Kézi Zoetrope szobor: 12 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Kövesse a szerző további információit:

Ez az oktatható miniatűr, tenyérnyi változata John Edmark gyönyörű, morfondírozó virágzó szobrait. A szobrot belülről nagy fényerejű stroboszkóp világítja meg, hogy biztosítsa az animációt. A fonó részt Ember 3D nyomtatón nyomtatták ki, a stroboszkópot pedig a már megszűnt Autodesk Circuits program segítségével hozták létre.

Alkatrész lista:

• 1 x 3D nyomtatott virágszobor

• 1 x LED villogó áramkör (OSHPARK)

  • 6 db nagy fényerejű LED (CREE XP-E a Digikey cégtől fehér, zöld vagy piros színben)
  • 1 x mikrokontroller (ATtiny-85, Digikey)
  • 3 x MOSFET (IRF7103PbF Dual MOSFET a Digikey -től)
  • 1 x fototranzisztor (LTR-301, Digikey)
  • 1 x fotodióda (LTE-302, Digikey)
  • 1 x egyenként 330Ω 1206 ellenállás (ERJ-8GEYJ331V, Digikey)
  • 1 x 1kΩ 1206 ellenállás (ERJ-8GEYJ102V, Digikey)
  • 1 x 10kΩ 1206 ellenállás (ERJ-8GEYJ103V, Digikey)
  • 6 x 100nF 1206 kondenzátor (CL31A106KACLNNC, Digikey)
  • 1 db 6 tűs női fejrész (Digikey PPTC061LFBN-RC)
  • 1 x 3-tűs dugó (PREC003SAAN-RC, Digikey)
• 1 x folyamatos forgású szervomotor (Parallax #900-00008, Digikey)
• 1 x 1/16 hüvelyk átmérőjű, 12 hüvelykes fúrófej (Bosch BL2731 az Amazon-tól)
• 2 x 2 AAA elemtartó (Keystone Electronics 2468, Digikey)

• 1 x csúszó kapcsoló (SS-12E17 a Jameco-tól, vagy ezzel egyenértékű)

1. lépés: Az áramköri lap megrendelése

Az alábbiakban megtalálható a rendeléshez szükséges ZIP fájl. Használja ezt a fájlt a PCB gyártásához. Sok nyomtatott áramköri lap gyártója létezik. Az OSHPark.com webhelyet ajánlom az alacsony költségű, kiváló minőségű, közepes sebességű egyensúlyhoz, hogy bárhol a világon szállítson. Létrehoztam egy projektet a rendelés megkönnyítése érdekében.

2. lépés: Szerelje össze az áramköri lapot - Felületre szerelhető alkatrészek

A tábláim 4 fős csoportban érkeztek, kis fülekkel rögzítve (12 táblát rendeltem). Volt alkatrészem, hogy egyszerre kettőt összeszereljek. Úgy pattintottam a füleket, hogy csak kettővel dolgoztam.

Visszafolyó kemencét használtam a felületre szerelt alkatrészek forrasztásához, bár ugyanarra a célra használhat hőpisztolyt is (részletek alább). Az alkatrészek forrasztásához a visszafolyó sütőt és az ebből az utasításból származó utasításokat használtam.

1. Egy fecskendővel vigyen fel forrasztópasztát a tábla (k) tetején található összes felületi rögzítő párnára. Ügyeljen arra, hogy pasztát kenjen az összes párnára, és ne túl sokat, hogy ne kerüljön túlságosan áthidaló párnák közé. Visszahúzódik a betétekhez, ha nem alkalmaznak túl sokat. A fenti képen a paszta egyértelműen több párnát takar, de ez nem volt túl sok paszta ahhoz, hogy főzés után áthidalást okozzon.

2. Óvatosan helyezze el az egyes alkatrészeket a táblán.

   • A LED -ek esetében a két kis saroknégyzet a tábla középső lyukával szemben van.
   • A három kettős MOSFET chip azonos irányú. Lásd a képet a MOSFET -ek és az ATTiny85 1. tűs pozicionálásához.
   • Az ellenállások helyzetét a fenti képek egyike szemlélteti. R1 10 kΩ, R2 330 Ω, R3 1 kΩ. Az irányultság nem számít.
   • Minden kondenzátor azonos, és az irány nem számít.
3. A tábla felmelegítéséhez és a forrasztás befejezéséhez használja az utasításoknak megfelelő visszafolyó sütőt.

3. lépés: Alternatív megoldás: Hőpisztoly segítségével visszafolyni

Ha nincs hozzáférése a visszafolyó sütőhöz, akkor a forrasztást befejezheti egy alacsony légáramú hőpisztoly használatával. Helyezze az áramköri lapot olyan felületre, amely elvezeti a hőt (én Chipotle tál fedelét használtam), és óvatosan melegítse a táblát a hőpisztoly segítségével, alacsony légárammal, amíg az összes forrasztópáz fényes ezüst színűvé nem válik. Ha a fúvó túl erős, az alkatrészek lecsúszhatnak a párnákról a visszafolyási folyamat során.

Megjegyzés: a fenti kép az áramköri lap első verziójából származik (a koncepció igazolása). Kicsit máshogy néz ki, mert extra lyuk volt, és nem tartalmazta az ATtiny85 mikrokontrollert a táblán

4. lépés: Szerelje össze az áramköri lapot - Átmenő lyukak

Helyezze a két fejlécet (6 tűs hüvely és 3 tűs hüvely) úgy, hogy az áramköri lap alsó oldaláról lefelé nézzen. Forrasztja őket a helyükre (forrasztás a tábla felső oldalán).

Rögzítse az optikai kódoló alkatrészeket a kisebb tábla lyukának mindkét oldalán. Ki kell tűnniük a tábla felső oldaláról, a lencse oldalával (a dudorral) egymással szemben. A piros ponttal rendelkező (a fototranzisztor, LTR-301) a tábla két nagy lyuka között helyezkedik el. A sárga ponttal rendelkező (a fotodióda, LTE-302) a kisebb lyuk másik oldalán található. Ezek forrasztását a tábla alsó oldalára alkalmazzák.

Miután a kódoló alkatrészeket forrasztották, vágja le a csapokat és a forrasztót, hogy a lehető legjobban egy szintben legyen a tábla aljával. Ez lehetővé teszi, hogy a tábla a lehető legalacsonyabban üljön a szervó tetején.

5. lépés: A mikrokontroller programozása

Arduino UNO kártyát használtam a vezérlő programozási eszközeként, az alábbi utasítás betartásával. Ebben a következő leképezést mutatja az Arduino csapoktól az ATtiny csapokhoz a programozáshoz:

• 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 Pin 12 → ATtiny Pin 6 (PB1)
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7 (PB2)

A csatlakozási pontok a fenti képen vannak feltüntetve. Használja a bekötőhuzalt a megfelelő csatlakoztatáshoz.

Kezdve egy Arduino UNO -val (vagy azzal egyenértékű programozóval), amely programozóként van beállítva (lásd fent az utasításokat), nyissa meg az alábbi bloom.ino projektet az Arduino IDE -ben. programozás előtt a következőket kell végrehajtania az Arduino IDE -ben:

• Eszközök → Programozó → Arduino internetszolgáltatóként
• Eszközök → Tábla → ATtiny85 (belső 8 MHz -es óra)
• Eszközök → Boot Bootloader írása

Ezután programozza a szokásos módon.

6. lépés: Módosítsa a motort

A motort módosítani kell, elsősorban a felesleges alkatrészek eltávolításával, beleértve a felső burkolatot és a hajtómű nagy részét.

1. Kezdje azzal, hogy egy darab szalagot tesz hozzá a motor egyik oldaláról az aljára és a másik oldalára anélkül, hogy eltakarja az alsó csavarokat. Ez a csavarok eltávolításakor zárva tartja az alját. A képeken kék maszkolószalagot használtam, hogy láthatóvá váljon. Végül fekete szalagot használtam, de a képeken nem látszott.
2. Távolítsa el a csavart, amely a motor tetején lévő műanyag X rögzítést rögzíti, és távolítsa el a műanyag X -et.
3. Távolítsa el a 4 csavart az aljáról. Tartsa meg a csavarokat. Opcionálisan felhasználhatja őket a projekt későbbi szakaszában.
4. Távolítsa el a motor felső fedelét, hogy láthatóvá váljanak a fogaskerekek.
5. Távolítsa el az összeset, kivéve a középső alsó fogaskereket. Ezeket a fogaskerekeket megsemmisítheti. Nem lesz rájuk szükség.

Ezután távolítsa el a műanyag egy részét a motorházból az áramköri lap elhelyezésére.

1. Távolítsa el a maradék fogaskereket, és tegye félre. Szüksége lesz rá később.
2. Fűrész / reszelő segítségével borotválja le a tetején lévő nagyobb műanyag ütést (a közeli kép bal oldalán). Ez lehetővé teszi, hogy az áramköri lap illeszkedjen erre a területre.
3. A felemelt rész oldalait reszelje át a másik oldalon (a közeli kép jobb oldalán).

Szerelje fel az áramköri lapot a szervo tetejére, és győződjön meg arról, hogy jól illeszkedik és a lehető legmélyebbre. Ha nem illeszkedik jól, végezze el a szükséges módosításokat, hogy illeszkedjen. Távolítsa el az áramköri lapot a szervóból a következő lépéshez.

7. lépés: Cserélje ki a tengelyt

Cserélje ki a tengelyt hosszabbra. Ez segít abban, hogy a zoetrope ne lötyögjön forgás közben.

1. Fogóval távolítsa el a kicsi fémtengelyt, amely a fennmaradó fogaskerekeket a helyén tartja, és tegye félre a fogaskereket.
2. Vágjon 41 mm-t (1 5/8 hüvelyk) a fúrófej tompavégétől (nem vágóoldalától) fémfűrésszel vagy jó vágóeszközökkel.
3. A vége (ke) t reszelje reszelővel vagy csiszolópapírral.
4. Tegye vissza a fogaskereket a helyére, és illessze a helyére az új tengelyt. Nyomja lefelé a tengelyt, amíg be nem illeszkedik a lyukba.

A tengely biztonságban érezheti magát, de a tapasztalatok azt mutatják, hogy idővel lazává válhat, és kézi nyomással nehezen tartható a helyén. Ennek egyik módja, ha kalapácsot veszünk, és óvatosan leütjük az új tengelyt a lyukba.

8. lépés: Akkumulátorok

Ez a lépés néhány kísérletet és hibát mutat részemről az eszköz eredeti létrehozásakor. Az első tervem az volt, hogy a táblát mindig bekapcsoltam, és a mikrovezérlőre támaszkodva nyomógombot indítok minden mást. Felfedeztem, hogy még akkor is, ha a szervó nem mozdul, kis mennyiségű áramot szív le az akkumulátorokból, hogy azok akkor is lemerüljenek, amikor a készülék nincs használatban. Később hozzáadtam egy csúsztatható kapcsolót a készülék bekapcsolásához, hogy teljesen ki lehessen választani az elemeket, amikor nem használják.

Kezdje azzal, hogy a két elemtartót (elemek nélkül) a szervomotor mindkét oldalára helyezi úgy, hogy a szilárd vezetékek egymással szemben legyenek és átfedésben legyenek. Kivehető szalaggal rögzítse az akkumulátorokat. Eredetileg a felső két vezetéket összeforrasztottam, de később elvágtam, hogy hozzáadjam a csúszó kapcsolót. Javaslom, hogy továbbra is ezt tegye, mert a két vezeték összeforrasztása merevséget kölcsönöz, amely segíti a folyamat többi részét. Könnyű később elvágni ezeket a vezetékeket a csúszó kapcsoló hozzáadásához. Tehát, ezt mondva, forrasztja össze a két felső vezetéket.

Az áramköri lapot vezetőként használva hajlítsa meg az alsó vezetékeket úgy, hogy felfelé nézzenek, és illeszkedjenek az áramköri lap 6-tűs hüvelyének külső nyílásaihoz. Vágja le a vezetékeket huzalvágókkal úgy, hogy még mindig elég hosszúak legyenek ahhoz, hogy szilárdan csatlakozzanak a hüvelyi csatlakozóhoz, amikor az áramköri lap a szervomotor tetején van. Az áramköri lap tetejének egy vonalban kell lennie az elemtartók tetejével.

Távolítsa el az akkumulátorcsomagokat a szervóhoz rögzítő szalagot, és tegyen egy darab kétoldalas szalagot a szervo mindkét oldalára. Helyezze vissza a szervót az elemtartók közé, és helyezze vissza úgy, hogy az áramköri lap teteje egy szintben legyen az elemtartók tetejével, és erősen nyomja össze.

9. lépés: A dolgok összeillesztése

Tegyen egy tömör huzalos jumpert az áramköri lap aljzatának PB0 és PB1 csatlakozói közé. Itt akartam egy nyomógombot csatlakoztatni a készülék elindításához. A jumper hozzáadásával az áramellátás bekapcsolásakor elindul.

Helyezze az áramköri lapot a szervo tetejére.

Tekerje a vezetékeket a szervóból az alap körül, és csatlakoztassa az áramköri lapon található 3-tűs dugóhoz. A fejlécet nézve a földelt oldal (fekete vagy barna vezeték) a jobb oldalon lesz. Előfordulhat, hogy némi tennivaló szükséges ahhoz, hogy ez szépen becsomagolódjon, túl sok maradék lazaság nélkül. Ezután ragasztja a helyére a vezetékeket. Én használtam egy fekete gaffer szalagot (textilszalagot) az enyémhez.

Ezután hozzáadja a diakapcsolót az áramellátás szabályozásához. A csúszókapcsolónak három csapja van. Ezek közül csak kettőt fog használni: a középső és az egyik oldalsó csap (mindegy, hogy melyik). Vágóeszközökkel vágja le a fel nem használt oldaltüskét.

Tartsa a csúszkakapcsolót a helyén az elemtartók forrasztott huzaloszlopánál fogva. Jelöljön ki egy pontot a vezetékek között, ahol a csúszókapcsoló csapjait forrasztani fogják (én fekete éles tollat használtam).

Vágja el a korábban összeforrasztott huzaloszlopokat, hogy legyen egy kis rés, amely szorosan illeszkedik a csúszókapcsoló két csapja közötti távolsághoz. Forrasztja a csúszkakapcsolót, hogy áthidalja a vezetékek közötti rést.

10. lépés: Zoetrope Base (opcionális)

Szerettem volna egy szép 3D nyomtatott alapot a készülékhez. Íme a TinkerCAD tervezése. Felesleges létrehozni ezt az alapot az eszköz működéséhez, de jól néz ki. A nyomtatási fájl az alábbiakban található.

11. lépés: Zoetrope modell

A TinkerCAD forgó részének 3D modellje itt található.

Ennek a modellnek az STL -je, valamint a nyomtatásra szánt rétegeket tartalmazó TAR -fájl az alábbiakban található. Nem adom meg az Autodesk Ember nyomtatón történő nyomtatásra vonatkozó utasításokat, mivel a nyomtató használatához számos utasítás létezik, például ez.

12. lépés: Utolsó simítások

A 3D nyomtatás három fülét átlátszatlanná kell tenni, különben az áramköri lap optikai kódoló részei nem tudják megbízhatóan észlelni az áthaladást. Fekete körömlakkot használtam, és nagyon bevált. Eredetileg egyszerűen egy fekete Sharpie tollat próbáltam, de optikai megszakítóként nem volt megbízható.

Ha a füleket átlátszatlanná tették, akkor érdemes elindulni. Helyezze a zoetropot a tengelyre, és kapcsolja be az áramot!