Ascenseur de moteur pas à pas contrôlé par IR : 15 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

J'avais besoin d'automatiser le levage d'un grand tableau qui cache un téléviseur monté au-dessus d'une cheminée. L'image est montée sur un cadre en acier coulissant personnalisé qui utilise des cordes, des poulies et des contrepoids afin qu'elle puisse être soulevée à la main. Cela semble bien en théorie mais peu pratique en pratique lorsque vous voulez juste regarder la télévision pendant quelques minutes. Je voulais automatiser le levage de l'image avec les commandes IR d'un Harmony Hub chaque fois que le téléviseur est allumé.

Étape 1:

Voici comment l'image a été levée avant. Comme vous pouvez le voir, il n'y avait pas assez de place pour installer un ascenseur TV typique. Même s'il y avait assez de place, les ascenseurs TV les plus élevés annoncent qu'ils peuvent soulever un téléviseur jusqu'à 60 pouces, mais cela est trompeur car leur course maximale n'est généralement que de 24 à 30 pouces et je devais déplacer l'image de 53 pouces. J'ai étudié des actionneurs linéaires, mais encore une fois, il n'y avait pas assez de place et je n'ai pas pu en trouver un compact avec autant de portance. Il y avait aussi le problème de savoir comment l'actionner à l'aide de l'IR, car la plupart utilisent un commutateur physique ou une télécommande RF.

Étape 2:

J'avais besoin d'un mécanisme compact, capable de parcourir 53 pouces et contrôlé par infrarouge. J'ai finalement opté pour l'utilisation d'un gros moteur pas à pas avec une vis longue. Après une recherche en ligne, j'ai trouvé ces deux vidéos. J'ai simplement combiné les deux concepts.

Étape 3:

Liste des pièces

Moteur pas à pas NEMA 23 à couple élevé

Amortisseur NEMA 23 https://smile.amazon.com/gp/product/B07LFG6X8R Je craignais que les vibrations à haute fréquence du moteur pas à pas ne résonnent sur le cadre métallique et fassent beaucoup de bruit, j'ai donc utilisé un amortisseur. Le stepper était juste un peu plus large que la cornière, donc un côté du stepper serait en fait fixé avec des vis, des écrous et des rondelles de garde-boue, j'ai donc dû utiliser cet amortisseur de style qui a quatre trous de montage à chaque extrémité au lieu de l'habituel deux.

Pilote de moteur pas à pas 1.0-4.2A 20-50VDC

Alimentation 24 V sans ventilateur

Arduino

Micro-interrupteur https://smile.amazon.com/dp/B07KLZTHR9 ou https://smile.amazon.com/dp/product/B07V6VGV9J selon la portée dont vous avez besoin. J'ai utilisé un interrupteur robuste comme celui-ci puisque je le montais sur une cornière.

Diode de récepteur IR https://smile.amazon.com/dp/B00UO9VO8O Ces récepteurs Vishay sont censés être les meilleurs.

Boîtier Arduino transparent ou fumé https://smile.amazon.com/gp/product/B075SXLNPG Quelque chose de transparent qu'un flasher IR peut pénétrer.

Vis et écrou Zyltech 8 mm T8x8 ACME ("T8" = 8 mm de diamètre; "x8" = 8 mm de levée par tour) /www.ebay.com/itm/323211448286 Heureusement, ce fabricant comprend un écrou en laiton robuste avec une large bride. La plupart des autres marques ont des brides étroites avec de petits trous de montage si proches de l'arbre qu'ils ne laissent pas de jeu pour les rondelles et les contre-écrous.

Coupleur d'arbre de 8 mm à 10 mm https://smile.amazon.com/gp/product/B07X4VHYTQ Assurez-vous d'utiliser un coupleur solide de type pince comme celui-ci car ils tiennent beaucoup plus serré qu'un type à vis et n'endommageront pas le arbre ou vis mère.

Toute télécommande IR

Câblage entre Arduino et le pilote pas à pas https://smile.amazon.com/dp/B07D58W66X J'ai programmé l'Arduino en utilisant des broches adjacentes afin que je puisse utiliser un connecteur d'en-tête large comme celui-ci qui ne se détachera pas facilement.

Fil à 4 conducteurs entre le pilote pas à pas et le moteur pas à pas

Fil à 2 conducteurs entre Arduino et Micro switch

Connecteurs de borne de style européen

Étape 4:

J'ai utilisé la bibliothèque de stepper AccelStepper afin de pouvoir démarrer et arrêter le stepper progressivement car il y avait pas mal de masse en jeu, mais j'avais encore besoin de ramener le stepper à la mise sous tension à l'aide d'un micro-interrupteur. J'ai trouvé cette vidéo et ce didacticiel YouTube qui montraient comment installer le stepper à l'aide d'une commutation régulière des broches haute/basse avant de céder le contrôle à AccelStepper pour un mouvement plus rapide.

Étape 5:

J'ai utilisé un Arduino Uno et des cavaliers pour la phase de codage et de prototypage.

Étape 6:

Avant de pouvoir écrire le croquis de l'ascenseur, j'avais besoin de trouver les codes hexadécimaux IR pour les boutons de la télécommande que j'allais utiliser pour monter et descendre, j'ai donc téléchargé le croquis ci-joint sur Arduino et ouvert le moniteur série pour afficher les codes tout en J'ai appuyé sur les boutons de la télécommande.

P. S. Il s'agit de mon premier projet Arduino sur Instructables. Pour une raison quelconque, le code est brouillé lorsque j'utilise l'option de format de code ou que je l'attache en texte brut, je l'ai donc téléchargé avec une extension.c. Renommez-le simplement avec l'extension.ino d'Arduino. Ou.txt si vous voulez juste y jeter un coup d'œil.

Étape 7:

Le code de l'ascenseur lui-même.

Étape 8:

J'ai utilisé un Arduino Uno et des cavaliers individuels pour la phase de prototypage, mais je voulais utiliser un câble d'en-tête à 5 broches pour éviter que les fils ne se détachent accidentellement. La seule carte Arduino pleine taille que j'ai pu trouver sans broches d'en-tête préinstallées était une Arduino Leonardo de la boutique officielle Arduino. Le code est le même pour les deux, sauf qu'il y a un conflit connu entre la LED de la broche 13 du Leonardo et le récepteur IR, donc je n'ai pas pu faire clignoter la LED pour un retour visuel lors de la réception de signaux IR comme je le pouvais avec l'Uno mais ce n'était pas grave. Les seules autres différences notables sont que le Leonardo utilise un connecteur micro USB et démarre beaucoup plus rapidement que l'Uno. J'ai plié les fils du récepteur IR à 90 degrés et je l'ai soudé en permanence pour faire face au haut du boîtier où j'avais prévu de coller le flasheur IR du Harmony Hub.

Étape 9:

Je voulais que tout soit aussi compact que possible, alors j'ai trouvé ce petit boîtier de câble/support de modem réglable https://smile.amazon.com/dp/B077T45BXR pour contenir l'Arduino, le pilote pas à pas et l'alimentation. J'ai utilisé du velcro et du ruban d'asservissement en silicone pour éviter que tout ne glisse lors du serrage du support. Les bornes d'étape, de direction et d'activation sur le pilote pas à pas ne partagent pas de masse commune et je n'avais qu'un seul fil de masse provenant de l'Arduino, j'ai donc utilisé des câbles de connexion (ces petites boucles noires) pour connecter toutes les bornes de masse ensemble sur le stepper conducteur. Ce petit fil nu qui dépasse et qui n'est encore connecté à rien est le fil positif du micro-interrupteur. Fondamentalement, il y a une étape, une direction, une activation, un micro-interrupteur et un fil de terre provenant de l'Arduino.

Étape 10:

L'installation de l'écrou ACME, de la vis-mère et du moteur pas à pas lui-même n'a pas été difficile, mais j'avais besoin de BEAUCOUP d'aide pour retirer l'image et les contrepoids pour accéder au cadre.

Étape 11:

Écrou ACME installé.

Étape 12:

Voici une courte vidéo de la partie homing du croquis. Il est lent par conception car il recherche l'interrupteur de fin de course. Le homing démarre automatiquement après chaque coupure de courant afin que le pilote du moteur pas à pas connaisse la position du moteur pas à pas. Si vous augmentez le volume à la marque des 12 secondes, vous pouvez entendre le micro-interrupteur cliquer lorsqu'il est enfoncé et cliquer à nouveau lorsqu'il est relâché après l'inversion du moteur pas à pas.

Étape 13:

Et enfin, voici l'ascenseur en action. Il faut 25 secondes pour soulever l'image de 53 pouces.

Étape 14:

Composants montés derrière le téléviseur.

Étape 15:

J'ai appris quelques leçons en écrivant et en déboguant le code. La première est que le moteur pas à pas commencerait à se diriger à la mise sous tension même si le micro-interrupteur était déconnecté. détecté, sinon, le moteur pas à pas ne cesserait jamais de se diriger. Si vous utilisez le côté normalement ouvert (NO) du commutateur, l'Arduino ne peut pas dire si le commutateur est ouvert ou simplement non connecté. La deuxième leçon que j'ai apprise est que le pilote pas à pas utiliserait la puissance (pleine ou demi-puissance en fonction du réglage du commutateur DIP sur le pilote pas à pas) pour maintenir le pilote pas à pas en place lorsqu'il ne bouge pas. Cela a du sens pour les applications d'impression CNC et 3D, mais je n'en avais pas besoin pour tenir en place pendant des heures (indice: le maintien à mi-puissance rend le moteur pas à pas aussi chaud lol) puisque j'utilisais un mécanisme de levage relativement équilibré. La solution consiste à utiliser les broches ENA (activer) du pilote pas à pas. J'ai connecté l'ENA+ du pilote pas à pas à une broche sur l'Arduino et l'ENA- à la terre de l'Arduino et j'ai simplement mis la broche ENA+ sur HIGH (On) pour dire au pilote pas à pas de couper l'alimentation du moteur pas à pas entre les mouvements. Si j'utilisais cela pour soulever un téléviseur lourd, j'essayerais d'abord d'utiliser un écrou anti-jeu pour voir si cela suffisait pour le maintenir avant d'utiliser un moteur pas à pas constamment alimenté simplement pour économiser de l'énergie. J'espère que ce Instructable a été utile à quelqu'un ! Merci d'avoir cherché !