R2D2: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

"Tämä ohje on luotu täyttämään Etelä -Floridan yliopiston Makecourse -projektin vaatimus (www.makecourse.com)"

Oletko Star Wars -fani? Rakastatko Astromech Droidsia? Rakastatko tehdä asioita? Jos vastasit kyllä kaikkiin tai kaikkiin näistä kysymyksistä, tämä ohje on sinulle!

Tämä opas on suunniteltu auttamaan sinua mahdollisimman helposti luomaan oman R2D2 astromech Droid!

Vaihe 1: Materiaaliluettelo

Tässä on kattava luettelo tarvittavista materiaaleista:

1 Arduino Uno -mikro -ohjain

1 L298N -moottorin ohjainkortti

2 6-9 V DC -moottoria (valinnainen vaihteiston asennus)

2 pyörää

1 Pieni pyöräpyörä

2 Akkusovitin

6 AA -paristoa

1 9V akku

Valikoima uros-uros-hyppyjohtoja

Valikoima uros-naaras-hyppyjohtoja

2 kytkintä (valinnainen)

1 servomoottori

4 "PVC -putki (7" pitkä)

Halkaisijaltaan 4,5 "akryylikuppi

Vaahtolevy

Kuvituslauta

Kuuma liimapistooli

Kuuma liima

Gorilla -liima

Akryylimaali (sininen, musta, harmaa ja valkoinen)

Pensselit

Leikkaustyökalut

Materiaalien lisäksi tarvitaan myös seuraavia resursseja ja työkaluja:

3D -tulostin / 3D -tulostuslaboratorio

Juototyökalut

Langanleikkurit ja -kuorijat

Tietokone tai kannettava tietokone

Vaihe 2: Tarvittava ohjelmisto

Seuraavat ovat ladattavissa ilmaiseksi, jos olet opiskelija ja tarvitset tätä projektia:

Autodesk Inventor

Arduino -ohjelmisto

Molemmat ohjelmistot ovat yhteensopivia Windows- ja Mac OSX -käyttöjärjestelmien kanssa.

Huomautus: Mikä tahansa CAD -ohjelma toimii; Tässä projektissa käytettiin Autodesk Inventoria.

Vaihe 3: Arduino -luonnos

Tämä on Arduinon luonnos versiossa 1.8.8.

Voit suorittaa koodin lataamalla mukana toimitetun koodin ja avaamalla sen Arduino -ohjelmistostasi

Varmista, että Arduino -korttisi on kytketty tietokoneeseen napsauttamalla valikkorivin "Työkalut" -painiketta ja tarkistamalla, että oikea "Portti" on valittu

Napsauta sinistä latausnuolta, kun USB on liitetty tietokoneeseen ja mikro-ohjaimeen

Tämän projektin koodi on yksinkertainen silmukka. Servomoottori pyörii R2D2 -päätä 180 astetta jatkuvasti. Samanaikaisesti servomoottorin kanssa molempia tasavirtamoottoreita käytetään samanaikaisesti tietyn ajan ja sitten oikeaa tasavirtamoottoria käytetään vain tietyn ajan vasemman käden kääntämiseksi, minkä jälkeen silmukka toistuu, kunnes se sammutetaan.

Yksityiskohtaiset selitykset kunkin koodirivin toiminnasta annetaan koodissa.

Huomautus: Koodiin sisältyvä servo.h -kirjasto toimitetaan vakiona Arduino -luonnoksen mukana.

Vaihe 4: Ohjausjärjestelmän kokoaminen

Jos käytät ensimmäistä kertaa piirejä, voi olla pelottavaa katsoa, mutta kaavion ja toimitettujen kuvien perusteella prosessin pitäisi olla tarpeeksi helppo seurata. L298N -moottorinohjainkortin ansiosta johdotus ei ole koskaan ollut helpompaa.

Tässä ohjausjärjestelmässä on kolme pääosaa:

Vasemman jalan tasavirtamoottori (ohjataan L298N -moottorin ohjainkortilla)

Oikean jalan tasavirtamoottori (ohjataan L298N -moottorin ohjainkortilla)

Servomoottori (Arduino -kortin ohjaama)

Vaiheessa 3 moottorin ohjainkortin nastat ja liittimet on merkitty tiedoksi. Positiiviset ja negatiiviset johdot menevät vastaaviin portteihin moottorin ohjainkortilla. 9 V+ akku, joka käyttää moottoreita ja moottorin ohjainkorttia, on kytketty moottorin ohjainkortin 3 -porttisen liittimen vasempaan ja keskiseen nastaan ja oikea portti Arduino -korttiin.

Johtamalla 6 uros -naarasliitinkaapelia, kytke 6 nastaa Arduino -kortin määriteltyihin nastoihin. Huomaa, että käyttöönottotappien PITÄÄ mennä nastoihin, joiden edessä on "~". Nämä ovat PWM -nastoja, joiden avulla Arduino voi hallita moottorin nopeutta.

Servomoottori on kytketty suoraan Arduino -korttiin. Oranssi johto on kytketty nastaan "~", koska se vaatii PWM -signaalin, kun taas punainen ja ruskea johto ovat positiivisia ja negatiivisia. Ylimääräistä 9 V: n akkua käytetään Arduino -kortin virtalähteeksi akkuliitännän kautta.

Huomautus: Käytön helpottamiseksi voit juottaa akkujen positiivisten johtimien kytkimet. Tämä tehdään irrottamalla positiivinen johto ja juottamalla kytkin sarjaan langan kanssa.

Jos sinulla on ongelmia Motor -ohjainkortin kanssa, tässä on lisäohjeita, joita käytin vianmäärityksessä. L298N -moottorin ohjainkortin opetusohjelma

Vaihe 5: CAD -komponentit

Suunnittelun tavoitteena on tehdä jotain hauskaa, toimivaa ja mahdollisimman lähellä elokuvan laatua. Halusin esimerkiksi, että R2D2 -yksikkö istuisi pienessä kaltevuudessa. Jalat on mallinnettu erillään kehosta ja päästä, mikä mahdollistaa R2D2: n suuntaamisen missä tahansa asennossa.

Nämä ovat osia, jotka olen luonut Autodesk Inventorilla. Runko, pää, jalat, jalat ja sisärakenne on tehty toisistaan erillään. Jos omistat oman 3D -tulostimesi, voit käyttää sitä tai jos sinulla on pääsy 3D -tulostuslaboratorioon, joka toimii myös. Tulostuslaboratoriot ovat yleensä edullisia, joten jos valitset tämän reitin, sen pitäisi olla kustannustehokasta. Valitsin reitin jokaisen komponentin valmistamiseksi eri harrastusmateriaaleista, joista keskustellaan myöhemmin yksityiskohtaisesti.

Huomautus suunnittelusta: Jalat on tehty onttoiksi, jotta tasavirtamoottorin johdot voivat kulkea niiden läpi.

Vaihe 6: Kokoonpano

Esipuhe: Päätin rakentaa R2D2: n vaahtomuovilevystä, Illustrator -levystä, PVC: stä ja akryylistä. Nämä osat voidaan myös helposti tulostaa 3D -muodossa.

Koko tämän rakentamisen ajan käytin 3D -mallinnettuja osia, jotka on kuvattu vaiheessa 6 mittojen suhteen.

Aloitin rakentamalla PVC -putken sisärakenteen. Putken korkeus on 7 tuumaa, joten tukirakenteen korkeuden tulisi mahtua tämän sisään. Servomoottorissa on aukko, joka on leikattu ylemmän ympyrän vaahtomuovilevykappaleeseen, ja johdot johdetaan runkoon. Arduino, L298N -levy ja akut on kiinnitetty kuumalla liimalla tukirakenteeseen. Ota huomioon kunkin komponentin suunta, jotta akut voidaan kiinnittää, ja myös USB -kaapelilla on oltava riittävästi tilaa liittää. Kun ohjausjärjestelmä on asennettu, aseta tukirakenne runkoon.

Seuraavaksi tein jokaisen erillisen paneelin jaloille. Yllä olevissa kuvissa on yksityiskohtaisesti palat, jotka sinun on leikattava. Vaahtolevyn tukikappaleita lisätään lisätukea varten. Älä kiinnitä takapaneelia jalkoihin ennen kuin johdot on vedetty niiden läpi.

Jalat luodaan erikseen ennen kiinnittämistä jaloihin. Tässä projektissa käytetyt tasavirtamoottorit tulivat Arduino -autosarjasta, ja niiden mukana tuli kiinnitysruuvit, joita käytettiin kiinnittämään jalkaseinään. Jalan yläosaan on leikattava pieni reikä, jotta lanka kulkee läpi. Kaksi näistä jaloista tulisi luoda ja kiinnittää jaloihinsa. Molemmat valmiit tuotteet on kuvattu yksityiskohtaisesti liitteenä olevassa kuvassa.

Keskijalka luodaan samalla tavalla kuin vasen ja oikea jalka. CAD -piirustuksen perusteella on useita puoliympyrän kappaleita, jotka on leikattu ja kiinnitetty pystysuoraan R2 -yksikön jalasta ja pohjasta. Myöhemmin nämä sopivat yhteen ja liimaa lisätään keskijalan oikean suunnan saamiseksi. Tähän jalkaan on kiinnitetty pieni pyörä, joka lisää tukea ja helpottaa ohjausta R2 -yksikölle. Minusta oli helpointa kiinnittää keskijala ensin ennen vasemman ja oikean jalan/jalkojen kiinnittämistä.

Pää luodaan leikkaamalla akryylikupoli ja vaahtolevy "kupolin" muodon luomiseksi. Kiinnitä servovarsi kupolirakenteen alaosaan keskellä. Tämä kiinnitetään myöhemmin servomoottoriin.

Huomaa: saadaksesi jalkojen ja pään kaarevan muodon, leikkaa Illustrator -levy (pahvi) pituuteensa ja taivuta valitsemasi kaareen. Minusta oli helpointa taivuttaa levy hieman muotoon ja liimata sitten paikalleen välittömästi.

Lopuksi voit maalata tämän projektin mieleiseksesi. Menin yksinkertaisella suunnittelulla saadakseni "R2D2" -ilmapiirin, mutta en ole liian yksityiskohtainen ja monimutkainen.

Varoitus: Jos käytät vaahtolevyä, älä käytä spraymaalia, jossa on asetonia, tai se liuottaa vaahtolevyn.

Vaihe 7: Lopputuote ja käyttö

Tässä on lopputuote uuden maalaustyön ja kokoonpanon jälkeen. Voit vapaasti lisätä vielä enemmän yksityiskohtia kuin minä.

Tämän projektin lisäykset ja mahdollisuudet ovat rajattomat! Bluetooth, äänet ja vilkkuvat valot muutamia mainitaksemme!

Nauti ja onnellista tekemistä!