电子DIY：Arduino控制模型电梯-G

材料清单：

• Arduino Uno（或等效版本）
• Adafruit马达护罩
• 穿孔板
• Arduino和Shield的接头
• 连续旋转伺服器（2）
• NEMA 17步进电机
• 步进电机安装座
• 中密度纤维板（MDF）1/2“和1/4”片
• 铝板
• 铝条
• 铝棒
• 铝制U型槽
• 钢棒
• PVC管（1/8“和1/4”）
• 10毫米同步带
• 10mm皮带轮
• 热胶枪
• 螺丝
• 有机玻璃板
• 地板样品
• 胶带
• 电线
• 上/下按钮
• 微动开关
• 大型线性执行器-计划在这里 https://www.thingiverse.com/thing:3170748

我决定解决的第一个问题是门。门必须来回移动，并固定在底部和顶部，以免它们四处晃动。

我沿底部使用铝制U型槽（通常用作木板的边缘）进行缠绕，以保持门的正常运转。顶部有点棘手。我在网上找到了线性执行器的3D打印计划，并认为这些计划对于将门推开并拉开非常有用。我用小型MDF面板制成门，并在面板周围包裹了一些铝板，使其具有金属外观。（见照片）

我将一根钢棒放在门的顶部，然后将一条PVC管热粘在门板的顶部。杆安装在管道内部，并允许门自由地来回移动，而门的底部8英寸左右位于U形通道内，以保持其平直。

我将线性执行器放置在钢杆上方，并使用了更多的PVC管和更多的热胶，以使执行器能够移动门。线性执行器是围绕爱好型伺服电机设计的，因此我添加了它们。

首先，我对电梯的外观做了一个粗略的草图。它必须有2层，上下有一辆轿厢，并且每层都可以打开门。最终产品与最初的草图有所不同，但是没关系！

接下来，我用中密度纤维板（MDF）构造了结构，测量了地板和门的开口，并用竖锯和孔锯切出了形状。底部和顶部比建筑物大一点，以使其具有一定的稳定性和视觉吸引力。该结构只有3个侧面，因为我决定将背面打开，以便您可以查看内部。

侧板高24英寸，宽12英寸，顶部和底部15英寸见方，均由1/2英寸MDF面板制成。门高6英寸，宽约4英寸。确保留有足够的空间以便在打开门时将门隐藏在侧面。

我还为二楼外增加了一个小型着陆架。

我还在每个门上开了一个2英寸的孔，用于窗户或地板指示器，每个门旁边的呼叫按钮的孔，以及每个门开口上方的LED的小孔（我没有用过）

我把整个东西涂成金属蓝色。

电梯轿厢是由中密度纤维板（MDF）制成的，后面是一块有机玻璃，因此您可以看到放入电梯的火柴盒轿厢或乐高玩具。汽车本身是一个简单的盒子，没有什么花哨的。我画了它，并在里面放了一些明信片作为海报。结果有点沉重，所以我不确定电机如何使用我的原始计划将其抬起。我们将回到这一点。

关于汽车的最困难的部分是如何将其抬起并防止其摇摆。使用久经考验的真正的热熔胶和pvc方法（我也会讲到这一点，不要忘了），我从结构的顶部到底部放入了四个铝棒，并将它们排成一行汽车和我粘在每个角落的管道。这样可以使电梯在上下移动时保持在原位。

3D打印的零件从结构的内壁伸出很多，所以我不得不将电梯轿厢保持在距门口几英寸的地方。我不想在Lego minifigs的电梯竖井底部放一堆尸体，他们不会“注意巨大的缝隙”，所以我在门内加了一个短平台，非常接近敞开的一面。电梯轿厢，解决了这个问题。

下一个问题是如何使汽车上下行驶。我从Adafruit购买了NEMA-17（不是大小，而不是功率）步进电机，并试图用一些绳子和3d打印的线轴（装在步进器轴上）来抬起电梯轿厢，以缠绕绳子。

那没有用，所以我开始考虑真正的带有制衡的电梯是如何工作的。这样，电动机不必举起汽车的全部重量，它只需要开始初始运动即可，而初始运动所需的扭矩要少得多。在这个项目上，我学到了很多有关扭矩的知识。

无论如何，我的制衡想法很扎实，我使用10毫米宽的皮带和皮带轮系统收卷，类似于用于构建3D打印机的内容。该车重约1公斤（2磅），步进电机被评级为能够在距井道中心1厘米处举升2公斤。（更多的扭矩问题）所以这很不错。

将皮带的一端连接到电梯轿厢的顶部（使用向下拧紧的金属板），然后皮带直线向上并到达步进电机上的齿轮上，该齿轮安装在结构的天花板上。然后，皮带沿结构顶部成90度角移动到第二个带齿皮带轮，该带齿皮带轮连接到另一根安装在支架上的钢杆上。（参见图片）从那里皮带再次向下旋转90度，并固定在对重上。（显然，您必须测量所有这些并准确地放置它们，以避免在皮带上施加额外的压力）

制衡由Home Depot的四块样本木地板制成，我用螺钉将它们拧紧并用导管捆扎在一起。皮带被夹在零件的中间，多余的尾巴也被拧紧在外面。我放置了2条钢杆，用于配重上下移动，使用在配重束两侧粘贴的PVC管将其安装。

在所有结构件都安装到位之后，该对电子设备进行工作了。

这个项目的大脑是一个Arduino Uno，顶部是Adafruit Motor Shield。屏蔽层使驱动两个伺服电机和步进电机变得更加容易，同时仍允许访问Arduino上的大多数引脚。步进电机还需要比Arduino的5V输出更多的功率，并且屏蔽层使您可以提高电机的电压，并为Arduino降低电压。电机需要高达12V的电压，但最终我还是使用了9V的输入，因为当其中一个门被卡住时，我在一个Arduino上炸了一个稳压器。

我从3D打印机的制造方式中又翻了一页，并在所有您希望物体停止移动的地方都使用了小型接触开关。因此，我在6个位置有一个瞬时接触开关。他们检测到汽车在哪里以及每个门的状态。当汽车在结构的底部时，它按下了汽车下方的一个开关。当它在顶部时，在配重底部的一个开关被激活。当门打开或关闭时，车门的任何一侧都还会碰到一个开关。

为了打电话给电梯，我在结构的前面放了发光的按钮。这些是内部带有LED的酷三角按钮，因此按下时它们会点亮（如果以这种方式接线）。

该项目的实际代码不太复杂。Arduino草图的主循环检查向上或向下按钮的按下情况。根据轿厢的位置，程序会做出以下响应：移动轿厢，然后打开门几秒钟，然后关闭门。或者，如果汽车位于按下按钮的地板上，则它只是打开门，然后在5秒钟后将其关闭。

有很多故障排除方法，但是最终我使所有工作都可靠地进行了。最后一步是在背面的一大块有机玻璃上钻一个孔，以检修电源插座。

这是一个非常有趣的项目，我学到了很多东西。当我构建它时，我到处都在寻找类似这样的计划，但是我找不到太多。因此，希望这个Instructable可以帮助希望建立类似项目的人。

我要添加到第二个构建中的一件事是一种方法，该方法可以感测是否有东西挡住了门，例如真正的电梯。我认为某种光传感器可以工作，但是比我聪明的人可以弄清楚这一点。

另外，这是一个针对客户的项目，我使用UPS将其运送给他们。但是，我让UPS包装它，结果证明这是一个巨大的错误。电梯到达时，一些碎片折断了，皮带被松开，其中一扇门没有工作。我与客户合作以使其启动并运行，但是我的一些热熔PVC管脱落了，将来，我可能会尝试找到一种比热熔胶更优雅的解决方案。另外，下次我将自己打包！我希望你们喜欢这个教程，在cascobaystudios.com上查看更多项目。

感谢您的阅读，下次见！

Arduino代码在附件中。

附件

• ElevatorPartyv3.ino