DIY-Autoloader

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DIY Autoloader

by: DCEM


Inhaltsverzeichnis

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

BezeichnungAnzahlDateiBild
Motorhalter Kranantrieb1Datei:Motorhalter-Kranantrieb.stl
Motorhalter-Kranantrieb.jpg
Motorhalter Magazinantrieb1Datei:Motorhalter-Magazinantrieb.stl
Motorhalter-Magazinantrieb.jpg
Netzteilhalter1Datei:Netzteilhalter.stl
Netzteilhalter.jpg
OM-Greifer - Pickup-Tool Halter1Datei:OMG-Pickup-Tool-Halter.stl
OMG-Pickup-Tool-Halter.jpg
OM-Greifer - Zentrierhilfe1Datei:OMG-Zentrierhilfe.stl
OMG-Zentrierhilfe.jpg
OM-Greifer - Zwischenhalter 11Datei:OMG-Zwischenhalter-1.stl
OMG-Zwischenhalter-1.jpg
OM-Greifer - Zwischenhalter 21Datei:OMG-Zwischenhalter-2.stl
OMG-Zwischenhalter-2.jpg
OM-Greifer - Reedkontakthalter1Datei:OMG-Reedkontakthalter.stl
OMG-Reedkontakthalter.jpg
OM-Greifer - Servohalter1Datei:OMG-Servohalter.stl
OMG-Servohalter.jpg
OM-Greifer - Zahnriemenklötzchen Feder1Datei:OMG-Zahnriemenklötzchen-Feder.stl
OMG-Zahnriemenklötzchen-Feder.jpg
OM-Greifer Zentrierhilfe Gewichte1Datei:OMG-Zentrierhilfe-Gewichte.stl
OMG-Zentrierhilfe-Gewichte.jpg
Zahnriemenklötzchen Gewicht2Datei:Zahnriemenklötzchen-Gewicht.stl
Zahnriemenklötzchen-Gewicht.jpg

Sonstiges

BezeichnungAnzahlQuelleDatei
Aluminiumwinkel 50X10X2:Hornbach
Haltewinkel Laufwerk (90mm)2Datei:Haltewinkel-Laufwerk.svg
Haltewinkel Endschalter Kran (40mm)1Datei:Haltewinkel-Endschalter-Kran.svg
Haltewinkel Arduino - 1 (180mm)1Datei:Haltewinkel-Arduino-1.svg
Haltewinkel Arduino - 2 (180mm)1Datei:Haltewinkel-Arduino-2.svg
Autoloader-Shield1Datei:Autoloader-Shield.zip


Fertige Komponenten

BezeichnungAnzahlQuelleBestell-Nr.
5,25 OM-Laufwerk1
ATX - Netzteil1
Pickup-Tool1altes Notebook - Laufwerk
Feder RZ-069CX1Gutekunst FedernRZ-069CX
Magnet 8x21supermagneteS-08-02-N
100er Spindel Deckel2ISP proShop731
500g Gewicht6Sport -TiedjeTC0050
Kugelauszug 10kg 246mm2Beschaege-Online1.017.246
SMD Elko Long Life 100uf 16v 105°2voelknerW59386
Federkraftklemme Ak3001 Rm5,0 Grau 5-Pol5voelknerD29637
SMD-Widerstand 0805 Rc 2012 220r 1% 0,125w2voelknerW17611
Stiftleiste 1x36-polig vergoldet Rm 2,542voelknerD19990
Buchsenleiste 1x36 vergoldet Rm 2 541voelknerD17886
Spiralkabel 1voelknerR55804
Mini-Servo WG-90MG1voelknerA70766
Microschalter 2voelknerD72409
Microschalter 1voelknerD72435
Bedrahteter Reedsensor PIC MS-104-31voelknerS78083
Anlaufscheibe 14 mm 8 mm 0.3 mm)4voelknerA43983
Kabelbinder 100mmx2,5mm Schwarz10voelknerS20638
Zylinderschrauben mit Schlitz - M2 x 201voelknerC66848
Senkschrauben mit Schlitz - M4 x 68voelknerS59495
Kunststoffbolzen 1xinnen 1xausseng M3x108voelknerS21410
U-Scheiben DIN 9021, Polyamid - 3,2mm für M312Pegnitz-Schrauben9021903
Mutter M3 - Polyamid 4Pegnitz-Schrauben934 5 03
Zylinderschrauben mit Schlitz M3 x 8 Polyamid4Pegnitz-Schrauben12073008
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M5 x 65mm2Pegnitz-Schrauben3 912 05 065
Gewindestange M8 170mm2Pegnitz-Schrauben976 1 1 08
Zylinderschrauben mit Schlitz - M2 x 106Pegnitz-Schrauben5675 020 010
Zylinderschrauben mit Schlitz - M2 x 126Pegnitz-Schrauben5675 020 012
Zylinderschrauben mit Schlitz - M2 x 62Pegnitz-Schrauben5675 020 006
Zylinderschrauben mit Schlitz - M3 x 254Pegnitz-Schrauben5675 030 025
Sechskantmuttern - M214Pegnitz-Schrauben934 1 02
Sechskantmuttern - M310Pegnitz-Schrauben934 1 03
Sechskantmuttern - M53Pegnitz-Schrauben934 1 05
Sechskantmuttern - M812Pegnitz-Schrauben934 1 08
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M3 x 106Pegnitz-Schrauben3 912 03 010
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M3 x 202Pegnitz-Schrauben3 912 03 020
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 102Pegnitz-Schrauben3 912 04 010
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 122Pegnitz-Schrauben3 912 04 012
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 254Pegnitz-Schrauben3 912 04 025
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 68Pegnitz-Schrauben3 912 04 006
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M4 x 884Pegnitz-Schrauben3 912 04 008
Zylinderschrauben mit Innensechskant - M5 x 501Pegnitz-Schrauben3 912 05 050
U-Scheiben - M224Pegnitz-Schrauben125 1 22
U-Scheiben - M38Pegnitz-Schrauben125 1 32
U-Scheiben - M432Pegnitz-Schrauben125 1 43
U-Scheiben - M56Pegnitz-Schrauben125 1 53
U-Scheiben - M88Pegnitz-Schrauben125 1 84
Karosseriescheibe M8 25x1,54Pegnitz-Schrauben3275 0080 0250
P20-N6-B 130 mm2Motedis
P20-N6-B 490 mm2Motedis
P20-N6-B 410 mm2Motedis
P20-N6-B 151 mm5Motedis
P20-N6-B 340 mm2Motedis
P20-N6-B 509 mm1Motedis
P20-N6-B 131 mm1Motedis
P20-N6-B 260 mm2Motedis
P20-N6-B 128 mm1Motedis
P20-N6-B 490 mm2Motedis
P20-N6-B 60 mm2Motedis
Gelenkfuß. Reihe 10. Polyamid 25 M6x203Motedis
Innenwinkel Zinkdruckguss 20 B-Typ Nut 6 4Motedis
Verbinderplatte 20x40 (Motedis)2Motedis
Winkel 20 B-Typ Nut 611Motedis
Winkel 20x40 B-Typ Nut 612Motedis
Profilabdeckkappe 20 B-Typ Nut 68Motedis
Knotenplatte Alu vernickelt 60x60 4Motedis
Winkel Alu elox 20x202Motedis
Hammermutter B-Typ Nut 6/M4108Motedis
Arduino1MANUPOOL
Schrittmotor-Endstufe2MANUPOOL
Zahnriemen Tray1MANUPOOL
Zanhriemen Kran1MANUPOOL
Nema-17 42BYGHW8111MANUPOOL
Zahnriemenrad T2,5-18-22MANUPOOL
Nema-14 SM35HT44-021MANUPOOL
625-SKF Kugellager4MANUPOOL
608-2Z-SKF Kugellager2MANUPOOL


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.

Persönliche Werkzeuge