Проект моторизированного кронштейна на потолок для телевизора

Всё началось с того, что у меня появилась идея преобразить мою комнату, повесив там красивую картину и создав пространство для просмотра LCD телевизора с диагональю 120 см. Проблема заключалась в том, что в комнате не было места даже для телевизора на 55 см. Поэтому я решил посмотреть на проблему шире и придумал альтернативное решение, создав потолочный кронштейн для телевизора, в который я поместил сам телевизор и механизм, работающий от электропривода.

Перед проектировкой, я поискал в интернете похожие недорогие проекты. После недели исследований, я понял, что самым простым и экономичным решением будет создать свою систему, ведь трата в 200 тысяч рублей за готовую систему монтажа — немного не то, что я заложил в свой бюджет. Также я нашел китайские решения моторизированных кронштейнов для телевизора, стоимостью примерно в 40 тысяч рублей, но я не был уверен в их соотношении цена/качество.

Наверно, самой сложной частью было создать выдвижной поворотный механизм, который позволяет телевизору опускаться первые несколько сантиметров вертикально, а затем поворачивает его лицом к кровати.

Для проектировки механизма я использовал ПО, которое называется Linkage2, оно позволяет симулировать рычаги и их движения. Больше информации вы найдёте здесь: ссылка

Шаг 1: Идея и технико-экономическое обоснование

Чтобы спрятать телевизор на потолке, нужно создать структуру, которая может поддерживать весь механизм и в то же время радовать глаз. И, конечно же, всё это должно гармонировать с уже существующим декором.

Первым делом нужно определить размер ТВ и от этого будут зависеть размеры всех остальных компонентов.

Я выбрал телевизор с диагональю 120 см и в программе 3Д-моделирования произвел общие замеры для линий на потолке. Затем я нанёс эти линии на потолок клейкой лентой и убедился, что выбрал правильные пропорции.


Шаг 2: Проект

Как уже говорилось, сложным этапом было создание раскладного механизма, соответствующего моим запросам. ТВ в сложенном виде должен находиться максимально близко к потолку, а в разложенном опускаться до нужного уровня и под нужным углом.

Спасибо софту Linkage2 и десяткам проб и ошибок — я добился хорошего результата. В программе я составил список частей, которые нужно вырезать. Деревянный короб был спроектирован и рассчитан в Rhino 3D.

Для тех, кто хочет опробовать мой механизм, ниже я прикрепил файл.

Файлы

Шаг 3: Тестирование нагрузки

Перед тем, как начать работу, я решил убедиться, что софт всё рассчитал правильно и провести симуляцию в реальной жизни.

Я вырезал металлические планки 20 * 5 мм и просверлил их как показано в Linkage2.

Я собрал все части на алюминиевый профиль и проверил работоспособность — оказалось, что всё работает так же хорошо, как и в симуляции.

Теперь, чтобы рассчитать силу, необходимую для удержания телевизора, я взял вес и применил его на механизме, обнаружив (по соотношению сторон) что для поддержания веса в 11 кг, линейный привод должен подавать силу, по крайней мере, в 80 кг. Этот тест был очень полезен во избежание ошибок при покупке основного привода.

Для системы движения рычажного типа наименее выгоден привод с коротким ходом. Чтобы обезопасить себя я купил привод на 6000 Ньютонов (600 кг).

Шаг 4: Компоненты

Чтобы всё заработало, в дополнение к деревянной раме я купил всё по следующему списку:

  • Линейный привод на 6000 Н (600 кг) с ходом 320 мм
  • Линейный привод на 1500 Н (150 кг) с ходом 150 мм
  • Ардуино Уно
  • Модуль на 4 реле (чтобы управлять 3 приводами)
  • Модуль на 2 реле (чтобы управлять подсветкой и блоком питания на 12V)
  • 4канальный пульт управления
  • Ресивер
  • Блок питания 12V 30A
  • Опоры
  • Также различные металлические трубы и полосы 20 * 5 мм

Шаг 5: Создание механизма

Показать еще 10 изображений

Для создания механизма я использовал обрезки металлических труб. Сперва я сварил основную раму, на ней будет располагаться движущаяся каретка. Каретка создана из 10 прочно скреплённых распорок и ездит по двум направляющим рамы.

Телевизор, который я выбрал, совместим с креплением VESA-standard, 400 * 400 мм — для него я соорудил крепёжный кронштейн и вырезал кусок МДФ по размеру моего телевизора — так я мог опробовать механизм максимально близко к реальным условиям.

Наконец, чтобы защитить железо, я нанёс на конструкцию слой краски с антиржавчиной.

Шаг 6: Создание короба

Показать еще 5 изображений

Осталось лишь собрать кожух, в котором будет находиться механизм и телевизор. Я решил сделать что-то типа двухступенчатой пирамиды, где на первой ступени будет расположена подсветка, а на второй механический открыватель крышки.

Всё было собрано из фанеры на 18 мм, и для удобства я сначала собрал центральный блок, а затем более широкий. Финальный вариант будет покрыт грунтовкой и белой краской — это сделает конструкцию неотличимой от поверхности потолка. Для открытия крышки используются два привода на 150 кг и с ходом в 150 мм.

Шаг 7: Проба в реальных условиях

Перед тем, как закрепить конструкцию на потолке, и обнаружить, что что-то пошло не так, я сделал несколько открываний и закрываний.

Шаг 8: Электроника и схема для Ардуино

Для управления и корректной работы движения всех приводов я использовал Ардуино. Модуль на 4 реле управляет тремя приводами (1 для телевизора и два для двери), модуль на 2 реле включает свет и подаёт питание 12V.

Вся электроника хранится в отдельном отсеке, сделанном в основном корпусе и закрытом пластиковой сеткой.

Цикл управления следующий:

Открытие системы:

  • Я включаю блок питания на 12V
  • Включаются приводы, открывающие дверь
  • Небольшая пауза нужна для полного открытия двери
  • Я включаю привод телевизора

Закрытие системы:

  • Я включаю привод для возвращения телевизора
  • Несколько секунд нужно для его полного возвращения на место
  • Включаются приводы двери
  • Я выключаю блок питания

Я набросал программу на Ардуино, в ней есть все функции управления механизмами и контроля статуса системы, чтобы избежать столкновений и непредвиденных ситуаций.

Файлы

Шаг 9: Установка механизма

Показать еще 6 изображений

Для закрепления механизма я подготовил 4 резьбовых стержня M10. Чтобы разметить отверстия на потолке я установил на неё деревянный макет, закреплённый по центру. Я просверлил 8 пилотных отверстий диаметром 6 мм, затем снял макет и завершил сверление отверстий сверлом на 12 мм и длиной 40мм — прямо сквозь потолок.

После того, как болты на потолке были закручены, я установил полоски моего механизма на винты из нержавейки и самоконтрящиеся гайки. Для минимизации трения, я проложил между полосами металла небольшие медные шайбы.

Шаг 10: Установка короба

Показать еще 10 изображений

Наступил ответственный момент — нужно закрепить короб и надеяться, что отверстия в потолке совпадут с отверстиями в древесине.

Для поднятия короба я придумал простую и эффективную систему — протянул через отверстия в потолке 4 каната от короба на чердак. Затем я подтягивал каждый канат на 20 см до тех пор, пока короб не упёрся в потолок. Как только вы подняли короб, заменяйте канаты резьбовыми стержнями и всё готово. Этот способ позволит вам сделать всё самому и без помощи кого-либо.

Шаг 11: Установка короба, часть 2

Показать еще 6 изображений

Я просто установил небольшую часть короба со встроенным освещением. Сначала я прикрутил Г-образные блоки к основному коробу, затем отрезал древесину под 45 градусов по размеру короба и просверлил в ней отверстия для лампочек. После установки этих частей, я закрыл зазор вертикальными тонкими деревяшками.

Шаг 12: Отделка и декорирование

Как только монтажные работы были завершены, я щедро загрунтовал конструкцию, скрывая недостатки древесины и отверстия, оставленные болтами, головки которых опустились внутрь древесины.

Затем я зашлифовал все поверхности цилиндрической шлейфмашинкой с диском с зерном на 100. К сожалению, я не задумывался о последствиях, ведь никогда не шлифовал ничего дома. В итоге вся комната выглядела заснеженной, а так как дверь была закрыта неплотно, пыль разлетелась по всему дому…

Шаг 13: Покраска

Показать еще 4 изображения

Я завершил работу, нанеся два слоя настенной краски и подождав, пока всё высохнет. Затем я установил подсветку, телевизор и запустил механизм… всё работало идеально!

Игорь Самоделов
Игорь Самоделов

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *