R2D2: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

„Tento návod bol vytvorený ako splnenie projektovej požiadavky Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com)“

Ste fanúšikom Star Wars? Máte radi Astromech Droids? Milujete výrobu vecí? Ak ste na niektorú alebo všetky tieto otázky odpovedali áno, tento návod je pre VÁS!

Táto príručka je navrhnutá tak, aby vám čo najľahšie pomohla vytvoriť si vlastného astroidného droida R2D2!

Krok 1: Zoznam materiálu

Tu je rozsiahly zoznam potrebných materiálov:

1 mikrokontrolér Arduino Uno

1 Doska vodiča motora L298N

2 motory 6-9V DC (voliteľné nastavenie prevodovky)

2 kolieska

1 Zostava malého kolieska

2 Adaptér na batériu

6 batérií AA

1 9V batéria

Sortiment prepojovacích káblov male-to-male

Sortiment prepojovacích káblov muž-žena

2 prepínače (voliteľné)

1 servomotor

4 "PVC trubica (7" dlhá)

Akrylová kupola s priemerom 4,5 palca

Penová doska

Ilustračná tabuľa

Horúca lepiaca pištoľ

Horúce lepidlo

Gorilské lepidlo

Akrylová farba (modrá, čierna, sivá a biela)

Štetce

Rezacie nástroje

Okrem materiálov sú potrebné/užitočné aj tieto zdroje a nástroje:

3D tlačiareň / 3D tlačové laboratórium

Spájkovacie nástroje

Strihače a odizolovače drôtu

Počítač alebo notebook

Krok 2: Požadovaný softvér

Nasledujúce položky si môžete zadarmo stiahnuť, ak ste študent a ste povinní absolvovať tento projekt:

Autodesk Inventor

Softvér Arduino

Oba softvéry sú kompatibilné so systémami Windows a Mac OSX.

Poznámka: Každý CAD program bude fungovať; Na tento projekt bol použitý program Autodesk Inventor.

Krok 3: Skica Arduino

Toto je skica Arduina vo verzii 1.8.8.

Ak chcete spustiť kód, stiahnite si dodaný kód a otvorte ho v softvéri Arduino

Kliknutím na „Nástroje“na paneli s ponukou overte, či je doska Arduino pripojená k počítaču, a overte, či je vybratý správny „Port“

Kliknite na modrú šípku nahrávania, keď je USB zapojené do počítača a mikroovládača

Kód pre tento projekt je jednoduchá slučka. Servomotor nepretržite otáča hlavou R2D2 o 180 stupňov. Súčasne so servomotorom bežia oba jednosmerné motory súčasne počas nastaveného času a potom sa pravý jednosmerný motor nechá bežať iba nastavený čas, aby sa zaviedlo zatáčanie doľava, potom sa slučka opakuje, kým sa nevypne.

Podrobné vysvetlenie toho, čo každý riadok kódu robí, je uvedené v samotnom kóde.

Poznámka: Knižnica servo.h, ktorá je súčasťou kódu, sa štandardne dodáva so skicou Arduino.

Krok 4: Zostavenie riadiaceho systému

Ak idete s obvodmi prvýkrát, môže to byť desivé na pohľad, ale s priloženou schémou a obrázkami by mal byť tento proces dostatočne jednoduchý na sledovanie. So zahrnutím dosky ovládača motora L298N nebolo nikdy jednoduchšie zapojenie.

Tento riadiaci systém má tri hlavné komponenty:

Jednosmerný motor ľavej nohy (ovládaný doskou vodiča motora L298N)

Pravý chod jednosmerného motora (riadený doskou vodiča motora L298N)

Servomotor (riadený doskou Arduino)

V kroku 3 sú kolíky a svorky dosky vodiča motora označené pre vašu informáciu. Kladné a záporné vodiče vstupujú do príslušných portov na doske vodiča motora. Batéria 9V+, ktorá napája motory a dosku vodiča, je zapojená do ľavého a stredného kolíka na 3 -pólovom termináli na doske vodiča motora a pravý port je zapojený do dosky Arduino.

Použitím 6 prepojovacích káblov male to female prepojte 6 pinov na určené piny na doske Arduino. Všimnite si toho, že aktivačné piny MUSIA ísť na piny s „~“pred sebou. Jedná sa o kolíky PWM, ktoré umožňujú Arduinu ovládať rýchlosť motora.

Servomotor je zapojený priamo do dosky Arduino. Oranžový vodič je zapojený do kolíka „~“, pretože vyžaduje signál PWM, zatiaľ čo červený a hnedý vodič sú kladné a záporné vodiče. Na napájanie dosky Arduino prostredníctvom portu na batériu sa používa dodatočná 9V batéria.

Poznámka: Aby sa uľahčilo používanie, môžete spájkovať prepínače v kladných vodičoch batériových zväzkov. To sa vykonáva odizolovaním kladného vodiča a spájkovaním prepínača v sérii s vodičom.

Ak máte problémy s doskou ovládača motora, tu je ďalšia pomoc, ktorú som použil pri riešení problémov. L298N Výukový program dosky vodiča motora

Krok 5: CAD komponenty

Cieľom návrhu je urobiť niečo zábavné, funkčné a čo najbližšie kvalite filmu. Napríklad som chcel, aby jednotka R2D2 sedela v miernom sklone. Nohy sú modelované oddelene od tela a hlavy, čo umožňuje orientáciu R2D2 v akejkoľvek polohe.

Toto sú časti, ktoré som vytvoril pomocou programu Autodesk Inventor. Telo, hlava, nohy, nohy a vnútorná štruktúra sú navzájom oddelené. Ak vlastníte vlastnú 3D tlačiareň, môžete ju použiť alebo ak máte prístup k laboratóriu 3D tlače, funguje to tiež. Laboratóriá pre tlač sú spravidla cenovo dostupné, takže ak sa vydáte touto cestou, malo by to byť nákladovo efektívne. Išiel som cestou výroby každého komponentu z rôznych hobby materiálov, ktoré budú neskôr podrobne prediskutované.

Poznámka k dizajnu: Nohy sú duté, aby nimi mohli prechádzať vodiče z jednosmerného motora.

Krok 6: Zostavenie

Predslov: Rozhodol som sa postaviť svoj R2D2 z penovej dosky, dosky Illustrator, PVC a akrylu. Tieto diely je možné tiež ľahko vytlačiť 3D.

V celej tejto konštrukcii som použil 3D modelované diely popísané v kroku 6 na dimenzie.

Začal som konštrukciou vnútornej štruktúry PVC rúrky. Výška trubice je 7 palcov, takže výška nosnej konštrukcie by sa do nej mala zmestiť. Servomotor má drážku vyrezanú do kusu penovej dosky horného kruhu, ktorou sú drôty vedené do tela. Dosky Arduino, L298N a batérie sú pripevnené horúcim lepidlom k nosnej konštrukcii. Poznačte si orientáciu každého komponentu, aby bolo možné pripojiť batérie a kábel USB by mal mať tiež dostatok miesta na pripojenie. Akonáhle je riadiaci systém namontovaný, vložte nosnú konštrukciu do tela.

Ďalej som vytvoril každý samostatný panel pre nohy. Na obrázkoch vyššie sú uvedené kúsky, ktoré budete musieť odstrihnúť. Na dodatočnú podporu sú pridané podporné kusy penovej dosky. Pripevnite zadný panel k nohám až potom, ako nimi prevlečú drôty.

Chodidlá sú pred pripevnením k nohám vytvorené oddelene. DC motory, ktoré boli použité v tomto projekte, pochádzali zo súpravy do auta Arduino a dodávali sa s montážnymi skrutkami, ktoré sa použili na pripevnenie k stene nohy. V hornej časti nohy by mal byť vyrezaný malý otvor, aby mohol drôt pretekať. Dve z týchto chodidiel by mali byť vytvorené a pripevnené k ich príslušným nohám. Oba hotové výrobky sú podrobne popísané na priloženom obrázku.

Stredná noha je vytvorená rovnakým spôsobom ako ľavá a pravá noha. Všimnite si výkresu CAD, existuje niekoľko kusov polkruhu, ktoré sú vystrihnuté a pripevnené zvisle od päty a spodnej časti jednotky R2. Neskôr tieto do seba zapadnú a bude pridané lepidlo, aby sa získala správna orientácia strednej nohy. K tejto nohe je pripevnené malé koliesko, ktoré zvyšuje oporu a uľahčuje riadenie jednotke R2. Zistilo sa mi najľahšie najskôr pripevniť strednú nohu pred pripevnením ľavej a pravej nohy/chodidiel.

Hlava je vytvorená vyrezaním akrylovej kupoly a penovej dosky na vytvorenie tvaru „kupoly“. Do spodnej časti kopulovitej konštrukcie v strede pripevnite rameno serva. Neskôr sa pripojí k servomotoru.

Poznámka: Ak chcete získať zakrivený tvar v nohách a hlave, nastrihajte dosku (kartón) Illustratora na dĺžku a ohnite sa do krivky, ktorú si vyberiete. Prišlo mi najľahšie dosku mierne ohnúť najskôr do tvaru a potom ihneď lepiť na miesto.

Nakoniec si môžete tento projekt namaľovať podľa svojich predstáv. Išiel som s jednoduchým dizajnom, aby som získal atmosféru „R2D2“, ale aby som nebol prehnane detailný a komplikovaný.

Varovanie: Ak používate penovú dosku, nepoužívajte farbu v spreji, v ktorej je acetón, inak by sa vám penová doska rozpustila.

Krok 7: Konečný produkt a použitie

Tu je konečný produkt po čerstvom nátere a montáži. Neváhajte pridať ešte viac podrobností ako ja.

Doplnky a možnosti tohto projektu sú nekonečné! Bluetooth, zvuky a blikajúce svetlá, aby sme vymenovali aspoň niektoré!

Príjemnú a šťastnú tvorbu!