Turntable

Некоторое время назад я получил 3D-сканер в рамках кампании на Kickstarter, и теперь мне понадобился проигрыватель для сканирования объектов.

У меня было несколько дешевых неиспользованных шаговых двигателей 28-BJY. На бумаге они казались идеально подходящими для проигрывателя. Они оснащены зубчатым механизмом 1:64, который должен прилагать достаточную силу для поворота небольшого объекта, а его максимальная скорость около 3-4 секунд на полный оборот более чем достаточна.

Поскольку я не был уверен, насколько быстро объект может или должен перемещаться при сканировании, я хотел отрегулировать скорость вращения позже. Так, скорость можно регулировать с помощью скользящего потенциометра.

Необходимые детали

1 шт. Ардуино нано
1 шт. шаговый двигатель 28-BYJ-48 с платой драйвера ULN2003 (доступен примерно за 3 евро в наборе по 5 штук)
1 шт. линейный/скользящий потенциометр (50 кОм, ход скольжения 25 мм, доступен по цене около 2 евро в наборах по 10 штук)
6 шт. Стальные шарики диаметром 6 мм.
2 шт. Винты и гайки М4х12 для крепления шагового двигателя.
3 шт. Винты М3х20 и
3 шт. Вставки с резьбой М3 для сборки основания.

Электропроводка

Подключение довольно простое: плата драйвера ULN2003 (IN1..IN4) подключается к портам GPIO Arduino D8..D11. Средний вывод потенциометра подключен к A0. Используйте контакты GND и 5 В в качестве источника питания для обоих компонентов.

Печать

Для экономии времени я напечатал все детали из PLA с соплом 0,6 мм и высотой слоя 0,28 мм (общее время печати составило около 9 часов). Стандартное сопло 0,4 мм и высота слоя 0,2 мм, вероятно, могут привести к лучшим допускам и более плавной работе.

Однако канавки и особенно шайбу подшипника необходимо отшлифовать, чтобы соприкасающиеся поверхности могли хорошо скользить.

Все детали можно печатать без подставок.

Программное обеспечение

Используйте прилагаемый эскиз Arduino для запуска проигрывателя.

Чтобы полностью раскрыть потенциал шагового двигателя, для управления двигателем используется полушаговое управление. Настройка потенциометра преобразуется во временную задержку между шагами.

Положение рычага посередине полностью отключит двигатель. Сдвиг рычага вправо поворачивает пластину по часовой стрелке, сдвиг влево поворачивает пластину против часовой стрелки.

Замечания по поводу дизайна

Я не хотел использовать большие и дорогие шарикоподшипники, поэтому я просто использовал несколько стальных шариков диаметром 6 мм, движущихся по круговой канавке, чтобы поддерживать расстояние между поворотной пластиной и основанием, даже если на поворотной пластине находится эксцентричный вес. Мне пришлось усвоить, что полное заполнение этой канавки стальными шариками вызывает слишком большое трение. Чем меньше шариков я использовал, тем лучше работал проигрыватель. Итак, наконец, я разработал проставку для шарикоподшипников, позволяющую удерживать шесть шариков на постоянном расстоянии.

Надо признать, что шаговый двигатель 23-BYJ слишком немощный для действительно плавной работы. Он питается от источника питания USB 5 В и потребляет около 250 мА. Я, вероятно, перепроектирую проигрыватель, используя подходящий двигатель, или модифицирую двигатель и буду использовать его с полным H-мостом в биполярном режиме, но это потребует более сложного источника питания и дополнительных сложностей. Тем не менее, у меня все равно лежали эти дешевые шаговые двигатели, и они достаточно работают для моей намеченной цели.