Շարժիչային շարժվող ջոյստիկի մշակում. 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Այս շարժիչով քաշվող ջոյսթիկը էժան լուծում է ուժային սայլակով օգտվողների համար, ովքեր դժվարանում են ձեռքով ճոճանակի ձեռքով կախիչներ օգտագործելիս: Դա դիզայնի կրկնություն է նախորդ քաշվող ջոյսթիք նախագծի վրա:

Նախագիծը բաղկացած է երկու մասից ՝ մեխանիկական մասից (լեռան ձևավորում, հավաքում և այլն) և էլեկտրական մասից (միացում, Arduino կոդ և այլն):

Շարժիչով քաշվող ջոյսթիկի մոդուլը կարող է պատրաստվել և կրկնօրինակվել յուրաքանչյուրի կողմից ՝ հետևելով այստեղ տրված հրահանգներին: Շրջանակների կամ Arduino- ի կամ Solidworks- ի մասին նախնական գիտելիքներ անհրաժեշտ չեն: Այս նախագծում ներգրավված է շատ քիչ զոդում, և զոդման հրահանգները կարող եք գտնել այստեղ: Անհրաժեշտ կլինի մուտք գործել հիմնական հորատման/մշակման աշխատանքների: Դիզայնի մանրամասն բացատրությունները ներկայացված են մեխանիկական մասում և էլեկտրական մասում:

Քայլ 1: Բովանդակություն

1. Բովանդակություն

2. Առանձնահատկություններ և ֆունկցիոնալություն

   • Շարժիչային հետ քաշման և երկարացման մեխանիզմ
   • Ձախ/Աջ ձեռքի ռեժիմ
   • Մոդուլյարություն
   • Կարգավորելի պտտման արագություն

3. Պատրաստում

   • Ծրագրային ապահովում

     Արդուինո

   • Սարքավորումներ

     • Անհրաժեշտ բոլոր մասերի և գործիքների ամփոփում
     • Arduino Nano (Rev 3.0)
     • Շարժիչային վարորդի չիպ `L293D
     • Քաշվող դիմադրիչներ
     • Կոճակներ և անջատիչներ
     • Շարժիչի ընտրություն

   • Էլեկտրաէներգիայի սայլակներից սնուցում

     Օգտագործելով USB պորտ

4. Մեխանիկական մաս

   • Արտադրություն
   • Սահմանափակել անջատիչի հավելվածը
   • Հավաքում/ապամոնտաժում
   • Շարժիչի փոխարինում
   • Էլեկտրոնիկայի բնակարան

5. Էլեկտրական մաս

   • Շղթաներ

     • Սխեմաներ
     • Breadboard դասավորությունը
   • Arduino կոդ

6. Քայլ առ քայլ հրահանգներ

   Ներբեռնեք Հրահանգների PDF ֆայլը

7. Անսարքությունների վերացում
8. Տեսաֆիլմեր
9. Հղումներ

Քայլ 2: Առանձնահատկություններ և ֆունկցիոնալություն

Շարժիչային հետ քաշման և երկարացման մեխանիզմ

Այս շարժիչով հենվող ջոյսթիկի հենարանը թույլ կտա ուժային սայլակով օգտվողներին ինքնաբերաբար հետ քաշել կամ երկարացնել իրենց ջոյսթիկը: Օգտագործողները հնարավորություն ունեն կամ սեղմել երկու կոճակ (մեկը հետ քաշելու և մեկը երկարացնելու համար) կամ մեկ կոճակ (մեկ կոճակ ինչպես հետ քաշվելու, այնպես էլ երկարացնելու համար) `կախված իրենց նախասիրություններից: Կոճակների տեղադրումը ճկուն է և կարող է փոխվել ՝ օգտվողի տարբեր պահանջներին համապատասխան: Կոճակները կցվում են շրջանագծին ունիվերսալ կոճակների խցիկների միջոցով, այնպես որ այս ցուցադրականում օգտագործվող կոճակները կարող են փոխարինվել ցանկացած ունիվերսալ կոճակով:

Ձախ/Աջ ձեռքի ռեժիմ

Այս ապրանքը հարմար է ինչպես ձախ, այնպես էլ աջլիկ օգտվողների համար: Շարժիչային համակարգը հաճախորդի էլեկտրական սայլակին տեղադրող տեխնիկը կարող է հեշտությամբ փոխել ռեժիմը ՝ անջատիչը միացնելով էլեկտրոնիկայի վանդակում: Կոդում փոփոխություններ կատարելու կարիք չկա:

Մոդուլյարություն

Ապրանքը անվտանգ է ձախողման համար: Եթե ավտոմատացված մեխանիզմը կանխադրված է կամ համակարգը վերանորոգվում է, մեխանիկական ճոճվող մեխանիզմը չի ազդի: Հավաքման և ապամոնտաժման պարզ գործընթացի մանրամասն նկարագրությունը ավելի ուշ ներառված է հրահանգներում:

Կարգավորելի պտտման արագություն

Ավտոմատացված մեխանիզմի պտտման արագությունը կարող է ճշգրտվել ՝ փոփոխելով Arduino ծածկագիրը (հրահանգները տրվում են հետագա բաժիններում): Որպես անվտանգության նախազգուշական միջոց, պտտման արագությունը չպետք է չափազանց արագ լինի, քանի որ համակարգը չի կարող զգալ այն, ինչ կարող է խանգարել, ինչը կարող է փոքր վնասվածքների պատճառ դառնալ:

Քայլ 3: Նախապատրաստում

Ծրագրային ապահովում

Այս նախագծում օգտագործվում է Arduino- ն, այնպես որ ձեզ հարկավոր կլինի Arduino IDE- ն տեղադրել ձեր համակարգչում: Հավելվածը ներբեռնելու հղումն այստեղ է: Այս ապրանքի համար օգտագործվող Arduino ծածկագիրը հասանելի է ավելի ուշ բաժնում:

Սարքավորումներ

Անհրաժեշտ բոլոր մասերի և գործիքների ամփոփում

Հետևյալ աղյուսակը պարունակում է այս ծրագրի համար անհրաժեշտ բոլոր մասերն ու գործիքները:

Arduino Nano (Rev 3.0)

Այս ապրանքի մեջ օգտագործվում է Arduino Nano (Rev 3.0): Այնուամենայնիվ, այս տախտակը կարող եք փոխարինել այլ Arduino տախտակներով, որոնք պարունակում են PWM կապիչներ: Այս նախագծում պահանջվում է PWM կապում, քանի որ մենք կօգտագործենք Arduino- ն (նկար) `շարժիչի վարորդի չիպը (L293D) կառավարելու համար, և չիպը պետք է վերահսկվի PWM մուտքերի միջոցով: Arduino Nano (Rev 3.0) PWM կապում ներառված են ՝ D3 կապ (Pin 6), D5 pin (Pin 8), D6 pin (Pin 9), D9 pin (Pin 12), D10 pin (Pin 13), D11 pin (Կապում 14): Եթե դուք հետաքրքրված եք Arduino Nano- ի մասին ավելի մանրամասն, ապա դրա քորոցների դասավորությունը և սխեմաները կարելի է հղել այստեղ:

Շարժիչային վարորդի չիպ `L293D

L293D- ն DC շարժիչի հզոր չիպ է, որը հնարավորություն է տալիս DC շարժիչին պտտել ինչպես ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ, այնպես էլ ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ:

Այս նախագծում օգտագործվող կապում ներառված են ՝ Միացնել 1, 2 կապ (PIN 1), Մուտք 1 (Pin 2), Output 1 (Pin 3), GND (Pin 4), Output 2 (Pin 6), Input 2 (Pin 7), Vcc 1 (Pin 8), Vcc 2 (pin 16):

• Միացնել 1, 2 փին (Pin 1). Վերահսկել շարժիչի արագությունը
• Մուտք 1 (Pin 2). Վերահսկեք շարժիչի ուղղությունը
• Ելք 1 (Pin 3). Միացեք շարժիչին, բևեռայնությունը նշանակություն չունի
• GND (PIN 4). Միացեք գետնին
• Ելք 2 (Pin 6). Միացեք շարժիչին, բևեռայնությունը նշանակություն չունի
• Մուտք 2 (Pin 7). Վերահսկեք շարժիչի ուղղությունը
• Vcc 1 (Pin 8). Միացրեք չիպի ներքին միացումը, միացեք 5 Վ -ին
• Vcc 2 (Pin 16). Սնուցեք DC շարժիչը, տարբերվում է շարժիչի պահանջներից: Այս նախագծի համար օգտագործվող շարժիչը կարող է սնուցվել 5 Վ -ով:

Եթե ձեզ հետաքրքրում են L293D- ի մասին ավելի շատ մանրամասներ, ապա դրա տվյալների թերթիկին կարող եք ծանոթանալ այստեղ և այստեղ:

Քաշվող դիմադրիչներ

Յուրաքանչյուր կոճակ/անջատիչ զուգորդվում է քաշվող դիմադրիչով: Քաշվող ռեզիստորներն այստեղ են, որոնք կօգնեն համոզվել, որ Arduino- ն կապնից կկարդա կայուն արժեք: Եթե դուք չեք զուգավորում մեր կոճակները/անջատիչը ռեզիստորի հետ, արժեքը, որը Arduino- ն կարդում է համապատասխան քորոցից, կտատանվի 0 -ից 1 -ի սահմաններում: Այս դեպքում կոճակները/անջատիչը չեն գործի սպասվածի պես: Քանի որ մենք օգտագործում ենք քաշվող դիմադրիչներ, դիմադրիչները կհամալրվեն համապատասխան թվային կապի և գետնի միջև, այնպես որ կոճակները/անջատիչը կհաղորդվեն հոսանքի կապի (+5V) և Arduino Nano- ի թվային կապի միջև: Երբ կոճակը սեղմված է, Arduino- ն 1 -ը կկարդա համապատասխան քորոցից: Այս նախագծում օգտագործվում է երեք 270 Ω դիմադրություն:

Կոճակներ/անջատիչ

Այս նախագծում մենք տախտակի վրա ներդնում ենք 3.5 մմ կոճակներով խցիկ (ներ) `կոճակը հեշտությամբ փոխարինելու համար: Երկփեղանի անջատիչ (ձախ/աջակողմյան ռեժիմը փոխելու համար) միացված է անմիջապես սեղանի վրա, քանի որ սայլակով շատ օգտվողներ կարիք չունեն փոխարկիչի հետ փոխգործակցության, և անջատիչը նախատեսված է այն անձի համար, ով օգնում է տեղադրել ամբողջ մեխանիզմը:

Շարժիչի ընտրություն

Մենք ձեռք բերեցինք ձեռքով քաշվող բազկաթոռներ տարբեր ուժային սայլակներից `The Boston Home Inc.- ից: Այս բոլոր նմուշները հետ քաշելու համար անհրաժեշտ ուժի և ոլորող մոմենտի չափը փորձարկվեցին և հաշվարկվեցին: Շարժիչի բնութագրերը ստուգելուց հետո DC- ի շարժիչով շարժիչը ընտրվեց այն հրահանգների համար, որոնք ցուցադրվել էին որպես ցուցիչ նախապես ցուցադրվող վահանակի տեղադրման համար, քանի որ այդ ջոյսթիկի տակդիրի լեռը մեր ունեցած 4 նմուշներից պահանջում էր առավելագույն պտույտ: Դուք կցանկանաք ստուգել ձեր ջոյսթիք թևի համար անհրաժեշտ ուժի և ոլորող մոմենտի չափը + բուն ջոյսթիկի հավաքածուի քաշը `համոզվելու համար, որ այն կհամապատասխանի բնութագրին:

Էլեկտրաէներգիայի սայլակներից սնուցում

Հզոր անվասայլակների մեծ մասը հագեցած է 24 Վ էլեկտրամատակարարմամբ: Այս ավտոմատ քաշվող ջոյսթիք արտադրանքը պահանջում է 5 Վ լարման: Քանի որ արտադրանքը նախատեսված է անվասայլակի սնուցման աղբյուրից էներգիա ստանալու համար, արտաքին էներգիայի մատակարարման կարիք չկա:

Օգտագործելով USB պորտ

DC-DC 24V-5V շերտի փոխարկիչ (լարերի իջեցման համար օգտագործվում է Buck փոխարկիչ) USB պորտով մոդուլը կարելի է պատվիրել առցանց (այն, ինչ մենք օգտագործել էինք, պատվիրված է այստեղից): Փոխարկիչի մուտքը միացրեք 24 Վ էլեկտրասնուցման աղբյուրին (հոսանքի պորտը էներգիայի պորտին, իսկ ստորգետնյա նավահանգիստը ՝ ցամաքային նավահանգստին), իսկ Arduino Nano տախտակը այնուհետև կարող է USB պորտի միջոցով միացվել buck փոխարկիչի մոդուլին:

Քայլ 4: Մեխանիկական մաս

Բոլոր չափումներն ու չափերը կատարվել են `հաշվի առնելով այն հատուկ ջոյսթիք թևը, որը մենք օգտագործել ենք այս նախագծի համար: Դրանք կարող են տարբեր լինել ՝ կախված ձեռքից, և մենք կնշենք փոփոխականության կարևոր ոլորտներ:

Արտադրություն

Մեխանիկական մասի վերստեղծման համար անհրաժեշտ է պատրաստել երեք լրացուցիչ մասեր (տե՛ս նկարները): Theոյսթիկի թևի արտաքին թևը նույնպես պահանջում է փոփոխություն `մեխանիկական բաղադրիչները ժոյսթիկի ամրացմանը ամրացնելու համար:

1. Վերին փակագիծ
2. Ստորին փակագիծ
3. Ոլորող մոմենտ ստեղծող զույգերի բլոկ
4. Արտաքին բազուկ

Օգտագործելով ալյումինե L- ձևավորված անկյունային ֆոնդ (վերևի և ներքևի փակագծեր), Ալյումինի քառակուսի ձուլակտոր (ոլորող մոմենտ)

Limit Switch Attachment Հաղորդալարերը կցելուց առաջ պետք է զոդել սահմանաչափի անջատիչին: Սահմանափակիչի անջատիչի դիրքը ճկուն է, քանի դեռ անջատիչը փակ է, երբ ձեռքը քաշվում է և բաց է, երբ ջոիստիկը գտնվում է իր նորմալ դիրքում: Մանրամասների համար տե՛ս Համագումարի 8 -րդ քայլը և «արտաքին_ազին» ֆայլերը, որոնք կապված են վերևում:

Մոնտաժման մեթոդ

Տեսեք յուրաքանչյուր քայլի թվերը:

1. Շարժիչը ամրացրեք շարժիչի փակագծին `հարթեցնելով անցքերը և պտուտակելով 6 M-3 տափակ պտուտակներով (շարժիչը տեղում պահելու համար ոչ բոլոր վեցն էլ կպահանջվեն, այլ առավելագույնս ամրացնելու համար պտուտակեք հնարավորինս. Համոզվեք, որ օգտագործեք պտուտակներ ճիշտ երկարություն ՝ ըստ փակագծի հաստության ՝ շարժիչին վնաս պատճառելու համար):
2. Հավասարեցրեք կցորդիչի կտորը արտաքին ձողի ներքևում և ամրացրեք տեղում ½” #8-32 հարթ գլխով պտուտակով: Գուցե անհրաժեշտ լինի 8-32 անցք փորել և թակել թևի մեջ, որպեսզի միացնող կտորը թևին միացնեն: *Այս դեպքում թևը թեքվում է ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ, այնպես որ արտաքին ձողը (ուժային սայլակ օգտագործողի տեսանկյունից) ձախ կողմում է: Աջ ձեռքերով օգտվողների համար սա հակադարձ կլինի:
3. M-6 պտուտակով (չամրացված) ամրացրեք վերևի փակագիծը ետ քաշվող թևին:
4. Ձգվող թևը բերեք երկարացված դիրքի:
5. Կցեք շարժիչ-շարժիչի փակագծի ենթահավաքը քաշվող թևին `շարժիչի լիսեռը տեղադրելով կցորդիչի համապատասխան անցքի մեջ: Բրա հատվածը պետք է անցնի թևի և վերին փակագծի միջև ՝ հավասարեցնելով անցքերը:
6. Երկու փակագծերը միասին ամրացնելու համար օգտագործեք screw-20 պտուտակն ու կողպեք-ընկույզը: Այնուհետև ամրացրեք M6 պտուտակը վերին փակագծի վրա:
7. Համոզվեք, որ լեռը գտնվում է երկարացված վիճակում, ամրացրեք շարժիչը կցորդիչին 10-32 դրված պտուտակով/ներով:
8. Պտուտակեք սահմանային անջատիչը 2 #2-56 պտուտակով (համոզվեք, որ սահմանային անջատիչը կփակվի ամբողջովին արտաքին դիրքում. Մեր դեպքում ուսի պտուտակը սեղմում է այն փակ):

*Նշում կցված պտուտակներ ամրացնելու վերաբերյալ. Պտուտակները պետք է միաձուլվեն D- լիսեռի հարթ կողմով: Լիսեռի ուղղությունը կարգավորելու համար միացրեք շարժիչը սնուցման աղբյուրին, մինչև հարթ կողմը ցանկալի դիրքում չգտնվի: Այլապես, միացրեք սխեման, ինչպես նշված է ստորև 4.1 Էլեկտրական մասերի սխեմաներում և փոխեք ծածկագրի 52 -րդ տողի ժամանակը, ինչպես նշված է 4.2 Էլեկտրական մասի Arduino ծածկագրում, մինչև այն ցանկալի դիրքում լինի: Հիշեք, որ այն նորից հավաքելուց հետո փոխեք:

Ապամոնտաժում

Հետևեք հավաքման ընթացակարգին հակառակ ուղղությամբ: Ստորև տեսեք, արդյոք ձեր շարժիչը այրվում է և փոխարինման կարիք ունի:

Շարժիչի փոխարինում

1. Հեռացրեք պտուտակը, որը լիսեռը պահում է կցորդիչին:
2. Պտուտակեք ¼-20 փակագծի ամրացուցիչը և կողպեք-ընկույզը:
3. Քաշեք շարժիչ-շարժիչի բրա ենթահավաքը և հանեք շարժիչը փոխարինելու համար:
4. Պտուտակներով ամրացրեք նոր շարժիչը փակագծին:
5. Տեղադրեք շարժիչի նոր լիսեռը միացման մասի անցքի մեջ ՝ ամրացնելով ամրակը տեղում (անհրաժեշտության դեպքում թուլացրեք M6 պտուտակը):
6. Պտուտակով պտուտակեք screw-20 պտուտակն ու կողպեքը, որպեսզի ամրացնեք փակագծերը (անհրաժեշտության դեպքում ամրացրեք վերևի M6 պտուտակը):
7. Ի վերջո, ամրացված պտուտակով ամրացրեք լիսեռը կցորդիչին:

Էլեկտրոնիկայի բնակարան

1. Տեղադրեք էլեկտրական մասում հավաքված տախտակի սխեման էլեկտրոնիկայի տուփի մեջ, ինչպես ցույց է տրված նկարում:
2. Օգտագործելով ջրաղաց և/կամ հորատիչ, ստեղծեք անցքեր և անցքեր միակցիչների համար (Arduino USB պորտ, կոճակ և միացման անջատիչ):
3. Օրինակ բերեք վերևի նկարը: Անցքի և անցքի դիրքերը կախված կլինեն ձեր բաղադրիչներից և միացումից:

Քայլ 5: Էլեկտրական մաս

Շղթաներ

Սխեմաներ

Շղթայի սխեմաները ներկայացված են այս բաժնում նկար 1 -ում, և այն հասանելի է նաև Github- ում: Էլեկտրական սայլակից 5 Վ հոսանք կմատակարարվի Արդուինո Նանոյի տախտակին: Arduino Nano տախտակը ծածկագրված է այնպես, որ այն վերահսկի անջատիչի վարքագիծը և DC շարժիչի շարժումը: Շրջանի դիզայնը և էլեկտրագծերը բացատրվում են «Սարքավորումներ» բաժնում (հիպերհղում դեպի ապարատային բաժին), եթե ձեզ հետաքրքրում է:

Breadboard դասավորությունը

Fritzing- ից կամ միացումից ստացված տախտակի միացման պատկերն այս հատվածում ներկայացված է Նկար 2 -ում, իսկ վերջնական տախտակի նկարը `Նկար 3 -ում:

Arduino կոդ

Այս ապրանքի համար օգտագործվող ծածկագիրը ցուցադրված է կողքին, և այն կարող եք ներբեռնել այստեղից:

Arduino- ում կոդը վերբեռնելու համար ներբեռնեք Arduino IDE- ն համակարգչում: Օգտագործեք ձեր ներբեռնած «Rhonda_v4_onebutton.ino» ծածկագիրը:

Կոդի յուրաքանչյուր տող ունի իր տող առ տող բացատրությունը կոդի ֆայլի ներսում:

Վերբեռնեք կոդը Arduino- ում (ինտերֆեյսը ցուցադրված է այստեղ).

1. Arduino- ն միացրեք համակարգչին `օգտագործելով USB միակցիչը

2. Arduino ինտերֆեյսի Գործիքների ներդիրից.

   • Տեղադրեք «Arduino Nano» տախտակը
   • Տեղադրեք նավահանգիստը USB պորտին
3. Սեղմեք վերբեռնման (→) կոճակը
4. Սպասեք, մինչև ինտերֆեյսը կարդա «բեռնումն ավարտված է»:

Ընթացիկ արագությունը սահմանվում է առավելագույնը 255 տողում 25 "analogWrite (motorPin, 255)" շարժիչը պտտելու համար, և նվազագույնը 0 36 տողում 36 "analogWrite (motorPin, 0)» `շարժիչը կանգնեցնելու համար: Շարժիչի արագության սահմանաչափը կարող է սահմանվել 0 -ից 255 -ի սահմաններում:

Ընթացիկ պտտման ժամանակը որոշված է մեր ընտրած հատուկ ջոյսթիկի տակդիրի համար, բայց դուք կարող եք պարզապես փոփոխել ծածկագիրը (տող 52) `պտտման ժամանակը փոխելու և ձեր հատուկ ջոյսթիք թևին հարմարվելու համար: Արդուինոյում ժամանակը միկրո վայրկյանում է: Օրինակ, եթե մենք ուզում ենք, որ պտույտի ժամանակը լինի 5 վայրկյան, ապա դուք պետք է Arduino- ում սահմանեք «5000»:

Քայլ 6: Քայլ առ քայլ հրահանգներ Ներբեռնեք

Քայլ 7: Խնդիրների վերացում (Թարմացվել է 12/12/17)

1. Շարժիչը չի ձգում ձեռքը:

   • Համոզվեք, որ անջատիչը տեղադրված է ցանկալի ուղղությամբ
   • Ստուգեք, որ պտուտակները սեղմված լինեն
   • Ստուգեք մեխանիկական խցանումների առկայությունը
   • Ստուգեք շարժիչի և սխեմայի միջև կապը
   • Ստուգեք միացման սխեմաները (փորձնական միացում միայն շարժիչով, միացված չէ հավաքույթին)
   • Եթե ուժն այժմ հետ է քաշվում հենակետով, ապա աջակցեք, ապա ձեր շարժիչը բավականաչափ հզոր չէ: Ստուգեք, արդյոք ձեր օգտագործած կոճակը ֆունկցիոնալ է

2. Ձեռքը շատ հեռու է շարժվում կամ բավականաչափ հեռու չէ:

   Փոխեք ժամանակը Arduino կոդի մեջ, ինչպես նշված է Arduino Code Read Me- ում

Քայլ 8: Տեսաֆիլմեր

Քայլ 9: Հղումներ

1. Սովորեք և ստեղծեք ձեր սեփական էժան L293D շարժիչ (ամբողջական ուղեցույց L293D- ի համար) https://just4electronics.wordpress.com/2015/08/28/learn-make-your-own-cheap-l293d-motor-drivera- ամբողջական ուղեցույց-l293d/

Քայլ 10. ԹԱՐՄԱԵԼ 5/14/18

• Պողպատից պատրաստված նոր բազուկներ (օրիգինալ ալյումինի համեմատ) ավելի մեծ բարձրությամբ `ճառագայթների շեղումը չբեռնելուց կանխելու համար
• Անցում կատարեց ավելի մեծ ոլորող մոմենտ ունեցող շարժիչին (1497 ունց-դյույմ)
• Թարմացված կոդը, որը չի կազմվում
• Փորձարկված վերանայված սարք հաճախորդի սայլակին