DIY-Autoloader: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 8. Januar 2019, 23:53 Uhr

DIY Autoloader

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
2 Persönliche Motivation
3 Anforderungen an meine DIY-Lösung
4 Realisation
- 4.1 Mechanischer Aufbau
- 4.2 Elektronik
5 Teileliste, Dateien, Software etc.
6 Lizenz
7 ToDo

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)

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-Magazin

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

Elektronik

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

Das Autoloader-Shield wurde mit Eagle erstellt:

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

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.

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
+[[Datei:DIY-Autoloader-neu.jpg|360px|right|thumb|DIY Autoloader]]
+by: [[Benutzer:DCEM|DCEM]]
 == Einleitung ==
-Bei der Archivierung meiner CD-Sammlung ging mir das wechseln der CDs irgendwann so sehr auf die Nerven, dass ich mich entschloss diese Problem technisch zu erschlagen.
+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 gibts ein [http://www.youtube.com/watch?v=2U8RGKXI6t0 Youtube-Video]
+Zur "alten" Version gibt es ein [http://youtu.be/2U8RGKXI6t0 Youtube-Video]
-Das Konzept gefiel mir so gut, dass ich eine open source Variante davon veröffentlichen wollte, also habe ich eine zweiten gebaut.
+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 Funktiosprinzip das gleiche geblieben.
+Die neuere Version unterscheidet sich zwar schon erheblich von der „alten“, jedoch ist das grundsätzliche Funktionsprinzip das gleiche geblieben.
+[http://youtu.be/O6toB3w7e_Q 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 ==
@@ Zeile 16: / Zeile 24: @@
 * Bisherige DIY Lösungen sind zu groß, zu aufwendig
-== Anforderungen an die DIY-Lösung ==
+== Anforderungen an meine DIY-Lösung ==
 * preisgünstig
 * platzsparend
@@ Zeile 27: / Zeile 35: @@
 === 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)
+Damit dieser Greifer automatisiert funktionieren kann, muss man ihn mit einem Zentrierkegel und einem Mechanismus zum Abstreifen der OM versehen. (rechts)
 [[Datei:NotebookODRV-Spindel.jpg|200px|]][[Datei:NotebookODRV-Spindel-mit-Zentrierkegel.jpg|200px|]]
 ==== 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, da Schrittmotoren eingesetzt werden.
+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)
@@ Zeile 43: / Zeile 63: @@
 ==== OM-Magazin ====
 Auch diese gibt es glücklicherweise fertig.
-Zwei Stück davon hintereinander auf eine Schublade, und fertig :)
+Zwei Stück davon hintereinander auf eine Schublade, in eine davon noch ein Loch und fertig :)
 [[Datei:CD-cakebox.jpg|200px|]]
 [[Datei:Magazin-Schublade.jpg|300px|]]
+[[Datei:Magazin-Schublade-Antrieb.jpg|320px|]]
 === Elektronik ===
@@ Zeile 64: / Zeile 85: @@
 === Software ===
 Arduino source code: [[Datei:Autoloader-source-code.zip]]
+Ich habe zum Antreiben mit Beschleunigung die [http://www.airspayce.com/mikem/arduino/AccelStepper/ AccelStepper]-Library Verwendet. Immer schön, wenn es schon was feriges gibt :)
 AutoIT Script für dBpoweramp: [[Datei:AutoIT-Script-dBpoweramp.zip]]
@@ Zeile 101: / Zeile 124: @@
 !Bezeichnung!!Anzahl!!Quelle!!Datei
 |-
-|Aluminiumwinkel 50X10X2:||||Hornbach||||
+|Aluminiumwinkel 50X10X2:|| ||Hornbach||
 |-
 |Haltewinkel Laufwerk  (90mm)||2|||||[[:Datei:Haltewinkel-Laufwerk.svg]]
@@ Zeile 111: / Zeile 134: @@
 |Haltewinkel Arduino - 2 (180mm)||1|||||[[:Datei:Haltewinkel-Arduino-2.svg]]
 |-
-|||||||||
+|||||||
 |-
 |Autoloader-Shield||1|||||[[Datei:Autoloader-Shield.zip]]
 |}
 === Fertige Komponenten ===
@@ Zeile 302: / Zeile 324: @@
 == ToDo ==
-Sollte es Interesse an diesem Projekt geben wäre eine ausführlichere Bauanleitung & Erklärung anzufertigen.
+Sollte es Interesse an diesem Projekt geben würde Ich eine ausführlichere Bauanleitung & Erklärung anfertigen.
@@ Zeile 310: / Zeile 332: @@
 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.
+[[Kategorie:Projekte]]