Автоматическая пневматическая пушка. Портативный компьютер с питанием от Arduino: 13 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Всем привет!

Это инструкция по сборке переносной пневматической пушки. Идея заключалась в создании пушки, которая может стрелять разными предметами. Я поставил несколько основных целей. Итак, какой должна быть моя пушка:

• Автомат. Чтобы не сжимать воздух вручную ручным или ножным насосом;
• Портативный. Чтобы не зависеть от домашней электросети, чтобы я мог вынести ее на улицу;
• Интерактивный. Я подумал, что приклеить сенсорный дисплей к пневматической системе - это здорово;
• Классно смотрится. Пушка должна выглядеть как какое-то научно-фантастическое оружие из космоса =).

Далее я опишу весь процесс и расскажу, как создать такое устройство и какие компоненты вам понадобятся.

Обратите внимание, я написал эту инструкцию исключительно для компонентов, которые использовал или для их аналогов. Скорее всего, ваши части будут отличаться от моих. В этом случае вам придется отредактировать исходные файлы, чтобы сделать сборку подходящей для вас, и доработать проект самостоятельно.

Главы инструкции:

1. Видеообзор.
2. Компоненты. Пневматика.
3. Компоненты. Муфты, метизы и расходные материалы.
4. Дизайн. Пневматика.
5. Компоненты. Электроника.
6. Подготовка. Резка с ЧПУ.
7. Сборка. Насос, соленоид и пневматический корпус.
8. Сборка. Ручка, воздушный баллон и ствол.
9. Сборка. Электроника, клапаны и манометры.
10. Сборка. Электропроводка.
11. Программирование. 4D Workshop 4 IDE.
12. Программирование. XOD IDE.
13. Программирование.

Шаг 1. Видеообзор

Шаг 2: Компоненты. Пневматика

Хорошо, начнем с конструкции пневмосистемы.

Воздушный насос

Для автоматического сжатия воздуха я использовал переносной автомобильный воздушный насос (рис. 1). Такие насосы работают от сети электромобилей 12 В постоянного тока и способны перекачивать воздух под давлением до 8 бар или около 116 фунтов на квадратный дюйм. Мой был из багажника, но я почти уверен, что это полный аналог.

1 x Automaze Heavy Duty Metal 12V Электрический Автомобильный воздушный компрессор Насос для накачки шин с зажимами для мешков и крокодилов ≈ 63 $;

Из такого автомобильного комплекта понадобится только компрессор в родном металлическом корпусе. Поэтому избавьтесь от ненужных пневматических выходов (например, для манометра), снимите боковую пластиковую крышку, ручку для переноски и выключатель.

Все это только происходит, поэтому они вам больше не нужны. Оставьте только сам компрессор с торчащими из корпуса двумя проводами. Гибкий шланг также можно оставить, если не хотите возиться с новым.

Обычно такие компрессоры имеют пневматический выход с трубной дюймовой резьбой G1 / 4 "или G1 / 8".

Баллон с воздухом

Для хранения сжатого воздуха вам понадобится резервуар. Максимальное значение давления в системе зависит от максимального давления, создаваемого компрессором. Так что в моем случае он не превышает 116 фунтов на квадратный дюйм. Это значение давления невелико, но исключает использование пластиковых или стеклянных емкостей для хранения воздуха. Используйте металлические цилиндры. У большинства из них есть запас прочности, более чем достаточный для таких задач.

Пустые воздушные баллоны доступны в магазинах, специализирующихся на системах подвески автомобилей. Вот пример:

1 х Viking Horns V1003ATK, Цельнометаллический воздушный баллон 1,5 галлона (5,6 литра) ≈ 46 $;

Я облегчил себе задачу и взял баллончик от 5-литрового порохового огнетушителя. Ага, это не шутка (Рис. 2). Баллон с воздухом от огнетушителя обошелся дешевле покупного. Я исчерпал 5-литровый порошковый огнетушитель BC / ABC. Я не смог найти точную ссылку на продукт, поэтому мой выглядел примерно так:

1 x 5кг сухих порошковых огнетушителей BC / ABC с давлением запасного газа ≈ 10 $;

Разобрав и очистив осадок от пороха, я получил свой баллон (Рис. 3).

Итак, мой 5-литровый бак выглядит вполне обычным, за исключением одной детали. Огнетушитель, который я использовал, соответствует стандарту ISO; поэтому на входном отверстии бака имеется метрическая резьба M30x1,5 (Рис. 4). На этом этапе я столкнулся с проблемой. Пневматические соединения обычно имеют дюймовую трубную резьбу, и такой цилиндр с метрической резьбой сложно добавить в пневматическую систему.

По желанию.

Чтобы не заморачиваться с кучей переходников и фитингов, я решил самостоятельно изготовить трубный фитинг G1 - M30x1,5 (Рис. 5, Рис. 6). Эта часть не является обязательной, и ее можно пропустить, если у вас есть Баллон с воздухом можно легко подключить к системе. Я приложил чертеж моей арматуры в САПР для тех, кто может столкнуться с той же проблемой.

Соленоидный клапан.

Для выпуска воздуха, скопившегося в цилиндре, необходим клапан. Чтобы клапан открывался не вручную, а автоматически, лучше всего подойдет соленоидный клапан. Я использовал вот этот (Рис. 7):

1 x S1010 (TORK-GP) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ, ОБЫЧНО ЗАКРЫТЫЙ ≈ 59 $;

Я использовал нормально закрытый клапан, чтобы подавать на него ток только при выстреле и не тратить заряд батареи. Клапан DN 25 и его допустимое давление 16 бар, что вдвое больше давления в моей системе. Этот клапан имеет муфтовое соединение "мама G1" - внутренняя часть G1 ".

Предохранительный продувочный клапан

Этот клапан управляется вручную (Рис. 8).

1 x 1/4 NPT 165 PSI предохранительный клапан давления воздушного компрессора, отрыв резервуара ≈ 8 $;

Он используется для сброса давления из системы в некоторых критических ситуациях, таких как утечка или отказ электроники. Также это очень удобно для настройки и проверки пневмосистемы при подключении электроники. Вы можете просто потянуть кольцо, чтобы снять давление. Присоединение моего клапана - штекер G1 / 4.

Манометр.

Один анероидный манометр для контроля давления в системе при выключенной электронике. Подходит практически любой пневматический, например:

1 x Performance Tool 0-200 PSI воздушный манометр для аксессуара для воздушного резервуара W10055 ≈ 6 $;

На рисунке показано мое соединение с наружной резьбой G1 / 4 (Рис. 9).

Обратный клапан

Обратный клапан необходим для предотвращения попадания сжатого воздуха обратно в насос. Маленький пневматический обратный клапан в порядке. Вот пример:

1 x Промежуточный обратный клапан Midwest Control M2525 MPT, максимальное давление 250 фунтов на кв. Дюйм, 1/4 дюйма ≈ 15 $;

Мой клапан имеет резьбовое соединение "папа G1 / 4" - "папа G1 / 4" (Рис. 10).

Передатчик давления

Преобразователь давления или датчик давления - это устройство для измерения давления газов или жидкостей. Преобразователь давления обычно действует как преобразователь. Он генерирует электрический сигнал в зависимости от приложенного давления. В этом руководстве вам понадобится такой передатчик для автоматического управления давлением воздуха электроникой. Купил (Рис.11):

1 датчик давления G1 / 4, вход 5 В, выход 0,5-4,5 В / 0-5 В, датчик давления для водяного газойля (0-10 фунтов на квадратный дюйм) ≈ 17 $;

Именно у этого датчика есть штекерное соединение G1 / 4 , приемлемое давление и питание от 5 В постоянного тока. Последняя особенность делает этот датчик идеальным для подключения к Arduino, например, микроконтроллерам.

Шаг 3: Компоненты. Муфты, метизы и расходные материалы

Металлическая арматура и муфты

Ладно, чтобы собрать всю пневматику, вам понадобится трубная арматура и муфты (Рис. 1). Я не могу указать точные ссылки на них, но уверен, что вы можете найти их в ближайшем к вам хозяйственном магазине.

Я использовал металлическую фурнитуру из списка:

• 1 x 3-контактный Y-образный соединитель G1 / 4 "BSPP" мама-розетка-мама "≈ 2 $;
• 1 x 4-контактный разъем G1 / 4 "BSPP штекер-гнездо-гнездо ≈ 3 $;
• 1 x 3-контактный разъем G1 "BSPP папа-папа-папа ≈ 3 $;
• 1 x переходник с внутренней стороны G1 "на штекер G1 / 2" ≈ 2 $;
• 1 x переходник для фитинга с внутренней стороны G1 / 2 "на штекер G1 / 4" ≈ 2 $;
• 1 x штуцер с наружной резьбой G1 "на G1" ≈ 3 $;

Штуцер воздушного резервуара

1 x переходник для фитинга с внутренней резьбой G1 на штекер M30x1,5.

Вам понадобится еще одна муфта, и это зависит от конкретного пневмоцилиндра, который вы будете использовать. Я изготовил свой по рисунку из предыдущего шага этой инструкции. Подбирать штуцер под баллон с воздухом следует самостоятельно. Если у вашего ресивера такая же резьба M30x1,5, вы можете сделать муфту по моему чертежу.

Канализационная труба ПВХ

Эта труба - дуло вашей пушки. Выберите свой диаметр и длину трубки, но имейте в виду, что чем больше диаметр, тем слабее выстрел. Я взял трубу DN50 (2 ) длиной 500 мм (Рис. 2).

Вот пример:

1 x труба Charlotte Pipe 2 дюйма x 20 футов 280 Schedule 40 PVC Pipe

Компрессионный фитинг

Эта деталь предназначена для соединения 2-дюймовой трубы из ПВХ с металлической пневматической системой G1. Я использовал компрессионную муфту от трубы DN50 к внутренней G1, резьба 1/2 "(Рис. 3), и переходник с наружной стороны G1, 1/2" на внутреннюю G1 "(Рис. 4).

Примеры:

1 x Фитинг для сжатого воздуха Система трубопроводов Соединения для воздушного компрессора Внутренняя прямая DN 50G11 / 2 ≈ 15 $;

1 x Полипропиленовый трубопроводный фитинг Banjo RB150-100, переходная втулка, график 80, наружная резьба 1-1 / 2 NPT x 1 дюймовая внутренняя резьба NPT ≈ 4 $;

Пневматический шланг

Также вам понадобится гибкий шланг для соединения воздушного компрессора с пневмосистемой (Рис. 5). Трубка должна иметь на обоих концах резьбу 1/4 NPT или G1 / 4 . Лучше покупать стальную и не слишком длинную. Что-то вроде этого нормально:

1 x Плетеный ведущий шланг воздушного компрессора из нержавеющей стали Vixen Horns с наружной резьбой 1/4 "NPT до 1/4" NPT ≈ 13 $;

На некоторых из таких шлангов уже может быть установлен обратный клапан.

Крепеж. Винты:

• Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длина 10мм - 10 штук;
• Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длина 20мм - 20 штук;
• Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длина 25мм - 21 шт.;
• Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длина 30мм - 8 штук;

Орехи:

Гайка шестигранная М3 (DIN 934 / DIN 985) - 55 штук;

Шайбы:

Шайба М3 (DIN 125) - 75 шт.;

Противостояние:

• Печатная плата шестигранная стойка M3 Male-Female длиной 24-25мм - 4 шт.;
• Печатная плата шестигранная стойка M3 Male-Female длиной 14мм - 10 штук;

Угловые кронштейны

Для крепления платы электроники потребуются два металлических угловых кронштейна 30x30 мм. Все это можно легко найти в местном хозяйственном магазине.

Вот пример:

1 x Кронштейн для полки Hulless 30 x 30 мм Угловой кронштейн Соединительный кронштейн Застежка 24 шт.

Герметик для пневматических трубок

В этом проекте много пневматических соединений. Чтобы система выдерживала давление, все ее муфты должны быть очень плотными. Для герметизации использовал специальный анаэробный герметик для пневматики. Я использовал Вибратит 446 (Рис. 6). Красный цвет означает очень быстрое затвердевание. Мой совет: Если вы собираетесь использовать такую же, то быстро и в желаемом положении затяните нить. Открутить его потом будет сложно.

1 х Вибра-Тайт 446 Хладагент Герметик - Герметик для Резьбы высокого давления ≈ 30-40 $;

Шаг 4: Дизайн. Пневматика

Посмотрите на схему выше. Это поможет вам понять принцип.

Идея состоит в том, чтобы сжать воздух в системе, подав на насос сигнал 12 В. Когда воздух заполняет систему (зеленые стрелки на схеме), давление начинает расти.

Манометр измеряет и отображает текущее давление, а пневматический датчик посылает пропорциональный сигнал на микроконтроллер. Когда давление в системе достигает значения, заданного микроконтроллером, насос отключается, и повышение давления прекращается.

После этого можно вручную выпустить сжатый воздух, потянув за кольцо продувочного клапана, либо произвести выстрел (красные стрелки на схеме).

Если вы подаете сигнал 24 В на катушку, электромагнитный клапан мгновенно открывается и выпускает сжатый воздух с очень высокой скоростью из-за большого внутреннего диаметра. Чтобы воздушный поток протолкнул патроны в ствол и тем самым произвел выстрел.

Шаг 5: Компоненты. Электроника

Итак, какие электронные компоненты вам понадобятся для работы и автоматизации всего этого?

Микроконтроллер

Микроконтроллер - это мозг вашего оружия. Он считывает давление с датчика, а также управляет электромагнитным клапаном и насосом. Для таких проектов Arduino - лучший выбор. Подойдет любая плата Arduino. Я использовал аналог платы Arduino Mega (Рис. 1).

1 x Arduino Uno ≈ 23 $ или 1 x Arduino Mega 2560 ≈ 45 $;

Конечно, я понимаю, что мне не нужно такое количество входных контактов, и я мог бы сэкономить. Я выбрал Mega исключительно из-за нескольких аппаратных интерфейсов UART, поэтому я могу подключить сенсорный дисплей. Кроме того, вы можете подключить к своей пушке еще много интересной электроники.

Модуль дисплея

Как я уже писал ранее, я хотел добавить пушке интерактивности. Для этого я установил сенсорный дисплей с диагональю 3,2 дюйма (Рис. 2). На нем я показываю оцифрованное значение давления в системе и выставляю максимальное значение давления. Я использовал экран от компании 4d Systems и некоторых других материал для его перепрошивки и подключения к Arduino.

1 x SK-gen4-32DT (Starter Kit) ≈ 79 $;

Для программирования таких дисплеев существует среда разработки 4D System Workshop. Но об этом я расскажу дальше.

Аккумулятор

Моя пушка должна быть портативной, так как я хочу использовать ее на улице. Это означает, что мне нужно откуда-то брать энергию, чтобы управлять клапаном, насосом и контроллером Arduino.

Катушка клапана работает от 24В. Плата Arduino может питаться от 5 до 12 В. Компрессор насоса автомобильный и питается от автомобильной электросети 12В. Таким образом, максимальное напряжение, которое мне нужно, составляет 24 В.

Также при перекачивании воздуха мотор компрессора выполняет много работы и потребляет значительный ток. Кроме того, вам необходимо подать большой ток на катушку соленоида, чтобы преодолеть давление воздуха на штекер клапана.

Для меня решение - использование Li-Po аккумуляторов для радиоуправляемых машин. Купил 6-элементный аккумулятор (22,2 В) емкостью 3300 мАч и током 30С (Рис. 3).

1 x LiPo 6S 22, 2V 3300 30C ≈ 106 $;

Вы можете использовать любую другую батарею или использовать другой тип элементов. Главное, чтобы ток и напряжение были достаточными. Учтите, что чем больше емкость, тем дольше пушка работает без перезарядки.

Преобразователь постоянного напряжения в постоянный

Литий-полимерный аккумулятор составляет 24 В и питает электромагнитный клапан. Мне нужен преобразователь напряжения DC-DC 24 в 12 для питания платы Arduino и компрессора. Он должен быть мощным, потому что компрессор потребляет значительный ток. Выходом из сложившейся ситуации стала покупка автомобильного преобразователя напряжения на 30А (Рис. 4).

Пример:

1 x DC 24v to DC 12v Step Down 30A 360W Heavy Duty Truck Car Power Supply ≈ 20 $;

Бортовое напряжение большегрузных автомобилей составляет 24 В. Поэтому для питания электроники на 12В используются такие преобразователи.

Реле

Вам понадобится пара релейных модулей для размыкания и замыкания цепей - первый для компрессора, а второй для электромагнитного клапана. Я использовал вот такие:

2 х Реле (Модуль Тройка) ≈ 20 $;

Кнопки

Пара стандартных мгновенных кнопок. Первый для включения компрессора, а второй для использования в качестве спускового крючка для выстрела.

2 x Простая кнопка (Модуль Тройка) ≈ 2 $;

Светодиоды

Пара светодиодов для индикации состояния пушки.

2 x Простой светодиод (Модуль Тройка) ≈ 4 $;

Шаг 6: Подготовка. Резка с ЧПУ

Чтобы собрать все пневматические и электронные компоненты, мне потребовалось изготовить некоторые детали корпуса. Я вырезал их на фрезерном станке с ЧПУ из 6 мм фанеры и 4 мм, потом покрасил.

Рисунки находятся во вложении, поэтому вы можете их настроить.

Далее следует список деталей, которые вам необходимо получить для сборки пушки согласно этой инструкции. В списке указаны наименования деталей и минимально необходимое качество.

• Ручка - 6 мм - 3 шт.;
• Штифт - 6 мм - 8 штук;
• Arduino_plate - 4 мм - 1 шт.;
• Пневматическая плита_А1 - 6мм - 1 шт.;
• Pneumatic_plate_A2 - 6мм - 1 шт.;
• Pneumatic_plate_B1 - 6мм - 1 шт.;
• Pneumatic_plate_B2 - 6мм - 1 шт.;

Шаг 7: Сборка. Насос, соленоид и пневматический корпус

Список материалов:

На первом этапе сборки необходимо изготовить корпус для пневматических компонентов, собрать всю трубопроводную арматуру, установить электромагнитный клапан и компрессор.

Электроника:

1. Автомобильный воздушный компрессор большой мощности - 1 шт.;

Резка с ЧПУ:

2. Пневматическая плита_А1 - 1 шт.;

3. Пневматическая плита_А2 - 1 шт.;

4. Пневматическая плита_В1 - 1 шт.;

5. Пневматическая плита_Б2 - 1 шт.;

Клапаны и трубная арматура:

6. Клапан электромагнитный DN 25 S1010 (TORK-GP) 1 шт.;

7. 3-контактный разъем G1 BSPP папа-папа-папа - 1 шт.;

8. Фитинг переходника с внутренней G1 "на мужской G1 / 2" - 1 шт.;

9. Фитинг переходника с внутренней стороны G1 / 2 "на вилку G1 / 4" - 1 шт.;

10. 4-контактный разъем G1 / 4 BSPP папа-мама-мама - 1 шт.;

11. 3-контактный Y-образный соединитель G1 / 4 "BSPP" мама-мама-мама "- 1 шт.;

12. Фитинг переходник с наружной резьбой G1 "на G1" - 1 шт.;

13. Фитинг переходника "мама" G1 "на" папа "M30x1,5 - 1 шт.;

Винты:

14. Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длиной 20мм - 20 штук; 15. Гайка шестигранная М3 (DIN 934 / DIN 985) - 16 штук;

16. Шайба М3 (DIN 125) - 36 шт.;

17. Винты М4 от воздушного компрессора - 4 шт.;

Другой:

18. Стойка шестигранная для печатной платы M3 Male-Female длиной 24-25мм - 4 шт.;

Расходные материалы:

19. Герметик для пневматических трубок.

Процесс сборки:

Посмотрите на наброски. Они помогут вам со сборкой.

Схема 1. Возьмите две вырезанные на ЧПУ панели B1 (поз. 4) и B2 (поз. 5) и соедините их, как показано на рисунке. Закрепите их винтами M3 (поз. 14), гайками (поз. 15) и шайбами (поз. 16)

Схема 2. Возьмите собранные панели B1 + B2 из схемы 1. Вставьте переходник G1 "- M30x1,5 (поз. 13) в панель. Шестигранник на переходнике должен входить под шестигранный паз в панели. Следовательно, адаптер закреплен и не вращается. Затем установите компрессор в круглую прорезь с другой стороны собранных панелей. Диаметр прорези должен быть таким же, как внешний диаметр компрессора. Закрепите компрессор винтами M4 (поз.17), идущую в комплекте с автомобильным насосом

Схема 3. Вставьте 3-ходовой разъем G1 "(поз. 7) в электромагнитный клапан (поз. 6). Затем ввинтите разъем (поз. 7) в переходник G1" на M30x1,5 (поз. 13).. Все резьбы зафиксировать герметиком для пневматических трубок (поз. 19). Свободный выход 3-ходового разъема и магнитная катушка электромагнитного клапана должны быть направлены вверх, как показано на рисунке. Корпус компрессора (поз. 1) может препятствовать вращению соединителя, поэтому вы можете временно отсоединить его от узла. Разберите боковую поверхность компрессора. Замените четыре винта, которыми боковая крышка крепится к шестигранным стойкам M3 (поз. 18). Резьбовые отверстия на компрессорах этого типа обычно имеют размер M3. Если это не так, вам нужно самостоятельно нарезать резьбовые отверстия M3 или M4 в компрессоре

Схема 4. Возьмите сборку 3. Прикрутите переходник G1 "к G1 / 2" (поз. 8) к сборке. Прикрутите переходник G1 / 2 "к G1 / 4" (поз. 9) к переходнику (поз. 8). Затем установите 4-контактный разъем G1 / 4 "(поз.10) и 3-ходовой Y-образный соединитель типа G1 / 4 "(поз. 11), как показано на схеме. Закрепите все резьбы с помощью герметика для пневматических трубок (поз. 19)

Схема 5. Возьмите две панели, вырезанные на станке с ЧПУ, A1 (поз. 2) и A2 (поз. 3) и соедините их, как показано на рисунке. Закрепите их винтами M3 (поз. 14), гайками (поз. 15) и шайбами (поз. 16)

Схема 6. Возьмите собранные пластины A1 + A2 из схемы 5. Вставьте фитинг G1 "к G1" (поз. 12) в панели. Шестигранник на фитинге должен входить под шестигранный паз на панели. Поэтому фурнитура фиксируется в панели и не вращается. Затем прикрутите панели A1 + A2 с фитингом (поз. 12) внутри к электромагнитному клапану из сборки 4. Поверните панели A1 + A2 до тех пор, пока они не окажутся под тем же углом, что и панели B1 и B2. Зафиксируйте резьбу между электромагнитным клапаном и фитингом (поз. 12) герметиком для пневматических трубок (поз. 19). Затем завершите сборку, прикрутив панели A1 + A2 к компрессору винтами M3 (поз. 14)

Шаг 8: Сборка. Ручка, воздушный баллон и ствол

Список материалов:

На этом этапе сделайте рукоятку пушки и установите на нее пневмогорпус. Затем добавьте бочку и баллон с воздухом.

1. Воздушный баллон - 1 шт.;

Резка с ЧПУ:

2. Ручка - 3 шт.;

3. Штифт - 8 шт.;

Трубы и фитинги:

4. Труба канализационная ПВХ Ду50 длиной полметра;

5. Муфта компрессионная ПВХ от DN50 до G1 ;

Винты:

6. Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длина 25мм - 17 штук;

7. Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длиной 30мм - 8 штук;

8. Гайка шестигранная М3 (DIN 934 / DIN 985) - 25 шт.;

9. Шайба М3 (DIN 125) - 50 шт.;

Процесс сборки:

Посмотрите на наброски. Они помогут вам со сборкой.

Схема 1. Возьмите три ручки с ЧПУ (поз. 2) и совместите их, как показано на рисунке. Закрепите их винтами M3 (поз. 6), гайками (поз. 8) и шайбами (поз. 9)

Схема 2. Возьмите рукоятки в сборе со схемы 1. Вставьте восемь деталей штифта с ЧПУ (поз. 3) в пазы

Схема 3. Установите пневмокорпус из предыдущего шага сборки. Соединение имеет защелкивающуюся конструкцию. Закрепите его на ручке с помощью 8 винтов M3 (поз. 7), гаек (поз. 8) и шайб (поз. 9)

Схема 4. Прием в сборе 3. Прикрутите баллон со сжатым воздухом (поз. 1) к пневмокорпусу. Мой баллон с воздухом закрывался резиновым кольцом, которое устанавливали на огнетушитель. Но, в зависимости от вашего воздушного резервуара, вам может потребоваться герметизировать этот стык герметиком. Возьмите канализационную трубу ПВХ DN 50 и вставьте ее в компрессионную муфту из ПВХ (поз. 5). Это дуло вашей пушки =). Прикрутите другую сторону муфты к пневматическому узлу. Вы не можете запечатать эту резьбу

Шаг 9: Сборка. Электроника, клапаны и манометры

Список материалов:

Последний шаг - установка оставшихся пневматических компонентов, клапанов и манометров. Также соберите электронику и кронштейн для крепления Arduino и дисплея.

Клапаны, шланги и манометры:

1. Манометр анероидный G1 / 4 - 1 шт.;

2. Цифровой датчик давления G1 / 4 5V - 1 шт.;

3. Предохранительный продувочный клапан G1 / 4 - 1 шт.;

4. Обратный клапан от G1 / 4 "до G1 / 4" - 1 шт.;

5. Пневматический шланг длиной около 40 см;

CNC-резка:

6. Плата Arduino - 1 шт.;

Электроника:

7. Автомобильный преобразователь постоянного напряжения 24В в 12В - 1 шт.;

8. Arduino Mega 2560 - 1 шт.;

9. Дисплейный модуль 4D Systems 32DT - 1 шт.;

Винты:

10. Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длиной 10мм - 10 штук;

11. Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длина 25мм - 2 шт.;

12. Гайка шестигранная М3 (DIN 934 / DIN 985) - 12 штук;

13. Шайба М3 (DIN 125) - 4 шт.;

Другой:

14. Печатная плата шестигранная стойка M3 Male-Female 14мм, длина - 8 штук;

15. Уголок металлический 30х30мм - 2 шт.;

Переменные компоненты для монтажа преобразователя постоянного тока в постоянный:

16. Стойка шестигранная для печатной платы M3 Male-Female длиной 14мм - 2 шт.;

17. Шайба М3 (DIN 125) - 4 шт.;

18. Винт М3 (DIN 912 / ISO 4762) длина 25мм - 2 шт.;

19. Гайка шестигранная М3 (DIN 934 / DIN 985) - 2 шт.;

Расходные материалы:

20. Герметик пневматических трубок;

Процесс сборки:

Посмотрите на наброски. Они помогут вам со сборкой.

Схема 1. Прикрутите обратный клапан (поз. 4) и датчик давления (поз. 2) к 4-ходовому разъему узла. Прикрутите предохранительный продувочный клапан (поз. 3) и анероидный манометр (поз. 1) к трехходовому Y-образному соединителю. Все резьбовые соединения заделать герметиком

Схема 2. Присоединить обратный клапан (поз. 4) к компрессору шлангом (поз. 5). На таких трубках обычно есть резиновое кольцо, а если нет, воспользуйтесь герметиком

Схема 3. Установить преобразователь напряжения постоянного тока в постоянный (поз. 7) на сборку. Такие автомобильные преобразователи напряжения могут иметь совершенно разные размеры и схемы подключения, и вряд ли вы найдете точно такие, как у меня. Так что придумайте, как его установить самостоятельно. Для своего преобразователя я подготовил два отверстия в ручке и закрепил их с помощью стоек M3 (поз. 16), винтов (поз. 18), шайб (поз. 17) и гаек (поз. 19)

Схема 4. Берем вырезанную на станке Arduino пластину (поз. 6). Прикрепите плату Arduino Mega 2560 (поз. 8) к одной стороне пластины, используя четыре стойки (поз. 14), винты M3 (поз. 10) и гайки (поз. 12). Установите модуль дисплея 4D (поз. 9) на другую сторону пластины (поз. 6), используя четыре стойки (поз. 14), винты M3 (поз. 10) и гайки (поз. 12). Прикрепите к панели два металлических уголка 30x30 мм (поз. 15), как показано. Если монтажные отверстия на имеющихся у вас углах не совпадают с отверстиями на панели, просверлите их самостоятельно

Схема 5. Прикрепите собранную пластину Arduino к рукоятке пушки. Закрепите его винтами M3 (поз. 11), шайбами (поз. 13) и гайками (поз. 12)

Шаг 10: Сборка. Электропроводка

Вот подключите все по этой схеме. Модуль дисплея можно подключить к любому UART; Я выбрал Serial 1. Не забывайте о толщине проводов. Рекомендуется использовать толстые кабели для соединения компрессора и электромагнитного клапана с аккумулятором. Реле следует установить на нормально разомкнутые.

Шаг 11: Программирование. 4D Workshop 4 IDE

4D System Workshop - это среда разработки пользовательского интерфейса для дисплея, используемого в этом проекте. Я не буду рассказывать, как подключить и прошить дисплей. Всю эту информацию можно найти на официальном сайте производителя. На этом этапе я расскажу, какие виджеты я использовал для пользовательского интерфейса пушки.

Я использовал один Form0 (Рис. 1) и следующие виджеты:

Угломер1 Давление, Бар

Этот виджет отображает текущее давление в системе в барах.

Angularmeter2 Давление, фунт / кв. Дюйм

Этот виджет отображает текущее давление в системе в фунтах на квадратный дюйм. Дисплей не работает со значениями с плавающей запятой. Таким образом, невозможно узнать точное давление в барах, например, если давление находится в диапазоне от 3 до 4 бар. Шкала psi в данном случае более информативна.

Rotaryswitch0

Поворотный переключатель для установки максимального давления в системе. Я решил сделать три допустимых значения: 2, 4 и 6 бар.

Струны0

Текстовое поле, сообщающее, что контроллер успешно изменил максимальное значение давления.

• Statictext0 Spuit Cannon!
• Statictext1 Максимальное давление
• Изображения пользователей0

Только для лулзов.

Также прилагаю проект Workshop для прошивки дисплея. Вам это может понадобиться.

Шаг 12: Программирование. XOD IDE

Библиотеки XOD

Для программирования контроллеров Arduino я использую среду визуального программирования XOD. Если вы новичок в электротехнике или, может быть, вам нравится писать простые программы для контроллеров Arduino, как я, попробуйте XOD. Это идеальный инструмент для быстрого прототипирования устройств.

Я сделал библиотеку XOD, которая содержит программу пушки:

болтун / пневматическая пушка

Эта библиотека содержит программный патч для всей электроники и узла для управления датчиком давления.

Кроме того, вам понадобится несколько библиотек XOD для работы с модулями отображения систем 4D:

gabbapeople / 4d-ulcd

Эта библиотека содержит узлы для работы с основными виджетами 4D-ulcd.

bradzilla84 / visi-genie-extra-library

Эта библиотека расширяет возможности предыдущей.

Процесс

• Установите программное обеспечение XOD IDE на свой компьютер.
• Добавьте в рабочую область библиотеку gabbapeople / pneumatic-cannon.
• Добавьте в рабочую область библиотеку gabbapeople / 4d-ulcd.
• Добавьте в рабочую область библиотеку bradzilla84 / visi-genie-extra-library.

Шаг 13: Программирование

Хорошо, весь патч программы довольно большой, поэтому давайте рассмотрим его части.

Инициализация дисплея

Узел инициализации (Рис. 1) из библиотеки 4d-ulcd используется для настройки устройства отображения. Вы должны привязать к нему узел интерфейса UART. Узел UART зависит от того, как именно подключен ваш дисплей. Экран отлично смотрится с программным UART, но по возможности лучше использовать аппаратный. Вывод RST узла инициализации является необязательным и служит для перезагрузки дисплея. Узел инициализации создает пользовательский тип данных DEV, который помогает вам обрабатывать виджеты отображения в XOD. Скорость передачи данных в формате BAUD должна быть такой же, как и при мигании дисплея.

Чтение датчика давления

Мой датчик давления - аналоговое устройство. Он передает аналоговый сигнал, пропорциональный давлению воздуха в системе. Чтобы выяснить зависимость, я провел небольшой эксперимент. Прокачал компрессор до определенного уровня и прочитал аналоговый сигнал. Итак, я получил график зависимости аналогового сигнала от давления (Рис. 2). Этот график показывает, что зависимость линейная, и я легко могу выразить ее уравнением y = kx + b. Итак, для этого датчика уравнение выглядит следующим образом:

Напряжение аналогового считывания * 15, 384 - 1, 384.

Таким образом я получаю точное (PRES) значение давления в стержнях (рис. 3). Затем я округляю его до целого числа и отправляю его первому виджету write-angular-meter. Я также переводю давление с помощью карты узла карты в psi и отправляю его второму виджету write-angular-meter.

Установка максимального давления

Максимальное значение давления устанавливается поворотным переключателем (Рис. 4). Виджет поворотного переключателя чтения имеет три положения с индексами 0, 1 и 2., которые соответствуют значениям давления 2, 4 и 6 бар на дисплее. Чтобы преобразовать индекс в максимальное давление (EST), я умножаю его на 2 и добавляю 2. Затем я обновляю виджет string0 с помощью узла write-string-pre. Он изменяет строку на экране и сообщает, что максимальное давление обновлено.

Электромагнитный клапан и компрессор

Первый кнопочный узел подключается к выводу 6 и включает реле компрессора. Реле компрессора управляется через узел цифровой записи, подключенный к контакту 8. Если кнопка нажата и давление в системе (PRES) меньше заданного (EST), компрессор включается и начинает перекачивать воздух до тех пор, пока давление в системе не достигнет значения. (PRES) больше максимального значения (EST) (Рис. 5).

Выстрел производится нажатием на спусковую кнопку. Это просто. Узел кнопки запуска, подключенный к контакту 5, переключает соленоидное реле с помощью узла цифровой записи, подключенного к контакту 12.

Указывая на состояние

Светодиодов никогда не хватает =). Пистолет имеет два светодиода: зеленый и красный. Если компрессор не включен и давление в системе (PRES) равно расчетному (EST) или немного меньше его, то загорается зеленый светодиод (Рис. 6). Значит, вы можете спокойно нажимать на курок. Если насос работает или давление в системе ниже, чем то, что вы установили на экране, то красный светодиод горит, а зеленый гаснет.