Самодельный электрический актуатор. Как сделать линейный актуатор (линейный привод) самому.

Иногда в хозяйстве требуется сделать линейный привод. Т.е. что то не вращать и поворачивать, а перемещать линейно, причем порой на значительные расстояния. Обычно это делается при помощи линейного актуатора. Актуатор преобразует вращательное движение двигателя в линейное перемещение. Потребовалось подобное устройство и мне и я решил его сделать самостоятельно.

Обычно линейное перемещение осуществляют при помощи зубчатой рейки (это что то вроде шестерни, только развернутой в прямую линию). Иногда — при помощи т.н. ходового винта (его можно видеть в винтовых домкратах). Во втором случае наблюдается эффект большой редукции, поскольку на один оборот двигателя приходится всего один оборот винта, а перемещение равно шагу резьбы. Актуаторы с зубчатой рейкой быстрые, но не точные и слабые (усилие перемещения там равно усилию на ведущей шестерне двигателя). А актуаторы с ходовым винтом – это по сути домкраты с электроприводом. Точность их перемещения очень высокая (доли мм), усилие большое, а двигатель для привода требуется маломощный. Единственный их недостаток — они медленные (по сравнению с реечными). Зато их можно очень легко сделать самому в домашних условиях без какого либо особенного инструмента. Еще один их большой плюс — у них явно выраженный эффект самоторможения. Т.е. заставить актуатор перемещаться каким либо способом помимо вращения ходового винта невозможно. Это позволяет использовать винтовые актуаторы в электрических замках и запорах. Их невозможно открыть внешним воздействием (кроме разрушающего).

В продаже имеются резьбовые шпильки различного диаметра. Их и будем использовать в качестве ходового винта. Если требуется значительные усилия (например вы делаете актуатор для автоматического открывания ворот), то лучше взять шпильку с резьбой М16-М20. Она выдержит усилие в сотни килограмм. Для меньших нагрузок можно взять шпильки потоньше.

Разумеется потребуется и ответная часть для ходового винта – гайка. Лучше их взять несколько, что бы усилие передавалось на большую поверхность. Дело в том, что настоящие ходовые винты имеют трапециевидную и глубокую резьбу, закаленную поверхность. Резьбовая же шпилька сделана из мягкого металла, резьба у нее неглубокая и треугольной формы. Это же вызывает повышенное трение при вращении, поэтому ходовой винт из обычной резьбовой шпильки требует обильной и тщательной смазки и защиты от грязи.

Итак, приступаем к сборке линейного электрического актуатора. Необходимой деталью актуатора является и толкатель. Т.е. то, что собственно будет перемещаться. Лучше всего для этой роли подходит трубка, квадратная в сечении. Необходимо подобрать трубку такого размера, что бы гайки могли в нее войти. Например, для гаек резьбы М10 подойдет трубка 20 х 20 мм. У гаек необходимо сточить пару ребер, что они входили в трубку (на фото то, что надо сточить обозначено красным цветом). Делается это так. На шпильку накручиваем несколько гаек вплотную друг к другу, но без затягивания. Все гайки зажимаем в тисках и стачиваем ребра всех гаек. Затем перевернув все на 180 градусов, стачиваем противоположные ребра. В итоге, все гайки должны входить в трубку, но не должны в ней прокручиваться.

Теперь надо зафиксировать гайки внутри трубы, у самого ее конца. Проще всего это сделать с помощью эпоксидной смолы, она прекрасно склеивает металлы. Тщательно обезжириваем внутреннюю поверхность трубы и гайки. На шпильку наносим тонкий слой густой смазки (литол, солидол). Опять собираем гайки в «блок» на шпильке. Смазка должна заполнить зазоры между гайками, что бы туда не протекла эпоксидная смола. Смазкой надо замазать и торцы блока гаек. Вобщем надо максимально защитить резьбу от попадания на нее смолы. (Если вы знакомы со слесарным делом, возможно вам будет проще взять квадратный пруток, отрезать от него несколько сантиметров, просверлить вдоль и нарезать в нем резьбу под шпильку. Но я описываю процесс изготовления «из того что есть»).

Приготовив эпоксидную смолу, аккуратно вклеиваем гайки внутрь квадратной трубы и даем смоле застыть. А пока займемся муфтой сцепления. Ведь шпильку должен вращать электродвигатель. Поскольку и шпилька и вал двигателя обычно круглые, проще всего сделать муфту из отрезков двух трубок, смежных по диаметру. Если диаметры сильно рознятся, можно использовать несколько трубок, набирая нужный диаметр.

Соединив муфту просверливаем сквозное отверстие под контровочный винт. Фиксируем одну часть сцепления на валу двигателя, вторую – ни конце резьбовой шпильки.

В качестве привода актуатора следует выбрать электродвигатель с редуктором, червячным или планетарным. Таких двигателей имеется огромное количество. Это моторчики привода стеклоочистителей автомобилей, электрических стеклоподъемников, всевозможные электрические отвертки (включая самые дешевые), шуруповерты и т.д. и т.д. Не считая специальных моторов-редукторов.

Вобщем привод — совершенно не дефицит. Главное, что бы на валу были не слишком высокие обороты (50-200 в минуту) и достаточное усилие для проворачивания резьбовой шпильки. В крайнем случае купите самую дешевую электрическую отвертку за 300-400 руб, она прекрасно будет работать. Разумеется, мощность двигателя должна соответствовать и задачам, возложенным на актуатор. Ворота отверткой трудно открывать… Я в данном примере использовал какой то мотор

Недорогой линейный актуатор – привод, основанный на механизме Саррюса

Линейные приводы используются во всех современных крутых девайсах: 3Д-принтеры, лазерные резчики, ЧПУ. Одним из основных факторов, влияющих на стоимость линейных актуаторов, является линейная направляющая, которая состоит из компонентов, которые поддерживают прямой ход управляемой части устройства (например, набор точных стержней и линейных подшипников).

Цены на компоненты направляющих могут варьироваться от десятков до тысяч долларов в зависимости от их размера и точности. Один из способов обойти высокую стоимость этих компонентов — заменить их механизмом, который преобразует вращательное движение в прямолинейное. Механизм Саррюса, изобретенный в 1853 году Пьером Фредериком Саррюсом, как раз является одним из таких механизмов, которые могут обеспечить идеально ровное линейное движение, и для которых не нужны какие-либо справочные руководства.

В этом проекте для создания недорогого механизма Саррюса используются простые пластины, напечатанные на 3Д принтере или вырезанные лазером, а также пластиковые «живые» петли. Затем, чтобы заставить их двигаться, к ним добавляется шаговый двигатель NEMA 17 и резьбовой стержень. Длина хода привода в этом проекте составляет приблизительно 254 мм, но бОльшая или меньшая версия может быть выполнена путем простого изменения длины соединительных пластин.

Шаг 1: Материалы и приспособления

Материалы:

• Связующая пластина (4 штуки, напечатанные на 3Д-принтере или вырезанные лазером в Шаге 2)
• Пластина двигателя (1 штука, напечатанная на 3Д-принтере или вырезанная лазером в Шаге 2)
• Пластина привода (1 штука, напечатанная на 3Д-принтере или вырезанная лазером в Шаге 2)
• Пластиковые петли (6 штук, куплены мной в McMaster-Carr, парт-номер 1637A713)
• Винты с плоской головкой, резьба 6-32 x 9,5 мм длиной (24 штуки)
• Пресс-гайка, резьба 6-32 (1 упаковка из 25 штук, куплены мной в McMaster-Carr, парт-номер 94674A515)
• Винты с выемкой под шестигранник в головке, M3x0.5 x 12 мм длиной (2 штуки)
• Шестигранные гайки, M3x0.5 (2 штуки)
• Винты с выемкой под шестигранник в головке, M3x0.5 x 10 мм длиной (4 штуки)
• Муфта вала, 5 х 8 мм (1 штука)
• Шаговый мотор NEMA 17 с монтажными отверстиями с резьбой M3x0.5 (1 штука)
• Гайка Акме M8 (1 штука)
• Стержень с резьбой Акме M8, 300 мм длиной (1 штука)

Инструмент:

• Набор шестигранных ключей
• Отвертка
• Плоскогубцы

Шаг 2: Печатаем или вырезаем связующие

Используя прикреплённые файлы, напечатайте на 3Д-принтере, либо вырежьте на лазерном резчике следующие части:

• Связующая пластина (4 штуки)
• Пластина двигателя (1 штука)
• Пластина привода (1 штука)

Свои части я напечатал серым пластиком ABS. Если вы вырежете части лазером, то толщина их должна составить около 6.35 мм. В качестве материала подойдёт дерево, акрил, МДФ или любой другой схожий материал.

Я прикрепляю файлы формата STEP для тех из вас, кто хочет внести в проект свои изменения. Если вы планируете использовать этот электрический привод в реальной машине, вам, вероятно, потребуется добавить свои монтажные отверстия и/или увеличить/уменьшить длину соединительных пластин в соответствии с вашими нуждами.

Файлы

Шаг 3: Вставляем пресс-шайбы

Вставьте шайбы в связующие, пластину двигателя и привода. Обратите внимание на ориентацию пластин двигателя и привода.

Шаг 4: Установите на связующие пластины петли

Установите петли согласно фотографиям и прочно закрепите их четырьмя винтами с плоской головкой. Не сорвите резьбу слишком большим давлением.

Повторите процедуру и соедините петлёй две оставшиеся связующие пластины. У вас должно получиться два набора соединённых пластин.

Шаг 5: Установите петли на двигатель

Расположите пластину двигателя и два набора связующих как показано на фото. Установите две петли при помощи восьми винтов с плоской головкой.

Шаг 6: Установите петли привода

Расположите пластину привода и связующие пластины как показано на фото. Установите две пластиковые петли при помощи восьми винтов с плоской головкой.

Шаг 7: Устанавливаем гайку Акме

Вставьте два винта с выемкой под шестигранник M3 x 12 мм сквозь связующее привода, как показано на картинке. Опустите на них гайку Акме. Закрутите две шестигранных гайки M3 поверх винтов. Переверните пластину привода. Затяните винты, удерживая гайки плоскогубцами и поворачивая винты подходящим шестигранным ключом.

Шаг 8: Прикрепите шаговый двигатель

На связующее двигателя при помощи четырёх винтов с выемкой под шестигранник M3 x 10 прикрепите шаговый двигатель.

Шаг 9: Прикрепляем муфту вала

Оденьте на вал двигателя 5-миллиметровую муфту вала, затяните винты шестигранным ключом.

Шаг 10: Установите стержень с резьбой Акме

Вкрутите стержень в гайку Акме примерно наполовину. Согните механизм Саррюса таким образом, чтобы вы смогли продеть стержень с резьбой в муфту вала. Затяните винты на муфте вала подходящим шестигранным ключом.

Шаг 11: Запустите механизм

Сборка линейного электропривода своими руками подошла к концу! Теперь осталось лишь подключить шаговый двигатель к контроллеру, и механизм придёт в движение.

Автоматика для распашных ворот: самодельные и промышленные приводы

Распашные ворота, кажется, существовали всегда, как египетские пирамиды. Механические приводы для открывания тяжелых и прочных крепостных ворот существовали и в те далёкие времена. В настоящее время существует автоматика для распашных ворот, используются приводы трёх видов, и всё это работает на электричестве в качестве движущей силы. Типы распашной автоматики для двустворных ворот:

• Линейная.
• Рычажная.
• Подземная.

Типы приводов

Теперь автоматика для ворот является оборудованием, обеспечивающим безопасность манёвров в проёме ворот, и при необходимости может подавать сигналы проникновения на территорию посторонних лиц, кроме того, служить автоматической системой пропуска посетителей и владельцев, проживающих на этой территории.

Линейная автоматика для распахивающихся створ

Линейный привод промышленного образца

В комплект автоматики линейного типа для распашных ворот входят:

• Линейные приводы -2шт.
• Блок управления.
• Лампа сигнальная.
• Приемник со встроенной антенной.
• Пульт ДУ-2шт.
• Фотоэлементы.

Некоторые линейные приводы имеют ходовую бронзовую гайку, что является значительным преимуществом перед другими вариантами подобных приводов, так как обеспечивают более длительную эксплуатацию. К преимуществам того или иного производителя относятся:

• Корпус из высокопрочного, алюминиевого сплава, обладающего антикоррозионными свойствами.
• Усиленный кронштейн для крепления привода.
• Обеспечение замедления хода створок при подходе к концевым положениям.
• Концевые встроенные выключатели.
• Механические встроенные упоры.
• Цифровой дисплей, встроенный в блок управления, и предназначенный для программирования функций привода.
• Возможность в случае проблем с электропитанием быстро перейти на ручное управление.

Линейный вариант самодельного привода

В последнее время стали часто использовать так называемые актуаторы, которые преобразуют вращение вала электродвигателя в возвратно-поступательное. К тому же актуаторы заметно увеличивают силу тяги, потому что являются в некотором роде понижающими редукторами.

Актуатор

Простейшим актуатором является обычный винтовой домкрат. Вращательное движение его винта преобразуется в линейный подъём вверх опорной площадки домкрата. Этот принцип используется в большинстве линейных актуаторов. Это примечание сделано для тех, кто собирается собрать собственную конструкцию линейного привода для распахивания ворот.

Блок управления

Главной задачей блока управления является выполнение трёх основных команд:

• Пуск, то есть прямое движение.
• Пуск, движение обратное первому, называется реверсивным.
• Стоп, прекращение движения в любом направлении.

Выпущенное промышленностью автоматическое управление движением створок и система ДУ пока что стоят дороговато, многие умельцы считают, что цена необоснованна, так как не требует больших затрат на изготовление. Сделать такую систему ДУ вполне возможно и самостоятельно.

Такая автоматика для распашных ворот своими руками создаётся из простых деталей, созданных на логических элементах, и собрать её под силу самостоятельно по предлагаемой ниже схеме.

Электросхема управления работой створ

Надёжность работы этого блока управления испытана двадцатилетней работой на воротах её автора. В этой схеме электроника чрезвычайно простая по сравнению с механизмом конструкции.

Эта схема работает от однократного нажимания на кнопки S-1и S-3 START, поочерёдно для отпирания или запирания ворот. Герконы, установленные в нужных местах, обеспечивают окончание движения створа. Кнопка S-2 STOP принудительно прекратит движение ворот в любом месте.

Эта схема закрывает ворота на механический засов. Геркон G1 работает в режимах: засов закрыт – управление отключено, открыт — управление подключено.

Работа платы основывается на схемах D1, D2, D3, D4 и реле Р1, Р2, Р3.

Общая схема выполняет следующие функции:

1. При однократном нажатии кнопки-ПУСК (1 сек.) уходит команда на полное открытие створок.
2. Повторное однократное нажатие кнопки-Пуск идёт сигнал на полное закрытие створок.
3. Кнопка-СТОП прекращает выполнение предыдущих команд, происходит полная остановка.
4. В первой крайней точке происходит прекращение выполнения полученной команды, срабатывают герконы G4, G5, после этого не возможно её выполнение при ошибочном или случайном повторном нажатии кнопки, но при этом остаётся возможность прохождения команды с реверсной кнопки, до той поры, пока створ не достигнет второй крайней точки. После этого все меняется наоборот, срабатывают герконы G2, G3.
5. В этом пункте происходят электрическое и механическое действия. В случае, если во время движения створ в проеме возникает какое-то препятствие, то механизм будет передвигать створы до определенного порога усилия, после этого происходит остановка движения.
6. При механическом закрытии ворот на засов, не проходит команда на запуск электродвигателя. Этому препятствует геркон G1. В тоже время команду «Стоп» геркон G1 не блокирует.
7. Легкость параллельного подключения дополнительных пультов, это может быть блок дистанционного пульта сигнализации от скутера в комплекте с парой брелоков ДУ.
8. При включении сети после пропадания напряжения схема не сохраняет последних команд.
9. Сигнальная лампа подаёт сигнал о внезапной подаче электропитания на исполнительный электродвигатель, кроме того, освещает территорию в темное время и предупреждает о том, что створы движутся.
10. Движение створки, а также время действия двигателя ограничивается переменными резисторами R-1, R-2 и микросхемами D1, D2. Время устанавливается таймерам, рационально установить 40 секунд.

Предложенная схема предназначена для ворот распахивающихся вовнутрь территории.

Рычажный вариант привода своими руками

Рычажный электропривод отличается от линейного тем, что работает без промедления действия. Привод обеспечивает плавность хода створок, потому что в конструкции механизма заложена плавность этих движений. При этом створки способны открываться под углом от 90 до 110°, как на улицу, так и внутрь территории.

Стандартный комплект рычажного привода

Состоит рычажный привод из электромотора с редуктором. Рабочая часть привода закрепляется на неподвижной части ворот. Двигающий рычаг устанавливается на створе ворот. Модернизированный рычажный механизм используется для подземной установки. Они встраиваются в проезжую часть воротного проёма, очень близко с осью петель створа. Принцип действия рычажного привода бывает электромеханическим и гидравлическим.

Рычажные приводы, как правило, имеют небольшие габариты. Рычажные приводы выпускают наружного направления движения створ, при этом они открываются на угол более 90°, или внутреннего, когда ворота распахиваются на угол до 125°. В связи с их такой особенностью, двигатели устанавливают в труднодоступные места и на калитки, стоящие отдельно.

Внимание! Рычажные приводы используют в случаях, когда нет технологической возможности установить линейный привод.

Рычажный механизм не стопорит ворота в конечных положениях, поэтому требуется установка дополнительных механических ограничителей. Автоматика даёт возможность регулирования скорости открывания и запирания ворот. Есть возможность подсоединения платы управления резервным питанием. Механизм обладает хорошей защитой от влаги и различных внешних воздействий. Рычажные двигатели стоят дороже линейных приводов.

Автоматические ворота своими руками

Источник: http://rusograda.ru/vorota/avtomatika-dlya-raspashnyx-vorot-svoimi-rukami

Линейный актуатор делает теплицу более комфортной (спутниковые технологии на даче)

Я обещал рассказать, как автоматизировал теплицу, держу обещание. Данный товар был приобретен для автоматического и ручного проветривания теплицы. Брался при старом курсе осенью. Всем, кому не безразлична дачная тема прошу следовать под кат. Расскажу про само устройство и его применение в контексте теплицы (ардуинство, роутеры и тп). Осторожно много фото

Начнем с самого устройства, сразу скажу что вскрывать мы его не будем, я ранее вскрывал подобное устройство — там герметизация силиконом и потом нужно все счищать и заново клеить.
Актуатор данного типа обычно используется для позиционирования спутниковых антенн. Подачей прямого и обратного напряжения можно выдвигать или задвигать шток. Из-за его конструкции актуатор способен небольшой мощностью двигать довольно тяжелые предметы.
Устройство пришло в коробке на много раз запаковано пупыркой, шло около месяца через Финляндию, трек номер отслеживался.
Фото устройства:

Устройство производит впечатление вполне качественного изделия, все выполнено вполне аккуратно.
Размеры:





Вес (извиняюсь, сейчас проживаю на даче и более точных приборов у меня тут нет, впрочем, в данном случае не критично)

Длина кабеля

Как обычно, первым делом проверяем работоспособность, взяв типовой блок питания на 12В 2А, актуатор резво выдвинул шток, при смене полярности задвинул.
Время полного изменения положения штока составило: 18 с.

Электрические измерения:
ток потребления без нагрузки (при старте 0.7 А)

ток потребления с нагрузкой ( в качестве нагрузки использовал свои руки — с силой активно препятствовал его движению) Надо сказать, что мне не удалось блокировать его движение — стресс тест пройден 🙂 1,5 А (фото не будет — руки были заняты 🙂 )
Пробуем пониженное напряжение — батарейка крона 9В, актуатор движется хотя и заметно медленней, цикл смены положения занял 29 с.

О надежности устройства говорить на этом этапе не могу — пока оно не показало себя в работе.

Ну а теперь самое интересное: практика применения.
На даче имеется теплица и рутинные процессы полива и проветривания — отнимали много времени и требовали присутствия. Я проложил пластиковые трубы по участку, теплица не стала исключением. Полить можно открыв кран на сарае, но его нужно открыть, а потом и закрыть. А для проветривания вообще требовалось руками открывать дверь и форточку. Данные актуаторы призваны были решить эту проблему.

Требовалось исполнительное устройство для приведение в движение проветривающих механизмов. Обычно мы проветривали теплицу открывая входную дверь и/или форточку. Теплица имеет две двери, и на каждой двери встроена форточка. В качестве входной двери мы использовали только одну, на второй двери открывали только форточку. Продумывая предстоящую систему автопроветривания, принял решение действовать от обратного. Неиспользуемую дверь будем открывать прибором, а на входной двери задействуем форточку — это позволит теплицей пользоваться в штатном режиме.

Актуатор конечно хорошо, но ему нужен обвес для воздействия на подвижные части. Обвес решил изготовить из того, что было под рукой. Под рукой оказалась квадратная трубка 2мм толщиной, сторона 2 см — она очень похожа на те трубки из которых сделана теплица. Для сохранения подвижности двери и сведения к минимуму неудобств от новых механизмов, принято решение располагать в самом правом углу двери (там где петли) крепеж актуатора. Труба отрезана до необходимого размера, на нее наварил пластины для крепления к трубе двери и уголок для создания шарнира аутуатора. Тут недавно обсуждали хорошую маску для сварки, у меня все проще — варил подаренным хамелеоном, в общем, вот все мое сварочное хозяйство (старая маска, агрегат, перчатки из толстой замши и новая маска (товарищ который дарил выбрал видимо самую яркую):

Резать металл удобно УШМ (болгаркой) с использованием станины (купил в леруа мерлен — стоимость порядка 1300 руб).

Итог этапа


В кадр попала лапа неведомого хищника 🙂 На самом деле это мой помощник — показывает как и чего делать.

Сами подвижные шарниры актуатора сделаем немного более сложными чем просто трубки. Нам нужно, чтобы соединение было разборным, значит берем стержень с резьбой 5мм, он будет крепить весь шарнир с помощью двух шайб и гаек. По резьбе актуатору вращаться будет не комфортно, поэтому на него наденем втулку. А чтобы выставить высоту подвеса актуатора используем кусочки втулок большего диаметра. Получился бутерброд из металлов.

Таким образом будем фиксировать и подвижную и неподвижную части актуатора. К сожалению, тисков на даче у меня нет — поэтому согнул как смог уголок для крепления форточки. Ну и собираем все это дело, крепим саморезами к двери теплицы. Можно конечно было приварить, но я не уверен в правильном расположении акутуатора, и пока не имею опыта эксплуатации (в данном случае место можно будет подправить), второй важный аргумент за саморезы (при всем уважении к местному сообществу сварщиков): необходимость снимать часть поликарбоната с теплицы и защитить остальную часть мокрыми тряпками (тут скорее лень 🙂 ). Итоговая конструкция в сборе выглядит таким образом:

Не шедевр инженерной мысли, но свои функции выполнять должно и абсолютно не мешает проходу.
Берем батарейку, проверяем конструкцию, слышим громкий треск рассоединения поликарбоната. Я писал ранее, что решил автоматизировать те механизмы, которые ранее не использовались, в общем, сильно плотно там все закрывается и открывается, хотя актуатор свою функцию выполнил. Исправляем плотный стык канцелярским ножиком, стало гораздо лучше.

От края двери я отступил примерно 12 см

Это позволило открывать дверцу на 107.5 градусов

Что вполне достаточно

На этом этапе исполнительный механизм готов (условно конечно: нет опыта реальной долгосрочной эксплуатации, еще нужно покрасить и тп.). Но мы ведь не ради возможности открыть форточку за счет химической энергии батарейки тут собрались… Нужно этим делом управлять.

Я уже писал про систему управления краном и сетевые модули, там были варианты использования контроллеров. Но тут немного иначе все… Впрочем действуем по порядку.

От сарая в теплицу прокладываем защитную трубу для кабеля. Режем металлические пластины и вещаем ip54 коробку на теплицу, протягиваем в коробку 220 и ethernet. Коробку решил вешать снаружи, так как дождика она не боится а вот высокая влажность теплицы и высокая температура могут негативно повлиять на содержимое. Внутрь поставил дифференциальный автомат и розетку, в доме и бане использую автоматы Legrand, Но тут попались китайские IEK, решил что криминала не будет и поставил их. Итог на фото:

Так как, витая пара проходит вместе с 220 В, используем экранированный кабель категории 5E. Я уже писал, что использую Passive Poe для доставки питания по витой паре устройствам, но тут иной случай, потребители мощные, расстояние приличное… В общем, доставим 220 и на месте получим нужные.
Нам в теплице потребуется много выводов контроллера и приличный объем памяти вариант с Arduino Pro mini и enc28j60 из прошлых моих обзоров, нас не устроит. Хотел поставить мегу с сетевым модулем, но подумав отказался от этого решения.

Итак, мой выбор:
ставим Arduino Nano (имеет usb разъем) и роутер TP-link MR3020 соединяем их вместе получается вкусное устройство. Ну и конечно, делаем свою печатную плату для всего что будет…

Так как актуаторы довольно не мало потребляют (особенно при активном сопротивлении), решил использовать 2 реле для каждого, это позволяет менять полярность. Схема подключения которую я использовал для реле (возможно не все представляют как менять полярность двумя реле):

Если подать 0 и 1 будет одна полярность, 1 и 0 — другая, (1 и 1, 0 и 0 — остановят актуатор)

В комментариях к обзору про кран были мнения, что проще реле чем микросхемы — я писал что это не так, и тут явно это видно. Реле нельзя напрямую подключить к контроллеру — ток требуется больше, ставим транзистор n-p-n в ключевом режиме, а для защиты от обратного тока ставим диод. Итог: на каждое реле требуется: 1 резистор, 1 диод и 1 транзистор

Я использовал транзисторы a42, резисторы по 1 кОм, диоды 1n4007. Вполне можно использовать другие элементы.

Задача нашего устройства не только проветривать теплицу, но еще: контролировать температуру, поливать, контролировать влажность управлять направлением забора воды, измерять освещенность и подсвечивать теплицу при необходимости. В общем, комбинация этого всего требует платку посложнее чем в прошлых обзорах, я решил ее сделать двухуровневой.
Там стоит и описанная в обзоре про кран микросхема l293, разъемчики необходимые и 4 реле + подтягивающие резисторы там, где это нужно.
Плата из Sprint Layout (точнее обе):

Изготовил с помощью ЛУТ, промежуточный этап:



Итог


Конечно все прозваниваем и тестируем, убедившись что ничего не напутали, шагаем вперед.

Роутер TP-Link MR3020 полюбился самоделкиными за компактный размер, неплохие бортовые характеристики, легкость установки OpenWrt и тд. Я тут не исключение, выносим с роутера творения программистов TP-Link-а, ставим OpenWrt, премонтируем корневой раздел на флешку и получаем, фактически, маленький компьютер с полноценным linux (мне эта ос нравится своей гибкостью и открытостью). Но откинем философию. Как поставить OpenWrt — немало статей — повторяться не буду. Ставим необходимые драйвера и пакеты для подключения arduino. Встроенный minihttpd нас вполне устроит, добавим грязи php (кто то скажет, что это не модно и тп, но мы решаем конкретные задачи холивары пусть идут мимо). Еще нужен пакетик ser2net — для удобного взаимодействия php с arduinio. Кстати чтобы arduino не перезагружалась при обращении к ней через serial, необходимо припаять электролитический конденсатор между gnd и rst arduino (5-10 мкФ), на моей плате это есть. Маленькое отступление — лучше брать Arduino Nano с чипом FT232 (FTDI) для usb, она чуть дороже самой распространенной с чипом ch440, но работает стабильнее, и снижается количество плясок с бубном.

Подключаем нашего монстра (плату) к роутеру и начинаем писать и отлаживать.
Чтобы загрузить программу конденсатор следует убрать, либо (многие привыкли к этому общаясть с программаторами без DTR и Arduino Pro mini) нажимать reset в момент загрузки. После отладки имеем вот такой (корявая пре альфа) интерфейс общения с теплицей.

Скриншот делал ночью, после похолодания, на самом деле, у нас не так все плохо )

Кстати шаровый кран тут тоже трудится:

Он подает воду на два сочащихся шланга, купленных в леруа.

Собираем все в кучу запихиваем в ящик на теплице, тянем провода и наслаждаемся начинаем отлаживать все это дело в боевых условиях. Для актуаторов, шаровых кранов и освещения я использовал ШВВП 2×0.5 проложенный в гофре из ПНД. Единственное тут бардак полный, отлажу и сделаю все аккуратно.

Температуру измеряет ds18b20, тут были несколько обзоров на эту тему. Я использовал влагозащищенную версию, подключение типовое красный +5, черный земля, синий(или зеленый) сигнал на контроллер, сигнальный нужно подтянуть к питанию резистором в 4.7кОм. Влажность в теплице конечно можно измерять, поставив dht22, но я решил, что мне пока не нужно. Свободные пины на плате имеются в достатке, так что система способна к расширению. Теперь можно с работы или из дома, да можно и с телефона, зайти посмотреть как себя чувствует теплица, и при необходимости вмешаться в процесс.

Прелесть применения роутера еще и в том, что легко можно воткнуть usb камеру и звуковую карту и использовать их в своих делах. Я пока не сильно доверяю своей автоматике — повесил камеру в теплицу и могу видеть все процессы, а звуком можно предупреждать о каких-то действиях. Вот фотография с моей камеры
Упс… выложу позже уже темно и там ничего не видно …

и сама камера

Я проживаю в Сибири и сильные ветра не редкость. Такой ветер способен повредить конструкцию, поэтому в ветреную погоду лучше теплицу не открывать, а если и открывать то не с той стороны где ветер. У меня над этим работает датчик направления ветра и датчик силы ветра, но это уже другие темы.

Ну и видео работы актуатора:

видео не с начала, так как мне нужно было на телефоне нажать кнопку управления, а потом переключится на камеру

На этом заканчиваю, всем спасибо. Не стал уж прям совсем подробно писать, иначе люди уснут на половине обзора, но постарался рассказать ключевые моменты. Как всегда надеюсь, что кому-то материал окажется полезным (весь или отдельные куски). Мне, например, имея подобный обзор, было бы существенно легче реализовать то, что я задумал.

Никто ничего не давал — купил то что нужно для конкретных целей.

Если будет интересно — продолжу писать про свою автоматику дачную )

UPD: Выложил недостающий снимок с камеры

UPD: А вот так выглядит теплица ночью со включенными фитолампами, жесть )

UPD: Доработал и еще немного фото

В ходе эксплуатации выявил ряд недочетов, первый и самый главный: я использовал одностороннюю печатную плату для второго этажа устройства, понадеявшись на пайку со стороны выводов (там где 2-й этаж соединяется с первым, так вот в ходе сборки-разборки контакты стали отходить, решил что так дело не пойдет и сделал двухстороннюю плату- сейчас все хорошо с этим делом:


также выявил пару программных дефеков, которые устранил — смотрю далее…

Покрасил исполнительные устройства:

Вот так выглядят фитолампы (содержат красные и синие светодиоды)

Добавил датчиков, теперь: влажность почвы, освещенность в теплице, температура в теплице, температура снаружи теплицы

Провод без гофры идет к камере — я надеюсь что все отлажу и камеру уберу оттуда.

Фото хищника, который помогал с устройством

Автоматика для распашных ворот: самодельные и промышленные приводы

Компания «Русская Ограда». Мы занимаемся установкой заборов, ворот (в том числе автоматических), установкой столбов и линий ЛЭП по всей Москве и Московской области. Звоните: +7 (495) 762-97-99 c 09:00 до 21:00 ежедневно.

Распашные ворота, кажется, существовали всегда, как египетские пирамиды. Механические приводы для открывания тяжелых и прочных крепостных ворот существовали и в те далёкие времена. В настоящее время существует автоматика для распашных ворот, используются приводы трёх видов, и всё это работает на электричестве в качестве движущей силы. Типы распашной автоматики для двустворных ворот:

• Линейная.
• Рычажная.
• Подземная.

Типы приводов

Теперь автоматика для ворот является оборудованием, обеспечивающим безопасность манёвров в проёме ворот, и при необходимости может подавать сигналы проникновения на территорию посторонних лиц, кроме того, служить автоматической системой пропуска посетителей и владельцев, проживающих на этой территории.

Линейная автоматика для распахивающихся створ

Линейный привод промышленного образца

В комплект автоматики линейного типа для распашных ворот входят:

• Линейные приводы -2шт.
• Блок управления.
• Лампа сигнальная.
• Приемник со встроенной антенной.
• Пульт ДУ-2шт.
• Фотоэлементы.

Некоторые линейные приводы имеют ходовую бронзовую гайку, что является значительным преимуществом перед другими вариантами подобных приводов, так как обеспечивают более длительную эксплуатацию. К преимуществам того или иного производителя относятся:

• Корпус из высокопрочного, алюминиевого сплава, обладающего антикоррозионными свойствами.
• Усиленный кронштейн для крепления привода.
• Обеспечение замедления хода створок при подходе к концевым положениям.
• Концевые встроенные выключатели.
• Механические встроенные упоры.
• Цифровой дисплей, встроенный в блок управления, и предназначенный для программирования функций привода.
• Возможность в случае проблем с электропитанием быстро перейти на ручное управление.

Линейный вариант самодельного привода

В последнее время стали часто использовать так называемые актуаторы, которые преобразуют вращение вала электродвигателя в возвратно-поступательное. К тому же актуаторы заметно увеличивают силу тяги, потому что являются в некотором роде понижающими редукторами.

Актуатор

Простейшим актуатором является обычный винтовой домкрат. Вращательное движение его винта преобразуется в линейный подъём вверх опорной площадки домкрата. Этот принцип используется в большинстве линейных актуаторов. Это примечание сделано для тех, кто собирается собрать собственную конструкцию линейного привода для распахивания ворот.

Блок управления

Главной задачей блока управления является выполнение трёх основных команд:

• Пуск, то есть прямое движение.
• Пуск, движение обратное первому, называется реверсивным.
• Стоп, прекращение движения в любом направлении.

Выпущенное промышленностью автоматическое управление движением створок и система ДУ пока что стоят дороговато, многие умельцы считают, что цена необоснованна, так как не требует больших затрат на изготовление. Сделать такую систему ДУ вполне возможно и самостоятельно.

Такая автоматика для распашных ворот своими руками создаётся из простых деталей, созданных на логических элементах, и собрать её под силу самостоятельно по предлагаемой ниже схеме.

Электросхема управления работой створ

Надёжность работы этого блока управления испытана двадцатилетней работой на воротах её автора. В этой схеме электроника чрезвычайно простая по сравнению с механизмом конструкции.

Эта схема работает от однократного нажимания на кнопки S-1и S-3 START, поочерёдно для отпирания или запирания ворот. Герконы, установленные в нужных местах, обеспечивают окончание движения створа. Кнопка S-2 STOP принудительно прекратит движение ворот в любом месте.

Эта схема закрывает ворота на механический засов. Геркон G1 работает в режимах: засов закрыт – управление отключено, открыт — управление подключено.

Работа платы основывается на схемах D1, D2, D3, D4 и реле Р1, Р2, Р3.

Общая схема выполняет следующие функции:

1. При однократном нажатии кнопки-ПУСК (1 сек.) уходит команда на полное открытие створок.
2. Повторное однократное нажатие кнопки-Пуск идёт сигнал на полное закрытие створок.
3. Кнопка-СТОП прекращает выполнение предыдущих команд, происходит полная остановка.
4. В первой крайней точке происходит прекращение выполнения полученной команды, срабатывают герконы G4, G5, после этого не возможно её выполнение при ошибочном или случайном повторном нажатии кнопки, но при этом остаётся возможность прохождения команды с реверсной кнопки, до той поры, пока створ не достигнет второй крайней точки. После этого все меняется наоборот, срабатывают герконы G2, G3.
5. В этом пункте происходят электрическое и механическое действия. В случае, если во время движения створ в проеме возникает какое-то препятствие, то механизм будет передвигать створы до определенного порога усилия, после этого происходит остановка движения.
6. При механическом закрытии ворот на засов, не проходит команда на запуск электродвигателя. Этому препятствует геркон G1. В тоже время команду «Стоп» геркон G1 не блокирует.
7. Легкость параллельного подключения дополнительных пультов, это может быть блок дистанционного пульта сигнализации от скутера в комплекте с парой брелоков ДУ.
8. При включении сети после пропадания напряжения схема не сохраняет последних команд.
9. Сигнальная лампа подаёт сигнал о внезапной подаче электропитания на исполнительный электродвигатель, кроме того, освещает территорию в темное время и предупреждает о том, что створы движутся.
10. Движение створки, а также время действия двигателя ограничивается переменными резисторами R-1, R-2 и микросхемами D1, D2. Время устанавливается таймерам, рационально установить 40 секунд.

Предложенная схема предназначена для ворот распахивающихся вовнутрь территории.

Рычажный вариант привода своими руками

Рычажный электропривод отличается от линейного тем, что работает без промедления действия. Привод обеспечивает плавность хода створок, потому что в конструкции механизма заложена плавность этих движений. При этом створки способны открываться под углом от 90 до 110°, как на улицу, так и внутрь территории.

Стандартный комплект рычажного привода

Состоит рычажный привод из электромотора с редуктором. Рабочая часть привода закрепляется на неподвижной части ворот. Двигающий рычаг устанавливается на створе ворот. Модернизированный рычажный механизм используется для подземной установки. Они встраиваются в проезжую часть воротного проёма, очень близко с осью петель створа. Принцип действия рычажного привода бывает электромеханическим и гидравлическим.

Рычажные приводы, как правило, имеют небольшие габариты. Рычажные приводы выпускают наружного направления движения створ, при этом они открываются на угол более 90°, или внутреннего, когда ворота распахиваются на угол до 125°. В связи с их такой особенностью, двигатели устанавливают в труднодоступные места и на калитки, стоящие отдельно.

Внимание! Рычажные приводы используют в случаях, когда нет технологической возможности установить линейный привод.

Рычажный механизм не стопорит ворота в конечных положениях, поэтому требуется установка дополнительных механических ограничителей. Автоматика даёт возможность регулирования скорости открывания и запирания ворот. Есть возможность подсоединения платы управления резервным питанием. Механизм обладает хорошей защитой от влаги и различных внешних воздействий. Рычажные двигатели стоят дороже линейных приводов.

Автоматические ворота своими руками

Телевизор с подъемным механизмом | Мастер-класс своими руками

Эта самоделка прекрасно отражает современность нашего времени. Представьте: нажимаете вы на кнопку пульта дистанционного управления и появляется телевизор. Посмотрели – нажали на кнопку – телевизор спрятался. Конечно, ктоме того, как похвастаться перед друзьями, данная поделка обладает рядом практических качеств. Таких как: телевизор не пачкается, на него не оседает жир, которого много на кухне. Собственно, поэтому я и решил сделать данную конструкцию у себя на кухне.

Самая дорогая часть всей конструкции это естественно линейный привод (Актуатор). Именно так он называется, если вы вдруг захотите повторить это чудо. Линейный привод или актуатор можно найти на АЛИ ЭКСПРЕСС по вполне нормальной цене – ТУТ.
Что же касается всего остального – все доступно в строительном магазине или можете сделать как я – разобрать ненужный старый шкаф и взять оттуда направляющие.

Начнем!

Для начала измерим телевизор или ваш монитор, под который будем делать систему поднимания и опускания. Затем необходимо выпилить прямоугольное отверстие в нище вашего кухонного гарнитура с большим запасом, чтобы при движении ничего не задевало.


Скажу сразу, что это отверстие, через которое выезжает монитор ничем не закрывается и открыто всегда. Я подумал, что это не нужно. Но вы если хотите можете сделать своеобразную дверцу на пружинке, чтобы монитор при выезде нажимал на нее, и она открывалась.

Закрепляем направляющие

Теперь закрепите направляющие салазки. Крепить их нужно строго параллельно друг другу, иначе не будет легкого спуска.

В монитору или телевизору сзади необходимо прикрепить снование, которое будет соединять направляющие и корпус телевизора. Я взял кусок фанеры.


Примеряем и сверлим отверстия под направляющие и крепление телевизора. Так же можно за базировать отверстие для крепления кабеля к этому основанию.

Крепление линейного привода

Дошло дело до крепления линейного привода. Он крепиться у нас на втором этаже шкафчика и за тросик поднимает всю конструкцию.



В комплекте с приводом шла вот такая опора. В принципе больше нечего не нужно. Привод просто лежит, закреплен только, с одной стороны. Временно я буду питать всю систему от аккумулятора.

Подсоединение тросика.

Естественно, вместо тросика можно взять любую веревку, но учтите, что у тросика ресурс больше, хотя и веревки тут хватит на долгие года. Необходимо лишь просверлить отверстие и установить опору, чтобы при движении трос не истер отверстие. Все пропускаем и стягиваем винтовыми сяжками. Если используете веревку, то можно просто завязать узел.

Электроника для дистанционного управления.

Механизм дистанционного управления управляется электронным реле. Электронное реле дистанционного управления я купил так же на али – ТУТ. Или можете посмотреть ТУТ.
Это дистанционное управлении должно обеспечивать реверс привода. То есть менять полярность, что бы салазки поднимались и опускались.
Подключать необходимо следующим образом.

Подключаем всю электрику и проверяем.
При необходимости регулируем длину тросика. Если всё устраивает – наслаждаемся.
Теперь вы ещё больше полюбите свой дом за столь не обычный функционал, который ежедневно будет доставлять вам комфорт и радость использования.

Если у вас остались вопросы – пишите в комментариях, я с удовольствием на них отвечу. Так же буду рад вашей критике и предложениям.

Всего доброго.