Mê cung đá cẩm thạch được điều khiển bằng Servo Xây dựng 2: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Đây là bản dựng được cập nhật dựa trên bản Có thể hướng dẫn trước đó. Cái này dễ làm hơn và trông đẹp hơn một chút. Ngoài ra, một số kỹ thuật xây dựng mới như sử dụng nam châm để gắn mê cung Lego cũng rất hay.

Dự án dành cho một trang web cho phép bạn điều khiển thiết bị này qua Internet. Như trước đây, vì là một trang web có độ trễ (không có Wiimotes), nên chỉ có 4 lệnh: Lên, Xuống, Trái và Phải. Vì vậy, bản thân mê cung phải được thiết kế cẩn thận để chỉ hoạt động với những lệnh sơ khai đó, và những thiết kế đó được đề cập ở đây.

Sách hướng dẫn này nói về cấu tạo cơ học của dự án này. Những cái khác bao gồm kiểm soát web. Đối với điều khiển cục bộ bằng Arduino, Thiết bị có thể hướng dẫn này có thiết kế và mã bộ điều khiển để làm cho nó chạy. Tôi cũng đã đính kèm phiên bản mới nhất của mã điều khiển cục bộ vào bước cuối cùng của Có thể hướng dẫn này.

Bước 1: Các bộ phận

Kim loại, Gỗ & Linh tinh

6,5 "nhôm góc dày 1,5" x 1,5 "x 1/16"

4 feet thanh nhôm dày 1,5 "x 1/8" - 1/16 "cũng có thể ổn. Tôi đã có một số thanh anodized đẹp, nhưng loại nào cũng được.

Tấm nhựa - dày 10 "x 10" x 1/16 ". Tôi khuyên dùng polycarbonate / lexan vì nó ít có khả năng bị nứt

Lego Base - 10 "x 10" (32 đinh tán x 32 đinh tán)

1x gạch Lego

Đá cẩm thạch - loại đá cẩm thạch có kích thước phù hợp cho hai đinh Lego là 9/16 (14mm), loại đá hoa cương thường thấy trên các trò chơi trên bàn cờ. Land of Marbles có nhiều màu sắc và kiểu dáng với kích thước này.

Thông 1x4 - khoảng 5 feet

(8) Nam châm neodymium dày 1/4 "x 1/16"

Servos - Hitec HS-5645MG được khuyến nghị

Phần cứng

Tôi sử dụng McMaster-Carr để đặt hàng vít không gỉ, đai ốc và vòng đệm, nhưng bạn có thể mua hầu hết chúng tại một cửa hàng phần cứng địa phương. Các vít gỗ là từ cửa hàng gia đình địa phương.

(4) Vít ổ cắm đầu chảo dài 3/8 # 8-32 cho giá đỡ Trục X để gắn bằng nhựa

(4) Vòng đệm phẳng # 8, vòng đệm khóa chia và đai ốc lục giác - Có thể sử dụng đai ốc Keps cho những thứ này

(8) Vít đầu chảo dài 1/2 # 8-32 cho giá đỡ Trục Y

(8) # 8-32 Keps nut

(4) Vít đầu chảo dài 3/8 # 6-32 để gắn servo (hai vít cho mỗi servo)

(4) # 6-32 vòng đệm chia khóa + đai ốc hex

(2) Vít đầu chảo dài 1/4 # 4-40 cho còi servo X Axis

(2) Vít đầu chảo dài 3/8 # 4-40 cho còi servo Trục Y (nhôm dày hơn)

(2) Vít đầu chảo dài 3/4 # 4-40 cho các trục

(6) # 4-40 đai ốc - có thể một vài vòng đệm chia khóa và vòng đệm phẳng cho trục sẽ tốt.

(8) 1 vít tường thạch cao dài 58"

(4) Ốc vít giàn dài # 8 mod 3/4"

Bước 2: Xây dựng Nền tảng và Trục X

Đối với nền tảng, tôi đã sử dụng một miếng nhựa polycarbonate hình vuông. Polycarbonate đẹp hơn acrylic vì nó sẽ không bị nứt khi khoan và cắt. Vì đế Lego là hình vuông 10 inch nên tôi cũng đã làm bằng nhựa với kích thước đó.

Chúng tôi cần gắn một còi trợ động và một trục vào đế, vì vậy tôi cắt một vài miếng 1,25 "từ góc nhôm 1,5" x 1,5 "x 1/16". Tôi thực sự đã cắt ba trong số chúng vì chúng ta cần một cái nữa trong bước tiếp theo.

Tôi đã khoan bốn lỗ 3/16 trên mỗi mảnh để lắp vào nền tảng, nhưng cuối cùng, tôi chỉ sử dụng hai trong số chúng để lắp - tôi sử dụng một cặp lỗ chéo. Tôi đánh dấu các lỗ trên nhựa bằng cách sử dụng giá đỡ như mẫu - Tôi giữ tấm nhựa theo chiều dọc trên bàn để làm cho nó hình vuông và giữ giá đỡ dựa vào nó để đánh dấu các lỗ. Các đầu của các vít sẽ dính chặt vào vị trí của tấm Lego, nhưng hệ thống gắn nam châm mà tôi sử dụng cao hơn, vì vậy đó không phải là một vấn đề.

Trên một giá đỡ, bạn chỉ cần một lỗ 7/64 "ở trung tâm cho vít # 4-40 dài 3/4".

Trên giá đỡ khác, bạn cần một lỗ lớn ở giữa cho còi servo. Tôi thực sự khuyên bạn nên sử dụng máy khoan bước cho việc này - nó an toàn và dễ dàng hơn nhiều cho những lỗ lớn hơn này. Trên còi servo, tôi khoan hai trong số các lỗ với bit 7/64 ", theo dấu chúng vào giá đỡ và khoan giá đỡ. Các vít dài 1/4" # 4-40 được sử dụng để giữ còi servo vào dấu ngoặc.

Để gắn tấm Lego vào đế nhựa, tôi đã sử dụng cặp nam châm - một cặp ở mỗi góc được dán vào mỗi bên để tấm Lego có thể được tháo ra dễ dàng để làm việc. Tôi đã sử dụng keo siêu dính (cyanoacrylate) và bạn cần cẩn thận để không dán các nam châm lại với nhau! Vì vậy, tôi nhỏ những giọt keo lên nhựa và dán nam châm vào keo chứ không phải nhỏ keo lên nam châm. Sau khi chúng khô, tôi bôi keo lên đế Lego và đẩy nó lên trên các cặp nam châm.

Bước 3: Xây dựng trục Y

Có một số cách để tạo trục Y. Tôi đã sử dụng thanh nhôm dày 1/8 "và uốn cong nó. 1/16" có thể ổn, và sẽ dễ uốn hơn rất nhiều. Bạn cũng có thể làm giá đỡ góc từ nhôm góc hoặc sử dụng giá đỡ tiêu chuẩn và chỉ 4 miếng nhôm thẳng. Điều đó có thể làm cho việc xây dựng trở nên dễ dàng hơn vì việc uốn cong kim loại một cách hoàn hảo có thể rất phức tạp, mặc dù việc uốn cong rất nhanh và cách tiếp cận khung có thể nặng hơn và cần nhiều vít và lỗ hơn.

Đối với dự án này, Trục Y là 11,25 "x 12". Đối với phương pháp uốn cong, tôi tách một trong các cạnh 12 "lên cho giá đỡ. Trong trường hợp của tôi, với tấm ghép kim loại 1/8" đối diện với servo cho phép chúng cân bằng tốt nên servo không cần phải vật lộn để giữ nó cấp.

Để tham gia vòng lặp, tôi sử dụng một thanh 1,5 "và khoan 3/16" lỗ và sử dụng vít dài # 8-32 1/2 "với đai ốc Keps. Tôi khoan 8 lỗ trên miếng ghép trước, sau đó lần theo dấu vết các lỗ đó trên trục Y, đặt nó phẳng trên bàn để làm cho nó thẳng hàng đẹp mắt. Với cách tiếp cận dấu ngoặc nhọn, bước này sẽ không cần thiết.

Ở một bên của Trục Y, cần lắp servo cho Trục Z. Tôi lần theo đường viền của servo, đảm bảo rằng còi servo nằm ở giữa cạnh bên. Phần thân servo sẽ hơi lệch. Sau đó, tôi sử dụng một công cụ Dremel để cắt hình chữ nhật, và tạo hình vuông và nhẵn. Để lắp servo, tôi đã sử dụng chính servo làm thanh dẫn và khoan hai lỗ 7/64 cho các vít # 6-32 để gắn nó. Tôi đã sử dụng một vít, vòng đệm khóa chia và một đai ốc để giữ chúng - không có đủ chỗ cho một máy giặt phẳng.

Ở phía đối diện với servo, tại giá đỡ tham gia, hãy khoan một lỗ 7/64 để lắp trục vào.

Cần thêm còi servo và trục quay vào trục Y - giống như trong bước trước.

Bước 4: Xây dựng cơ sở

Sẽ có một giá đỡ servo và một trục trên đế. Một mặt của các miếng nhôm góc đó có thể được cắt rộng đến 3/4 "vì chúng sẽ nằm trên các tấm gỗ thông. Trục chỉ là một miếng nhôm góc dài 1,25" với một lỗ 3/16 "trên đó.

Bạn có thể mua giá đỡ servo hoặc làm một cái - xem hình để biết một cách. Đối với cái tôi đã làm, tôi sử dụng một miếng nhôm góc 1,5 "x 1,5" dài 2,5 ".

Các cơ sở có thể được làm bằng gỗ. Tôi đã sử dụng bảng 1x4 chất lượng cao. Hai trong số chúng dài 15 "và hai dài 13,25" - những yếu tố này rất quan trọng để đảm bảo servo và trục quay khớp hoàn toàn. Tôi đã sử dụng vít tường thạch cao 1-5 / 8 "để giữ chúng lại với nhau. Tôi đã khoan trước các lỗ bằng máy khoan chống chìm vì chúng nằm sát mép gỗ.

Trục xoay được căn giữa ở một trong các cạnh 11,25 và giá đỡ servo ở phía bên kia - hãy đảm bảo căn giữa còi servo, không phải thân servo, sẽ lệch một chút.

Tôi khoan một vài lỗ 3/16 "ở dưới cùng của hai giá đỡ và sử dụng vít lath dài 3/4" # 8 (đầu chảo lớn) để vặn chúng vào gỗ.

Bước 5: Thiết kế mê cung

Chỉ với bốn bước di chuyển ban đầu (Lên, Xuống, Trái, Phải), việc thiết kế mê cung có thể là một thách thức. Bạn không thể biến đá cẩm thạch ở giữa một hành lang, vì vậy cần phải có một số thiết kế đặc biệt. Xem hình để biết các hình dạng cho phép phân nhánh. Tâm của các mẫu có thể có nhiều kích cỡ khác nhau, và có thể hoàn toàn không được sử dụng, nhưng có một thứ gì đó ở đó giúp giữ cho quả bóng đi đúng hướng nếu nó không di chuyển thẳng chính xác. Những thiết kế đó có bốn lối ra, nhưng bạn có thể chặn một trong số chúng để có ba lối ra.

Bước 6: Servos

Tôi đã thử một vài servos với dự án này. Những cái tiêu chuẩn sẽ hoạt động, nhưng sẽ hơi không ổn định khi giữ vị trí cấp. Tôi cũng đã sử dụng các servos Hitec HS-645MG vì chúng đã giữ vị trí cấp tốt hơn nhiều. Tuy nhiên, đối với dự án này, tôi đã chuyển sang sử dụng các servo kỹ thuật số Hitec HS-5645MG vì chúng có nhiều quyền lực mà không bị rung trên bảng mức và dải chết có thể được điều chỉnh để cân bằng bảng nếu cần.

Mã Arduino mới nhất cho chế độ điều khiển cục bộ được đính kèm. Chúc vui vẻ! Đây là một dự án tuyệt vời cho trẻ em ở mọi lứa tuổi để chơi cùng.