R2D2: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

"Hướng dẫn này được tạo ra để đáp ứng yêu cầu dự án của Makecourse tại Đại học Nam Florida (www.makecourse.com)"

Bạn có phải là một fan hâm mộ của Chiến tranh giữa các vì sao? Bạn có yêu thích Astromech Droids không? Bạn có thích làm đồ không? Nếu bạn trả lời Có cho bất kỳ hoặc tất cả các câu hỏi này thì Tài liệu hướng dẫn này là dành cho BẠN!

Hướng dẫn này được thiết kế để giúp bạn dễ dàng nhất có thể trong việc tạo Droid vũ trụ R2D2 của riêng mình!

Bước 1: Danh sách vật liệu

Dưới đây là danh sách đầy đủ các Vật liệu cần thiết:

1 Vi điều khiển Arduino Uno

1 Bảng điều khiển động cơ L298N

2 động cơ DC 6-9V (Thiết lập hộp số tùy chọn)

2 bánh xe

1 cụm bánh xe thầu dầu nhỏ

2 Bộ chuyển đổi pin

6 pin AA

1 pin 9V

Một loại cáp nhảy nam sang nam

Một loại dây nhảy từ nam sang nữ

2 Công tắc (tùy chọn)

1 động cơ servo

Ống PVC 4 "(dài 7")

Mái vòm Acrylic đường kính 4,5"

Tấm xốp

Bảng minh họa

Súng bắn keo nóng

Keo nóng

Keo dán Gorilla

Sơn acrylic (Xanh lam, đen, xám và trắng)

Những cây chổi sơn

Dụng cụ cắt

Ngoài vật liệu, những tài nguyên và công cụ này cũng cần thiết / hữu ích:

Một máy in 3D / Phòng thí nghiệm in 3D

Công cụ hàn

Máy cắt dây và máy thoát y

Một máy tính hoặc máy tính xách tay

Bước 2: Phần mềm cần thiết

Các phần sau được tải xuống miễn phí nếu bạn là sinh viên và được yêu cầu cho dự án này:

Nhà phát minh Autodesk

Phần mềm Arduino

Cả hai phần mềm này đều tương thích với Windows và Mac OSX.

Lưu ý: Bất kỳ chương trình CAD nào cũng sẽ hoạt động; Autodesk Inventor đã được sử dụng cho dự án này.

Bước 3: Phác thảo Arduino

Đây là bản phác thảo Arduino trong phiên bản 1.8.8.

Để chạy mã, hãy tải xuống mã được cung cấp và mở nó từ phần mềm Arduino của bạn

Xác minh rằng bảng Arduino của bạn được kết nối với máy tính của bạn bằng cách nhấp vào "Công cụ" trên thanh trình đơn của bạn và xác minh xem "Cổng" chính xác được chọn

Nhấp vào mũi tên tải lên màu xanh lam khi USB được cắm vào máy tính và bộ điều khiển vi mô của bạn

Mã cho dự án này là một vòng lặp đơn giản. Động cơ servo quay đầu R2D2 180 độ liên tục. Đồng thời với động cơ servo, cả hai động cơ DC đều được chạy cùng một lúc trong một thời gian đã định và sau đó động cơ DC bên phải chỉ được chạy trong một thời gian đã định để thực hiện quay tay trái, sau đó lặp lại vòng lặp cho đến khi tắt.

Giải thích chi tiết về những gì mỗi dòng mã thực hiện được cung cấp trong chính mã đó.

Lưu ý: Thư viện servo.h có trong mã đi kèm với bản phác thảo Arduino.

Bước 4: Lắp ráp hệ thống điều khiển

Nếu đây là lần đầu tiên bạn sử dụng mạch, nhìn vào có thể đáng sợ, nhưng với sơ đồ và hình ảnh được cung cấp, quá trình này sẽ đủ dễ dàng để làm theo. Với việc bao gồm bảng điều khiển động cơ L298N, việc đấu dây chưa bao giờ dễ dàng hơn thế.

Có ba thành phần chính của hệ thống điều khiển này:

Động cơ DC chân trái (được điều khiển bởi Bảng điều khiển động cơ L298N)

Động cơ DC chân phải (được điều khiển bởi Bảng điều khiển động cơ L298N)

Động cơ servo (được điều khiển bởi bảng Arduino)

Trong bước 3, các chân và thiết bị đầu cuối của bảng điều khiển động cơ được dán nhãn để biết thông tin của bạn. Dây dương và dây âm đi vào các cổng tương ứng của chúng trên bảng điều khiển động cơ. Bộ pin 9V + cấp nguồn cho động cơ và bảng điều khiển động cơ được nối dây với các chân bên trái và giữa trên đầu nối 3 cổng trên bảng điều khiển động cơ và cổng bên phải được nối với bảng Arduino.

Sử dụng 6 cáp jumper Male to Female đấu dây 6 chân vào các chân được chỉ định trên bảng Arduino. Lưu ý rằng các chân kích hoạt PHẢI đi đến các chân có dấu "~" phía trước nó. Đây là các chân PWM cho phép Arduino điều khiển tốc độ của động cơ.

Động cơ servo được nối thẳng với bảng Arduino. Dây màu cam được nối với chân "~" vì nó yêu cầu tín hiệu PWM, trong khi dây màu đỏ và màu nâu tương ứng là dây Dương và dây âm. Một pin 9V bổ sung được sử dụng để cấp nguồn cho bảng Arduino thông qua cổng pin.

Lưu ý: Để dễ sử dụng, bạn có thể hàn các công tắc trong dây dương của bộ pin. Điều này được thực hiện bằng cách tước dây dương và hàn một công tắc nối tiếp với dây.

Nếu bạn gặp sự cố với bảng điều khiển động cơ, đây là một số trợ giúp bổ sung mà tôi đã sử dụng khi khắc phục sự cố. Hướng dẫn sử dụng bảng điều khiển động cơ L298N

Bước 5: Các thành phần CAD

Mục tiêu của thiết kế là tạo ra thứ gì đó thú vị, có chức năng và gần với chất lượng phim nhất có thể. Ví dụ, tôi muốn đơn vị R2D2 ngồi ở một độ nghiêng nhẹ. Chân được thiết kế tách biệt với phần thân và phần đầu cho phép định hướng của R2D2 ở bất kỳ vị trí nào.

Đây là những phần mà tôi đã tạo bằng Autodesk Inventor. Cơ thể, Đầu, Chân, Bàn chân và Cấu trúc bên trong đều được làm tách biệt với nhau. Nếu bạn sở hữu máy in 3D của riêng mình, bạn có thể sử dụng máy in đó hoặc nếu bạn có quyền truy cập vào phòng thí nghiệm in 3D, máy in đó cũng hoạt động. Các phòng thí nghiệm in ấn thường có giá cả phải chăng nên nếu bạn đi theo con đường đó, nó sẽ tiết kiệm chi phí. Tôi đã đi lộ trình chế tạo từng thành phần từ các vật liệu sở thích khác nhau mà sau này sẽ được thảo luận chi tiết.

Một lưu ý về thiết kế: Chân được làm rỗng để cho phép dây dẫn từ động cơ DC chạy qua chúng.

Bước 6: Lắp ráp

Lời nói đầu: Tôi đã chọn xây dựng R2D2 của mình từ bảng Foam, bảng Illustrator, PVC và acrylic. Các bộ phận này cũng có thể được in 3D dễ dàng.

Trong toàn bộ quá trình xây dựng này, tôi đã sử dụng các bộ phận được mô hình hóa 3D được trình bày chi tiết ở bước 6 cho các kích thước.

Tôi bắt đầu bằng cách xây dựng cấu trúc bên trong của ống PVC. Chiều cao của ống là 7 inch vì vậy chiều cao của cấu trúc hỗ trợ phải phù hợp với bên trong này. Động cơ Servo có một rãnh được cắt vào miếng bảng xốp hình tròn trên cùng mà các dây dẫn được dẫn vào thân máy. Bảng Arduino, bảng L298N và bộ pin được gắn bằng keo nóng vào cấu trúc hỗ trợ. Hãy lưu ý hướng của từng thành phần để cho phép các bộ pin được gắn vào và cáp USB cũng phải có đủ chỗ để kết nối. Sau khi hệ thống điều khiển được gắn kết, hãy lắp cấu trúc hỗ trợ vào thân máy.

Tiếp theo, tôi tạo từng bảng điều khiển riêng biệt cho các chân. Chi tiết trong các hình trên là những mảnh bạn sẽ cần cắt. Các miếng hỗ trợ của bảng xốp được thêm vào để hỗ trợ thêm. Không gắn bảng mặt sau vào chân cho đến khi dây được chạy qua chúng.

Bàn chân được tạo riêng biệt trước khi gắn vào chân. Các động cơ DC được sử dụng trong dự án này đến từ bộ phụ kiện ô tô Arduino và đi kèm với các vít gắn được sử dụng để gắn vào chân tường. Nên khoét một lỗ nhỏ trên đỉnh chân để cho dây luồn qua. Hai trong số các bàn chân này nên được tạo ra và gắn vào các chân tương ứng của chúng. Cả hai sản phẩm hoàn thành đều được trình bày chi tiết trong một hình ảnh đính kèm.

Bàn chân giữa được tạo ra giống như cách tạo ra bàn chân trái và chân phải. Ghi nhận bản vẽ CAD, có nhiều mảnh nửa hình tròn được cắt ra và gắn theo chiều dọc từ chân và đáy của đơn vị R2. Sau đó, chúng sẽ khớp với nhau và keo sẽ được thêm vào để có được định hướng chính xác của chân giữa. Một bánh xe thầu dầu nhỏ được gắn vào chân này để thêm hỗ trợ và dễ dàng lái cho đơn vị R2. Tôi thấy dễ nhất là gắn chân giữa trước khi gắn chân / bàn chân trái và phải.

Phần đầu được tạo ra bằng cách cắt một mái vòm Acrylic và tấm xốp để tạo hình "mái vòm". Gắn một cánh tay servo vào dưới cùng của cấu trúc mái vòm ở trung tâm. Điều này sau đó sẽ gắn vào động cơ servo.

Lưu ý: để có được hình dạng cong ở chân và đầu, hãy cắt tấm bìa cứng (bìa cứng) Illustrator theo chiều dài và uốn thành đường cong bạn chọn. Trước tiên, tôi thấy dễ nhất là uốn cong một chút tấm bảng thành hình dạng và sau đó dán keo vào vị trí ngay lập tức.

Cuối cùng, bạn có thể vẽ dự án này theo ý thích của bạn. Tôi đã thiết kế đơn giản để có được sự rung cảm của "R2D2" nhưng không quá chi tiết và phức tạp.

Cảnh báo: Nếu sử dụng ván xốp, không sử dụng sơn phun có chứa axeton nếu không sẽ làm tan tấm ván xốp của bạn.

Bước 7: Sản phẩm cuối cùng và sử dụng

Đây là sản phẩm cuối cùng sau công việc sơn mới và lắp ráp. Vui lòng thêm nhiều chi tiết hơn tôi đã làm.

Các bổ sung và khả năng cho dự án này là vô tận! Bluetooth, âm thanh và đèn nhấp nháy để đặt tên cho một số!

Tận hưởng và hạnh phúc khi làm!