Lắc xương: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Trong hướng dẫn này, chúng tôi chỉ cho bạn một dự án liên quan đến trang trí Halloween, cụ thể chúng tôi sẽ chỉ cho bạn thiết kế và lắp ráp một chiếc quan tài với cánh tay bằng xương có chuyển động. Mục tiêu chính khi xây dựng dự án này là làm cho cánh tay của bộ xương có khả năng di chuyển nắp quan tài nơi nó được đặt, vì đây sẽ là chuyển động chính để thực hiện và chúng tôi phải chế tạo nó bằng động cơ servo hoặc bước để đạt được mục tiêu thứ hai của chúng tôi, một dự án đơn giản với chi phí thấp phù hợp với tất cả mọi người.

Bước 1: Bước 1: Tổng quan và Quy trình thiết kế

Đầu tiên, chúng tôi tiến hành xác định mô hình 3D của tập hợp xương tạo thành cánh tay của bộ xương có kích thước hợp lý cho một mô hình, vì chúng tôi cũng không quan tâm đến việc tạo mô hình kích thước đầy đủ, vì điều này sẽ làm tăng chi phí đáng kể, cũng như hạn chế mô-men xoắn do động cơ servo cung cấp. Việc lắp ráp các bộ phận tạo thành cánh tay được thiết kế trong SolidWorks.

Khi chúng tôi đã xác định 3D, chúng tôi bắt đầu thiết kế quan tài nơi nó sẽ được đặt. Khi thiết kế quan tài, chúng tôi phải tính đến các yếu tố nhất định như kích thước của bộ xương, kích thước của nguyên mẫu cùng với Arduino sao cho tất cả phần cứng được đặt bên trong nó để có được chất lượng hoàn thiện cao hơn. Thiết kế của chiếc quan tài được thực hiện bằng AutoCad với ý tưởng là làm một chiếc quan tài bằng gỗ để nó có thể được cắt laser và trông giống như thật nhất có thể. Ngoài ra, trong thiết kế của chiếc này, một loạt các dây buộc đã được thực hiện với mục đích có được một chiếc quan tài có hình dạng xếp hình để mọi thứ đều khớp hoàn hảo và một khoản tiền gấp đôi để cung cấp toàn bộ phần cứng của dự án, điều đó có thể nói, Arduino, protoboard và các yếu tố khác định hình dự án. Chúng tôi cũng quyết định thêm một số bản vẽ với chủ đề khủng bố để đánh dấu gỗ bằng tia laser nhằm tạo sự độc đáo và cá tính cho quan tài.

Bước 2: Bước 2: Vật liệu cần thiết

Ở đây chúng tôi chỉ cho bạn danh sách tất cả các thành phần và mảnh cần thiết để xây dựng quan tài của bạn để trang trí vào Halloween. Tất cả các phần đều được tiêu chuẩn hóa để chúng dễ dàng tìm thấy cả trên internet và trong các cửa hàng điện tử và phần cứng vật lý.

Thiết bị điện tử:

Arduino Uno x 1

Servomotor Towerpro SG90 x 1

Cảm biến ultrasónico HC-SR04 x 1

Led (đỏ) x 1

Kháng 220 Ω x 1

Protoboard x 1

Dây Jumper nam x 6

Dây nhảy nữ x 4

Cáp USB 2.0 x 1

Phần cứng:

Vít kim loại tấm (M3) x 4

Dây tóc máy in 3D (trong trường hợp bạn không có máy in 3D, nên có một máy in 3D trong không gian làm việc cục bộ hoặc các bản in có thể được thực hiện trực tuyến với giá khá rẻ)

Bảng gỗ (600x800x5) x 1

Bản lề x 2

Công cụ:

máy in 3D

Máy cắt laser

Máy khoan

Súng lục silicon

Băng keo hai mặt

Trang trí (Tùy chọn):

Bình xịt

Bông

Bước 3: Bước 3: Các bộ phận được sản xuất kỹ thuật số

Các bộ phận cần thiết của dự án này phải được thiết kế tùy chỉnh để chúng được thiết kế ở dạng 3D bằng phần mềm SOLIDWORKS, đặc biệt là phần khung xương. Chúng đã được in trong PLA. Bạn có thể chọn màu tùy thích nhưng màu trắng là thứ làm cho xương này giống với xương thật. Một số mảnh yêu cầu giá đỡ vì chúng có hình dạng phức tạp với các hình chiếu, tuy nhiên, các giá đỡ có thể dễ dàng tiếp cận và có thể được tháo ra. Chúng chủ yếu hòa tan trong nước, nhưng cánh tay, vì nó có xương nhỏ, rất phức tạp, vì vậy bạn có thể sử dụng máy cắt. Trong khi các mảnh tạo nên quan tài được thiết kế trong AutoCad và được cắt bằng laser trên gỗ thông dày 5mm. Dưới đây, bạn có thể tìm thấy danh sách đầy đủ các bộ phận và STL để in phiên bản của riêng bạn và các thiết kế 2D cho các bộ phận cắt bằng laser. Tổng cộng, có 3 phần cần được in 3D, và phần X cần được cắt laser. Tổng thời gian in khoảng 4 giờ 30 phút.

Bước 4: Bước 4: Chuẩn bị liên kết và kết nối

Khi chúng tôi đã chuẩn bị tất cả vật chất và phần cứng, chúng tôi đã sẵn sàng để bắt đầu gắn kết các kết nối cố định và di động. Đầu tiên, chúng ta cần dán tấm protoboard và arduino, bằng băng keo hai mặt, vào phần dưới cùng của quan tài, bạn phải kiểm tra xem đó có phải là mặt không có hình vẽ không. Bây giờ chúng ta phải sửa động cơ servo, chúng ta cần súng silicon và 2 miếng vuông. Chúng tôi cố định các mảnh với nhau và mô tơ, để nó ở đúng cao, và cuối cùng chúng tôi cố định mô tơ với 2 mảnh vào mảnh dưới cùng của quan tài, đảm bảo rằng trục của mô tơ servo được đặt thẳng hàng với tâm của quan tài và ở phần thấp nhất, không bít lỗ cho các mảnh tường. Bây giờ chúng ta có động cơ servo ở đúng vị trí và hoàn toàn cố định. Đối với bước tiếp theo, chúng ta cần dán phần cuối, “vai”, của cánh tay đòn vào mảnh hình chữ “L” của trục động cơ servo, đảm bảo rằng nó được căn giữa một lần nữa.

Bước 5: Bước 5: Đấu dây và mạch điện

Việc lắp ráp mạch này không có gì phức tạp vì tất cả các phần tử đều phù hợp để làm việc với điện áp mà Arduino hoạt động, vì nếu chúng ta sử dụng các thiết bị khác phức tạp hơn, chúng ta nên thay đổi để không làm cháy bo mạch chủ Arduino. Các chân và kết nối của động cơ servo và các phần tử khác được xác định trong đoạn mã dưới đây.

Bước 6: Bước 6: Lắp ráp

Khi chúng tôi đã có sẵn hệ thống dây điện và các kết nối cố định và di động, chúng tôi có thể bắt đầu lắp ráp quan tài. Vì vậy, chúng tôi đã sẵn sàng phần dưới cùng, bây giờ chúng tôi cần gắn các phần bên một cách chính xác, để hình vẽ bên ngoài của nó. Việc đặt thực sự đơn giản, các mảnh chỉ cố định ở đúng vị trí, bạn sẽ nhận thấy nhanh chóng nếu không. Khi chúng tôi chắc chắn rằng mọi thứ đã được đặt tốt, chúng tôi tiến hành dán nó bằng súng silicon. Sẽ như thế này:

Phần tiếp theo chúng ta phải gắn là phần dưới cùng giả, một phần có một lỗ hình chữ nhật. Muốn vậy, đầu tiên ta phải đặt các miếng vuông theo phương thẳng đứng vào bên trong thành quan tài, làm giá đỡ, cuối cùng đặt phần đáy giả lên trên, không cần dán keo vì thật chặt, nhưng ta có để đảm bảo rằng điều đó đã dừng lại với các hỗ trợ. Sau đó, chúng tôi lấy cảm biến và chúng tôi dán nó vào phần còn lại của cánh cửa, và chúng vào quan tài như thế này:

Bước cuối cùng của quá trình lắp ráp là lắp cửa vào quan tài, vì vậy chúng ta cần hai thanh răng và vặn chúng vào bức tường bên phải, đảm bảo rằng cửa đóng mở trước khi cố định và việc lắp ráp hoàn tất!

Bước 7: Bước 7: Lập trình quan tài

Để dự án hoạt động bình thường, chúng tôi quyết định lập trình mã này để có thể di chuyển các mức độ chuyển động của servo, vì tùy thuộc vào vật liệu bạn sử dụng cho quan tài, bạn sẽ cần cung cấp cho nó mức độ mở lớn hơn, để nó tác động lực lớn hơn để mở quan tài. Bạn có thể sửa đổi giá trị này trong mã, cụ thể trong biến góc, cũng như giá trị trả về của servo. Tức là, nếu bạn muốn bàn tay quay trở lại nhanh chóng hoặc với độ trễ nhất định, bạn cũng có thể sửa đổi nó, cụ thể là giá trị góc (-X). Giá trị bạn ghi càng lớn thì giá trị đó sẽ trả về càng nhanh và servo càng nhỏ sẽ trả về chậm hơn hoặc mượt mà hơn. Chúng tôi để lại mã bên dưới để bạn có thể đặt quan tài cho riêng mình.

Bước 8: Bước 8: Kết quả cuối cùng:

Cuối cùng, khi mã và toàn bộ cụm quan tài được tải cùng với cánh tay bộ xương và tất cả các phần cứng, chúng tôi sẽ kiểm tra hoạt động chính xác của quan tài. Chúng tôi khuyên bạn nên thay đổi góc quay của động cơ servo tùy thuộc vào vật liệu bạn đã sử dụng trong việc chế tạo quan tài để làm cho cánh tay có khả năng di chuyển phần trên của quan tài. Bạn cũng có thể sửa đổi tốc độ quay trở lại của cánh tay, như chúng tôi đã đề cập trong các bước trước, theo ý muốn. Bạn cũng có thể thử nghiệm bằng cách đặt một bước thay vì một động cơ servo hoặc hai động cơ servo để mở quan tài nhanh hơn. Hy vọng bạn thích tài liệu có thể hướng dẫn này và nó đã truyền cảm hứng để bạn xây dựng tài liệu của riêng mình.

Chúc bạn thành công!