Käeshoitav Zoetrope'i skulptuur: 12 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Jälgi autorilt rohkem:

See juhend on miniatuurne, peopesasuurune versioon John Edmarki kaunitest morfiseerivatest õitsvatest skulptuuridest. Animatsiooni tagamiseks on skulptuur seestpoolt valgustatud suure heledusega stroboga. Ketrusosa trükiti Emberi 3D-printerile ja strobotahvel loodi programmiga Autodesk Circuits, mis on nüüdseks lõppenud.

Osade nimekiri:

• 1 x 3D trükitud õitseng

• 1 x LED strobo trükkplaat (OSHPARK)

  • 6 x suure heledusega LED-d (CREE XP-E firmalt Digikey valge, roheline või punane)
  • 1 x mikrokontroller (ATtiny-85 firmalt Digikey)
  • 3 x MOSFET -i (IRF7103PbF Dual MOSFET firmalt Digikey)
  • 1 x fototransistor (LTR-301 firmalt Digikey)
  • 1 x fotodiood (LTE-302 firmalt Digikey)
  • 1 x iga 330Ω 1206 takisti (ERJ-8GEYJ331V firmalt Digikey)
  • 1 x 1kΩ 1206 takisti (Digikey ERJ-8GEYJ102V)
  • 1 x 10 kΩ 1206 takisti (ERJ-8GEYJ103V firmalt Digikey)
  • 6 x 100nF 1206 kondensaatorit (CL31A106KACLNNC firmalt Digikey)
  • 1 x 6-pin naissoost päis (PPTC061LFBN-RC firmalt Digikey)
  • 1 x 3-kontaktiline isane päis (PREC003SAAN-RC firmalt Digikey)
• 1 x pideva pöörlemise servomootor (Parallax #900-00008 firmalt Digikey)
• 1 x 1/16 tolli läbimõõduga 12-tolline puur (Bosch BL2731, Amazon)
• 2 x 2 AAA patareihoidjat (Digikey Keystone Electronics 2468)

• 1 x liuglüliti (Jameco SS-12E17 või samaväärne)

Samm: trükkplaadi tellimine

Allpool leiate ZIP -faili, kus on kõik tellimiseks vajalik. Kasutage seda faili oma PCB valmistamiseks. Seal on palju trükkplaatide tootjaid. Soovitan OSHPark.com-i odava, kvaliteetse ja keskmise kiirusega tasakaalu tagamiseks kõikjal maailmas. Olen koostanud projekti, et tellimine oleks lihtne.

Samm: ühendage trükkplaat - pinnale paigaldatavad osad

Minu lauad saabusid 4 -liikmelises rühmas, millel olid väikesed sakid (tellisin 12 tahvlit). Mul oli osi kahe korraga kokku panemiseks. Klõpsasin sakke nii, et töötasin kahekesi.

Pinnakinnitusosade jootmiseks kasutasin tagasivooluahju, kuigi samal eesmärgil saate kasutada kuumutuspüstolit (üksikasjad allpool). Kasutasin osade jootmiseks tagasivooluahju ja selle juhendi juhiseid.

1. Kandke jootmispasta süstla abil kõikidele plaadi (te) ülaosas olevatele pinnakinnituspatjadele. Pange pasta kindlasti kõikidele padjadele ja mitte liiga palju, et te ei satuks sellega liiga palju sildu. See tõmbub tagasi padjadesse, kui liiga palju ei kanta. Ülaltoodud pildil katab pasta selgelt mitu padja, kuid see ei olnud liiga palju pasta, et pärast küpsetamist silda tekitada.

2. Asetage kõik komponendid plaadile ettevaatlikult oma kohale.

   • Valgusdioodide puhul on kaks väikest nurgaruutu suunatud tahvli keskaugust eemale.
   • Kõigil kolmel MOSFET -kiibil on sama suund. MOSFET -ide ja ATTiny85 tihvti 1 positsioneerimiseks vaadake pilti.
   • Takistite asukoht on illustreeritud ühel ülaltoodud pildil. R1 on 10 kΩ, R2 on 330 Ω, R3 on 1 kΩ. Orienteerumisel pole tähtsust.
   • Kõik kondensaatorid on ühesugused ja suund pole oluline.
3. Plaadi soojendamiseks ja jootmise lõpetamiseks kasutage juhiseid järgivat tagasivooluahju.

3. samm: alternatiiv: voolab uuesti kuumutuspüstoli abil

Kui teil pole juurdepääsu tagasivooluahjule, saate jootmise lõpetada väikese õhuvooluga soojuspüstoli abil. Asetage trükkplaat soojust hajutavale pinnale (ma kasutasin Chipotle kausi kaant) ja kuumutage plaati ettevaatlikult väikese õhuvooluga kuumutuspüstoli abil, kuni kogu jootmisalus on muutunud läikivaks hõbedaseks. Kui puhur on liiga tugev, võib see põhjustada osade tagasilöögi ajal padjadelt eemaldumist.

Märkus: ülaltoodud pilt on trükkplaadi esimesest versioonist (kontseptsiooni tõend). See näeb välja natuke teistsugune, kuna sellel oli täiendav auk ja see ei sisaldanud tahvlil olevat ATtiny85 mikrokontrollerit

4. samm: ühendage trükkplaat - läbi aukude osad

Asetage kaks päist (6 -pin naissoost ja 3 -pin naissoost) nii, et need jääksid trükkplaadi alumisest küljest allapoole. Jootke need oma kohale (joodis paigaldatakse plaadi ülemisele küljele).

Kinnitage optilise kodeerija osad väiksema plaadiava mõlemal küljel. Need peaksid jääma tahvli ülemisest küljest välja, läätse pool (muhkega) üksteise poole. Punase täpiga (fototransistor, LTR-301) on plaadil kahe suure augu vahel. See, millel on kollane täpp (fotodiood, LTE-302), asub väiksema augu teisel küljel. Nende jootmine kantakse plaadi alumisele küljele.

Pärast kodeerija osade jootmist lõigake tihvtid ja jootetükk nii, et see oleks plaadi põhjaga võimalikult ühtlane. See võimaldab pardal istuda servo peal võimalikult madalal.

Samm: mikrokontrolleri programmeerimine

Kasutasin Arduino UNO plaati, et toimida kontrolleri programmeerimisseadmena, järgides seda juhendit. Selles kuvatakse programmeerimiseks järgmine kaardistamine Arduino tihvtidest ATtiny tihvtideni:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8 (Vcc)
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4 (GND)
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1 (PB5)
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5 (PB0)
• Arduino tihvt 12 → ATtiny Pin 6 (PB1)
• Arduino tihvt 13 → ATtiny Pin 7 (PB2)

Ühenduspunktid on märgistatud ülaltoodud pildil. Kasutage sobivate ühenduste tegemiseks haaketraati.

Alustades programmeerijana seadistatud Arduino UNO -st (või samaväärsest) (vt ülaltoodud juhiseid), avage Arduino IDE -s allolev projekt bloom.ino. enne programmeerimist peate Arduino IDE -s tegema järgmist:

• Tööriistad → Programmeerija → Arduino kui Interneti -teenuse pakkuja
• Tööriistad → Tahvel → ATtiny85 (sisemine 8 MHz kell)
• Tööriistad → Boot Bootloader

Seejärel programmeerige nagu tavaliselt.

Samm: muutke mootorit

Mootorit tuleb muuta, eemaldades enamasti mittevajalikud osad, sealhulgas ülemise korpuse ja suurema osa hammasrattast.

1. Alustuseks lisage teibi tükk ümber mootori ühelt küljelt, üle põhja ja teisele küljele, kattmata põhjakruvisid. See hoiab kruvide eemaldamisel põhja suletuna. Kasutasin piltidel sinist maalriteipi, et see nähtav oleks. Lõppkokkuvõttes kasutasin musta linti, kuid see ei paistnud piltidel.
2. Eemaldage kruvi, mis hoiab mootori ülaosas plastikust X -kinnitust, ja eemaldage plastik X.
3. Eemaldage 4 kruvi alt. Hoidke kruvid alles. Soovi korral saate neid hiljem projekti käigus kasutada.
4. Käikude paljastamiseks eemaldage mootori ülemine kaas.
5. Eemaldage kõik, välja arvatud keskmine alumine käik. Saate need käigud ära visata. Te ei vaja neid.

Järgmisena eemaldate trükkplaadi mahutamiseks mootori korpusest osa plastikust.

1. Eemaldage järelejäänud käik ja asetage see kõrvale. Teil on seda hiljem vaja.
2. Raseerige sae / viili abil üleval olev suurem plastik (lähivõtte pildil vasakul). See võimaldab trükkplaadil sellesse piirkonda mahtuda.
3. Viilige ülestõstetud osa küljed teiselt poolt (lähipildil paremal).

Paigaldage trükkplaat servo ülaosale ja veenduge, et see sobiks hästi ja oleks võimalikult ühtlane. Kui see ei sobi hästi, tehke kohandusi vastavalt vajadusele. Järgmiseks sammuks eemaldage trükkplaat servost.

Samm: asendage telg

Asendage telg pikemaga. See aitab zoetroopil pöörlemise ajal mitte kõikuda.

1. Eemaldage tangide abil väike metallist telg, mis hoiab alles jäänud käiku, ja asetage käik kõrvale.
2. Lõika 41 mm (1 5/8 tolli) puuri otsast (mitte lõikavast küljest), kasutades rauasaega või häid lõikureid.
3. Viilige ots (ud) viiliga või liivapaberiga siledaks.
4. Asetage käik tagasi oma kohale ja paigaldage uus telg oma kohale. Vajutage telge alla, kuni see on auku istunud.

Telg võib tunduda turvaline, kuid kogemus on mulle näidanud, et aja jooksul võib see käsitsi surudes suruda lahti ja seda on raske paigal hoida. Selle lahendamiseks võite võtta haamri ja koputada uut telge õrnalt auku.

Samm: akud

See samm näitab mõningaid katseid ja vigu minu poolt selle seadme algsel loomisel. Minu esimene plaan oli see, et tahvlil oleks alati toide ja kõik muu käivitamiseks loodan, et mikrokontroller jälgib nuppu. Avastasin, et isegi kui servo ei liigu, võtab see patareidest väikese voolu, nii et need tühjenevad isegi siis, kui seadet ei kasutata. Hiljem lisasin seadme sisselülitamiseks liuglüliti, et patareid täielikult lahti ühendada, kui seda ei kasutata.

Alustuseks asetage kaks akuhoidikut (ilma akudeta) servomootori mõlemale küljele nii, et tahked juhtmed oleksid üksteise poole ja kattuksid. Kasutage eemaldatavat linti, et akusid paigal hoida. Algselt olin kaks ülemist juhtmest kokku jootnud, kuid hiljem lõikasin need, et lisada liuglüliti. Soovitan seda siiski teha, sest nende kahe juhtme kokku jootmine lisab jäikust, mis aitab ülejäänud protsessis. Liuglüliti lisamiseks on neid juhtmeid hiljem lihtne lõigata. Niisiis, kui seda öeldud, jootke kaks ülemist traati kokku.

Kasutades juhtplaadina trükkplaati, painutage alumised juhtmed nii, et need jääksid ülespoole ja joonduksid trükkplaadi 6-kontaktilise naissoost päise kõige välimistest aukudest. Kärpige juhtmeid traadilõikuritega nii, et need oleksid ikka piisavalt pikad, et ühendada kindlalt sisendpeaga, kui trükkplaat on servomootori peal. Trükkplaadi ülaosa peaks joonduma akuhoidikute ülaosaga.

Eemaldage teip, mis hoiab akusid servo külge, ja asetage servo mõlemale küljele kahepoolne teip. Asetage servo tagasi akuhoidikute vahele, asetades selle uuesti nii, et trükkplaadi ülaosa oleks akupesa ülaosaga samal tasemel, ja vajutage tugevalt kokku.

9. samm: asjade kokkupanek

Lisage trossplaadi naissoost päise PB0 ja PB1 pistikute vahele täisjuhtmega hüppaja. See oli koht, kus ma kavatsesin seadme käivitamiseks ühendada nupu. Hüppaja lisamine muudab selle nii, et see käivitub toite sisselülitamisel.

Asetage trükkplaat servo kohale.

Keerake servo juhtmed ümber aluse ja ühendage trükkplaadil oleva 3-kontaktilise isasega. Päist vaadates on maapealne külg (must või pruun traat) paremal. Võib kuluda mõningaid tegevusi, et see kenasti kokku keerata ilma liigse lõtvuseta. Seejärel kleepige juhtmed oma kohale. Kasutasin enda jaoks musta mustrit (kangast linti).

Seejärel lisage toite juhtimiseks slaidilüliti. Slaidilülitil on kolm tihvti. Kasutate ainult kahte neist: keskmist ja ühte külgmist tihvti (pole vahet, milline). Lõika lõikurite abil kasutamata külgnõel ära.

Hoidke slaidilülitit ühendatud akuhoidikute joodetud traatpostist kinni. Märkige juhtmetele punkt, kuhu slaidilüliti tihvtid hiljem joodetakse (mina kasutasin musta teravikupliiatsit).

Lõigake eelnevalt kokku joodetud traatpostid, et neil oleks väike vahe, mis vastab tihedalt slaidilüliti kahe tihvti vahekaugusele. Juhtmete lõhe ületamiseks jootke slaidilüliti.

10. samm: Zoetrope'i alus (valikuline)

Tahtsin saada seadmele kena 3D -prinditud aluse. Siin on TinkerCADi disain. Seadme tööks pole seda alust vaja luua, kuid see näeb kena välja. Prindifail on allpool.

11. samm: Zoetrope'i mudel

TinkerCADi ketrusosa 3D -mudeli leiate siit.

Allpool leiate selle mudeli STL -i ja TAR -faili, mis sisaldab printimiseks viilutatud kihte. Ma ei sisalda juhiseid printimiseks Autodesk Emberi printeriga, kuna selle printeri kasutamiseks on olemas mitmeid juhiseid, nagu see.

12. samm: viimistlus

3D -printimise kolm sakki tuleb muuta läbipaistmatuks, vastasel juhul ei suuda trükkplaadi optilised kodeerijaosad nende möödumist usaldusväärselt tuvastada. Kasutasin musta küünelakki ja see töötas suurepäraselt. Algselt proovisin lihtsalt musta Sharpie pliiatsit, kuid see ei olnud optilise katkestajana usaldusväärne.

Kui vahelehed on läbipaistmatuks muudetud, peaksite minema. Asetage zoetroop võllile ja lülitage toide sisse!