我拿了一條鏈子，把中間軸承切到了末端。然后我拿了一個3英寸的螺栓并切斷了頭部。我將螺栓固定在鏈條的最后一塊并將其焊接上。它可能不是最漂亮的解決方案。但它會起作用。

我將所有鏈條首尾相連，然后將螺母末端固定在鏈條支架的一側(cè)。我測量到哪里可以在另一邊切割鏈條。我標記它并重復(fù)螺母焊接程序。

然后我將鏈條安裝在門的頂部。我使用了幾個螺栓來固定兩端，使得螺栓不會松動。

在我的情況下，關(guān)鍵是不要過多地擰緊鏈條，因為這會給電機和鏈輪帶來很大的壓力。相反，讓重鏈放在門的頂部邊緣似乎是避免電機恒定負載的最佳方法。

這樣，當電機開始移動門時，它必須首先拉動鏈條的重量，然后再實際拉動門。這可以作為避免電機過載的各種彈簧。

開門器的機械部分是完整的。我們可以進行一些測試，看看它是否真的有效。

第6步：測試

既然項目的機械方面已經(jīng)完成，我可以測試一下找出一些扭結(jié)和可能的陷阱。我使用了12v鉛酸電池，只需將電機手動連接到電池即可。而且是的！大門開始移動。到目前為止所有的努力都沒有。

我在測試過程中意識到了一些事情。一個是門通道需要清潔，所有東西都需要適當潤滑。否則，小型電動機可能難以移動門。

另一個重要的事情是，我需要為電機提供某種電子過載保護，以防電子限位開關(guān)停止工作。如果發(fā)生這種情況，我不想炒馬達。

我還確定了正確的鏈條張力以獲得最佳性能，因為我測試了不同張力的電機電流消耗。較低的張力是更好的，因為它通過左右擺動而不會壓迫馬達來吸收對齊中的所有缺陷。

通過這些結(jié)果，我準備開始研究電氣方面的工作。

第7步：電子計劃

因此，電子方面的計劃是盡可能保持簡單功能。

電源將來自12V干式鉛酸電池，該電池將連接到電池充電器。雖然我對充電器有很多問題，我稍后會談到。

腦盒將是一個arduino板。沒什么特別的，只是一個arduino uno。電機控制將通過一個4通道繼電器板作為H橋。使用433 mhz接收器模塊處理RF通信。廉價的1美元板之一。事后看來，這不是最好的主意。稍后會詳細介紹。電流檢測將使用20A電流傳感器。最后，限位開關(guān)和手動操作開關(guān)只是常規(guī)開關(guān)。

我使用的遙控器是可編程汽車遙控器。雖然他們也給我?guī)砹寺闊?/p>

所以這就是計劃。讓我們深入了解它的細節(jié)。

步驟8：電子元件構(gòu)建

電子元件構(gòu)建過程并不復(fù)雜。我以一種可以在必要時快速更換零件的方式組裝所有東西。我盡可能使用割臺銷和鏟形連接器，以便快速拆卸。我使用了一個相對較大的原型板來連接限位開關(guān)和射頻板。擁有一塊大板允許我在將來添加更多功能，而無需重做現(xiàn)有框架。

我遇到了一些與電子產(chǎn)品有關(guān)的問題。首先是繼電器板。繼電器板上的走線并非設(shè)計用于在低電壓下處理大電流。一些繼電器板有鍍錫痕跡，但我沒有。其中一條痕跡在一段時間后爆炸了。所以我用適當尺寸的電線橋接所有高電流線。

另一個大問題是充電器會造成很多電磁干擾。這是因為充電器沒有品牌，也沒有任何形式的認證。干擾正在弄亂電路。它會隨機響應(yīng)rf命令。當我將筆記本電腦靠近電子設(shè)備進行編程時，我意識到這是一個EM問題，它完全失控了。我買了一個全金屬的身體充電器，這個充電器在使用時非常強大，但現(xiàn)在似乎工作正常。我稍后會改變它。

我也遇到過用于外部交換機的連接器問題。它們非常脆弱，多次取出時會斷裂。我仍然需要找出一些更好的連接器。

我使用的射頻模塊是一個非?；镜哪K，它的射程并不令人印象深刻。但這就是我手頭上的東西以及有效的東西，所以我現(xiàn)在堅持使用它。雖然我計劃升級到更好的模塊，特別是因為我希望范圍不是問題。我不想走向系統(tǒng)只是為了讓它發(fā)揮作用。

步驟9：安裝電子設(shè)備

首先，我剛將電子設(shè)備安裝在一塊膠合板上，并計劃建造頂部有一個塑料盒。但后來我才意識到這將是很多工作。所以我買了一個大的食品容器，上面有防水密封。

我將電池和充電器安裝在底部。我將電子設(shè)備安裝在盒子附帶的一塊塑料上。我從盒子里取出所有電線的槽口，然后用一些硅脂確保里面沒有水。我還制作了一個3D打印天線蓋，試圖最大化范圍。

這個盒子很完美。很明顯，所以我可以看到一切都很好，而不必打開它。它經(jīng)歷了一些嚴重的降雨，所以它應(yīng)該是好的。雖然一個問題是盒子內(nèi)部的熱量，因為它很清楚，太陽可以快速加熱電子設(shè)備。簡單的解決方案是用另一個打開的蓋子覆蓋它以避免陽光直射。

步驟10：限位開關(guān)

門的限位開關(guān)嚴重因為我不得不經(jīng)歷幾次設(shè)計迭代才能讓它可靠地工作。

起初我只是在支架的兩側(cè)粘上了兩個杠桿開關(guān)，并在門上粘上保險杠以擊中開關(guān)。原則上這是一個堅實的想法，因為我已經(jīng)看到它在3D打印機中工作。但經(jīng)過一些測試，兩個開關(guān)都損壞了，保險杠斷了。我升級到更大的開關(guān)，并增加了保險杠前面的泡沫，以避免影響。但他們?nèi)匀粩嘟^了。

我意識到當門撞到限位開關(guān)時，門有很多慣性，因此有一個力停止限位開關(guān)可能不起作用。我去了電子市場尋找創(chuàng)意并找到了一個滾輪開關(guān)。

我為它制作了一個3D打印支架和一個3D打印的斜坡。這樣，當開關(guān)達到其極限時，開關(guān)將被啟動，但如果由于某種原因，閘門根本不會停止或由于慣性而繼續(xù)滾動，則不會妨礙開關(guān)。

步驟11：對電子設(shè)備進行編程

對電子設(shè)備進行編程非常簡單。對于RF接收器，我使用rcswitch庫來處理從遙控器接收信號的所有細節(jié)。其余的只是一堆if循環(huán)來檢查不同的條件。其中一個條件是檢查過電流保護。我使用循環(huán)計數(shù)器來檢查。如果您希望我進一步詳細解釋，您可以找到附加的代碼和注釋。

第12步：顯示的問題及其修復(fù)

在這個項目的過程中，我遇到了很多機械和電氣問題。我之前已經(jīng)提到了一些，但我會在下面列出它們。

1。硬限位開關(guān)：這成為一個問題，因為限位開關(guān)即使在切斷電源后也會受到很大的力。如此重的質(zhì)量有很大的慣性。我能想到的任何硬停止開關(guān)都不足以吸收慣性。修復(fù)是像我一樣使用滾動限位開關(guān)。

2。將開關(guān)限位在硬限制內(nèi)：限位開關(guān)的物理放置必須使得即使限位開關(guān)不起作用，門也不能進入開關(guān)并將其銷毀。當其中一個限位開關(guān)導(dǎo)線斷開并且門滑入開關(guān)時，這就成了一個問題，破壞了支架和開關(guān)。我通過向外移動鏈支架來固定它，這樣在任何情況下它都不會碰到限位開關(guān)。

3。鏈條張力太高：當我第一次打開鏈條時，我將它擰得太緊，以至于它在電機軸上垂直于其運動平面施加了很大的力。因此，電機無效，因為它會產(chǎn)生很大的摩擦。如果我用軸承制造一個合適的電機座并且我沒有專業(yè)知識，這不會是一個問題。此外，閘門沿其長度不是直的，因此鏈條從左向右移動。為了解決這個問題，我簡單地放松了鏈條。它運行不順利。

4。來自充電器的EM干擾：我想使用的電池充電器產(chǎn)生如此多的EMI，使得接收器無效且狡猾。我試圖應(yīng)用屏蔽但我相信導(dǎo)電和輻射EMI的組合對于電路來說太多了。解決這個問題并不是一個永久性的解決方案，但我使用的是更大的金屬機身充電器，其強度幾乎是所需的20倍。但它現(xiàn)在有效。

5。射頻范圍：我使用的射頻接收器不是最好的。這是那些便宜的1美元之一。范圍雖然不是很糟糕，但對我來說還不夠舒服。目前我只是使用線天線對其進行了優(yōu)化，但我將尋找更好的射頻解決方案。

6。復(fù)制RF遙控器：這是一個如此愚蠢的問題，當我終于明白了，我笑了。所以我打造了這些可編程遙控器，可以學(xué)習(xí)其他遙控器的代碼。我使用其中一個作為基線，然后嘗試將那個的代碼復(fù)制到另一個。經(jīng)過幾個小時的擺弄，我發(fā)現(xiàn)你無法將遙控器從另一個類似的遙控器上復(fù)制出來。您只能從標準遙控器中復(fù)制代碼。我花了無數(shù)個小時才想出來。所以盡量不要陷入同樣的陷阱。修復(fù)是使用任何其他標準遙控器，然后將其復(fù)制到所有可編程遙控器。

7。鉆進硬鋼：這是一個惱人的問題。當我將鏈條支架安裝在門上時，我想在其中鉆一個洞。就在那時我發(fā)現(xiàn)鋼已經(jīng)硬化了，因為我焊接了它。我試圖通過這個打破了很多位。所以我建議你在焊接前鉆孔。會為你省去很多麻煩。

這些是我在構(gòu)建過程中遇到的一些問題。當我想到更多問題時，我將添加到此列表中。

步驟13：完成構(gòu)建（構(gòu)建是否已完成？）

我通過將所有內(nèi)容放在一起來最終確定構(gòu)建。電子箱取代了它的位置并接通電源。我最終確定了用于手動運動開關(guān)的3D印刷外殼，并將它們安裝在可以輕松訪問的位置。我將套管放在電線上并將它們系在一起，以避免任何電線卡在移動部件中。我把電機組件拆開來涂漆。我還畫了鏈條支架，因為它們已經(jīng)開始生銹了。

就是這樣。自動門滑塊已準備好使用。我完成它已經(jīng)兩個月了，它仍然按預(yù)期工作。當我回到家時，我會對它進行改進，因此無法將其稱為完成構(gòu)建。但現(xiàn)在結(jié)束了。

考慮到我所購買的所有東西，我已經(jīng)花了超過100美元，我打破了或者從未結(jié)束使用過。但是我仍然會列出BOM，以表明如果你愿意，它可以在100美元以下完成。

第14步：物料清單

很多部分包括鋼鐵，電機等被回收利用。因此，它們不是最好的厚度或不得不清理。但我最終節(jié)省了很多錢。

Wind Shield Wiper Motor AliExpress = 10美元來自垃圾場

12V 4.5Ah鉛酸電池= 10美元

12V電池充電器= 10美元

摩托車鏈= 20美元（少于垃圾場）

繼電器模塊AliExpress = $ 3

Arduino Uno AliExpress = $ 4

電流傳感器AliExpress = $ 2

RF模塊AliExpress = $ 2

RF Remote AliExpress = $ 5

住房= $ 15

限位開關(guān)AliExpress = $ 5

其他（鋼鐵，電線等）= $ 14

總計= $ 100

第15步：結(jié)論

這個項目已經(jīng)運行了兩年了。而且沒有其他問題。無論如何，我時不時地進行漸進式改進。我升級了遙控器，添加了防水開關(guān)，重新布線，增加了電壓感應(yīng)，升級了充電器等等。

經(jīng)過高溫和下雨，該建筑已被證明非?？煽?。我為自己能夠建造的東西感到自豪，而且成本非常低。我將很快為一些親戚建造另一個系統(tǒng)，對我的原始設(shè)計有一些改進。