Mesa para sentar / ficar de pé automática: 14 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

** POR FAVOR, VOTE NESTE INSTRUÍVEL! **..

Apesar das primeiras dúvidas estou muito feliz com o produto final!

Então aqui está, minha opinião sobre a mesa automática sentar / ficar!

Etapa 1: o design

A mesa

A mesa é composta por 4 painéis Acacia, em 3 tamanhos diferentes.

A mesa é um painel único medindo 1200x600mm e é preso às duas pernas por meio de suportes de aço.

As duas pernas são feitas de dois painéis de 1200X405mm cortados em peças de 450x405mm e 750x405mm. Cada peça de 450 mm é fixada a uma peça de 750 mm com dois slides de tração de 350 mm para serviços pesados. Eles agem como guias e permitem que as pernas se estendam até uma altura de cerca de 1100 mm.

Uma viga de suporte é feita de um painel de 300x1200 mm cortado em 1130 mm. Essa viga mantém as pernas juntas e dá ao atuador linear algo para empurrar.

Movimento

O "poder de elevação" é fornecido por um único atuador linear de 1500N, 30 cm conectado à viga de suporte e à parte inferior central da mesa.

O motor do atuador é controlado por um Arduino nano e um driver de motor DC.

Dois botões controlam o movimento.

Etapa 2: peças necessárias

A mesa

Painéis de Madeira Laminada (Acácia) - Armazém de Bunnings

1x 1200 x 600 x 18 mm

1x 1200 x 405 x 18 mm

2x 1200 x 300 x 18 mm

A ideia inicial era pegar algumas tábuas de pinho e combiná-las com um tarugo e cola de madeira, mas depois descobri esses painéis de madeira de acácia pré-fabricados e pensei em me poupar o trabalho de projetar a mesa para usá-los (também gostei muito a cor e o aspecto da madeira).

Suportes de aço - armazém de Bunnings

2x 50 x 50 x 50 x 5 mm

8x 50 x 50 x 20 x 5 mm

Inicialmente comprei apenas 8 dos 50 x 50 x 20 x 5mm, mas comprei 2 pesados porque os menores pareciam entortar na mesa.

Pacote de 50 parafusos de madeira de 20 mm

Os parafusos de 20 mm penetram cerca de 15 mm nos painéis.

2 pares de corrediças de 350 mm

Infelizmente, perdi todos os registros exatamente do tipo que comprei, mas eles são mais ou menos assim.

A Eletrônica

Atuador Linear de 30cm

Por ser a parte mais cara da construção, usei apenas um, embora você possa obter dois para maior estabilidade - algo que falarei mais tarde.

2 botões de pressão momentâneos

Não é necessário nada de especial aqui, escolha algo que combine com a aparência da sua mesa, eu tenho isso.

Caixa de botão de flange

A flange ajuda na montagem, pensei que o alumínio ficaria bem com a madeira.

Cabo de 4 núcleos

Para conectar os botões à caixa de controle.

Fonte de alimentação 12V 1A

Consegui limpar um desses de uma caixa de lixo.

Placa de energia

Usei uma placa de alimentação de quatro portas, mas você pode obter qualquer tamanho que atenda às suas necessidades.

Driver do motor DC

Eu usei um que eu tinha por aí, é algo assim.

Arduino Nano

Facilmente encontrado online.

Caixa de controle Usei minha impressora 3D 'Big Boi' para criar uma caixa para segurar os controles, mas você pode simplesmente comprar uma caixa se não tiver acesso a uma impressora 3D.

Opcional

Lixa 240 e 400

Opcional, mas não opcional? Se você é realmente preguiçoso, não precisa disso, mas, como muitas coisas na vida, realmente deveria.

Mancha de madeira

A mancha pode fazer uma peça de madeira barata parecer muito melhor e realçar as características da madeira.

Verniz

O verniz é opcional, mas altamente recomendado, pois melhora a aparência e a durabilidade da mesa.

Duto de cabo

Se você pretende usar sua mesa como computador, recomendo que compre um destes.

Braçadeiras de cabosPara prender cabos dentro de caixas.

Clipes de cabo

Para prender cabos fora das caixas.

Etapa 3: ferramentas necessárias

As noções básicas de quais ferramentas você precisará para criar a mesa:

A mesa

Furadeira manual com várias brocas

Para perfurar os locais dos orifícios de montagem, etc …

Chave de fenda / chave de perfuração

Para aparafusar parafusos!

Serra circular / manual

Para cortar os painéis no tamanho certo.

Pincel

Um pincel fino de cabelo para aplicar o verniz.

Trapo

Para aplicar a tinta para madeira.

Eletrônicos

Ferro de solda

Para fazer conexões elétricas.

Cortadores de arame

Para descascar / cortar fios.

Etapa 4: Cortando os painéis de madeira

Com os Painéis de Acácia só precisamos fazer três cortes, um para a viga de suporte e um para cada um dos painéis usados para as pernas (você pode fazer este corte apenas um empilhando os dois painéis).

Eu mesmo corto todas as peças usando uma serra circular padrão, embora a loja de ferragens onde você as compra normalmente faça isso (por um custo). Você também pode usar uma serra manual, se for paciente.

Pernas

Cada um dos dois painéis de 1200x405 mm deve ser cortado em dois, uma peça de 750 mm e uma peça de 450 mm.

Viga de suporte

A viga de suporte precisa ser cortada para caber entre as pernas. Calculei isso como comprimento inicial menos (4x a espessura de um painel mais 2x a espessura de um slide de desenho). Tornando-se 1130 mm.

Etapa 5: Fazendo as pernas e viga de suporte

Desenhar slides

Precisamos usar os slides de desenho para prender as duas peças das pernas para fazer uma longa perna "deslizante".

Montei os trilhos a cerca de 100 mm da borda dos painéis, com a largura dos slides (cerca de 45,5 mm) isso coloca o centro dos slides a cerca de 123 mm da borda dos painéis.

Desenhe levemente uma linha onde o centro de cada um dos slides ficará em todos os painéis das pernas. Coloque os trilhos em uma das pernas mais longas, com o lado grande voltado para baixo. Alinhe a parte superior do trilho com a parte superior do painel, garantindo que a extremidade do slide que se estende para fora, se estenda ao longo da borda do painel. Ao estender o slide, você verá que há vários orifícios de montagem, escolha cerca de 3 e marque sua posição na linha que você desenhou para o centro do slide.

Faça o mesmo com o outro painel longo e, em seguida, vire o slide de desenho e marque os orifícios de montagem da extremidade menor do slide na linha central das peças pequenas do painel.

Depois de marcar todos os orifícios de montagem para os slides de tração, use uma pequena broca, de cerca de 2 mm, para fazer um pequeno orifício de cerca de 5 mm de profundidade em cada um dos pontos de montagem.

NÃO VÁ ATRAVÉS!

Suportes de montagem

Agora precisamos marcar os orifícios de montagem para os suportes que prendem as pernas à viga de suporte e as pernas ao tampo da mesa.

Tabletop

Acabei usando 3 suportes para cada perna para segurar o tampo da mesa nas pernas porque os dois pequenos que eu tinha originalmente não pareciam ser suficientes.

Dependendo dos suportes que você está usando, você precisará alterar sua localização nos painéis. Para os suportes usados para montar as pernas no tampo da mesa, marque seu centro (igual aos slides, cerca de 50 mm da borda e um no centro no meu caso). Alinhe o centro do suporte com a linha central e alinhe a borda do suporte com a extremidade em um pequeno painel de perna (use um pedaço de madeira, ou algo plano, para garantir que a borda do suporte esteja quadrada com a borda da peça da perna). Depois de marcar a localização dos orifícios de montagem, faça-os como para os slides.

Viga de Suporte

Fixei um suporte no centro de cada extremidade da viga de suporte e um na borda inferior de cada extremidade. Sabendo onde a viga se fixaria nas pernas, você pode marcar onde os suportes da viga de suporte ficariam nos painéis das pernas longas e perfurar os orifícios de montagem.

Montar

Depois que todos os orifícios de montagem do suporte e do slide forem perfurados, você pode começar a montá-los. Use os parafusos de madeira de 20 mm para prender os slides e suportes às peças das pernas e, em seguida, combine as duas pernas com a viga de suporte.

NOTA para os suportes que se prendem à borda inferior da viga de suporte, você pode usar parafusos de madeira mais longos para suporte adicional.

Etapa 6: Mesa

É hora de marcar a posição dos suportes na parte inferior da mesa.

Para minha mesa, as pernas são fixadas diretamente no centro da mesa. Para calcular a posição dos suportes na parte inferior da mesa, primeiro calculei a diferença entre a largura da mesa e a largura das pernas. Dividi esse número por 2 e acrescentei isso à distância que coloquei os colchetes da borda das pernas.

Tirei um dos suportes das pernas e usei-o para marcar a posição dos orifícios de montagem dos suportes.

Agora também é um bom momento para marcar os orifícios de montagem do atuador linear. O suporte tem duas posições de orifício de parafuso, o meio desses dois orifícios deve estar alinhado com o centro da mesa.

Depois de perfurar as posições dos orifícios de montagem, coloque o tampo da mesa nas pernas e prenda a parte superior aos suportes usando um único parafuso (use o orifício de montagem mais externo, vamos usar o atuador para levantar a mesa para expor os outros orifícios de montagem)

Etapa 7: Atuador Linear

Atuador linear

Neste ponto, podemos anexar o atuador linear à mesa. O atuador linear vem com 2 suportes de montagem. Um se fixará na viga de suporte e o outro se fixará no centro do tampo da mesa, onde marcamos anteriormente. O atuador é conectado ao suporte usando um único pino. Prenda os dois suportes ao atuador e aparafuse o suporte superior na parte inferior da mesa. Deixando o atuador pendurado embaixo da mesa, mova-o para uma posição de forma que o suporte na parte inferior do atuador fique nivelado contra a viga de suporte. Marque onde os orifícios de montagem do suporte inferior estão localizados na viga de suporte e faça os furos.

Você pode testar a mesa neste momento usando uma fonte de alimentação de 12 volts para alimentar o atuador. Os interruptores de limite internos irão parar o atuador quando ele atingir sua extensão máxima (também quando estiver totalmente contraído).

Se desejar terminar a estrutura da mesa neste ponto, use o atuador para levantar a mesa para expor os outros orifícios de montagem nos suportes e use mais parafusos para terminar de prender a mesa às pernas.

Etapa 8: desmontagem e lixamento

Agora que a mesa está totalmente montada, é hora de desmontá-la!

O lixamento é meio opcional, mas dá à mesa um acabamento muito melhor e também elimina quaisquer brocas criadas durante o processo de corte.

É nesta altura (antes de lixar) que faço o orifício para a conduta de cabos. Usando uma broca de corte de 60 mm, faça um furo no canto direito traseiro do tampo da mesa. Corte do topo da mesa para baixo, pois dará um melhor acabamento, deixando menos fichas na mesa.

Lixar

Pegue cada um dos painéis e lixe levemente todas as faces com uma lixa de grão 240 (embrulhar a lixa em um bloco de madeira dá a você algo para segurar). Ao lixar SEMPRE lembre-se de lixar com o grão e nunca transversalmente. Tire um tempo extra para remover quaisquer lascas ou rebarbas nas bordas dos painéis cortados, bem como quaisquer marcas de lápis que você fez ao marcar as posições dos orifícios de montagem.

Etapa 9: coloração

Tingir a madeira é definitivamente opcional, mas no meu caso eu queria que a mesa fosse um pouco mais escura, então usei uma tinta de nogueira em todas as peças. Manchar a madeira também revelará os padrões intrincados da madeira (assim como quaisquer riscos que você tenha feito …).

Eu uso o corte da viga de suporte para testar a mancha que comprei e, feliz com os resultados, apliquei a mancha nas peças da mesa.

Se você decidir pintar a madeira, aqui estão alguns passos simples.

1. Remova todos os resíduos da lixa com um pano seco.
2. Aplique a tinta com um pano na direção do grão, esfregando com mais força ou aplicando mais tinta para escurecer a madeira.
3. Depois de atingir a cor desejada, deixe a peça secar por 10 a 15 minutos antes de tocar.
4. Se você quiser mais escuro, pode aplicar camadas adicionais, embora apenas uma camada seja realmente necessária.

Etapa 10: Envernizamento

O envernizamento também é opcional, mas é altamente recomendado mesmo se você não tiver manchado a madeira, pois adiciona durabilidade e dá um ótimo acabamento à mesa.

Usei esse verniz incolor a base de óleo acetinado e os resultados foram ótimos!

Passos básicos para envernizamento

1. Use um pincel de cabelo fino para aplicar o verniz na madeira, certificando-se de seguir novamente a textura da madeira.
2. Colocar cada peça de lado após cada camada e aguardar pelo menos 4 horas antes de tocá-la.
3. Após cerca de 12 horas, use lixa de grão muito fino (400+) para lixar levemente cada peça envernizada.
4. Após o lixamento, aplique outra camada de verniz.
5. Repita até que cada peça tenha pelo menos 3 demãos de verniz (não se esqueça das pontas!).

NOTA se você estiver aplicando verniz externamente, esteja ciente dos insetos, ao contrário da mancha, eles parecem atraídos pelo verniz e ficarão presos em seus lindos painéis de madeira.

Etapa 11: Eletrônicos Parte 1: a caixa de botão

A fiação dos componentes eletrônicos é bastante simples e um diagrama de fiação está disponível acima.

A eletrônica é composta de duas partes principais, a caixa de botões e os controles e fonte de alimentação do Arduino.

A caixa de botão

Usei uma pequena caixa de alumínio com uma flange para conter os botões que controlam a altura da mesa. O flange na parte inferior da caixa auxilia na montagem da caixa embaixo do tampo da mesa. Infelizmente, o interior da caixa tinha muitas peças sólidas que você precisava perfurar. Isso significa que você não pode usar as porcas dos botões para mantê-los no lugar, então acabei colando-os com muita cola.

A parte de trás dos botões tinha um diâmetro de 12 mm, então separei dois orifícios de 12 mm em um lado da caixa e os perfurei. Ao fazer furos grandes como este (especialmente em metal), não comece com uma broca de 12 mm, comece com uma pequena e aumente gradualmente o tamanho da broca até chegar a 12 mm.

Para permitir o cabo de 4 núcleos, fiz um pequeno orifício de 4 mm na parte de trás da caixa.

Fiação

Eu conectei os botões com um resistor pull down de 10kohm (embora eu não ache necessário para o Nano). O outro lado do botão foi conectado a 5 V, de modo que o pino de entrada ficará alto quando o botão for pressionado.

O fio de 4 núcleos carrega os dois sinais dos botões, bem como 5V e GND, uma braçadeira de cabo na parte interna da caixa ajuda a impedir que o cabo seja arrancado.

Com a mesa desmontada, agora é um bom momento para marcar os orifícios de montagem da caixa de botões. Alinhei a frente da caixa rente à borda da mesa à direita, marquei os locais dos orifícios e os perfurei.

Etapa 12: Eletrônica Parte 2: Controle do Arduino

Se você selecionar o tipo certo de botões, não precisará realmente de um microcontrolador ou driver de motor para esta mesa. O motivo pelo qual quis incluir um foi para que, com um duplo pressionamento de um dos botões, a mesa pudesse subir ou descer totalmente. Ele também abre a porta para você incluir outros recursos na mesa, como controle remoto.

Conectando o Arduino e o controlador do motor (consulte o diagrama)

O Arduino tem duas tarefas: ler os controles dos botões e retransmitir os comandos para o controlador do motor para ajustar a altura da mesa. As entradas do botão vão para 2 pinos digitais no Arduino (no meu caso, os pinos 7 e 8), e as três saídas necessárias para o controlador do motor vão de três pinos digitais no Arduino (4, 5, 6) para o pino de habilitação como bem como as 2 entradas necessárias para o motor A no driver do motor.

O Código Arduino

O código é bastante básico, ele simplesmente espera até que haja um pressionamento de botão e usando a função "pulsar" determina se foi um pressionamento único ou um pressionamento duplo de botão (2 pressionamentos em um segundo). Com um duplo pressionamento, o motor será ligado na direção por 50 segundos, que é o tempo que a mesa leva para se mover totalmente em uma direção. Essa técnica pode ser um pouco problemática, mas não foi um problema grande o suficiente para eu querer alterá-la. Dependendo de qual botão foi pressionado, o controlador do motor aciona o motor do atuador para frente ou para trás. Se nenhum botão for pressionado, o motor será desabilitado.

Fonte de energia

O motor que alimenta o atuador linear precisa de 12 V em cerca de 0,8 A para funcionar. Felizmente, encontrei uma fonte de alimentação de 12,9 V e 1,39 A com modo de comutação que eu tinha e decidi usá-la.

Como a placa de alimentação que comprei para ir com a mesa tinha apenas 4 portas, decidi abrir sorrateiramente a fonte de alimentação e hackear dois fios nominais de 240 V para dentro da placa de alimentação.

NÃO FAÇA ISSO SE VOCÊ NÃO FOR FAMILIAR OU NÃO SE CONFORTÁVEL COM LIDAR COM ALTA TENSÃO!

Abrir o gabinete da fonte de alimentação era a única maneira de entrar. Dentro do gabinete você encontrará um módulo de alimentação comutador bastante independente. Tirei os fios de alta tensão existentes e substituí-os por outros mais longos. Abrir o painel de alimentação foi um pouco mais difícil porque eu não queria danificar o gabinete e não tinha a broca certa para os parafusos de segurança. Assim que a placa de alimentação foi aberta, fiz um pequeno orifício para os fios e os soldei nos barramentos de alimentação da placa (é AC, então não importa em que lado você os solda).

Caixa impressa em 3D

Como você pode ver nas fotos, imprimi em 3D um gabinete personalizado para o Arduino, driver do motor e fonte de alimentação. Não vou falar sobre como fiz isso, pois há muitos tutoriais de design 3D e projetar sua própria caixa não é realmente necessário, no entanto, incluirei o STL para minha caixa.

Etapa 13: juntando tudo

Agora é hora de colocar a mesa recém-pintada e envernizada de volta com todos os componentes eletrônicos no lugar!

Comecei remontando as pernas e a viga de suporte. Foi mais fácil fazer isso colocando uma das pernas para baixo com os suportes no lugar e aparafusando a viga de suporte a ela. Apoiando a viga de suporte nos suportes da outra perna, você pode aparafusar toda a estrutura da perna / viga de suporte.

Antes de colocar a mesa, montei a caixa de controle e o painel de alimentação. Na parte de trás da maioria das placas de alimentação (a minha tinha duas) estão os slots de montagem. Para usá-los, você precisa obter dois pequenos parafusos (geralmente incluídos) que se encaixam no slot e aparafusá-los diretamente na parte de trás da viga de suporte (espaçados na mesma distância que os slots na parte de trás do painel de alimentação). Em seguida, você "desliza" o painel de alimentação sobre esses parafusos para montá-lo.

Para montar a caixa contendo os componentes eletrônicos de controle, usei apenas três parafusos para prendê-la na parte de trás da viga de suporte, ao lado do painel de alimentação.

Feito isso, você pode montar a área de trabalho da mesma forma que foi feito durante a primeira montagem.

** Resumo se você esqueceu **

1. Aparafuse um parafuso para cada suporte na mesa (a maioria dos orifícios externos é mais fácil)
2. Anexe os suportes do atuador linear e, em seguida, o atuador
3. Usando a mesa elevatória do atuador
4. Use mais parafusos para terminar de montar a mesa

Agora podemos montar a caixa de botões! Usando 4 parafusos, prenda a caixa aos orifícios de montagem criados anteriormente. Se você deseja implementar um pouco de gerenciamento de cabos para a mesa, os clipes de cabo mostrados nas fotos são muito bons para este tipo de mesa.

Comentários sobre a construção final

Na verdade, tive apenas 2 problemas com o design, ambos girando em torno do atuador linear.

• Ruído do motor
• Estabilidade da mesa

O ruído do motor é um problema óbvio, mas a estabilidade da mesa me confundiu um pouco. Obviamente, como há apenas um ponto de apoio no meio, haveria um pequeno movimento de serra, mas esse problema parecia ser ampliado pelo fato de que o atuador tendia a flexionar um pouco e não tenho certeza adicionar outro atuador resolveria completamente o problema.

A boa notícia é que quando carregado com um pouco de peso, tela do computador etc, a área de trabalho se move menos.

Etapa 14: Sessão de fotos final importante no local

No geral, este projeto levou apenas algumas semanas de trabalho para ser concluído e não foi realmente tão difícil.

Fiquei muito feliz com o resultado final, assim como minha namorada, e definitivamente tentarei fazer mais projetos de marcenaria / eletrônica no futuro.

Boa sorte a todos que tentam fazer o seu próprio!