R2D2: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

"Αυτό το διδακτικό δημιουργήθηκε για να εκπληρώσει την απαίτηση έργου του Makecourse στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα (www.makecourse.com)"

Είστε φαν του Star Wars; Αγαπάτε το Astromech Droids; Σας αρέσει να φτιάχνετε πράγματα; Εάν απαντήσατε Ναι σε οποιαδήποτε ή σε όλες αυτές τις ερωτήσεις, τότε αυτό το Instructable είναι για σας!

Αυτός ο οδηγός έχει σχεδιαστεί για να σας βοηθήσει με όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ευκολία να δημιουργήσετε το δικό σας R2D2 astromech Droid!

Βήμα 1: Λίστα υλικών

Ακολουθεί ένας εκτενής κατάλογος των απαραίτητων υλικών:

1 μικροελεγκτής Arduino Uno

1 Πίνακας οδηγού μοτέρ L298N

2 κινητήρες DC 6-9V (Προαιρετική ρύθμιση κιβωτίου ταχυτήτων)

2 Τροχοί

1 Μικρή διάταξη τροχού Castor

2 Προσαρμογέας μπαταρίας

6 μπαταρίες AA

1 μπαταρία 9V

Μια ποικιλία καλωδίων από άνδρα σε άνδρα

Μια ποικιλία καλωδίων από άντρα σε γυναίκα

2 διακόπτες (προαιρετικά)

1 σερβοκινητήρα

Σωλήνας PVC 4 "(μήκος 7")

Ακρυλικό θόλο διαμέτρου 4,5"

Πίνακας αφρού

Πίνακας εικονογράφησης

Πυροβόλο θερμό κόλλα

Ζεστή κόλλα

Κόλλα Gorilla

Ακρυλικό χρώμα (μπλε, μαύρο, γκρι και λευκό)

Πινέλα

Εργαλεία κοπής

Εκτός από τα υλικά, αυτοί οι πόροι και τα εργαλεία είναι επίσης απαραίτητα/χρήσιμα:

Εργαστήριο 3D εκτυπωτή / 3D εκτύπωσης

Εργαλεία συγκόλλησης

Κόφτες και απογυμνωτές σύρματος

Υπολογιστή ή φορητό υπολογιστή

Βήμα 2: Απαιτούμενο λογισμικό

Τα ακόλουθα είναι δωρεάν για λήψη εάν είστε φοιτητής και απαιτούνται για αυτό το έργο:

Autodesk Inventor

Λογισμικό Arduino

Και τα δύο κομμάτια λογισμικού είναι συμβατά με Windows και Mac OSX.

Σημείωση: Οποιοδήποτε πρόγραμμα CAD θα λειτουργήσει. Το Autodesk Inventor χρησιμοποιήθηκε για αυτό το έργο.

Βήμα 3: Το σκίτσο του Arduino

Αυτό είναι το σκίτσο Arduino στην έκδοση 1.8.8.

Για να εκτελέσετε τον κώδικα, κατεβάστε τον παρεχόμενο κώδικα και ανοίξτε τον από το λογισμικό Arduino

Βεβαιωθείτε ότι ο πίνακας Arduino είναι συνδεδεμένος με τον υπολογιστή σας κάνοντας κλικ στην επιλογή "Εργαλεία" στη γραμμή μενού και επιλέγοντας την επαλήθευση της σωστής "Θύρας"

Κάντε κλικ στο μπλε βέλος μεταφόρτωσης με το USB συνδεδεμένο στον υπολογιστή και τον μικροελεγκτή σας

Ο κώδικας για αυτό το έργο είναι ένας απλός βρόχος. Ο σερβοκινητήρας περιστρέφει την κεφαλή R2D2 180 μοίρες συνεχώς. Ταυτόχρονα με τον σερβοκινητήρα, και οι δύο κινητήρες συνεχούς λειτουργίας λειτουργούν ταυτόχρονα για καθορισμένο χρόνο και, στη συνέχεια, ο δεξιός κινητήρας DC λειτουργεί μόνο για καθορισμένο χρόνο για να εισαγάγει μια αριστερή στροφή, και στη συνέχεια ο βρόχος επαναλαμβάνεται μέχρι να απενεργοποιηθεί.

Λεπτομερείς εξηγήσεις για το τι κάνει κάθε γραμμή κώδικα παρέχονται μέσα στον ίδιο τον κώδικα.

Σημείωση: Η βιβλιοθήκη servo.h που περιλαμβάνεται στον κώδικα συνοδεύεται από το σκίτσο Arduino.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση του συστήματος ελέγχου

Εάν είναι η πρώτη σας φορά με κυκλώματα, μπορεί να είναι τρομακτικό να το δείτε, αλλά με το σχηματικό σχήμα και τις εικόνες που παρέχονται, η διαδικασία θα πρέπει να είναι αρκετά εύκολη. Με τη συμπερίληψη της πλακέτας οδηγού κινητήρα L298N, η καλωδίωση δεν ήταν ποτέ ευκολότερη.

Υπάρχουν τρία κύρια στοιχεία σε αυτό το σύστημα ελέγχου:

Κινητήρας DC αριστερού ποδιού (ελέγχεται από τον πίνακα οδηγών L298N Motor)

Κινητήρας DC δεξιού ποδιού (ελέγχεται από τον πίνακα οδηγών L298N Motor)

Ο σερβοκινητήρας (ελέγχεται από την πλακέτα Arduino)

Στο βήμα 3, οι καρφίτσες και οι ακροδέκτες της πλακέτας οδηγού μοτέρ επισημαίνονται για την ενημέρωσή σας. Τα θετικά και τα αρνητικά καλώδια εισέρχονται στις αντίστοιχες θύρες τους στον πίνακα οδηγού κινητήρα. Το πακέτο μπαταριών 9V+ που τροφοδοτεί τους κινητήρες και την πλακέτα οδηγού κινητήρα συνδέεται με την αριστερή και τη μεσαία ακίδα στον ακροδέκτη 3 θυρών στον πίνακα οδηγού κινητήρα και η δεξιά θύρα συνδέεται στην πλακέτα Arduino.

Χρησιμοποιώντας καλώδια άλματος 6 αρσενικά σε θηλυκά συνδέστε τους 6 πείρους στις καθορισμένες ακίδες στην πλακέτα Arduino. Λάβετε υπόψη ότι οι ακίδες ενεργοποίησης ΠΡΕΠΕΙ να πάνε στις καρφίτσες με ένα "~" μπροστά του. Πρόκειται για ακίδες PWM που επιτρέπουν στο Arduino να ελέγχει την ταχύτητα του κινητήρα.

Ο σερβοκινητήρας συνδέεται απευθείας με την πλακέτα Arduino. Το πορτοκαλί σύρμα είναι συνδεδεμένο με έναν πείρο "~" επειδή απαιτεί σήμα PWM, ενώ τα κόκκινα και τα καφέ σύρματα είναι θετικά και αρνητικά σύρματα αντίστοιχα. Μια επιπλέον μπαταρία 9V χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία της πλακέτας Arduino μέσω της θύρας μπαταρίας.

Σημείωση: Για ευκολία στη χρήση, μπορείτε να κολλήσετε σε διακόπτες στα θετικά καλώδια για τις μπαταρίες. Αυτό γίνεται με την απογύμνωση του θετικού σύρματος και τη συγκόλληση ενός διακόπτη σε σειρά με το σύρμα.

Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με την πλακέτα προγραμμάτων οδήγησης μοτέρ, εδώ είναι κάποια πρόσθετη βοήθεια που χρησιμοποίησα κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων. Εκμάθηση L298N Motor Driver Board

Βήμα 5: Στοιχεία CAD

Ο στόχος του σχεδιασμού είναι να κάνει κάτι διασκεδαστικό, λειτουργικό και όσο το δυνατόν πιο κοντά στην ποιότητα της ταινίας. Για παράδειγμα, ήθελα η μονάδα R2D2 να καθίσει σε μια μικρή κλίση. Τα πόδια διαμορφώνονται ξεχωριστά από το σώμα και το κεφάλι επιτρέποντας έναν προσανατολισμό του R2D2 σε οποιαδήποτε θέση.

Αυτά είναι τα μέρη που δημιούργησα χρησιμοποιώντας το Autodesk Inventor. Το σώμα, το κεφάλι, τα πόδια, τα πόδια και η εσωτερική δομή είναι όλα ξεχωριστά το ένα από το άλλο. Εάν διαθέτετε τον δικό σας τρισδιάστατο εκτυπωτή, μπορείτε να τον χρησιμοποιήσετε ή εάν έχετε πρόσβαση σε εργαστήριο τρισδιάστατης εκτύπωσης, αυτό λειτουργεί επίσης. Τα εργαστήρια εκτύπωσης είναι γενικά προσιτά, οπότε αν ακολουθήσετε αυτήν τη διαδρομή, θα πρέπει να είναι οικονομικά αποδοτικό. Πήγα τη διαδρομή της κατασκευής κάθε εξαρτήματος από διάφορα υλικά χόμπι που θα συζητηθούν αργότερα λεπτομερώς.

Μια σημείωση σχετικά με το σχέδιο: Τα πόδια είναι κοίλα για να επιτρέπουν στα καλώδια από τον κινητήρα DC να περνούν μέσα από αυτά.

Βήμα 6: Συναρμολόγηση

Πρόλογος: Επέλεξα να κατασκευάσω το R2D2 μου από πίνακα αφρού, πίνακα Illustrator, PVC και ακρυλικό. Αυτά τα μέρη μπορούν επίσης να εκτυπωθούν εύκολα σε 3D.

Σε όλη αυτή την κατασκευή χρησιμοποίησα τα τρισδιάστατα μοντέλα που περιγράφονται στο βήμα 6 για διαστάσεις.

Ξεκίνησα κατασκευάζοντας την εσωτερική δομή του σωλήνα PVC. Το ύψος του σωλήνα είναι 7 ίντσες, οπότε το ύψος της δομής στήριξης θα πρέπει να ταιριάζει μέσα σε αυτό. Ο κινητήρας Servo έχει μια σχισμή κομμένη στο επάνω κομμάτι του σκάφους από αφρώδες κύκλωμα και τα καλώδια οδηγούνται στο σώμα. Ο πίνακας Arduino, L298N και οι μπαταρίες τοποθετούνται με θερμή κόλλα στη δομή στήριξης. Σημειώστε τον προσανατολισμό κάθε εξαρτήματος για να επιτρέψετε τη σύνδεση των μπαταριών και το καλώδιο USB πρέπει να έχει αρκετό χώρο για σύνδεση επίσης. Μόλις τοποθετηθεί το σύστημα ελέγχου, τοποθετήστε τη δομή στήριξης στο σώμα.

Στη συνέχεια δημιούργησα κάθε ξεχωριστό πλαίσιο για τα πόδια. Αναλυτικά στις παραπάνω εικόνες είναι τα κομμάτια που θα χρειαστεί να κόψετε. Προστίθενται κομμάτια στήριξης από σανίδα αφρού για επιπλέον στήριξη. Μην τοποθετείτε το πίσω πλαίσιο στα πόδια μέχρι να περάσουν τα καλώδια από αυτά.

Τα πόδια δημιουργούνται χωριστά πριν στερεωθούν στα πόδια. Οι κινητήρες DC που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτό το έργο προήλθαν από ένα κιτ αυτοκινήτου Arduino και ήρθαν με βίδες στερέωσης που χρησιμοποιήθηκαν για στερέωση στον τοίχο του ποδιού. Μια μικρή τρύπα πρέπει να κοπεί στην κορυφή του ποδιού για να επιτρέψει τη διέλευση του σύρματος. Δύο από αυτά τα πόδια πρέπει να δημιουργηθούν και να προσαρτηθούν στα αντίστοιχα πόδια τους. Και τα δύο τελικά προϊόντα αναφέρονται λεπτομερώς σε συνημμένη εικόνα.

Το μεσαίο πόδι δημιουργείται με τον ίδιο τρόπο που δημιουργείται το αριστερό και το δεξί πόδι. Σημειώνοντας το σχέδιο CAD, υπάρχουν πολλά κομμάτια μισού κύκλου που κόβονται και συνδέονται κάθετα από το πόδι και το κάτω μέρος της μονάδας R2. Αργότερα θα ταιριάζουν μεταξύ τους και θα προστεθεί κόλλα για να έχετε τον σωστό προσανατολισμό του μεσαίου ποδιού. Ένας μικρός τροχός είναι προσαρτημένος σε αυτό το πόδι για να προσθέσει υποστήριξη και ευκολία στο τιμόνι για τη μονάδα R2. Το βρήκα πιο εύκολο να στερεώσω το μεσαίο πόδι πρώτα πριν συνδέσω το αριστερό και το δεξί πόδι/πόδια.

Το κεφάλι δημιουργείται κόβοντας έναν ακρυλικό θόλο και μια σανίδα αφρού για να δημιουργήσει το σχήμα "θόλου". Συνδέστε ένα σερβοβραχίονα στο κάτω μέρος της δομής του θόλου στο κέντρο. Αυτό αργότερα θα συνδεθεί με τον σερβοκινητήρα.

Σημείωση: για να έχετε το κυρτό σχήμα στα πόδια και το κεφάλι, κόψτε το Illustrator (χαρτόνι) σε μήκος και λυγίστε στην καμπύλη της επιλογής σας. Το βρήκα πιο εύκολο να λυγίσω ελαφρώς το χαρτόνι πρώτα σε σχήμα και μετά να το κολλήσω αμέσως στη θέση του.

Τέλος, μπορείτε να βάψετε αυτό το έργο σύμφωνα με τις προτιμήσεις σας. Πήγα με έναν απλό σχεδιασμό για να αποκτήσω την ατμόσφαιρα "R2D2", αλλά να μην είμαι υπερβολικά λεπτομερής και περίπλοκος.

Προειδοποίηση: Εάν χρησιμοποιείτε αφρώδες υλικό, μην χρησιμοποιείτε σπρέι που περιέχει ακετόνη, αλλιώς θα διαλύσει τον αφρό σας.

Βήμα 7: Τελικό προϊόν και χρήση

Εδώ είναι το τελικό προϊόν μετά από μια νέα εργασία και συναρμολόγηση. Μη διστάσετε να προσθέσετε περισσότερες λεπτομέρειες από ό, τι εγώ.

Οι προσθήκες και οι δυνατότητες για αυτό το έργο είναι ατελείωτες! Bluetooth, ήχοι και φώτα που αναβοσβήνουν για να αναφέρουμε μερικά!

Απολαύστε και ευτυχισμένη κατασκευή!