Tear Down豪邁125： (四) 儀表板上的轉速計

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Tear Down豪邁125： (一) Overview
Tear Down豪邁125： (二) 引擎(GY6 拆解) 與汽缸
Tear Down豪邁125： (三) 傳動+齒輪箱
拆完摩托車的引擎與傳動等核心的部分，其它還是有不少小東西值得一看。
例如儀表板裡的轉速計、里程計、與機油歸零器等東西。

打開儀表板之後，有兩大組東西，左邊是轉速計相關的東中，右邊是油表。
油表就不詳細講了，它是用油箱裡的浮筒帶動可變電阻，
再把電位傳到油量計上的線圈轉動。

拆下轉速計，後方是里程表，右邊則是機油歸零器。

先看轉速計，這種是渦電流感應的轉速計，打開裡面一看有一個可旋轉的磁鐵圈，外面罩著一個鋁製的外蓋。當摩托車的前輪轉動的時，會用一根鋼索帶動中間的圓形磁鐵塊旋轉，然後鋁製外蓋會有渦電流的產生，再被磁鐵帶動。但同時，鋁製外蓋也被一個扭力彈簧拉著。

換句話說，轉速越快的時候，感應渦電流越大，產生抵抗彈簧的力量就越大，儀表板上的指針就指向高速的位置。

Tear Down豪邁125： (三) 傳動+齒輪箱

前面兩篇：

Tear Down豪邁125： (一) Overview
Tear Down豪邁125： (二) 引擎(GY6 拆解) 與汽缸
今天要看的是傳動部分與齒輪箱的部分。因為我沒有CAD檔，又沒時間自己重新畫一個示意圖(這太耗時了)，所以只能單純靠圖片來說明。重點在於了解「自動無段變速」與「自動離合器」怎麼做到的。

首先來看就是傳動的外觀，其中它的後輪與引擎的部分已經被我拿掉了。

打開外殼之後，看到內部：
左邊是驅動盤，是屬於無段自動變速 (CVT)；
中間是啟動軸，用來腳踏發動用的；
最右邊是離合器，是屬於自動離心式離合器 (離合器的蓋子已經拿掉了)。

這是最初還沒清理時的照片，看起來真的很黑。

Tear Down豪邁125： (二) 引擎(GY6 拆解) 與汽缸

之前一篇 Tear Down豪邁125： (一) Overview 是把摩托車的外殼拆開來，然後我就去找了一本叫「機車原理與實習」來看怎麼拆摩托車。題外話，這本書真的不錯，是市面上看到的書之中，圖比較清晰的入門書。當然還有聽取資憲的建議去找維修手冊來看。但維修手冊聽說是要錢的，網路上都找不到。最後只有在痞客邦看到影像很差的維修手冊擷圖。不過anyway，反正我最後還是拆完了，也感謝自家老闆提供場地跟工具，讓我佔據廠內一角好好拆它。

下圖是引擎與傳動的總成，整個從車架上卸下來。

然後最主要的是要先自己製作一個逼軸器把傳動主軸上齒輪拔下來。 

去買一根M5的螺牙棒，鎖在齒輪上，然後做一個M10的螺孔配合螺帽來抵著主軸。

當我們轉M10的螺絲往下抵住主軸，這時M5的螺絲柱就往上把齒輪拉起來。

當這個齒輪拔下來之後，就可以分開傳動部分與引擎曲軸箱。

下面這張就是引擎+曲柄軸的照片。

再來打開曲軸箱另一側的蓋子 (右側曲軸箱)。

然後在上一張圖的右下方蓋子裡發現一個東西，

Tear down: 台熱牌烘衣機 (by邵彥翔)

文：邵彥翔

這是一台只比我小幾歲的台熱牌萬里晴烘衣機，記得小時候要穿的制服還沒乾的時候就靠它，雖然它應該有二十歲了，但該有的功能都還沒壞，不像現在很多的設計，很容易壞，壞了也不讓你拆；不讓你修，送去修也只是叫你換一個新的比較划算，也許這就是為什麼後來台熱牌被賣給其他公司吧！

首先開始拆機器背後的螺絲，將最外層「進氣熱管的保護殼」拆掉，拆掉後可以看到進氣的氣管，將外面空氣吸入，經過加熱後送入滾桶內烘衣。

再來可以看到安裝滾桶中心軸的軸承座，但軸承座固定在外板的壞處就是拆卸時需要小心，一不小心，滾桶會失去一側的支撐掉下來。另一個concern的點是不容易對心，造成另一邊支撐的負擔，久了可能同心度會偏掉。

拆下加熱器後，再來拆下最後一層大背板，螺絲的數量有點出乎我意料之外的超多(果然是以前舊式的設計啊~)，好不容易拆下大背板與滾桶後，就可看到內部的配置。

 

3D printer: Shower Frame

今天要做的是修理浴室的蓮蓬頭架！

在強調消費的時代，很多東西壞了就不修了，但我一直覺得這樣很可惜。

因為可能只是壞了其中一部分，卻要整組丟掉，頗為浪費。

不過以前維修時最大的麻煩是沒有零件可以替換，只能買新的。

但現在有了3D印表機之後幫忙我們解決了一部分的問題，至少有些塑膠件是可以自己做的。

這星期發現用了快7年的蓮蓬頭架裂開了，蓮蓬頭就沒有辦法架在上面了。

不過這個東西不是什麼高科技產品，應該可以自己來修理。

所以秉持著「動手做」的精神，我決定自己印零件來替換。

首先就拆下外蓋，把裡面的螺絲卸下。

把壞掉裂開來的部分，自己重新畫一個CAD檔

雖然畫CAD不是件難事，但還是有一些小細節要注意。

AC伺服馬達 vs 步進馬達

2014.01.14更新

馬達的學問既深又廣，很多時候只知有人這麼用，但卻為什麼要這麼用，不知其所然。有天我隨口說出了：「機械手臂很少用步進馬達做的。」立刻被人質疑，而我也不知道真正原因。為此我認真地重新了解一次，也順道做筆記在這。

先有一個基本的概念是步進馬達因為原理的關係 (詳見步進馬達的介紹)，所以通常不會加迴授的encoder來偵測位置與轉速，此又稱為Open Loop。相反地，其它馬達因為不是"極對極"的準確定位，所以通常會加encoder來迴授控制，以達精確的定位。打個比喻，步進馬達是扶著欄桿走的瞎子，伺服馬達是裝了眼睛的行人。

回到討論的命題：機械手臂很少用步進馬達做的。
所以我整理了各項比較的項目如下表，很明顯地伺服相較於步進馬達，性能的確比較好。不管是響應、扭矩、速度範圍、重量、震動、溫升等等。但最重要的是，如果把機構手臂真的裝上步進馬達，靜止的時候也許東西還拿得住，但若移動的過程中，扭矩是會下降的。速度越快，扭矩越小，會造手臂整個失步下垂的危險。我想這才是其中最主要的考量。

此外步進馬達就算不動時，也是要耗能的。所以有些需要stand by的設備，不適合使用步進馬達。

但回過頭來說，步進在緩慢移動，固定負載的情況下，因為沒有Overshot的問題，就十分適合在靜止時不能有抖動的地方。

其它更多應用上的考量，可以依下列特性進行思考。

利用LabVIEW做人機介面，再透過Arduino來控制機器手臂

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(1) Project：利用3D printer製作6軸機械手臂 (1)

(2) Project：利用3D printer製作6軸機械手臂 (2)

(3) Project：利用3D printer製作6軸機械手臂 (3) 最終回的測試

(4) 利用LabVIEW做人機介面，再透過Arduino來控制機器手臂

(5) 利用Matlab做逆向運動學以控制6軸Robotic Arm

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7月的時候，曾經用3D印表機印出一隻塑膠的機器手臂，
那時是單純用Arduino+可變電阻來控制。

但這種方法不甚方便，有時想要從PC端控制，想要做演算，想要與其它裝置結合等等。
所以我一直想要用LabVIEW來控制機器手臂，這樣未來在LabVIEW上想做什麼就做什麼。

以下是我在LabVIEW裡拉的線，以及人機介面的部分：

3D Printer：名片座 (半客製化的概念)

想說在公司裡的名片都被在紙盒裡面，要拿的時候還要四處找放在那裡。

所以就想幫同事印個名片座，這樣就可以放在明顯的地方，以方便拿名片。

不過那天有人跟我提起半客製化的概念，剛好這個主題有關。

因為名片座的功能都是一樣的，只是需要多個名字來區別這是誰的名片座。

所以我把這個產品分成兩個部分，一是「座」的部分，另一個是「名牌」的部分。

而「座」的部分十分適合開模量產，名牌的部分就用3D印表機來製作，最後再組裝起來。

事實上，這不是什麼特別的概念，所有人都想得到。

甚至目前客製化機器也都是如此的概念，用量產出來的套件組裝成客製化的機械。

但是，目前量產的產品並沒有真的用「世界唯一」的零件來組裝。

一來是成本的考量，二來是大家還沒有想像得到到底什麼量產的產品適合做。

不過，我想一定有一些產品適合的，就例如這個名片座一樣。 

大家來想想吧！

 

Tear Down豪邁125： (一) Overview

原本Teardown的主角一向都只有桌子般的大小，

這次換一個比較大的系統，就是摩托車--豪邁125。

這是我大學買的第一台摩托車，用自己家教的$$買下來的二手車。
到現在也十年過去了，加上原本的年紀，大概也十五、六年了。
車上還貼著NTU93年度的停車證，好懷念。

為了紀念這一台摩托車，我決定以好好地拆解它，留下引擎留念。

在拆解之前先畫一個大的function diagram，也讓大家對摩托車有一個概念。

     P.S. 因為我並非專業玩車的人士，若有人有業界的專業經驗再請不吝指教。

目前我自己拆開來的心得主要分成三大部分：

第一是動力系統：從最源頭的引擎，把動力傳到傳動皮帶上，經過自動的調整張力機構，再經由齒輪箱變速之後，傳到後輪驅動。當然油箱也算在這裡。

3D printer：行星斜齒輪

之前有介紹過行星齒輪的東西(Teardown: 手動電鑽 & 行星齒輪組)
這次嘗試要印的東西就是行星斜齒輪，本次設計是來自大學好友李聚儒。細部的設計圖就不多寫了，就只交待齒數比，如下圖，可獲得5.45倍的減速比。

下面是印完之後的轉動的影片

其中太陽輪的細部照片，列印時設定的精度為每層0.15mm。

不過目前我覺得這個模數(1.5)印出來的效果還不錯。

下圖是行星輪

對行星輪近拍表面的狀況(未打磨之前)

用3D印表機印卡扣 (Print snap by 3D printer)

這次要印的是溫度顯示計的固定卡扣，此物是要安裝在機台面板上的，而上面白色的東西就是要用來抵住面板一側的卡扣環。很不幸地，這個東西也是經常失連的朋友。

不過沒關係，這次要嘗試的，就是用3D印表機來印這個卡扣，來看這麼微小的東西，印表機的表現如何。 下面是所建的CAD圖，做出有彈性臂的卡勾。

接下來就是印出實體

用3D印表機印螺帽 (Print Nut)

在網路有看過有人用3D pinter印螺帽，但我一直懷疑其列印出來的可用性，包括其精度與強度。不知是否可符合使用者的目標。但這次因為工作上的需要，手上有一個氣壓調壓閥的固定螺帽不見了！

就在想要不要請加工廠車一個M17 pitch 1mm 的螺帽，不如就先用3D printer來試試看，剛好是驗證的好時機。這就不是3D Printer的真諦嗎！Maker的精神嗎！所以就自己量了一下，畫一個螺母，要注意不要旋錯方向喔！

 

實際印出來了，看起來還不錯。

Print Eiffel Tower

想要印艾菲爾鐵塔很久了，從一開始買3D印表機之後就想印了。第一次是從Thingiverse那下載圖檔來印的，不過發生幾個問題，就是中間的互相交叉的truss在被skeinforge切片之下，無法印出帶有結構強度的truss，都只是變成"牽絲"的細線，看起來就很醜。

後來那時候我用CAD再重新畫一個艾菲爾鐵鐵，把中間的truss加粗，並且拿掉太細的細節裝飾，反正也印不出來。然後就拿下去切片生G-Code出來了，但印出來的效果還是不甚滿意，因為我的3D 印表機目前最高也只能印120mm，換算高寬比(23:10)，底座也只才52mm^2，再換算到中間相交的Truss寬度還不到 1 mm，這無法是一個有效的結構 (1 mm的壁厚也許還可能有用，但1mm的Truss效果真的不好)。

 

後來我就把一座切成四個部分，如下圖，邊長等比例放大0.8倍 ( 邊長乘1.8 )。印出來的效果

Arduino與PC的通訊 (Serial.begin)

上一篇「在LabVIEW之中連結Arduino (二) by VISA」中用到Arduino的Serial語法。
所以我就找了一下Arduino序列通訊的語法整理在這一篇之中。

最主要的有四個指令：

Serial.begin ( ) - 開啟 Serial Port 並設定通訊速率 (baud rate)

Serial.print ( ) - 傳送資料到外部電腦

Serial.read ( ) - 接收來自外部電腦的資料
Serial.available ( ) - 取得 Serial Port 可讀取的資料位元組數目 (number of bytes)，如果 Serial port 有資料進來，Serial.available ( ) 會回傳大於 0 的數值。

而我們主要的目標就是希望可以從Arduino傳資料到PC去，也可以從PC傳資料到Arduino來。
以下有三個範例來試試。

1. 將Arduino的值傳到 PC (Arduino >> PC)
如下圖接一個可變電阻來進行測試，

然後在Serial Moniter (紅色箭頭指的地方)查看在量測到的數值。

更進一步就可以參考「在LabVIEW之中連結Arduino (二) by VISA」

把這個資料傳到LabVIEW去處理。

Code

       void setup ( ) {

         Serial.begin(9600);

       }

       void loop() {

         int val = analogRead( 3 );      // 把Pin 2讀到的值寫入val的參數裡

         Serial.println(val);                  // 把參數 val 的值傳出去

       }

在LabVIEW之中連結Arduino (二) by VISA

有了第一篇「在LabVIEW之中連結Arduino」，我就更進一步想了解LabVIEW底下的程式怎麼寫的。一看原來是把Arduino當作VISA來撰寫程式，所以我就上網找看別人如何更直接用LabVIEW裡的VISA功能連結Arduino。參考的影片如下：
https://www.youtube.com/watch?v=giubFyJeZ-8

說明一下他的觀念：
(1) Arduino本來的運作就是出現在裝置管理員裡的 COM 通訊埠，用這通訊埠跟PC做溝通。
(2) 所以可以在語法裡靠著 Serial.begin 系列來達成與PC溝通的工作。
(3) 然後LabVIEW就是把這溝通的內容抓進來，用VISA的子功能來執行。
(4) VISA Read得到的就是字串的內容，再到LabVIEW裡自行轉換。

做法如下：
(1) 連結上Arduino，先接一個按鈕來測試。

Arduino範例18：用Arduino測試紅外線模組

上一篇「IR Sensor Module：用Arduino測試紅外線模組 (一)」是用半成品的TSOP-1738來接收紅外線。這一篇更懶惰，要直接買整個包裝好的模組，方便到一個不行。其中的比較器是LM393，整個性能更穩定。這個售價約100 NTD的模組，號稱可用中間電阻調整檢測距離 2～60cm，檢測角度為35°。

接線就更簡單了，也不用特別要求輸出38k Hz的光波，

固定供與5V~3.5V的電源就可以直接從Vout收到訊號。