Robot DMX Animatronic: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Dự án này mô tả sự phát triển của một nguyên mẫu hoạt hình điện tử đầy đủ chức năng. Nó được thực hiện từ đầu và nhằm mục đích trở thành hướng dẫn cho sự phát triển của các robot hoạt hình phức tạp hơn trong tương lai. Hệ thống dựa trên vi điều khiển Arduino. Giao thức giao tiếp với các thiết bị khác là DMX512. Sự lựa chọn của giao thức truyền thông này là do nó là một tiêu chuẩn trong thế giới công nghệ chiếu sáng, một môi trường chung cho loại robot này. Robot được phát triển bao gồm động cơ servo và các loại đèn LED khác nhau. Việc sản xuất các thành phần cơ khí được thực hiện chủ yếu bằng in 3D sau khi tạo mô hình bằng Solidworks.

Quân nhu

• Arduino MEGA
• 3 đèn LED 5mm
• Đầu nối XLR3
• Nguồn điện 5V DC và đầu nối
• 2 Servos MG996R
• Mô-đun MAX485
• Ma trận điểm ảnh LED WS2812 tròn
• 2 giá đỡ servo
• 2 bánh răng servo
• Vòng bi 3x8x4mm
• 12 nam châm neodymium 8x3mm
• Bu lông và đai ốc M3

Tổng chi phí vật liệu bao gồm PLA khoảng 60 $

Bước 1: Thiết kế Animatronic

Trước hết, nếu bạn muốn tạo thiết kế animatronic của riêng mình, bạn phải thiết kế nó bằng phần mềm CAD như Solidworks hoặc Autodesk fusion 360. Hãy thiết kế suy nghĩ về những bộ truyền động và các yếu tố (chẳng hạn như servo, đèn…) mà bạn muốn. sử dụng. Nếu bạn muốn tái tạo mô hình này, bạn có sẵn các tệp STL ở bước tiếp theo.

Bước 2: In 3D các mảnh

Để in tất cả các miếng, tôi đã sử dụng chiều cao lớp 0,16mm và đầu phun 0,4mm để có bản in chất lượng cao. Các miếng đầu sử dụng hỗ trợ. Trên một bản in chất lượng cao như vậy, có thể mất tới 100 giờ để in tất cả các phần cần thiết trên nguyên mẫu này.

Bước 3: Thiết kế mạch điện tử

Một khi bạn biết tất cả các thành phần sẽ đi vào thiết kế của mình, hãy dành thời gian để tìm ra cách kết nối mọi thứ lại với nhau. Tôi đã sử dụng phần mềm fritzing để thiết kế sơ đồ điện tử. Đối với dự án này, tôi đã sử dụng vi điều khiển Arduino MEGA.

Bước 4: Đánh bóng và sơn các mảnh đầu

Khi bạn đã in tất cả các mảnh, đã đến lúc đánh bóng và phun sơn phần đầu. Tôi đã sử dụng sơn mờ màu đen để nó có độ tương phản tuyệt đẹp với đèn LED. Sau khi sơn khô, lắp các nam châm vào các lỗ trên đầu và đế để ghép từ tính của các mảnh.

Bước 5: Nối dây điện tử

Trước khi thêm tất cả các thành phần vào lắp ráp, bạn phải nối dây tất cả các thành phần điện tử. Tôi đã sử dụng cáp 30cm 26awg. Để có cái nhìn đẹp hơn cho các đèn LED ở miệng, bạn có thể đánh bóng chúng bằng máy đánh giấy hạt mịn.

Bước 6: Lắp ráp cơ học

Sau khi bạn có tất cả các thành phần lắp ráp chúng. Hầu hết các bộ phận kết nối bằng cách sử dụng bu lông và đai ốc M3 chung.

Bước 7: Hàn các bo mạch điện tử

Để gắn tất cả các thành phần điện tử, tôi đã sử dụng một bảng mạch đa năng 5x7 cm được cắt làm đôi. Một nửa chứa phần truyền thông và nửa còn lại chứa bảng phân phối điện. Trên hộp điện tử, bạn cũng có thể bao gồm một đầu nối XLR3 cái để cắm cáp DMX và một giắc nguồn cái để cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống. Trong trường hợp của tôi, tôi đã sử dụng đầu nối hàng không 3 chân vì tôi không có đầu nối XLR3. Nếu bạn sử dụng loại đầu nối này, bạn cần tạo cáp kết nối DMX với hàng không.

Bước 8: Lập trình thiết bị

Chương trình sử dụng 3 thư viện: FastLED.h, Adafruit_TiCoServo.h và DMXSerial.h. Thư viện servo thông thường không hoạt động vì nó xung đột với thư viện FastLED. Từ đoạn mã này, có thể dễ dàng hiểu cách thêm nhiều phần tử hơn hoặc điều khiển các loại thiết bị truyền động khác, trong trường hợp các thiết bị hoạt hình phức tạp hơn.

Bước 9: Kiểm tra thiết bị

Để kiểm tra thiết bị, bạn có thể sử dụng bất kỳ nguồn nào xuất ra DMX. Trong trường hợp của tôi, tôi đã sử dụng bảng điều khiển DMX, nhưng bạn có thể tạo phần cứng Arduino của riêng mình để xuất DMX với cùng một thư viện được sử dụng trong dự án này. Bạn cũng có thể sử dụng cáp USB sang DMX và một phần mềm như Xlights.