ओ स्केल मॉडल रेलरोड बवंडर: 16 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मुझे यकीन है कि हर व्यक्ति ने वीडियो में एक बवंडर देखा है। लेकिन क्या आपने एक ओ स्केल मॉडल रेलमार्ग पर पूर्ण एनीमेशन में काम करते देखा है? ठीक है, हमने इसे अभी तक रेलमार्ग पर स्थापित नहीं किया है, क्योंकि यह एक पूर्ण ध्वनि और एनीमेशन प्रणाली का हिस्सा है। लेकिन जब पूरा हो जाए, तो यह एक आकर्षण होना चाहिए।

यह प्रोजेक्ट आपको सीएनसी हार्डवेयर, मोटर ड्राइव और Arduino नियंत्रण से एक ऑपरेटिंग एनीमेशन बनाने के चरणों के माध्यम से ले जाता है

चरण 1: यह एनिमेशन कैसा दिखेगा?

यह समझने के लिए कि हम क्या बना रहे हैं, एक 3D मॉडल बनाया गया और एक सिमुलेशन तैयार किया गया।

चरण 2: मूल पैनल का निर्माण

इस परियोजना में एक जेड एक्सिस पैनल, एक एक्स एक्सिस पैनल, अरुडिनो माइक्रो कंट्रोलर, स्टेपर मोटर्स, एच ब्रिज ड्राइव, माइक्रो स्टेप ड्राइव और टॉरनेडो शामिल हैं। पहली बात यह है कि मूल पैनल के लिए सामग्री का बिल एकत्र करना है। दोनों अक्ष पैनल समान हैं इसलिए एक पैनल के लिए निर्माण प्रक्रिया दूसरे पैनल के लिए समान है।

सामग्री का बिल - Banggood.com/ लकड़ी की दुकान से प्राप्त

एक्स एक्सिस

· (१) T8 ५०० मिमी लंबी फीड स्क्रू असेंबली

· (१) १२ वोल्ट २०० स्टेप ४ तार NEMA १७ टाइप स्टेपर मोटर

· (२) ५०० मिमी समर्थन छड़ें अंत माउंट और स्लाइडर्स के साथ

(1) केबल के साथ सीमा स्विच

(1) स्टेपर मोटर माउंटिंग ब्रैकेट

1/2 इंच बिर्च प्लाईवुड बेस 6-1 / 2 x 24 इंच

मानक 1/8 मोटी पेंट हलचल लाठी

मिश्रित शिकंजा M3, M4, M5

चरण 3: पैनल पर भागों को इकट्ठा करें

स्टेपर मोटर ब्रैकेट 1/2 x 6-1 / 2 x 24 इंच बेस के एक छोर पर लगाया जाने वाला पहला टुकड़ा है। यह ब्रैकेट आधार की केंद्र रेखा पर लगाया गया है और सुनिश्चित करें कि यह लंबे किनारे से वर्गाकार है। इस ब्रैकेट पर स्टेपर मोटर माउंट करें और ड्राइव कपलिंग स्थापित करें। आप पाएंगे कि स्टेपर मोटर ड्राइव की केंद्र रेखा आधार से पर्याप्त रूप से ऊंची है, कि असेंबली को स्तर पर लाने के लिए फ़ीड स्क्रू असर वाले आवास लकड़ी के तख्तों पर लगाए जाने चाहिए। बिर्च प्लाईवुड का एक 1/2 टुकड़ा एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु है। फिर एक शिम बोर्ड जोड़ें जो फीड स्क्रू बेयरिंग हाउसिंग की केंद्र रेखा को सभी लाइन में लाता है।

अब एक पेंट स्टिर स्टिक का उपयोग करके, फ़ीड स्क्रू निकला हुआ किनारा से मेल खाते हुए छेद ड्रिल करें और M3 स्क्रू और लॉक वाशर के साथ माउंट करें। इन भागों पर अब लॉकटाइट का उपयोग करने से वे बाद में अलग होने से बचेंगे। अब इस असेंबली को फीड स्क्रू पर थ्रेड करें। स्टेपर मोटर के अंत में असर वाले आवास में फीड स्क्रू के एक छोर को स्थापित करें। अब दूसरे असर वाले आवास को आधार के दूसरे छोर पर रखें, फ़ीड पेंच स्थापित करें, और आवास को बोर्ड के तख्तों और शिम के साथ आधार पर सुरक्षित करें। सुनिश्चित करें कि यह असेंबली आधार के किनारे के समानांतर है।

अब समर्थन छड़ों को उनके अंत समर्थन आवासों के साथ बोर्ड के तख्तों पर व्यवस्थित करें जो असर वाले आवासों का समर्थन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। इन सभी भागों को चौकोर और समानांतर प्राप्त करना महत्वपूर्ण है। इसलिए, भागों को आधार पर तब तक माउंट न करें जब तक कि सभी भाग आधार पर व्यवस्थित न हो जाएं। इस बिंदु पर पेंट हलचल स्टिक्स या 1/4 हार्डवुड प्लाईवुड अच्छी तरह से काम करता है और समर्थन रॉड स्लाइडर्स से मेल खाने के लिए वांछित चौड़ाई में कटौती और बढ़ते छेद के साथ ड्रिल किया जा सकता है। स्लाइडर्स को क्रॉस स्ट्रैप्स को ढीले ढंग से इकट्ठा करें और उन्हें प्रत्येक छोर पर स्लाइड करें सपोर्ट रॉड एंड हाउसिंग को जगह में स्थापित करने के लिए सपोर्ट रॉड। एक बार इन पदों को स्थापित करने के बाद उन्हें जगह में पेंच करें। इस बिंदु पर आपके पास स्लाइडर्स के बीच पेंट स्टिक सैंडविच के साथ फ़ीड स्क्रू निकला हुआ किनारा होना चाहिए।

अंतिम चरण स्लाइडर क्रॉस तख्तों के लिए सुरक्षा पट्टियाँ रखना है। फ़्लैग्ड स्टिर स्टिक और स्क्रू सपोर्ट प्लैंक को एक साथ सैंडविच करते हुए स्लाइडर्स को निचोड़ें। पेंट स्टिर स्टिक को अभी-अभी लगाई गई पट्टियों से फ्लश से काटा जा सकता है। अब असेंबली पूरी हो गई है और सुरक्षा तख्तों के भीतर निकला हुआ किनारा की आवाजाही की अनुमति देता है। आप फ़ीड स्क्रू को हाथ से घुमाकर इस असेंबली का परीक्षण कर सकते हैं ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सब कुछ बिना किसी बंधन के स्वतंत्र रूप से चलता है।

चरण 4: सीमा स्विच स्थापित करें

लिमिट स्विच मोटर एंड के पास दोनों पैनल पर लगा होता है। इसका उपयोग होमिंग पोजीशन सेंसर के रूप में दोनों अक्षों को एक प्रारंभिक स्थिति में सेट करने के लिए किया जाता है जब बिजली नियंत्रण कक्ष से जुड़ी होती है। सटीक माउंटिंग उपयोगकर्ता वरीयता है, लेकिन हमने 2 डिज़ाइनों का परीक्षण किया; एक जिसमें स्विच को हिट करने के लिए गाड़ी से नीचे लटका हुआ पैडल था, और दूसरे ने संपर्क बिंदु के रूप में पीतल के निकला हुआ किनारा स्टर स्टिक का इस्तेमाल किया। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह स्विच कैसे लगाया जाता है, जब तक कि गाड़ी मोटर के अंत में अपनी यात्रा के अंत तक पहुंचने से पहले स्विच सक्रिय हो जाती है।

चरण 5: जेड एक्सिस पैनल असेंबली

जेड एक्सिस पैनल एक्स एक्सिस पैनल के समान है, सिवाय इसके कि हमने गति को तेज करने के लिए 2 मिमी लीड के साथ एक अलग फीड स्क्रू को प्रतिस्थापित किया।

(1) 2 मिमी सीसा और पीतल निकला हुआ किनारा अखरोट के साथ T8 फ़ीड पेंच

अन्य सभी चरण समान हैं, इसलिए इस पैनल को अभी बनाएं।

चरण 6: X और Z अक्षों को एक साथ इकट्ठा करें

2 अक्षों का एक साथ संयोजन बहुत सीधा है। सबसे पहले हमने एक्स एक्सिस कैरिज असेंबली में 6-1 / 2 x 5 "1/2" बिर्च प्लाईवुड का टुकड़ा जोड़ा। फिर हमने इस बोर्ड पर Z एक्सिस पैनल खराब कर दिया। X अक्ष के सापेक्ष Z अक्ष का स्थान उपयोगकर्ता वरीयता है। हमारे प्रोटोटाइप में, हम एक्स एक्सिस कैरिज असेंबली के केंद्र से लगभग 8 इंच की दूरी पर मोटर के छोर को सेट करते हैं। माउंट होने पर कंट्रोल पैनल एक्स एक्सिस के नीचे बैठेगा, इसलिए यह स्थान उपयुक्त लग रहा था। याद रखें कि एक्स और जेड एक्सिस पैनल को असेंबली के लिए फ्लैट दिखाया गया है, लेकिन जब मॉडल रेलरोड लेआउट पर लगाया जाता है, तो एक्स एक्सिस को रेल की सतह पर 90 डिग्री की स्थिति में रखा जाता है।

चरण 7: बवंडर का निर्माण

बवंडर डिजाइन

बवंडर का निर्माण 12vdc मोटर, ¼”लकड़ी के डॉवेल, मोटर से शाफ्ट कनेक्शन के लिए एक फ्लेक्स कपलर के साथ किया जाएगा, और इसे एक Arduino संचालित L298N H ब्रिज मोटर कंट्रोलर द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।

यह मोटर असेंबली है: 12 वीडीसी 25 आरपीएम गियरकेस मोटर

फ़नल बल्लेबाजी शिल्प की दुकानों पर पाया जाता है। हमने वॉलमार्ट की पतली बैटिंग शीट का इस्तेमाल किया।

मनचाहा रूप पाने के लिए फ़नल को कुछ कलात्मक कार्य की आवश्यकता होगी। सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा मोटर और कपलिंग को समायोजित करने के लिए जेड एक्सिस कैरिज असेंबली का डिजाइन और निर्माण करना है। गाड़ी से ऊँचाई फ़नल के अधिकतम व्यास को निर्धारित करेगी। जब भी आप फ़नल को बदलना चाहते हैं, तो यह केवल कपलिंग से डॉवेल रॉड को हटाने की बात है। यह सिस्टम स्थापित होने के बाद किसी भी समय किया जा सकता है। इसलिए यदि आप विभिन्न फ़नल के साथ प्रयोग करना चाहते हैं, तो यह करना आसान है।

लेकिन इस बिंदु पर निर्माण प्रक्रिया में, बस गाड़ी के ऊपर की ऊंचाई निर्धारित करें और मोटर और गियरबॉक्स का समर्थन करने के लिए मोटर माउंट का निर्माण करें। व्यावसायिक रूप से निर्मित माउंटिंग ब्रैकेट है: मोटर माउंट

धातु ब्रैकेट प्राप्त करने का मुख्य समय बहुत लंबा था, इसलिए हमने लकड़ी के छोटे टुकड़ों से टॉरनेडो रोटेशन ड्राइव असेंबली के लिए एक बढ़ते व्यवस्था का निर्माण करने का निर्णय लिया। इन तस्वीरों में, माउंट को फ़नल क्लाउड के 5 इंच व्यास के शीर्ष को साफ़ करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस घटना में कि यह व्यवस्था असंतोषजनक है, हमने असेंबली को कैरिज टाई स्ट्रैप्स पर लगाया। यदि यह व्यवस्था किसी कारण से हमारी आवश्यकताओं के अनुरूप नहीं है, तो असेंबली को केवल 4 एलन हेड स्क्रू से हटाया जा सकता है।

मोटर कनेक्शन छोटे और नाजुक होते हैं, इसलिए लीड को मोटर में मिलाया जाता है और हमने लीड को सुरक्षित करने के लिए स्क्रू और वाशर का उपयोग किया। इस कनेक्शन के लिए ट्रैवलिंग हार्नेस को मिलाया जाएगा।

चरण 8: एनिमेशन को नियंत्रित करना

अब जब हमने 2 अक्ष पैनल बना लिए हैं और उन्हें एक साथ माउंट किया है, तो हम इस एनीमेशन को कैसे काम करते हैं? वीडियो प्रोटोटाइप सिस्टम के निर्माण के दौरान किए गए परीक्षण का एक अपडेट है। तो हमने यह एनीमेशन कैसे बनाया? जवाब है कि हमने कार्रवाई को नियंत्रित करने के लिए 2 Arduino माइक्रो नियंत्रकों का उपयोग किया है। अगले चरण में कंट्रोल पैनल बिल्ड, उपयोग किए गए उपकरण, वायरिंग आरेख और प्रोग्रामिंग कोड का विवरण होगा।

चरण 9: आंदोलन को चेतन करने के लिए Arduino माइक्रो नियंत्रकों का उपयोग करना

बवंडर मोशन डिजाइन

बवंडर को नियंत्रित करने के लिए, हम पहले परिभाषित करते हैं कि हम इसे कैसे काम करना चाहते हैं:

1. बवंडर रोटेशन के लिए मोटर चालू करें।

2. Z अक्ष आंदोलन को स्टेपर मोटर के साथ एक फ़ीड स्क्रू को लंबवत नीचे की ओर चलाकर प्रारंभ करें। यह घूमने वाले बवंडर को उसकी छिपी स्थिति से नीचे टेबल की सतह तक ले जाता है।

3. एक फ़ीड स्क्रू और प्लेटफॉर्म चलाकर स्टेपर मोटर के साथ एक्स अक्ष आंदोलन शुरू करें। यह बवंडर को फ़ीड स्क्रू की पूरी दूरी से दाएं से बाएं ओर ले जाएगा।

4. घूमने वाले बवंडर को वापस ऊपर की ओर देखने के लिए Z अक्ष स्टेपर मोटर को प्रारंभ करें। Z अक्ष स्टेपर मोटर को बिजली बंद करें।

5. सही प्रारंभ स्थिति पर लौटने के लिए एक्स अक्ष स्टेपर मोटर प्रारंभ करें। एक्स अक्ष स्टेपर मोटर को बिजली बंद करें।

6. रोटेटिंग टॉरनेडो मोटर को बिजली बंद करें।

अनिवार्य रूप से, हम एक सीएनसी 2 अक्ष राउटर मशीन बना रहे हैं। टॉरनेडो रोटेशन राउटर है और अन्य 2 अक्ष क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर गति के लिए हैं। इसे पूरा करने के लिए हमें 2 स्टेपर मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए (2) TB6600 माइक्रो स्टेपर ड्राइवर बोर्ड संचालित करने के लिए प्रोग्राम किए गए 1 Arduino MEGA ("मूवमेंट कंट्रोलर" नाम दिया गया है) का उपयोग करने की आवश्यकता होगी। हम बवंडर के रोटेशन को नियंत्रित करने और गति नियंत्रक को आरंभ करने के लिए 1 Arduino UNO ("मास्टर कंट्रोलर" नाम दिया गया है) का भी उपयोग करेंगे। सिस्टम के लिए 12 वोल्ट डीसी पावर के लिए ऑफ/ऑन स्विच द्वारा सिस्टम नियंत्रण प्रदान किया जाएगा। लैचिंग पावर रिले सर्किट शुरू करने के लिए लेआउट पर टॉरनेडो स्थिति के पास एक क्षणिक स्विच स्थित होगा। यह क्षणिक स्विच नियंत्रण सिस्टम को शक्ति प्रदान करेगा और मास्टर नियंत्रक शक्ति देगा, और गियर चालित डीसी मोटर टॉर्नेडो को घुमाना शुरू कर देगी, और फिर आंदोलन के क्रम के लिए गति नियंत्रक को शक्ति प्रदान करेगी।

चरण 10: नियंत्रण कक्ष के लिए आवश्यक उपकरण

नियंत्रण प्रणाली सामग्री का बिल

(१) अरुडिनो यूएनओ और (१) अरुडिनो मेगा माइक्रो कंट्रोलर

(1) टॉरनेडो ड्राइव के लिए एल२९८एन मॉड्यूल एच ब्रिज मॉड्यूलर बोर्ड ·

(2) Z और X अक्ष पैनल के लिए TB6600 स्टेपर मोटर माइक्रो स्टेप ड्राइवर बोर्ड

(१) १२ वोल्ट डीसी बिजली की आपूर्ति

(1) पैनल माउंटेड एसपीडीटी टॉगल स्विच

(२) Arduino के लिए ५ वोल्ट डीसी रिले·

हरे रंग की एलईडी और प्रतिरोधों के साथ विविध वायरिंग

टर्मिनल स्ट्रिप्स

बढ़ते बोर्ड और हार्डवेयर

चरण 11: एक नियंत्रण कक्ष पर बढ़ते उपकरण

सबसे पहले एक कंट्रोल पैनल मटीरियल चुनें। हमने दृढ़ लकड़ी के प्लाईवुड के 1/4 इंच मोटे टुकड़े का इस्तेमाल किया। हमने उपकरण को व्यवस्थित करने के लिए 2 फुट गुणा 2 फुट के टुकड़े से शुरुआत की। इस पैनल के लिए कोई रहस्य नहीं है, बस एक जगह पर सब कुछ माउंट करें जो शॉर्ट वायर रन और एक्सिस पैनल से 12 वोल्ट पावर, मोटर लीड और लिमिट स्विच वायरिंग के लिए एक्सेसिबिलिटी बनाता है।

चरण 12: मास्टर नियंत्रक उपकरण को तार देना

मास्टर नियंत्रक के लिए दिखाया गया योजनाबद्ध L298N मॉड्यूल और 5 वोल्ट सिग्नल नियंत्रित रिले के लिए भाग पुस्तकालयों की कमी के कारण पूरी तरह से सटीक नहीं हो सकता है। बाकी सर्किट Arduino Uno और Arduino Mega के कनेक्शन के लिए सटीक है।

L298N की सटीक वायरिंग के लिए, हमें उस छवि को संदर्भित करने की आवश्यकता है जो दिखाए गए टर्मिनल नंबरों के साथ वायर कनेक्शन दिखाती है। दूसरी छवि केवल इस परियोजना पर उपयोग किए गए टर्मिनलों को दिखाती है।

Arduino के लिए 5 वोल्ट रिले की सटीक वायरिंग के लिए, हमें ऊपर उस छवि को संदर्भित करने की आवश्यकता है।

जब संदेह हो, तो पिन कनेक्शन के लिए हमेशा मास्टर नियंत्रक के लिए Arduino IDE देखें।

चरण 13: आंदोलन नियंत्रक को तार देना

Arduino मेगा का उपयोग मूवमेंट कंट्रोलर के रूप में किया जाता है। यह माइक्रो स्टेपर ड्राइव और स्टेपर मोटर्स को इंटरफेस करता है। विन कनेक्शन नहीं दिखाया गया है क्योंकि यह मास्टर कंट्रोलर योजनाबद्ध पर दिखाया गया है।

चरण 14: सिस्टम पावर लैचिंग सर्किट

सिस्टम की शक्ति को नियंत्रित करने के लिए और एनीमेशन पूरा होने पर स्वचालित शटडाउन की अनुमति देने के लिए, एक लैचिंग सर्किट को 12 वोल्ट पावर नो रिले संपर्कों में एक क्षणिक स्विच के साथ नियोजित किया जाता है। Arduino सिग्नल द्वारा नियंत्रित 5 वोल्ट रिले सर्किट को लैच करता है। जब सिग्नल कम हो जाता है, तो सिस्टम की शक्ति बंद हो जाती है। सिस्टम को लैच करने के लिए एक अलग एलईडी का उपयोग किया जाता है।

चरण 15: Arduino कोड

चूंकि यह Arduino कोड लिखने का निर्देश नहीं है, इसलिए हमने आपके देखने और/या डाउनलोड करने के लिए मास्टर और मूवमेंट फ़ाइलें संलग्न की हैं।

चरण 16: बढ़ते फ्रेम का निर्माण

सिस्टम सपोर्ट फ्रेम साधारण लकड़ी से बनाया गया है। यह एक 3 लेग सपोर्ट है जिसमें लेआउट सतह पर टॉर्नेडो के लिए उचित स्थान स्थापित करने के लिए एक्स-एक्सिस पैनल संलग्न है। जंगम जेड-एक्सिस पैनल की मुक्त आवाजाही की अनुमति देने के लिए नियंत्रण कक्ष एक्स-एक्सिस पैनल के पीछे लगाया गया है। यदि आवश्यक हो तो पूरी विधानसभा को दीवार से सुरक्षित किया जा सकता है या आसानी से हटाने के लिए मुक्त खड़ा किया जा सकता है।