ฤดูใบไม้ร่วงปีที่แล้ว (2011) ฉันใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จากนโยบายที่ยอดเยี่ยมที่ฉันใช้ ภรรยาของฉันและฉันใช้เวลาส่วนหนึ่งในเวลานี้ขับรถไปรอบ ๆ ทางตะวันตกเฉียงใต้ของอเมริกาที่สวยงามและสวนสาธารณะที่ยอดเยี่ยมทั้งในและรอบ ๆ ที่ราบสูงโคโลราโด ในขณะที่ขับรถหลายร้อยไมล์ในภูมิประเทศที่รกร้างความคมชัดของท้องฟ้ายามค่ำคืนเป็นแรงบันดาลใจให้ฉันฝันถึงการติดตั้งกล้องที่จะหมุนเพื่อรองรับการหมุนขั้วโลกของดาวเคราะห์ การเปิดรับแสงนาน ๆ ของดวงดาวด้วยขาตั้งกล้องแบบสแตติกจะส่งผลให้เกิดเส้นทางเดินของดวงดาวซึ่งดูเท่ห์ แต่ไม่ตัดภาพนักดาราศาสตร์จากการจับภาพรายละเอียดจาง ๆ ในท้องฟ้ายามค่ำคืน ฉันคำนวณอัตราส่วนเกียร์ในหัวของฉัน (แยกกันหลายชั่วโมง) ในขณะที่ภรรยาของฉันนอนในที่นั่งผู้โดยสารถัดจากฉันและเริ่มฝันถึงข้อกำหนดทางกลอื่น ๆ เพื่อสร้างเครื่องมือนี้ หลังจากกลับจากการแต่งเพลงของฉันและหลังจากปีใหม่ที่ผ่านมาฉันเริ่มใช้เวลาที่ San Jose TechShop ซึ่งฉันได้ค้นพบเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมทั้งหมดที่สามารถนำ musings ออกมาจากหัวของคุณและสู่โลกแห่งความเป็นจริง ด้วยการเข้าถึงที่พวกเขามอบให้กับเครื่องมือที่เข้าถึงยากอย่างอื่นฉันจึงตัดสินใจที่จะใช้ TechShop (www.techShop.ws.) เครื่องตัดเลเซอร์และแผ่นอะคริลิกเป็นสื่อและวิธีการที่ฉันเลือกที่จะทำให้ฝันนี้เป็นจริง ฉันยังใช้ Autodesk Inventor ซึ่งฉันเรียนรู้ที่จะใช้ที่ TechShop เพื่อสร้างระบบกลไกและภาพวาดที่จะขับเลเซอร์เพื่อตัดอะคริลิกด้วยความแม่นยำและความแม่นยำที่ชวนให้หลงใหล คำแนะนำนี้อธิบายกระบวนการและขั้นตอนที่ฉันกำหนดเพื่อสร้างการติดตั้งเส้นศูนย์สูตรนี้
วัสดุ:
ขั้นตอนที่ 1: รับแรงบันดาลใจ
ใช้เวลาหยุดงานและไปที่ไหนสักแห่ง ใช้เวลาหลายชั่วโมงในการขับรถในที่ห่างไกลและสถานที่ที่ไม่คุ้นเคย ไปสำรวจโลก หากปราศจากการรบกวนการทำงานเป็นสิ่งที่น่าอัศจรรย์ใจที่จิตใจของคุณสามารถเดินและฝันถึงความคิด ฉันรวมหนึ่งในภาพโปรดของฉันจากการเดินทางของ Monument Valley โดยใช้การเปิดรับแสงนานด้วยไฟท้ายรถยนต์ที่สร้างเส้นทาง ภาพถ่ายที่สองเป็นตัวอย่างของวิธีการหมุนของโลกที่สร้างเส้นทางเมื่อถ่ายภาพ "ดาวที่มีการเปิดรับแสงนาน" (30 วินาที) ที่สั้น สิ่งนี้ถ่ายที่ F1.8 ที่ 50 มม. ของ Canon T1i คุณไม่ต้องมองอย่างใกล้ชิดเกินไปเพื่อดูเส้นทางเดินของดาว นอกจากนี้คุณยังสามารถมองเห็นทางช้างเผือกจาง ๆ ผ่านภาพ
ขั้นตอนที่ 2: เครื่องมือและวัสดุ
คุณจะต้องใช้เครื่องมือและวัสดุต่อไปนี้เพื่อทำโครงงานให้เสร็จสมบูรณ์ เครื่องมือเหล่านี้ทั้งหมดมีอยู่ที่ TechShop ซึ่งเป็นที่ที่ฉันเลือกทำงานหนักมาก
เครื่องมือ
Arduino SDK
Autodesk Inventor (หรือเครื่องมือ CAD เทียบเท่า)
Microsoft Excel (หรือซอฟต์แวร์สเปรดชีตที่เทียบเท่า)
เครื่องตัดเลเซอร์ Epilog 60W
Caliper ดิจิตอล
เลื่อยตัด
ไขควง
ประแจปรับระดับ
วัสดุ:
3/16 "หรือ 1/4" แผ่นอะครีลิค (สีใด ๆ แต่ฉันใช้ล้าง)
ตลับลูกปืนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1/4 นิ้ว (12)
สกรูเครื่องจักร 1/4 "x 3"
ตลับลูกปืนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายใน 1/2 นิ้ว (2)
เหล็กแท่งเกลียว 1/2 "
1/4 "x 3 1/2" สลักเกลียวการขนส่ง (6)
1/4 "x 1" Spacers ไนล่อน (12)
1/4 "เส้นผ่านศูนย์กลางด้านในเครื่องซักผ้า (~ 20)
1/4 "เส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน, 1 1/4" เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกวงแหวน (~ 15)
1/4 "ถั่ว (~ 30)
บานพับเปียโนสแตนเลส
สี่เหลี่ยมจัตุรัสพร้อมแขนปรับมุมได้
ระดับ
หัวขาตั้งกล้อง Pan and Tilt
การควบคุมและอิเล็กทรอนิกส์:
มอเตอร์สเต็ปเปอร์ 12V
สเต็ปเปอร์มอเตอร์คอนโทรลเลอร์
บอร์ด Arduino UNO
แหล่งจ่ายไฟ 12V DC
5mW Class IIIA เลเซอร์สีเขียว (อุปกรณ์เสริม)
ขั้นตอนที่ 3: ออกแบบ Gears
ในการออกแบบเกียร์คุณต้องคำนวณอัตราส่วนเกียร์ที่คุณจะต้องเปลี่ยนมอเตอร์ของคุณเป็น 1RPD (หมุนหนึ่งรอบต่อวัน) กล้องของคุณจะถูกยึดเข้ากับแกนหมุนที่หมุนด้วยความเร็วนี้ ที่นี่ฉันใช้เวลาในการขับรถและคิดในการออกแบบ การตัดสินใจครั้งสุดท้ายของฉันคือการใช้มอเตอร์ 1RPM ซึ่งต้องการการแปลง 1: 1440 (1 RPM * 60m / h * 24h / d => 1440. ) ตัวเลขนี้ใช้งานได้ดีเพราะคุณสามารถใช้ปัจจัยจำนวนเต็มที่เพื่อสร้างชุด ของเกียร์ที่เชื่อมโยง ปัจจัยที่ฉันใช้คือ 3, 4, 4, 5, 6 ดังนั้นเกียร์จะมีอัตราส่วนของเกียร์ 3: 1, 4: 1, 4: 1, 5: 1 และ 6: 1 มีปัจจัยอื่น ๆ ที่คุณสามารถใช้ได้เช่นกันตัวเลขเชิงเหตุผลใด ๆ ที่เป็นปัจจัยของ 1440 จะใช้ได้ หากคุณเลือกมอเตอร์ความเร็วอื่นคุณต้องทำตามแบบฝึกหัดที่คล้ายกันเพื่อกำหนดชุดเกียร์ที่เหมาะสม
ในตอนนี้พารามิเตอร์ของเกียร์ได้ถูกกำหนดแล้วเราจำเป็นต้องใช้ AudoDesk Inventor (2012) หรือโซลูชัน CAD ที่เทียบเท่าเพื่อออกแบบ นักประดิษฐ์นั้นยอดเยี่ยมสำหรับโครงการนี้เนื่องจากมีตัวสร้างเกียร์เดือยที่สร้างขึ้นในพารามิเตอร์ของคุณและคำนวณและแสดงการออกแบบเกียร์ขั้นสุดท้าย อย่างไรก็ตามเครื่องมือนี้จะไม่รวมเกียร์ทั้งหมดไว้ในกล่องเกียร์ - ซึ่งเราจะบันทึกไว้สำหรับขั้นตอนต่อไป
คุณสามารถสร้างเกียร์ได้ด้วยการเปิดชุดประกอบใหม่ใน Inventor ใต้แท็บออกแบบบนเมนูคุณจะเห็นกลุ่มของส่วนประกอบทางกลที่จัดกลุ่มเป็น "ระบบส่งกำลัง" หนึ่งในรายการสำหรับการออกแบบเกียร์เดือย การคลิกที่รายการนี้จะเป็นการเปิดกล่องโต้ตอบ "เครื่องมือสร้างส่วนประกอบ Spur Gears" (ดูภาพประกอบแรก)
เนื่องจากเรากำลังหมุนการหมุนผ่านเฟืองและใช้โปรไฟล์ของชิ้นส่วนเพื่อเป็นแนวทางในเครื่องตัดเลเซอร์เท่านั้นเราไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับรายละเอียดที่ดีในกล่องนี้ ฉันเก็บพารามิเตอร์ทั้งหมดเป็นค่าเริ่มต้นและเปลี่ยนเฉพาะค่าในกล่องข้อความ "อัตราส่วนเกียร์ที่ต้องการ" สำหรับชุดเกียร์แรกคุณควรตั้งค่านี้เป็น 3 และคลิกที่ "คำนวณ" (ดูภาพประกอบที่สอง) สิ่งนี้จะสร้างค่าสำหรับกลุ่ม "Gear 1" และ "Gear 2" ในครึ่งล่างของกล่องโต้ตอบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้กำหนดค่าทั้งเกียร์ 1 และเกียร์ 2 เป็น "คอมโพเนนต์" และเมื่อคุณคลิกที่ "ตกลง" คุณจะได้รับแจ้งให้บันทึกไฟล์ หลังจากบันทึกเกียร์พวกเขาจะปรากฏขึ้นอย่างน่าอัศจรรย์ในพื้นที่ทำงาน (ดูภาพประกอบที่สาม) จากนั้นคุณสามารถวางส่วนประกอบได้ทุกที่ที่คุณต้องการ ทำขั้นตอนนี้ซ้ำสำหรับอุปกรณ์กระตุ้นทั้งหมดที่คุณเลือก (ในกรณีนี้ 3: 1, 4: 1, 4: 1, 5: 1, 6: 1) และวางไว้ในพื้นที่ทำงาน
ขั้นตอนสุดท้ายคือการแก้ไขการอัดขึ้นรูปเกียร์ให้เท่ากับความหนาของวัสดุอะคริลิคของคุณ ในกรณีของฉันนี่คือ 3/16 "
ขั้นตอนที่ 4: เชื่อมโยง Gears
กระบวนการนี้ต้องใช้ไม่กี่ขั้นตอน อย่างแรกคือการวางหลุมขนาดเท่ากันที่กึ่งกลางของแต่ละเกียร์ ตามด้วยการ จำกัด แกนการหมุนของแต่ละเกียร์ไปยังแกนการหมุนของเกียร์อื่น ๆ ที่จะอยู่บนเพลาเดียวกัน ในที่สุดคุณควร จำกัด ใบหน้าของชุดเกียร์ที่เชื่อมโยงกับออฟเซ็ต
ในการวางรูที่กึ่งกลางของเฟืองแต่ละอันให้เปิดหนึ่งในส่วนประกอบของเฟืองและสร้างภาพร่างใหม่บนใบหน้าของเฟือง เลือก "จุด" จากกลุ่ม "วาด" และวางจุดบนกึ่งกลางของเกียร์ เสร็จสิ้นร่างภาพและเลือกเครื่องมือ "หลุม" จากภายในกลุ่ม "แก้ไข" เลือกจุดที่คุณสร้างและกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมให้เท่ากับเส้นผ่าศูนย์กลางของแท่งเหล็กที่คุณจะใช้ (ในกรณีของฉัน 1/4 ") ประเภทของหลุมควรเป็นหลุมเจาะแบบง่ายทำซ้ำขั้นตอนนี้ สำหรับเกียร์ที่เหลือทั้งหมดในการออกแบบของคุณ (ดูภาพประกอบแรก)
ฟันเฟืองของคุณเสร็จสิ้นแล้ว ตอนนี้คุณสามารถเริ่มเชื่อมโยงชุดเกียร์ทั้งหมดเข้าด้วยกันโดยสร้างและบังคับแกนหมุนของพวกเขา ก่อนอื่นให้เลือกเครื่องมือ "แกน" ภายในกลุ่ม "คุณสมบัติการทำงาน" เลือกหลุมที่คุณสร้างขึ้นเพื่อสร้างแกน ทำซ้ำสำหรับอุปกรณ์อื่นที่คุณต้องการเชื่อมโยงกับอุปกรณ์นี้ เมื่อคุณสร้างชุดแกนที่ตรงกันแล้วคุณสามารถคลิกที่รายการ "จำกัด " ในกลุ่ม "ตำแหน่ง" จำกัด สองแกนที่คุณสร้างขึ้นโดยคลิกที่ทั้งสองแกนแล้วใช้ข้อ จำกัด ทำต่อไปสำหรับหลุมที่เหลือ ชุดเกียร์อาจเชื่อมโยงในลำดับใดก็ได้ ฉันเลือกที่จะเริ่มต้นด้วยเกียร์ที่ใหญ่ที่สุดและเชื่อมโยงกับเกียร์ที่เล็กที่สุดถัดไปจนกระทั่งเชื่อมโยงกันทั้งหมด คุณต้อง จำกัด แกนการหมุนของเกียร์ขนาดใหญ่ไปยังแกนการหมุนของชุดเกียร์ขนาดเล็กของชุดที่คุณกำลังเชื่อมโยงอยู่ (ดูภาพประกอบที่สอง)
เมื่อแกนของเฟืองทั้งหมดเชื่อมโยงกันคุณจะต้อง จำกัด ใบหน้าของแต่ละคู่ที่เชื่อมโยงด้วยออฟเซ็ต วิธีนี้จะจัดเรียงไว้เพื่อให้พวกเขาได้รับการชดเชยจากกันและกันและหมุนฟรี (ดูภาพประกอบที่สาม)
ตอนนี้คุณมีชุดเฟืองเดือยที่เชื่อมโยงอย่างถูกต้องและเราสามารถเริ่มสร้างกล่องเกียร์เพื่อบรรจุพวกมัน (ดูภาพประกอบที่สี่)
ขั้นตอนที่ 5: การออกแบบกล่องเกียร์
ในขั้นตอนนี้คุณจะต้องสร้างแผงแยกสามแผงที่จะใช้ลูกปืนซึ่งเพลาแต่ละอันจะหมุน ก่อนที่จะเริ่มคุณจะต้องจัดเรียงเกียร์ในการกำหนดค่าสุดท้ายของพวกเขา เมื่อคุณจัดเรียงเกียร์คุณต้องแน่ใจว่าได้ป้องกันไม่ให้มีการกีดขวางเพลาอื่น ๆ ให้มากที่สุด ฉันต้องเพิ่มเกียร์ชุดที่สองด้วยอัตราส่วน 1: 1 เพื่อให้เพลาอลูมิเนียมเคลื่อนที่ผ่านกล่องเกียร์ทั้งหมด (ดูภาพประกอบแรก)
เมื่อเกียร์ของคุณอยู่ในตำแหน่งสุดท้ายของพวกเขาสร้างระนาบการทำงานใหม่ชดเชยจากพื้นผิวของหนึ่งในเกียร์ นี่คือพื้นผิวที่คุณจะสร้างรูปร่างของที่อยู่อาศัยกล่องเกียร์ คุณสามารถวาดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ารอบ ๆ เฟืองทั้งหมดหรือเพื่อการออกแบบที่มีประสิทธิภาพและสง่างามยิ่งขึ้นคุณสามารถสร้างรูปร่างรอบ ๆ เฟืองได้ นี่คือกระบวนการที่ฉันใช้
สร้างภาพร่างใหม่บนพื้นผิวที่คุณสร้างและเลือก "Project Geometry" คลิกที่รูของเฟืองแต่ละอันเพื่อฉายรูปร่างนี้ลงบนพื้นผิวการทำงานของคุณ (ดูภาพประกอบที่สอง)
เมื่อคุณฉายรูของเฟืองบนระนาบการทำงานของคุณแล้วคุณสามารถสร้างแวดวงที่อยู่ตรงกลางของแต่ละวงกลม (ดูภาพประกอบที่สาม)
ตอนนี้เข้าร่วมแวดวงที่มีเส้นสัมผัส (ดูภาพประกอบที่สี่)
ตอนนี้ใช้เครื่องมือ "ตัดแต่ง" ภายในกลุ่ม "แก้ไข" และเลือกส่วนของเส้นทั้งหมดที่มีอยู่ภายในรูปร่างของรูปร่างที่คุณสร้างขึ้น (ดูภาพประกอบที่ห้า)
ขั้นตอนสุดท้ายในการสร้างรูปร่างของแผงคือการสร้างส่วนตรงที่ด้านล่างที่เราจะแนบบานพับเปียโนเพื่อหมุนระนาบการหมุนเพื่อให้สอดคล้องกับการหมุนของดาวเคราะห์ เมื่อต้องการทำสิ่งนี้หมุนรูปวาดของคุณจนกว่ารูปร่างจะสอดคล้องกับความต้องการของคุณ หลังจากทำสิ่งนี้แล้วให้สร้างสี่เหลี่ยมที่เรียงชิดกับจุดที่ไกลที่สุดตามแนวขอบของแผง (ดูภาพประกอบที่หก)
ขั้นตอนสุดท้ายในการสร้างรูปร่างของแผงคือการตัดแต่งเส้นภายในที่เหลืออยู่ (ดูภาพประกอบที่เจ็ด)
เมื่อมีการกำหนดรูปร่างคุณจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนรูปแบบของรูที่ฉายเพื่อให้ตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของตลับลูกปืนที่คุณกำลังใช้ ในกรณีของฉันฉันใช้ตลับลูกปืนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากับ 1.125 "และ. 75" (ดูภาพประกอบที่แปด)
ตอนนี้คุณควรขับไล่รูปร่างนี้เพื่อสร้างแผงแรกสำหรับกล่องเกียร์ของคุณ ขับไล่สิ่งนี้ไปตามความกว้างของแผ่นอะคริลิคที่คุณใช้ในกรณีของฉัน 3/16 "
เมื่อคุณสร้างแผงแรกคุณต้องทำซ้ำการออกแบบนี้สำหรับแผงด้านหน้าและด้านหลัง ในภาพประกอบขั้นสุดท้ายในส่วนนี้คุณสามารถดูวิธีการจัดแนวของแผงเกียร์กับเพลาที่เชื่อมต่อกับเกียร์
ขั้นตอนที่ 6: การออกแบบระบบส่งกำลัง
ขั้นตอนสุดท้ายของการออกแบบทางกายภาพนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างรอกไทม์มิ่งและสายรัดสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ Autodesk Inventor มอบตัวช่วยที่ดีมากสำหรับจุดประสงค์นี้เช่นเดียวกับเกียร์
ภายใต้แท็บ "การออกแบบ" และภายในกลุ่ม "การส่งกำลัง" เลือกรายการ "สายพานซิงโครนัส" (ดูภาพประกอบแรก)
คุณจะต้องสร้างรอกไทม์มิ่งบนวัตถุที่เป็นของแข็ง ฉันใช้อัตราส่วน 1: 3 สำหรับการส่งกำลังจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไปยังกล่องเกียร์ คุณจะต้องแก้ไขจำนวนฟันสำหรับแต่ละเกียร์ตามค่าที่คุณเลือก (ดูภาพประกอบที่สอง)
ตอนนี้คุณได้ออกแบบระบบส่งกำลังคุณต้องวางมันลงในกล่องเกียร์ เชื่อมโยงจุดกึ่งกลางของรอกไทม์มิ่งขนาดใหญ่กับเพลาของเฟืองสุดท้ายในกล่องเกียร์ หมุนระบบส่งกำลังจนกว่ามันจะอยู่ในตำแหน่งที่ดีที่ด้านนอกของกล่องเกียร์ (ดูภาพประกอบที่สาม)
ขั้นตอนสุดท้ายในกระบวนการนี้คือการสร้างคุณสมบัติการติดตั้งสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์เพื่อให้สอดคล้องกับรางไฟฟ้า ใช้ศูนย์กลางของลูกรอกไทม์มิ่งหลักขนาดเล็กลงเพื่อวางจุดศูนย์กลางของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ไว้ที่แผงด้านหน้า จากนั้นใช้จุดนี้เพื่อสร้างคุณสมบัติที่จำเป็นในการติดตั้งมอเตอร์ (ดูภาพประกอบที่สี่)
ขั้นตอนที่ 7: สนุกกับเลเซอร์: ตัดองค์ประกอบออก
เมื่อคุณเสร็จสิ้นการออกแบบเกียร์และกล่องเกียร์คุณต้องแปลงไฟล์เป็นแบบเวกเตอร์ที่สามารถตัดออกโดยใช้เลเซอร์ CNC ขั้นแรกสร้างภาพวาดใหม่และลบภาพวาดปริมณฑลและภาพเขียน เปลี่ยนขนาดของภาพวาดให้เท่ากับขนาดของแผ่นอะคริลิคของคุณ วางเกียร์ของคุณลงในไฟล์เดียว (ดูภาพประกอบแรก)
สร้างภาพวาดเพิ่มเติมโดยใช้วิธีการเดียวกันและนำเข้าพาเนลที่คุณสร้างขึ้นสำหรับกล่องเกียร์
คุณควรส่งออกไฟล์เหล่านี้เป็นรูปแบบที่เข้ากันได้กับซอฟต์แวร์วาดภาพเวกเตอร์ใด ๆ ที่คุณวางแผนที่จะใช้เพื่อตัดไฟล์ ฉันเลือกใช้ Adobe Illustrator สำหรับขั้นตอนนี้และส่งออกไฟล์เป็นไฟล์ AutoCAD DWG ด้วยเหตุผลบางอย่าง Adobe Illustrator เวอร์ชันล่าสุดจะทำงานได้อย่างถูกต้องกับไฟล์ที่บันทึกเป็นแบบวาด AutoCAD 2004 ดังนั้นโปรดเลือกตัวเลือกนี้เมื่อส่งออกไฟล์ (ดูภาพประกอบที่สอง)
ถัดไปเปิดไฟล์ในภาพประกอบ (ดูภาพประกอบที่สาม) หลังจากโหลดไฟล์คุณต้องเลือกภาพวาดทั้งหมดแล้วเปลี่ยนความกว้างของเวกเตอร์ทั้งหมดเป็น. 001pt หรือเล็กกว่า เลเซอร์ไดรฟ์เวอร์ Epilog ต้องการเส้นที่ดีมากในการตีความเป็นเวกเตอร์ตัด หากคุณข้ามขั้นตอนนี้เครื่องตัดเลเซอร์จะถือว่าเวกเตอร์เป็นภาพแรสเตอร์และจะกัดเฉพาะภาพลงบนพื้นผิวของอะคริลิก ในที่สุดก่อนที่คุณจะพิมพ์ภาพเป็นเลเซอร์คุณต้องกำหนดค่าเลเซอร์ให้เป็นพารามิเตอร์ที่ระบุโดยผู้ผลิตสำหรับวัสดุที่คุณใช้ เมื่อคุณทำสิ่งนี้แล้วส่งรูปวาดไปยังเครื่องตัดเลเซอร์และเริ่มต้นการตัด!
ขั้นตอนที่ 8: ประกอบกล่องเกียร์และรถไฟพลัง
ตื่นเต้นกับความเชื่อที่ไร้เดียงสาว่าฉันใกล้จะเสร็จแล้วฉันกระโจนเข้าสู่ขั้นตอนนี้ ในใจของฉันฉันจะถ่ายภาพการเปิดรับแสงนานในคืนนั้น! อ่า แต่ในความเป็นจริงไม่นานฉันก็ล้มลงสู่พื้นดิน มันกลายเป็นโครงการที่ใช้เวลาหลายชั่วโมงพร้อมด้วยการติดตามกลับจำนวนมากเพื่อให้การประกอบแรกเสร็จสมบูรณ์ การประกอบกล่องเกียร์ก็เหมือนกับการประกอบจิ๊กซอว์ 3 มิติ ด้วยการปิดน็อตและเครื่องซักผ้าระยะห่างจะไม่สอดคล้องกันและดังนั้นคำแนะนำโดยตรงในส่วนนี้ของโครงการจึงเป็นไปไม่ได้ แต่ฉันได้จัดทำรายการด้านล่างโดยสรุปวิธีการที่ฉันคิดว่ามีประโยชน์ในการแก้ปริศนานี้ได้สำเร็จ
ชิ้นส่วนที่ฉันใช้ประกอบกล่องเกียร์ประกอบด้วยรายการต่อไปนี้ สิ่งเหล่านี้แสดงอยู่ในส่วนเครื่องมือและวัสดุของบทช่วยสอนนี้รวมถึงปริมาณที่ต้องการ
- สกรูเกลียวปล่อยขนาด 1/4 "-20 (2 1/2")
- สลักเกลียวขนาด 1/4 "-20 (2 1/2") เพื่อประกอบสามแผง
- 1/4 "-20 น็อตหกเหลี่ยม
- 1/4 "x 1" Nylon Spacers เพื่อให้พื้นที่ทั้งสามแผงเท่ากัน
- 1/4 "ID (เส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน), แหวน 5/8" OD (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก)
- 1/4 "ID, 1 1/4" เครื่องซักผ้า OD
- ตลับลูกปืนแบบ ID 1/4 "
- 1/2 "-13 แกนเหล็กเกลียว (ให้แท่นหมุนสำหรับกล้อง)
- 1/2 "-13 น็อตหกเหลี่ยม
- 1/2 "ID, 1 1/2" เครื่องซักผ้า OD
- 1/2 "-13 ถึง 1/4" -20 coupler ลด (เพื่อยึดกล้องติดกับแกนเหล็ก)
- ตลับลูกปืนแบบ ID ขนาด 1/2 นิ้ว
เป็นระบบในกระบวนการประกอบ
วิศวกรของเรามีนิสัยที่น่ากลัวในการกระโดดลงสระโดยตรงก่อนที่จะตรวจสอบน้ำ จัดทำแผนที่ว่าคุณจะดำเนินการต่ออย่างไรจากการรวบรวมชิ้นส่วนไปยังเครื่องประกอบขั้นสุดท้าย ฉันเริ่มต้นด้วยการประกอบเกียร์และเพลากับแผงควบคุมเดียวกับที่ระบบส่งกำลังติดตั้งอยู่ จากนั้นฉันสร้างเลเยอร์เพิ่มเติมของกล่องเกียร์ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการวาดภาพ 3 มิติ CAD ในขณะที่ฉันไป
เตรียมพร้อมที่จะย้อนรอยขั้นตอนของคุณ
เมื่อคุณผ่านขั้นตอนการประกอบชิ้นส่วนคุณจะพบว่าต้องปรับระยะห่างของเฟือง สิ่งนี้จะต้องมีการถอดชิ้นส่วนเล็กน้อยเพื่อทำการปรับเปลี่ยน อย่าจมดิ่งลงไปในความปรารถนาที่จะขันน็อตทุกอันที่คุณไป สิ่งนี้จะทำให้ยากต่อการย้อนกลับและทำการปรับเปลี่ยนในภายหลัง
จัดระเบียบชิ้นส่วนและเครื่องมือทั้งหมดของคุณ
คุณจะต้องให้ความสำคัญกับกระบวนการเป็นอย่างมากเพื่อติดตามความคืบหน้าของคุณ ดังที่กล่าวไว้ข้างต้นคุณจำเป็นต้องดำเนินการตามขั้นตอนของคุณอีกครั้งเพื่อทำการแก้ไขเล็กน้อยตามที่คุณไป แน่นอนว่าเมื่อคุณย้อนขั้นตอนแล้วคุณจะต้องดำเนินการต่อไป หากไม่มีภาพจิตที่ชัดเจนของกระบวนการประกอบที่คุณทำตามจะเป็นการยากที่จะก้าวหน้าไปสู่ความสำเร็จ เมื่อมีการจัดการชิ้นส่วนและเครื่องมือทั้งหมดคุณจะไม่ถูกรบกวนโดยมองหาสิ่งต่าง ๆ ที่คุณไปและจะพัฒนาไปสู่การประกอบอย่างต่อเนื่อง
วางแผนสำหรับพื้นที่และเวลา
คุณจะต้องมีพื้นที่มากมายในการทำงานในการชุมนุมเช่นเดียวกับจำนวนชั่วโมงที่ไม่หยุดชะงัก บล็อกเวลาอย่างน้อยสองสามชั่วโมงเพื่อทำงานในชุดประกอบ คุณอาจยังคงต้องหยุดและดำเนินโครงการต่อ แต่ยิ่งคุณแยกกระบวนการแอสเซมบลีออกเป็นขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่องยิ่งกระบวนการจะช้าลงและมีประสิทธิภาพน้อยลง
ขั้นตอนที่ 9: การเขียนโปรแกรมควบคุมมอเตอร์
เมื่อการก่อสร้างทางกายภาพเสร็จสิ้นคุณจะต้องเขียนโปรแกรมและวางสายบอร์ด Arduino Uno และตัวควบคุมมอเตอร์สเต็ปกับมอเตอร์สเต็ป เนื่องจากฉันตัดสินใจใช้อัตราส่วน 3: 1 สำหรับ power train ฉันต้องตั้งโปรแกรมสเต็ปเปอร์มอเตอร์เพื่อหมุนที่ 3RPM เพื่อให้ได้การหมุนหนึ่งครั้งต่อวันในแกนกล้อง
ฉันยังเลือกที่จะใช้ปุ่มปรับเทียบเพื่อปรับแต่งการปรับความเร็วการหมุนอย่างละเอียดในกรณีที่จำเป็น ซอร์สโค้ดสำหรับ Arduino นั้นง่ายมาก:
===================================================================
int val = 0; // เก็บค่าของปุ่มโพเทนชิโอมิเตอร์สำหรับการสอบเทียบ
int trim_enable = 0; // ค่าเปิด / ปิดร้านค้าของสวิตช์ปรับเทียบ
การตั้งค่าเป็นโมฆะ () {
pinMode (8, OUTPUT);
pinMode (9, OUTPUT);
digitalWrite (8, สูง);
digitalWrite (9, ต่ำ);
}
void loop () {
digitalWrite (9, สูง); // เริ่มต้นการเต้นของชีพจรไปยังตัวควบคุม stepper ที่ขออีกขั้นตอนหนึ่ง
delayMicroseconds (6250 + val); // รอ 6.25 มิลลิวินาที + ค่าการปรับเทียบหากเปิดใช้งาน
digitalWrite (9, ต่ำ); // เสร็จสิ้นพัลส์ไปยังคอนโทรลเลอร์คอนโทรลเลอร์
delayMicroseconds (6250 + val); // รอ 6.25 มิลลิวินาที + ค่าการปรับเทียบหากเปิดใช้งาน
trim_enable = analogRead (1); // อ่านสวิตช์เปิด / ปิดการปรับเทียบ
if (trim_enable> 10) // ถ้าเปิดใช้งานสวิตช์ปรับเทียบ …
{
val = analogRead (0) - 512; // ปรับระยะเวลาหน่วงโดยค่าที่สร้างโดยโพเทนชิออมิเตอร์
}
อื่น
{
val = 0; // อย่าปรับระยะเวลาหน่วงเริ่มต้นที่ 12.5ms
}
}
===================================================================
ขั้นตอนที่ 10: การเดินสายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
นอกจากบอร์ด Arduino ฉันยังใช้คอนโทรลเลอร์มอเตอร์ราคาไม่แพงที่เรียกว่า Easy Driver ข้อมูลสำหรับอุปกรณ์นี้สามารถดูได้ที่ http://www.schmalzhaus.com/EasyDriver/index.html ซอร์สโค้ดจากขั้นตอนก่อนหน้านั้นมาจากซอร์สโค้ดที่มีให้ที่ไซต์นี้
ภาพประกอบด้านล่างเป็นการแก้ไขจากหน้าตัวอย่างที่ http://www.schmalzhaus.com/EasyDriver/Examples/EasyDriverExamples.html
ฉันได้เพิ่มโพเทนชิออมิเตอร์และสวิตช์ที่ใช้ในการสอบเทียบความเร็วของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ การออกแบบนี้อ่านแรงดันไฟฟ้าออกจากที่ปัดน้ำฝนของโพเทนชิออมิเตอร์ที่เป็นอินพุตแบบอะนาล็อกและนำค่าดิจิตอล (0 - 1,023) มาเป็นออฟเซ็ตการสอบเทียบ สวิตช์ที่ใช้ในวงจรนี้เป็นตัวกำหนดว่าค่าความเร็วของมอเตอร์จะถูกชดเชยด้วยค่านี้หรือไม่
ขั้นตอนที่ 11: ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
หลังจากเสร็จสิ้นการอิเล็กทรอนิกส์คุณจะต้องเสร็จสิ้นการสร้างโดยการติดตั้งหน่วยเป็นแพลตฟอร์มที่มั่นคง ฉันใช้ไม้อัดไม้อัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 "และบานพับเปียโนที่ระบุไว้ในส่วนเครื่องมือและวัสดุเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องใช้แพลตฟอร์มขนาดใหญ่ที่มีความเสถียรเพื่อลดการเคลื่อนไหวและการสั่นสะเทือนหากแพลตฟอร์มของคุณไม่เสถียรตัวยึดของคุณจะมีแนวโน้มเคลื่อนไหวในระหว่าง การเปิดรับแสงนานและสิ่งนี้อาจปรากฏในภาพถ่ายของคุณ
คุณจะต้องแนบอย่างน้อยหนึ่งระดับกับฐาน สิ่งนี้จะช่วยให้คุณสร้างการจัดตำแหน่งที่แม่นยำยิ่งขึ้นกับระนาบการหมุนของดาวเคราะห์ หากคุณใช้เลเซอร์สีเขียว (ดังแสดงในภาพ) คุณจะไม่จำเป็นต้องมีระดับ เลเซอร์ช่วยให้คุณเล็งภูเขาไปยังดาวขั้วโลกได้โดยไม่จำเป็นต้องวัดมุม
ในการติดตั้งหัวขาตั้งกล้อง Pan and Tilt คุณจะต้องตัดสกรูของเครื่องหนึ่งใน 1/4 ตอนนี้ใช้สตั๊ดที่คุณเพิ่งทำและขันสกรูเข้ากับ 1/2 "-13 ถึง 1/4" -20 ลดน็อตคลัปปลิ้งตามที่ระบุในส่วนวัสดุ จากนั้นควรขันสกรูเข้ากับแท่งเกลียวขนาด 1/2 นิ้วและหัวยึดขาตั้งกล้องกับอะแดปเตอร์นี้ในที่สุด
ขั้นตอนสุดท้าย (เป็นทางเลือก) คือการเชื่อมเลเซอร์สีเขียวเข้ากับน็อตคลัปปลิ้ง 1/4 "โดยใช้จุดเชื่อมซิปและขันสกรูเข้ากับหนึ่งในสกรูของเครื่องที่ถูกเปิดออก
ภาพประกอบด้านล่างแสดงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายตามวัสดุที่ใช้สำหรับโครงการนี้
ขั้นตอนที่ 12: ผลลัพธ์: การถ่ายภาพดาราศาสตร์แบบเปิดรับแสงนาน
ฉันเพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบครั้งแรกของอุปกรณ์และฉันมีความสุขมากกับผลลัพธ์เริ่มต้น ฉันทำการจัดแนวที่หยาบมากของระบบให้กับ Polaris โดยใช้เลเซอร์สีเขียว จากนั้นฉันใช้ซอฟต์แวร์ไลฟ์วิวระยะไกลกับ Canon เพื่อจัดแถวและถ่ายภาพทดสอบสองภาพ ภาพประกอบแรกแสดงการจับภาพท้องฟ้าตะวันตก 60 วินาทีจากนอกชานของฉันพร้อมด้วยเส้นศูนย์สูตร นัดที่สองได้รับการกำหนดค่าด้วยการตั้งค่าที่เหมือนกัน แต่เมื่อปิดเส้นศูนย์สูตรแล้ว ทั้งสองภาพถูกถ่ายด้วยมาโคร 100 มม. L ที่ 400 ISO ความแตกต่างระหว่างสองนัดนั้นเด่นชัดมาก!
ฉันตื่นเต้นมากที่จะถ่ายภาพเพิ่มเติมด้วยเลนส์ 400 มม. ของฉัน + ตัวขยาย 1.4x + 2.0x! มันเป็นความรู้สึกที่น่าอัศจรรย์ใจที่ได้เห็นโปรเจ็กต์นี้ใช้งานได้ตลอดเวลาที่ผ่านมาและรู้สึกตื่นเต้นที่จะก้าวไปข้างหน้าจากที่นี่
ขั้นตอนที่ 13: มีอะไรต่อไป …
ฉันได้เรียนรู้อะไรมากมายในระหว่างกระบวนการนี้และมีความคิดเล็กน้อยว่าจะทำอย่างไรต่อไป …
จัดตำแหน่งอัตโนมัติโดยใช้โมดูล GPS สำหรับ Arduino
สเต็ปเปอร์มอเตอร์ควบคุมมุมและมุมราบสำหรับยึดกล้อง
โปรแกรมค้นหาวัตถุบนท้องฟ้า
ติดตามดวงจันทร์
วัสดุที่ปรับปรุง
การออกแบบที่เล็กลง
อื่น ๆ อีกมากมาย….
คอยติดตามรุ่นใหม่และปรับปรุงสอง
http://www.123dapp.com/stl-3D-Model/Equatorial-Mount-for-Astrophotography/667245
รางวัลที่หนึ่งใน
ทำให้มันท้าทายจริง
เข้ารอบสุดท้ายใน
ความท้าทายของหุ่นยนต์
