DIY-Autoloader

Aus Hackerspace Ffm
Version vom 27. April 2014, 18:55 Uhr von DCEM (Diskussion | Beiträge) (ToDo)

(Unterschied) ← Nächstältere Version | Aktuelle Version (Unterschied) | Nächstjüngere Version → (Unterschied)
Wechseln zu: Navigation, Suche
DIY Autoloader

by: DCEM


Einleitung

Bei der Archivierung meiner CD-Sammlung ging mir das Wechseln der CDs irgendwann so sehr auf die Nerven, dass ich mich entschloss dieses Problem technisch zu erschlagen.

Zur "alten" Version gibt es ein Youtube-Video

Das Konzept gefiel mir so gut, dass ich eine open source Variante davon veröffentlichen wollte. Allerdings gab es unter dem open source Aspekt einige Schwächen im Design, also habe ich einen Zweiten gebaut.

Die neuere Version unterscheidet sich zwar schon erheblich von der „alten“, jedoch ist das grundsätzliche Funktionsprinzip das gleiche geblieben.

Youtube-Video der neuen Version. Im Video ist mein Entwicklungs- und Vorführmodell zu sehen. Es gibt noch leichte Veränderungen.

Der Autoloader legt ein neues Medium, ein sobald der Rechner das Laufwerk öffnet. Hierzu wird keinerlei spezieller Treiber benötigt.

Persönliche Motivation

  • Optische Medien (OM) nerven
    • Sammlungen umfassen oft mehrere 100 Medien
    • OM zerkratzen
    • Platzbedarf und Gewicht stehen in keinem günstigen Verhältnis zur Datenmenge
  • Kommerzielle Lösungen sind (zu) teuer
  • Bisherige DIY Lösungen sind zu groß, zu aufwendig

Anforderungen an meine DIY-Lösung

  • preisgünstig
  • platzsparend
  • schnell aufbaubar
  • leicht nachzubauen
  • Open Source
  • OM-Wechsel ohne treiberbasierte Kommunikation mit dem Computer

Realisation

Mechanischer Aufbau

Es sollten so viele Komponenten wie möglich "recycelt" werden, dies spart Zeit und Geld.

Komplexe mechanische Teile sind als 3D-Druckteile konzipiert.

OM-Greifer

Das zugehörige pickup-tool gibt es fertig in Notebook-Laufwerken. (links) Damit dieser Greifer automatisiert funktionieren kann, muss man ihn mit einem Zentrierkegel und einem Mechanismus zum Abstreifen der OM versehen. (rechts)

NotebookODRV-Spindel.jpgNotebookODRV-Spindel-mit-Zentrierkegel.jpg

OM-Bewegen – Kran

Da es zum Greifen der OM mit dem gewählten pickup-tool nötig ist ca. 1kg auf dem OM abzustellen, ist als Ansatz ein Kran gewählt. Dieser hat den entscheidenden Vorteil, dass er konstruktionsbedingt keine zu große Kraft auf das OM auswirken kann. Ein Gegengewicht ist vorhanden, so kann auf einen selbsthemmenden Antrieb verzichtet werden.

Bei den Gewichten handelt es sich um Hantelscheiben (je drei a 0,5kg), diese sind billig, rotationssymmetrisch und haben ein Loch in der Mitte. :)

Die Feder oberhalb des Greifers sorgt dafür das man das Gewicht auf einen Schlag auf dem OM abstellt. Sobald die Feder etwas entlastet wird löst ein Reedkontakt aus. Die Position zum Aufheben aus dem Magazin ist vorher nicht klar, hier hilft der Reedkontakt.

Ein Mikroschalter teilt mit, ob ein Medium derzeit im Greifer ist.

Der Wechsel auf einen Zahnriemen mit Gegengewicht (Vormodell selbsthemmender Schneckengetriebemotor) bringt folgende Vorteile: Nach Anfahren eines Endschalters (preisgünstig) ist die Position stets bekannt, das zuvor eingesetzte 10-gangpoti (eher teuer) entfällt. Wenn etwas schief läuft rutscht der Zahnriemen einfach durch nachdem eines der beiden Gewicht abgestellt ist. Hier konnte ich auf all die „Paranoia-Elektronik“ des Vormodells einfach verzichten.

OM-Greifer (links); Kran-Antrieb + Gegengewicht (rechts)

OM-Pickup-Tool.jpg Kran-Antrieb.jpg

OM-Magazin

Auch diese gibt es glücklicherweise fertig. Zwei Stück davon hintereinander auf eine Schublade, in eine davon noch ein Loch und fertig :)

CD-cakebox.jpg Magazin-Schublade.jpg Magazin-Schublade-Antrieb.jpg

Elektronik

Arduino + Autoloader-Shield + 2 X Pololu - A4988(Schrittmotor-Treiber):

Autoloader-Elektronik.jpg

Das Autoloader-Shield wurde mit Eagle erstellt:

Autoloader-Shield-Top.jpg Autoloader-Shield-Bottom.jpg Autoloader-Shield-Schaltplan.jpg

Eagle-Dateien: Datei:Autoloader-Shield.zip

Teileliste, Dateien, Software etc.

Software

Arduino source code: Datei:Autoloader-source-code.zip

Ich habe zum Antreiben mit Beschleunigung die AccelStepper-Library Verwendet. Immer schön, wenn es schon was feriges gibt :)

AutoIT Script für dBpoweramp: Datei:AutoIT-Script-dBpoweramp.zip

zu bearbeitende Komponenten

3D-Druckteile

Bezeichnung Anzahl Datei Bild
Motorhalter Kranantrieb 1 Datei:Motorhalter-Kranantrieb.stl
Motorhalter-Kranantrieb.jpg
Motorhalter Magazinantrieb 1 Datei:Motorhalter-Magazinantrieb.stl
Motorhalter-Magazinantrieb.jpg
Netzteilhalter 1 Datei:Netzteilhalter.stl
Netzteilhalter.jpg
OM-Greifer - Pickup-Tool Halter 1 Datei:OMG-Pickup-Tool-Halter.stl
OMG-Pickup-Tool-Halter.jpg
OM-Greifer - Zentrierhilfe 1 Datei:OMG-Zentrierhilfe.stl
OMG-Zentrierhilfe.jpg
OM-Greifer - Zwischenhalter 1 1 Datei:OMG-Zwischenhalter-1.stl
OMG-Zwischenhalter-1.jpg
OM-Greifer - Zwischenhalter 2 1 Datei:OMG-Zwischenhalter-2.stl
OMG-Zwischenhalter-2.jpg
OM-Greifer - Reedkontakthalter 1 Datei:OMG-Reedkontakthalter.stl
OMG-Reedkontakthalter.jpg
OM-Greifer - Servohalter 1 Datei:OMG-Servohalter.stl
OMG-Servohalter.jpg
OM-Greifer - Zahnriemenklötzchen Feder 1 Datei:OMG-Zahnriemenklötzchen-Feder.stl
OMG-Zahnriemenklötzchen-Feder.jpg
OM-Greifer Zentrierhilfe Gewichte 1 Datei:OMG-Zentrierhilfe-Gewichte.stl
OMG-Zentrierhilfe-Gewichte.jpg
Zahnriemenklötzchen Gewicht 2 Datei:Zahnriemenklötzchen-Gewicht.stl
Zahnriemenklötzchen-Gewicht.jpg

Sonstiges

Bezeichnung Anzahl Quelle Datei
Aluminiumwinkel 50X10X2: Hornbach
Haltewinkel Laufwerk (90mm) 2 Datei:Haltewinkel-Laufwerk.svg
Haltewinkel Endschalter Kran (40mm) 1 Datei:Haltewinkel-Endschalter-Kran.svg
Haltewinkel Arduino - 1 (180mm) 1 Datei:Haltewinkel-Arduino-1.svg
Haltewinkel Arduino - 2 (180mm) 1 Datei:Haltewinkel-Arduino-2.svg
Autoloader-Shield 1 Datei:Autoloader-Shield.zip

Fertige Komponenten

Bezeichnung Anzahl Quelle Bestell-Nr.
5,25 OM-Laufwerk 1
ATX - Netzteil 1
Pickup-Tool 1 altes Notebook - Laufwerk
Feder RZ-069CX 1 Gutekunst Federn RZ-069CX
Magnet 8x2 1 supermagnete S-08-02-N
100er Spindel Deckel 2 ISP proShop 731
500g Gewicht 6 Sport -Tiedje TC0050
Kugelauszug 10kg 246mm 2 Beschaege-Online 1.017.246
SMD Elko Long Life 100uf 16v 105° 2 voelkner W59386
Federkraftklemme Ak3001 Rm5,0 Grau 5-Pol 5 voelkner D29637
SMD-Widerstand 0805 Rc 2012 220r 1% 0,125w 2 voelkner W17611
Stiftleiste 1x36-polig vergoldet Rm 2,54 2 voelkner D19990
Buchsenleiste 1x36 vergoldet Rm 2 54 1 voelkner D17886
Spiralkabel 1 voelkner R55804
Mini-Servo WG-90MG 1 voelkner A70766
Microschalter 2 voelkner D72409
Microschalter 1 voelkner D72435
Bedrahteter Reedsensor PIC MS-104-3 1 voelkner S78083
Anlaufscheibe 14 mm 8 mm 0.3 mm) 4 voelkner A43983
Kabelbinder 100mmx2,5mm Schwarz 10 voelkner S20638
Zylinderschrauben mit Schlitz - M2 x 20 1 voelkner C66848
Senkschrauben mit Schlitz - M4 x 6 8 voelkner S59495
Kunststoffbolzen 1xinnen 1xausseng M3x10 8 voelkner S21410
U-Scheiben DIN 9021, Polyamid - 3,2mm für M3 12 Pegnitz-Schrauben 9021903
Mutter M3 - Polyamid 4 Pegnitz-Schrauben 934 5 03
Zylinderschrauben mit Schlitz M3 x 8 Polyamid 4 Pegnitz-Schrauben 12073008
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M5 x 65mm 2 Pegnitz-Schrauben 3 912 05 065
Gewindestange M8 170mm 2 Pegnitz-Schrauben 976 1 1 08
Zylinderschrauben mit Schlitz - M2 x 10 6 Pegnitz-Schrauben 5675 020 010
Zylinderschrauben mit Schlitz - M2 x 12 6 Pegnitz-Schrauben 5675 020 012
Zylinderschrauben mit Schlitz - M2 x 6 2 Pegnitz-Schrauben 5675 020 006
Zylinderschrauben mit Schlitz - M3 x 25 4 Pegnitz-Schrauben 5675 030 025
Sechskantmuttern - M2 14 Pegnitz-Schrauben 934 1 02
Sechskantmuttern - M3 10 Pegnitz-Schrauben 934 1 03
Sechskantmuttern - M5 3 Pegnitz-Schrauben 934 1 05
Sechskantmuttern - M8 12 Pegnitz-Schrauben 934 1 08
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M3 x 10 6 Pegnitz-Schrauben 3 912 03 010
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M3 x 20 2 Pegnitz-Schrauben 3 912 03 020
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 10 2 Pegnitz-Schrauben 3 912 04 010
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 12 2 Pegnitz-Schrauben 3 912 04 012
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 25 4 Pegnitz-Schrauben 3 912 04 025
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 6 8 Pegnitz-Schrauben 3 912 04 006
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 8 84 Pegnitz-Schrauben 3 912 04 008
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M5 x 50 1 Pegnitz-Schrauben 3 912 05 050
U-Scheiben - M2 24 Pegnitz-Schrauben 125 1 22
U-Scheiben - M3 8 Pegnitz-Schrauben 125 1 32
U-Scheiben - M4 32 Pegnitz-Schrauben 125 1 43
U-Scheiben - M5 6 Pegnitz-Schrauben 125 1 53
U-Scheiben - M8 8 Pegnitz-Schrauben 125 1 84
Karosseriescheibe M8 25x1,5 4 Pegnitz-Schrauben 3275 0080 0250
P20-N6-B 130 mm 2 Motedis
P20-N6-B 490 mm 2 Motedis
P20-N6-B 410 mm 2 Motedis
P20-N6-B 151 mm 5 Motedis
P20-N6-B 340 mm 2 Motedis
P20-N6-B 509 mm 1 Motedis
P20-N6-B 131 mm 1 Motedis
P20-N6-B 260 mm 2 Motedis
P20-N6-B 128 mm 1 Motedis
P20-N6-B 490 mm 2 Motedis
P20-N6-B 60 mm 2 Motedis
Gelenkfuß. Reihe 10. Polyamid 25 M6x20 3 Motedis
Innenwinkel Zinkdruckguss 20 B-Typ Nut 6 4 Motedis
Verbinderplatte 20x40 (Motedis) 2 Motedis
Winkel 20 B-Typ Nut 6 11 Motedis
Winkel 20x40 B-Typ Nut 6 12 Motedis
Profilabdeckkappe 20 B-Typ Nut 6 8 Motedis
Knotenplatte Alu vernickelt 60x60 4 Motedis
Winkel Alu elox 20x20 2 Motedis
Hammermutter B-Typ Nut 6/M4 108 Motedis
Arduino 1 MANUPOOL
Schrittmotor-Endstufe 2 MANUPOOL
Zahnriemen Tray 1 MANUPOOL
Zanhriemen Kran 1 MANUPOOL
Nema-17 42BYGHW811 1 MANUPOOL
Zahnriemenrad T2,5-18-2 2 MANUPOOL
Nema-14 SM35HT44-02 1 MANUPOOL
625-SKF Kugellager 4 MANUPOOL
608-2Z-SKF Kugellager 2 MANUPOOL


Lizenz

Der Arduino source code steht unter der GPL V2. Dies liegt darin begründet, dass ich die AccelStepper-Library verwende. Für weitere Infos siehe AccelStepper-Link

Für den Rest gilt: Dieses Werk bzw. Inhalt steht unter einer Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Unported Lizenz.

ToDo

Sollte es Interesse an diesem Projekt geben würde Ich eine ausführlichere Bauanleitung & Erklärung anfertigen.


Derzeit gibt es selten das Problem, dass der Greifer zwei OM transportiert. Dies bleibt vom Autoloader unbemerkt.

Ursache: Bei dem oberen Medium ist der Ring auf der Unterseite zu klein ausgefallen. Die Discs Haften adhäsiv.

Hierzu habe ich schon eine Idee zur Lösung des Problems. Ich möchte mit einer Reflex-Lichtschranke erkennen ob ich eine oder zwei Medien transportiere.

Alternativ könnte man über eine Ultraschallerkennung nachdenken.