Cannone pneumatico automatico. Portatile e alimentato da Arduino.: 13 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Ciao a tutti!

Questa è l'istruzione per assemblare un cannone pneumatico portatile. L'idea era quella di creare un cannone in grado di sparare cose diverse. Ho fissato alcuni obiettivi principali. Quindi, quale dovrebbe essere il mio cannone:

• Automatico. Per non comprimere l'aria manualmente con una pompa a mano oa pedale;
• Portatile. Per non essere affidabile dalla rete elettrica di casa, quindi posso portarlo fuori;
• Interattivo. Ho pensato che fosse fantastico collegare un display touchscreen a un sistema pneumatico;
• Bell'aspetto. Il cannone dovrebbe sembrare una specie di arma fantascientifica dallo spazio =).

Successivamente, descriverò l'intero processo e ti dirò come creare un dispositivo del genere e di quali componenti hai bisogno.

Si prega di notare, ho scritto questa istruzione esclusivamente per i componenti che ho usato o per i loro analoghi. Molto probabilmente le tue parti saranno diverse dalle mie. In questo caso, dovrai modificare i file sorgente per rendere l'assieme adatto a te e finalizzare il progetto da solo.

Capitoli di istruzioni:

1. Recensione video.
2. Componenti. Pneumatica.
3. Componenti. Giunti, hardware e materiali di consumo.
4. Design. Pneumatica.
5. Componenti. Elettronica.
6. Preparazione. Taglio CNC.
7. Assemblaggio. Pompa, solenoide e alloggiamento pneumatico.
8. Assemblaggio. Maniglia, serbatoio dell'aria e canna.
9. Assemblaggio. Elettronica, valvole e manometri.
10. Assemblaggio. Cablaggio.
11. Programmazione. Laboratorio 4D 4 IDE.
12. Programmazione. XOD IDE.
13. Programmazione.

Passaggio 1: revisione video

Passaggio 2: componenti. Pneumatica

Ok, partiamo dalla progettazione dell'impianto pneumatico.

Pompa d'aria

Per comprimere automaticamente l'aria, ho utilizzato una pompa ad aria portatile per auto (Fig. 1). Tali pompe funzionano dalla rete dell'auto elettrica a 12 V CC e sono in grado di pompare una pressione dell'aria fino a 8 bar o circa 116 psi. Il mio proveniva da un bagagliaio, ma sono quasi sicuro che questo sia un completo analogo.

1 x Automaze Heavy Duty Metal 12V auto elettrica compressore d'aria pompa di gonfiaggio pneumatici con borsa e morsetti a coccodrillo ≈ 63 $;

Da tale kit per auto, hai solo bisogno di un compressore nella sua custodia in metallo nativo. Pertanto, eliminare le uscite pneumatiche non necessarie (ad esempio per un manometro), rimuovere la copertura in plastica laterale, la maniglia per il trasporto e l'interruttore di accensione/spegnimento.

Tutte queste cose hanno luogo, quindi non ne hai più bisogno. Lascia solo il compressore stesso con due fili che fuoriescono dalla custodia. Si può anche lasciare un tubo flessibile se non si vuole perdere tempo con quello nuovo.

Solitamente, tali compressori hanno un'uscita pneumatica con filettatura in pollici del tubo G1/4" o G1/8".

Serbatoio d'aria

Per immagazzinare l'aria compressa è necessario un serbatoio. Il valore di pressione massima nell'impianto dipende dalla pressione massima generata dal compressore. Quindi nel mio caso, non supera i 116 psi. Questo valore di pressione non è elevato, ma esclude l'uso di contenitori in plastica o vetro per la conservazione dell'aria. Usa cilindri di metallo. La maggior parte di loro ha un margine di sicurezza più che sufficiente per tali compiti.

I serbatoi d'aria vuoti sono disponibili nei negozi specializzati in sistemi di sospensione per auto. Questo è un esempio:

1 x Viking Horns V1003ATK, serbatoio d'aria interamente in metallo da 1,5 galloni (5,6 litri) ≈ 46 $;

Ho facilitato il mio compito e ho preso il serbatoio dall'estintore a polvere da 5 litri. Sì, non è uno scherzo (foto 2). Il serbatoio dell'aria dell'estintore è costato meno di quello acquistato. Ho esaurito l'estintore a polvere chimica secca BC/ABC da 5 litri. Non sono riuscito a trovare un riferimento esatto al prodotto, quindi il mio assomigliava a questo:

1 x 5kg BC/ABC estintore a polvere chimica secca con pressione del gas di riserva ≈ 10$;

Dopo aver smontato e ripulito le fecce di polvere, ho ottenuto il mio cilindro (Fig. 3).

Quindi, il mio serbatoio da 5 litri sembra molto normale, tranne per un dettaglio. L'estintore che ho utilizzato è a norma ISO; per questo il serbatoio ha la filettatura metrica M30x1,5 sul suo foro di ingresso (Fig. 4). A questo punto, ho affrontato un problema. Le connessioni pneumatiche di solito hanno filettature per tubi in pollici ed è difficile aggiungere un tale cilindro con filettatura metrica al sistema pneumatico.

Opzionale.

Per non perdere tempo con un mucchio di adattatori e raccordi, ho deciso di realizzare da solo un raccordo per tubi da G1 a M30x1.5 (Fig. 5, Fig. 6). Questa parte è molto facoltativa e puoi saltarla se il tuo il serbatoio dell'aria può essere facilmente collegato al sistema. Ho allegato un disegno CAD del mio raccordo per coloro che possono affrontare lo stesso problema.

Valvola solenoide.

Per rilasciare l'aria accumulata nel cilindro è necessaria una valvola. Per non aprire la valvola manualmente ma automaticamente l'elettrovalvola è la scelta migliore. Ho usato questo (Fig. 7):

1 x S1010 (TORK-GP) ELETTROVALVOLA PER USO GENERALE, NORMALMENTE CHIUSA ≈ 59$;

Ho usato una valvola normalmente chiusa per applicare corrente su di essa solo quando viene sparata e non sprecare la carica della batteria. La valvola DN 25 e la sua pressione consentita è di 16 bar, che è il doppio della pressione nel mio sistema. Questa valvola dispone di un raccordo di raccordo femmina G1" - femmina G1".

Valvola di scarico di sicurezza

Questa valvola è azionata manualmente (Fig. 8).

1 x 1/4 NPT 165 PSI Valvola di sfogo della pressione di sicurezza del compressore d'aria, serbatoio pop-off ≈ 8 $;

Viene utilizzato per scaricare la pressione dal sistema in alcune situazioni critiche, come perdite o guasti dell'elettronica. È anche molto comodo per impostare e controllare il sistema pneumatico quando si collega l'elettronica. Puoi semplicemente tirare l'anello per alleviare la pressione. La connessione della mia valvola è maschio G1/4.

Manometro.

Un manometro aneroide per monitorare la pressione nel sistema quando l'elettronica è spenta. Quasi tutti i pneumatici si adattano, ad esempio:

1 x strumento di prestazione 0-200 PSI Air Gauge per accessorio serbatoio aria W10055 ≈ 6 $;

Il mio con attacco tubo G1/4 maschio è nella foto (Fig. 9).

Valvola di ritegno

È necessaria una valvola di ritegno per evitare che l'aria compressa ritorni nella pompa. La piccola valvola di ritegno pneumatica è ok. Ecco un esempio:

1 x valvola di ritegno in linea M2525 MPT di controllo Midwest, pressione massima 250 psi, 1/4 15 $;

La mia valvola ha un raccordo filettato maschio G1/4" - maschio G1/4" (Fig. 10).

Trasmettitore di pressione

Un trasmettitore di pressione o sensore di pressione è un dispositivo per la misurazione della pressione di gas o liquidi. Un trasmettitore di pressione di solito funge da trasduttore. Genera un segnale elettrico in funzione della pressione imposta. In questa istruzione, è necessario tale trasmettitore per controllare automaticamente la pressione dell'aria tramite l'elettronica. Ho comprato questo (Fig. 11):

1 x sensore trasduttore di pressione G1/4, ingresso 5 V uscita 0,5-4,5 V / 0-5 V trasmettitore di pressione per acqua gasolio (0-10 PSI) ≈ 17 $;

Esattamente questo ha la connessione maschio G1/4 , pressione accettabile e potenze da 5V DC. L'ultima caratteristica rende questo sensore ideale per il collegamento ad Arduino come i microcontrollori.

Passaggio 3: componenti. Giunti, hardware e materiali di consumo

Raccordi e giunti metallici

Ok, per combinare tutte le cose pneumatiche hai bisogno di alcuni raccordi per tubi e giunti (Fig. 1). Non posso specificare i link esatti dei prodotti a loro, ma sono sicuro che puoi trovarli nel negozio di ferramenta più vicino a te.

Ho usato raccordi in metallo dalla lista:

• 1 x connettore tipo Y a 3 vie G1/4" BSPP femmina-femmina-femmina ≈ 2$;
• 1 x connettore a 4 vie G1/4" BSPP maschio-femmina-femmina-femmina ≈ 3$;
• 1 x connettore a 3 vie G1" BSPP maschio-maschio-maschio ≈ 3$;
• 1 x adattatore per raccordo femmina G1" a maschio G1/2" ≈ 2$;
• 1 x adattatore per raccordo femmina G1/2" a maschio G1/4" ≈ 2$;
• 1 x raccordo maschio da G1 "a G1" ≈ 3 $;

Montaggio del serbatoio dell'aria

1 x adattatore per raccordo femmina G1 a maschio M30x1.5.

Hai bisogno di un altro accoppiamento e dipende dallo specifico cilindro pneumatico che utilizzerai. Ho fabbricato il mio secondo il disegno del passaggio precedente di questa istruzione. Dovresti raccogliere tu stesso il raccordo sotto il serbatoio dell'aria. Se il tuo serbatoio dell'aria ha lo stesso filetto M30x1.5, puoi realizzare l'accoppiamento secondo il mio disegno.

Tubo per fognatura in PVC

Questa pipa è una canna del tuo cannone. Scegli il diametro e la lunghezza del tubo, ma tieni presente che più grande è il diametro, più debole è il tiro. Ho preso il tubo DN50 (2 ) con la lunghezza di 500 mm (Fig. 2).

Ecco un esempio:

1 x tubo Charlotte 2 pollici x 20 piedi 280 Tubo in PVC Schedule 40

Raccordo a compressione

Questa parte serve per collegare il tubo in PVC da 2" con il sistema pneumatico in metallo G1". Ho usato il giunto a compressione dal tubo DN50 alla filettatura femmina G1, 1/2" (Fig. 3) e l'adattatore maschio G1, 1/2" a femmina G1" (Fig. 4).

Gli esempi:

1 x Raccordo aria compressa Sistema di tubazioni Collegamenti compressore d'aria Femmina diritto DN 50G11/2 ≈ 15$;

1 x Banjo RB150-100 Raccordo per tubi in polipropilene, boccola di riduzione, schedula 80, 1-1/2 NPT maschio x 1 NPT femmina ≈ 4$;

Tubo pneumatico

Inoltre, è necessario un tubo flessibile per collegare il compressore d'aria con il sistema pneumatico (Fig. 5). Il tubo dovrebbe avere filettature da 1/4 NPT o G1/4 su entrambe le estremità. È meglio acquistare quello in acciaio e non troppo lungo. Qualcosa del genere va bene:

1 x Vixen Horns Tubo flessibile intrecciato per compressore d'aria in acciaio inossidabile da 1/4 "NPT maschio a 1/4" NPT ≈ 13 $;

Alcuni di questi tubi potrebbero già avere una valvola di ritegno installata.

Elementi di fissaggio. Viti:

• Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 10mm - 10 pezzi;
• Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 20mm - 20 pezzi;
• Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 25mm - 21 pezzi;
• Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 30mm - 8 pezzi;

Noccioline:

Dado esagonale M3 (DIN 934/DIN 985) - 55 pezzi;

Rondelle:

Rondella M3 (DIN 125) - 75 pezzi;

Standoff:

• Distanziatore esagonale PCB M3 maschio-femmina lunghezza 24-25 mm - 4 pezzi;
• Distanziatore esagonale PCB M3 maschio-femmina lunghezza 14 mm - 10 pezzi;

Staffe angolari

Sono necessarie due staffe angolari in metallo da 30x30 mm per fissare la piastra dell'elettronica. Tutta questa roba può essere facilmente trovata in un negozio di ferramenta locale.

Ecco un esempio:

1 x staffa per mensola senza scafo 30 x 30 mm di fissaggio per staffa di giunzione angolare 24 pezzi

Sigillante per tubi pneumatici

Ci sono molti collegamenti pneumatici in questo progetto. Affinché il sistema mantenga la pressione, tutti i suoi giunti devono essere molto stretti. Per la sigillatura ho utilizzato uno speciale sigillante anaerobico per la pneumatica. Ho usato Vibra-tite 446 (Fig. 6). Il colore rosso significa solidificazione molto veloce. Il mio consiglio Se hai intenzione di usare lo stesso, stringi il filo velocemente e nella posizione desiderata. Sarà difficile svitarlo dopo.

1 x Sigillante refrigerante Vibra-Tite 446 – Sigillante per filettature ad alta pressione ≈ 30-40$;

Passaggio 4: progettazione. Pneumatica

Guarda lo schema sopra. Ti aiuterà a capire il principio.

L'idea è di comprimere l'aria nell'impianto applicando il segnale a 12V alla pompa. Quando l'aria riempie il sistema (frecce verdi nello schema), la pressione inizia a salire.

Il manometro misura e visualizza la pressione attuale e il trasmettitore pneumatico invia un segnale proporzionale al microcontrollore. Quando la pressione nel sistema raggiunge il valore specificato dal microcontrollore, la pompa si spegne e l'aumento di pressione si interrompe.

Successivamente, è possibile scaricare manualmente l'aria compressa tirando l'anello della valvola di sfiato oppure effettuare uno sparo (frecce rosse nello schema).

Se si applica il segnale 24V alla bobina, l'elettrovalvola si apre istantaneamente e rilascia l'aria compressa ad una velocità molto elevata a causa del grande diametro interno. In modo che il flusso d'aria possa spingere le munizioni in una canna e con questo fare un colpo.

Passaggio 5: componenti. Elettronica

Quindi di quali componenti elettronici hai bisogno per far funzionare e automatizzare il tutto?

Microcontrollore

Un microcontrollore è il cervello della tua pistola. Legge la pressione dal sensore e controlla l'elettrovalvola e la pompa. Per tali progetti, Arduino è la scelta migliore. Qualsiasi tipo di scheda Arduino va bene. Ho usato l'analogo di una scheda Arduino Mega (Fig. 1).

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

Certo, capisco che non ho bisogno di così tanti pin di input e potrei risparmiare denaro. Ho scelto il Mega esclusivamente a causa di diverse interfacce UART hardware in modo da poter collegare un display touchscreen. Inoltre, puoi collegare un sacco di elettronica più divertente al tuo cannone.

Modulo di visualizzazione

Come ho scritto prima, volevo aggiungere un po' di interattività al cannone. Per questo, ho installato un display touch-screen da 3,2 (Fig. 2). Su di esso mostro il valore digitalizzato della pressione nel sistema e imposto il valore massimo della pressione. Ho usato uno schermo della società 4d Systems e alcuni altri roba per lampeggiarlo e connettersi ad Arduino.

1 x SK-gen4-32DT (kit di partenza) ≈ 79$;

Per la programmazione di tali display è disponibile l'ambiente di sviluppo 4D System Workshop. Ma te ne parlo ulteriormente.

Batteria

Il mio cannone dovrebbe essere portatile perché voglio usarlo all'esterno. Ciò significa che ho bisogno di prendere energia da qualche parte per azionare la valvola, la pompa e il controller Arduino.

La bobina della valvola funziona a 24V. La scheda Arduino può essere alimentata da 5 a 12V. Il compressore della pompa è un'automobile ed è alimentato dalla rete elettrica dell'auto a 12V. Quindi, la tensione massima di cui ho bisogno è 24V.

Inoltre, mentre pompa l'aria, il motore del compressore fa molto lavoro e consuma una corrente considerevole. Inoltre, è necessario applicare una grande corrente alla bobina del solenoide per superare la pressione dell'aria sull'otturatore della valvola.

Per me la soluzione è l'utilizzo di batterie Li-Po per macchine radiocomandate. Ho acquistato una batteria a 6 celle (22,2V) con capacità 3300mAh e corrente 30C (Fig.3).

1 x LiPo 6S 22, 2V 3300 30C ≈ 106$;

È possibile utilizzare qualsiasi altra batteria o utilizzare un tipo diverso di celle. La cosa principale è avere abbastanza corrente e tensione. Nota, maggiore è la capacità, più a lungo il cannone funziona senza ricaricarsi.

Convertitore di tensione DC-DC

La batteria Li-Po è a 24V e alimenta l'elettrovalvola. Ho bisogno di un convertitore di tensione DC-DC 24-12 per alimentare la scheda Arduino e il compressore. Dovrebbe essere potente perché il compressore consuma una corrente considerevole. La via d'uscita da questa situazione è stata l'acquisto di un convertitore di tensione per auto da 30A (Fig. 4).

Un esempio:

1 x DC 24v a DC 12v Step Down 30A 360W Alimentatore per auto per camion pesanti ≈ 20 $;

I camion pesanti hanno una tensione di bordo di 24V. Pertanto, per alimentare l'elettronica a 12V vengono utilizzati tali convertitori.

Relè

Sono necessari un paio di moduli relè per aprire e chiudere i circuiti: il primo per il compressore e il secondo per l'elettrovalvola. io ho usato questi:

2 x relè (modulo Troyka) ≈ 20 $;

Pulsanti

Un paio di pulsanti momentanei standard. Il primo per accendere il compressore e il secondo da usare come grilletto per sparare.

2 x pulsante semplice (modulo Troyka) ≈ 2$;

LED

Una coppia di led per indicare lo stato del cannone.

2 x LED semplice (modulo Troyka) ≈ 4$;

Passaggio 6: preparazione. Taglio CNC

Per assemblare tutti i componenti pneumatici ed elettronici, avevo bisogno di realizzare alcune parti del case. Li ho tagliati con fresatrice CNC da 6 mm, e compensato da 4 mm poi li ho verniciati.

I disegni sono in allegato in modo da poterli personalizzare.

Il prossimo è un elenco di parti che devi ottenere per assemblare un cannone secondo queste istruzioni. L'elenco contiene i nomi delle parti e la qualità minima necessaria.

• Manico - 6 mm - 3 pezzi;
• Perno - 6 mm - 8 pezzi;
• Piastra_Arduino - 4 mm - 1 pezzo;
• Piastra_pneumatica_A1 - 6mm - 1 pezzo;
• Piastra_pneumatica_A2 - 6mm - 1 pezzo;
• Piastra_pneumatica_B1 - 6mm - 1 pezzo;
• Piastra_pneumatica_B2 - 6mm - 1 pezzo;

Passaggio 7: assemblaggio. Pompa, solenoide e alloggiamento pneumatico

La lista dei materiali:

Nella prima fase di montaggio è necessario realizzare un alloggiamento per i componenti pneumatici, assemblare tutti i raccordi, installare un'elettrovalvola e un compressore.

Elettronica:

1. Compressore d'aria per auto per impieghi gravosi - 1 pezzo;

Taglio CNC:

2. Piatto_pneumatico_A1 - 1 pezzo;

3. Piatto_pneumatico_A2 - 1 pezzo;

4. Piastra_pneumatica_B1 - 1 pezzo;

5. Piatto_pneumatico_B2 - 1 pezzo;

Valvole e raccordi per tubi:

6. Elettrovalvola DN 25 S1010 (TORK-GP) 1 pezzo;

7. Connettore a 3 vie G1 BSPP Maschio-Maschio-Maschio - 1 pezzo;

8. Adattatore di raccordo da femmina G1" a maschio G1/2" - 1 pezzo;

9. Adattatore per raccordo femmina G1/2" a maschio G1/4" - 1 pezzo;

10. Connettore a 4 vie G1/4 BSPP Maschio-Femmina-Femmina-Femmina - 1 pezzo;

11. Connettore a Y a 3 vie G1/4 BSPP Femmina-Femmina-Femmina - 1 pezzo;

12. Raccordo maschio da G1" a G1" - 1 pezzo;

13. Adattatore per raccordo femmina G1 a maschio M30x1,5 - 1 pezzo;

Viti:

14. Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 20mm - 20 pezzi; 15. Dado esagonale M3 (DIN 934/DIN 985) - 16 pezzi;

16. Rondella M3 (DIN 125) - 36 pezzi;

17. Viti M4 dal compressore d'aria - 4 pezzi;

Altro:

18. Distanziatore esagonale PCB M3 maschio-femmina lunghezza 24-25 mm - 4 pezzi;

materiali di consumo:

19. Sigillante per tubi pneumatici.

Processo di assemblaggio:

Guarda gli schizzi. Ti aiuteranno con il montaggio.

Schema 1. Prendere due pannelli tagliati a CNC B1 (pos. 4) e B2 (pos. 5) e collegarli come mostrato nell'immagine. Fissarli utilizzando viti M3 (pos. 14), dadi (pos. 15) e rondelle (pos. 16)

Schema 2. Prendere i pannelli assemblati B1+B2 dallo schema 1. Inserire l'adattatore da G1" a M30x1,5 (pos. 13) nel pannello. L'esagono sull'adattatore deve trovarsi sotto la scanalatura esagonale del pannello. Pertanto, il l'adattatore è fisso e non ruota. Quindi, installare il compressore nella fessura rotonda sull'altro lato dei pannelli assemblati. Il diametro della fessura deve essere uguale al diametro esterno del compressore. Fissare il compressore con le viti M4 (pos. 17) in dotazione con la pompa dell'auto

Schema 3. Inserire il connettore a 3 vie G1" (pos. 7) nell'elettrovalvola (pos. 6). Quindi, avvitare il connettore (pos. 7) nell'adattatore da G1" a M30x1,5 (pos. 13). Fissare tutte le filettature utilizzando sigillante per tubi pneumatici (pos. 19). L'uscita libera del connettore a 3 vie e la bobina magnetica dell'elettrovalvola devono essere rivolte verso l'alto come mostrato in figura. Il corpo compressori (pos. 1) può impedire la rotazione del connettore in modo da poterlo staccare temporaneamente dal gruppo. Smontare la superficie laterale del compressore. Riposizionare le quattro viti che fissano il coperchio laterale ai distanziatori esagonali M3 (pos. 18). I fori filettati sui compressori di questo tipo sono generalmente M3. In caso contrario, è necessario maschiare da soli i fori filettati M3 o M4 nel compressore

Schema 4. Prendere il gruppo 3. Avvitare l'adattatore da G1" a G1/2" (pos. 8) al gruppo. Avvitare l'adattatore da G1/2" a G1/4" (pos. 9) all'adattatore (pos. 8). Quindi installare il connettore a 4 vie G1/4" (pos.10) e connettore a 3 vie tipo Y G1/4" (pos. 11) come mostrato nello schema. Fissare tutte le filettature utilizzando sigillante per tubi pneumatici (pos. 19)

Schema 5. Prendere due pannelli A1 (pos. 2) e A2 (pos. 3) tagliati a CNC e collegarli come mostrato nell'immagine. Fissarli utilizzando viti M3 (pos. 14), dadi (pos. 15) e rondelle (pos. 16)

Schema 6. Prendere le piastre A1+A2 assemblate dallo schema 5. Inserire il raccordo da G1" a G1" (pos. 12) nei pannelli. L'esagono del raccordo deve inserirsi sotto la scanalatura esagonale del pannello. Pertanto, il raccordo è fissato nel pannello e non ruota. Quindi, avvitare i pannelli A1+A2 con il raccordo (pos. 12) all'interno all'elettrovalvola dal gruppo 4. Ruotare i pannelli A1+A2 fino a portarli alla stessa angolazione dei pannelli B1 e B2. Fissare la filettatura tra elettrovalvola e raccordo (pos. 12) con un sigillante per tubi pneumatici (pos. 19). Quindi completare il montaggio avvitando i pannelli A1+A2 al compressore mediante viti M3 (pos. 14)

Passaggio 8: assemblaggio. Maniglia, serbatoio dell'aria e canna

La lista dei materiali:

A questo punto, fai una maniglia del cannone e installa su di esso l'alloggiamento pneumatico. Quindi aggiungere la canna e il serbatoio dell'aria.

1. Serbatoio dell'aria - 1 pezzo;

Taglio CNC:

2. Maniglia - 3 pezzi;

3. Pin - 8 pezzi;

Tubi e raccordi:

4. Tubo fognario in PVC DN50 lungo mezzo metro;

5. Giunto a compressione in PVC da DN50 a G1 ;

Viti:

6. Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 25 mm - 17 pezzi;

7. Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 30mm - 8 pezzi;

8. Dado esagonale M3 (DIN 934/DIN 985) - 25 pezzi;

9. Rondella M3 (DIN 125) - 50 pezzi;

Processo di assemblaggio:

Guarda gli schizzi. Ti aiuteranno con l'Assemblea.

Schema 1. Prendi tre maniglie tagliate a CNC (pos. 2) e combinale come mostrato nell'immagine. Fissarli utilizzando viti M3 (pos. 6), dadi (pos. 8) e rondelle (pos. 9)

Schema 2. Prendere le maniglie assemblate dallo schema 1. Inserire otto parti del perno tagliate a CNC (pos. 3) nelle scanalature

Schema 3. Installare l'alloggiamento pneumatico dal passaggio precedente all'assemblaggio. Il giunto ha un design a scatto. Fissarlo sulla maniglia utilizzando 8 viti M3 (pos. 7), dadi (pos. 8) e rondelle (pos. 9)

Schema 4. Prendere il montaggio 3. Avvitare il serbatoio dell'aria (pos. 1) all'alloggiamento pneumatico. Il mio serbatoio dell'aria era sigillato con un anello di gomma che era installato sull'estintore. Ma, a seconda del serbatoio dell'aria, potrebbe essere necessario sigillare questo giunto con un sigillante. Prendere il tubo di fognatura in PVC DN 50 e inserirlo nel raccordo a compressione in PVC (pos. 5). È la canna del tuo cannone =). Avvitare l'altro lato del giunto al gruppo pneumatico. Non puoi sigillare questo thread

Passaggio 9: assemblaggio. Elettronica, valvole e manometri

La lista dei materiali:

L'ultimo passaggio consiste nell'installare i restanti componenti pneumatici, valvole e manometri. Inoltre, assemblare l'elettronica e la staffa per il montaggio di Arduino e display.

Valvole, tubi e manometri:

1. Manometro aneroide G1/4 - 1 pezzo;

2. Trasmettitore di pressione digitale G1/4 5V - 1 pezzo;

3. Valvola di sfiato di sicurezza G1/4 - 1 pezzo;

4. Valvola di ritegno da G1/4" a G1/4" - 1 pezzo;

5. Tubo pneumatico lungo circa 40 cm;

Taglio CNC:

6. Piastra Arduino - 1 pezzo;

Elettronica:

7. Convertitore DC-DC di tensione per auto da 24 V a 12 V - 1 pezzo;

8. Arduino Mega 2560 - 1 pezzo;

9. Modulo display 4D Systems 32DT - 1 pezzo;

Viti:

10. Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 10 mm - 10 pezzi;

11. Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 25 mm - 2 pezzi;

12. Dado esagonale M3 (DIN 934/DIN 985) - 12 pezzi;

13. Rondella M3 (DIN 125) - 4 pezzi;

Altro:

14. Distanziatore esagonale PCB M3 maschio-femmina lunghezza 14 mm - 8 pezzi;

15. Angolo in metallo 30x30mm - 2 pezzi;

Componenti variabili per montare il convertitore DC-DC:

16. Distanziatore esagonale PCB M3 maschio-femmina lunghezza 14 mm - 2 pezzi;

17. Rondella M3 (DIN 125) - 4 pezzi;

18. Vite M3 (DIN 912 / ISO 4762) lunghezza 25mm - 2 pezzi;

19. Dado esagonale M3 (DIN 934/DIN 985) - 2 pezzi;

materiali di consumo:

20. Sigillante per tubi pneumatici;

Processo di assemblaggio:

Guarda gli schizzi. Ti aiuteranno con l'Assemblea.

Schema 1. Avvitare la valvola di ritegno (pos. 4) e il trasmettitore di pressione (pos. 2) al connettore a 4 vie del gruppo. Avvitare la valvola di scarico di sicurezza (pos. 3) e il manometro aneroide (pos. 1) al connettore di tipo Y a 3 vie. Sigillare tutti i giunti filettati con un sigillante

Schema 2. Collegare la valvola di ritegno (pos. 4) al compressore con un tubo flessibile (pos. 5). Di solito c'è un anello di gomma su tali tubi, ma in caso contrario, utilizzare un sigillante

Schema 3. Montare il convertitore di tensione CC-CC (pos. 7) sull'assieme. Tali convertitori di tensione per auto possono avere dimensioni e connessioni completamente diverse ed è improbabile che troverai esattamente lo stesso del mio. Quindi scopri come installarlo da solo. Per il mio convertitore ho preparato i due fori nella maniglia e l'ho fissato usando distanziali M3 (pos. 16), viti (pos. 18), rondelle (pos. 17) e dadi (pos. 19)

Schema 4. Prendi la piastra Arduino tagliata a CNC (pos. 6). Montare la scheda Arduino Mega 2560 (pos. 8) su un lato della piastra utilizzando quattro distanziatori (pos. 14), viti M3 (pos. 10) e dadi (pos. 12). Montare il modulo display 4D (pos. 9) sull'altro lato della piastra (pos. 6) utilizzando quattro distanziatori (pos. 14), viti M3 (pos. 10) e dadi (pos. 12). Fissare due angoli metallici 30x30mm (pos. 15) al pannello come mostrato. Se i fori di montaggio sugli angoli che hai non corrispondono a quelli sul pannello, perforali tu stesso

Schema 5. Attacca la piastra Arduino assemblata all'impugnatura del cannone. Fissarlo con viti M3 (pos. 11), rondelle (pos. 13) e dadi (pos. 12)

Passaggio 10: assemblaggio. Cablaggio

Ecco, collega tutto secondo questo schema. Il modulo display può essere collegato a qualsiasi UART; Ho scelto Serial 1. Non dimenticare lo spessore dei fili. Si consiglia di utilizzare cavi spessi per collegare il compressore e l'elettrovalvola con la batteria. I relè devono essere impostati su normalmente aperti.

Passaggio 11: programmazione. Laboratorio 4D 4 IDE

4D System Workshop è l'ambiente di sviluppo dell'interfaccia utente per il display utilizzato in questo progetto. Non ti dirò come collegare e far lampeggiare il display. Tutte queste informazioni possono essere trovate sul sito ufficiale del produttore. A questo punto, ti dico quali widget ho usato per l'interfaccia utente del cannone.

Ho usato un singolo Form0 (Fig. 1) e i seguenti widget:

Angolare1 Pressione, Bar

Questo widget mostra la pressione attuale del sistema in bar.

Angolare2 Pressione, Psi

Questo widget mostra la pressione attuale del sistema in Psi. Il display non utilizza valori in virgola mobile. Pertanto è impossibile conoscere l'esatta pressione in bar, ad esempio se la pressione è compresa tra 3 e 4 bar. La scala psi, in questo caso, è più informativa.

Commutatore rotante0

Un commutatore rotante per impostare la pressione massima nel sistema. Ho deciso di creare tre valori validi: 2, 4 e 6 bar.

Stringhe0

Il campo di testo che segnala che il controller ha modificato con successo il valore di pressione massima.

• Statictext0 Cannone Spuit!
• Testo statico1 Pressione massima
• Immagini utente0

Sono solo per lulz.

Inoltre, allego il progetto Workshop per il firmware del display. Potresti averne bisogno.

Passaggio 12: programmazione. XOD IDE

Librerie XOD

Per programmare i controller Arduino, utilizzo l'ambiente di programmazione visuale XOD. Se sei nuovo nell'ingegneria elettrica o forse ti piace scrivere semplici programmi per controller Arduino come me, prova XOD. È lo strumento ideale per la prototipazione rapida di dispositivi.

Ho creato una libreria XOD che contiene il programma cannon:

gabbapeople/cannone-pneumatico

Questa libreria contiene una patch di programma per l'intera elettronica e il nodo per azionare il trasmettitore di pressione.

Inoltre, sono necessarie alcune librerie XOD per poter utilizzare i moduli di visualizzazione dei sistemi 4D:

gabbapeople/4d-ulcd

Questa libreria contiene nodi per utilizzare i widget 4D-ulcd di base.

bradzilla84/visi-genie-extra-library

Questa libreria estende le capacità della precedente.

Processi

• Installa il software XOD IDE sul tuo computer.
• Aggiungi la libreria gabbapeople/pneumatic-cannon allo spazio di lavoro.
• Aggiungi la libreria gabbapeople/4d-ulcd allo spazio di lavoro.
• Aggiungi la libreria bradzilla84/visi-genie-extra-library allo spazio di lavoro.

Passaggio 13: programmazione

Ok, l'intera patch del programma è abbastanza grande, quindi diamo un'occhiata alle sue parti.

Inizializzazione del display

Il nodo init (Fig. 1) della libreria 4d-ulcd viene utilizzato per configurare il dispositivo di visualizzazione. Dovresti collegare il nodo dell'interfaccia UART ad esso. Il nodo UART dipende da come è collegato esattamente il display. Lo schermo si sente benissimo con il software UART, ma se possibile, è meglio usarne uno hardware. Il pin RST del nodo init è facoltativo e serve per riavviare il display. Il nodo Init crea un tipo di dati DEV personalizzato che aiuta a gestire i widget di visualizzazione in XOD. La velocità di comunicazione BAUD dovrebbe essere la stessa impostata quando il display lampeggia.

Lettura del trasmettitore di pressione

Il mio trasmettitore di pressione è un dispositivo analogico. Trasmette un segnale analogico proporzionale alla pressione dell'aria nel sistema. Per scoprire la dipendenza, ho fatto un piccolo esperimento. Ho pompato il compressore a un certo livello e ho letto il segnale analogico. Quindi ho ottenuto un grafico del segnale analogico dalla pressione (Fig. 2). Questo grafico mostra che la dipendenza è lineare e posso facilmente esprimerla con l'equazione y = kx + b. Quindi, per questo sensore l'equazione è:

Tensione di lettura analogica * 15, 384 - 1, 384.

Così ottengo il valore esatto (PRES) della pressione nelle barre (Fig. 3). Quindi lo arrotondo a un valore intero e lo invio al primo widget write-angular-meter. Traduco anche la pressione con l'aiuto della mappa del nodo della mappa in psi e la invio al secondo widget di scrittura dell'angolo di misurazione.

Impostazione della pressione massima

Il valore massimo della pressione viene impostato leggendo il selettore rotativo (Fig. 4). Il widget di lettura-interruttore rotante ha tre posizioni con gli indici 0, 1 e 2. che corrispondono a valori di pressione di 2, 4 e 6 bar sul display. Per convertire l'indice in pressione massima (EST), lo moltiplico per 2 e aggiungo 2. Successivamente, aggiorno il widget string0 con il nodo write-string-pre. Cambia la stringa sullo schermo e informa che la pressione massima è aggiornata.

Elettrovalvola di funzionamento e compressore

Il primo nodo del pulsante è collegato al pin 6 e accende il relè dei compressori. Il relè del compressore è controllato tramite il nodo di scrittura digitale che è collegato al pin 8. Se il pulsante viene premuto e la pressione dell'impianto (PRES) è inferiore a quella impostata (EST), il compressore si accende e inizia a pompare aria fino a quando la pressione dell'impianto (PRES) è maggiore del valore massimo (EST) (Fig. 5).

Il tiro viene effettuato premendo il pulsante di attivazione. È semplice. Il nodo del pulsante di attivazione collegato al pin 5 commuta il relè del solenoide utilizzando il nodo di scrittura digitale collegato al pin 12.

Indicando lo stato

I LED non bastano mai =). La pistola ha due led: quello verde e quello rosso. Se il compressore non è acceso e la pressione nell'impianto (PRES) è uguale a quella stimata (EST) o leggermente inferiore ad essa, allora si accende il led verde (Fig. 6). Significa che puoi tranquillamente premere il grilletto. Se la pompa è in funzione o la pressione dell'impianto è inferiore a quella impostata sullo schermo, il led rosso si accende e il verde si spegne.