Rokas Zoetropes skulptūra: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Sekojiet vairāk autoram:

Šī pamācība ir miniaturizēta, plaukstas lieluma skaista Džona Edmarka ziedošo skulptūru versija. Lai nodrošinātu animāciju, skulptūru iekšēji izgaismo augsta spilgtuma strobs. Vērpšanas daļa tika izdrukāta uz Ember 3D printera, un stroboshēma tika izveidota, izmantojot tagad vairs nederīgo programmu Autodesk Circuits.

Detaļu saraksts:

• 1 x 3D drukāta ziedēšanas skulptūra

• 1 x LED strobe shēmas plate (OSHPARK)

  • 6 x augsta spilgtuma gaismas diodes (CREE XP-E no Digikey baltā, zaļā vai sarkanā krāsā)
  • 1 x mikrokontrolleris (ATtiny-85 no Digikey)
  • 3 x MOSFET (IRF7103PbF Dual MOSFET no Digikey)
  • 1 x fototransistors (LTR-301 no Digikey)
  • 1 x fotodiods (LTE-302 no Digikey)
  • 1 x katrs 330Ω 1206 rezistors (ERJ-8GEYJ331V no Digikey)
  • 1 x 1kΩ 1206 rezistors (ERJ-8GEYJ102V no Digikey)
  • 1 x 10kΩ 1206 rezistors (ERJ-8GEYJ103V no Digikey)
  • 6 x 100nF 1206 kondensatori (CL31A106KACLNNC no Digikey)
  • 1 x 6 kontaktu sieviešu galvene (PPTC061LFBN-RC no Digikey)
  • 1 x 3-kontaktu tērauda uzgalis (PREC003SAAN-RC no Digikey)
• 1 x nepārtrauktas rotācijas servomotors (Parallax #900-00008 no Digikey)
• 1 x 1/16 collu diametrs, 12 collu urbis (Bosch BL2731 no Amazon)
• 2 x 2 AAA bateriju turētāji (Keystone Electronics 2468 no Digikey)

• 1 x bīdāms slēdzis (SS-12E17 no Jameco vai līdzvērtīgs)

1. darbība: shēmas plates pasūtīšana

Tālāk ir atrodams ZIP fails ar visu pasūtīšanai nepieciešamo. Izmantojiet šo failu, lai izgatavotu savu PCB. Tur ir daudz iespiedshēmas plates ražotāju. Es iesaku OSHPark.com, lai līdzsvarotu zemas izmaksas, augstu kvalitāti un vidēju ātrumu, lai piegādātu jebkurā vietā pasaulē. Tur esmu izveidojis projektu, lai atvieglotu pasūtīšanu.

2. darbība: samontējiet shēmas plati - virsmas montāžas detaļas

Mani dēļi ieradās 4 cilvēku grupā, kas piestiprināti ar mazām cilnēm (es pasūtīju 12 dēļus). Man bija detaļas, lai divas no tām saliktu vienlaikus. Es nofiksēju cilnes tā, ka strādāju tikai ar divām.

Virsmas stiprinājuma detaļu lodēšanai es izmantoju reflow krāsni, lai gan šim nolūkam varat izmantot siltuma pistoli (sīkāka informācija zemāk). Es izmantoju reflow krāsni un šīs instrukcijas norādījumus, lai lodētu savas detaļas.

1. Izmantojot šļirci, uzklājiet lodēšanas pastu uz visiem virsmas stiprinājuma paliktņiem plāksnes (-u) augšpusē. Noteikti uzklājiet pastas uz visiem spilventiņiem, un ne pārāk daudz, lai jūs ar to nesaņemtu pārāk daudz tiltu. Ja tas netiks uzklāts pārāk daudz, tas savilksies atpakaļ uz spilventiņiem. Iepriekš redzamajā attēlā pasta nepārprotami aptver vairākus spilventiņus, taču tā nebija pārāk daudz, lai pēc vārīšanas izraisītu saķeri.

2. Uzmanīgi novietojiet uz tāfeles visus komponentus.

   • Gaismas diodēm divi mazie stūra kvadrāti ir vērsti pret tāfeles centrālo caurumu.
   • Trīs dubultās MOSFET mikroshēmas ir vienādas orientācijas. MOSFET un ATTiny85 1. tapa pozicionēšanu skatiet attēlā.
   • Rezistoru stāvoklis ir parādīts vienā no attēliem iepriekš. R1 ir 10 kΩ, R2 ir 330 Ω, R3 ir 1 kΩ. Orientācijai nav nozīmes.
   • Visi kondensatori ir vienādi, un orientācijai nav nozīmes.
3. Izmantojiet atgaisošanas krāsni saskaņā ar instrukcijām, lai uzsildītu dēli un pabeigtu lodēšanu.

3. solis: Alternatīvs: pārplūst, izmantojot siltuma pistoli

Ja jums nav piekļuves pieplūdes krāsnij, varat pabeigt lodēšanu, izmantojot siltuma pistoli ar zemu gaisa plūsmu. Novietojiet shēmas plati uz virsmas, kas izkliedēs siltumu (es izmantoju Chipotle bļodas vāku), un uzmanīgi sildiet plāksni, izmantojot siltuma pistoli ar zemu gaisa plūsmu, līdz visa lodēšanas vieta ir kļuvusi spīdīga sudraba krāsā. Ja pūtējs ir pārāk spēcīgs, tas var izraisīt detaļu novirzīšanos no spilventiņiem atkārtotas plūsmas laikā.

Piezīme: iepriekš redzamais attēls ir no shēmas plates pirmās versijas (koncepcijas pierādījums). Tas izskatās nedaudz savādāk, jo tam bija papildu caurums un uz tāfeles nebija iekļauts mikrokontrolleris ATtiny85

4. solis: samontējiet shēmas plati - cauruma daļas

Novietojiet abas galvenes (6 kontaktu sieviete un 3 kontaktu tēviņš) tā, lai tās būtu vērstas uz leju no shēmas plates apakšējās puses. Lodējiet tos vietā (lodēšana uzklāta tāfeles augšpusē).

Pievienojiet optiskā kodētāja daļas abās mazākā plāksnes atveres pusēs. Tiem vajadzētu izkļūt no tāfeles augšējās malas, tā, lai objektīva puse (ar triecienu) būtu vērsta viens pret otru. Viens ar sarkano punktu (fototransistors, LTR-301) atrodas starp diviem lielajiem paneļa caurumiem. Tas, kuram ir dzeltens punkts (fotodiods, LTE-302), atrodas mazākā cauruma otrā pusē. Lodmetāls tiem tiek uzklāts uz tāfeles apakšējās puses.

Pēc tam, kad kodētāja detaļas ir pielodētas, sagrieziet tapas un lodmetālu, lai tas būtu pēc iespējas vienā līmenī ar tāfeles dibenu. Tas ļaus dēlim sēdēt pēc iespējas zemāk servo augšpusē.

5. solis: mikrokontrollera programmēšana

Es izmantoju Arduino UNO plati, lai darbotos kā kontroliera programmēšanas ierīce, ievērojot šo instrukciju. Tajā ir parādīta šāda kartēšana no Arduino tapām līdz ATtiny tapām programmēšanai:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8 (Vcc)
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4 (GND)
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1 (PB5)
• Arduino tapa 11 → ATtiny Pin 5 (PB0)
• Arduino tapa 12 → ATtiny Pin 6 (PB1)
• Arduino tapa 13 → ATtiny Pin 7 (PB2)

Savienojuma punkti ir atzīmēti attēlā iepriekš. Izmantojiet savienojuma vadu, lai izveidotu atbilstošus savienojumus.

Sākot ar Arduino UNO (vai ekvivalentu), kas ir iestatīts kā programmētājs (skatiet instrukciju iepriekš), Arduino IDE atveriet zemāk esošo Bloom.ino projektu. pirms programmēšanas Arduino IDE būs jāveic šādas darbības:

• Rīki → Programmētājs → Arduino kā ISP
• Rīki → Dēlis → ATtiny85 (iekšējais 8 MHz pulkstenis)
• Rīki → Boot Bootloader

Pēc tam programmējiet kā parasti.

6. darbība: pārveidojiet motoru

Motors ir jāpārveido, galvenokārt noņemot nevajadzīgas detaļas, ieskaitot augšējo apvalku un lielāko daļu pārnesumu.

1. Sāciet, pievienojot lentes gabalu no vienas motora puses, pāri apakšai un uz otru pusi, nenosedzot apakšējās skrūves. Tādējādi skrūves noņemot, apakšdaļa būs aizvērta. Attēlos es izmantoju zilu maskēšanas lenti, lai tā būtu redzama. Galu galā es izmantoju melnu lenti, bet tā nebija redzama attēlos.
2. Noņemiet skrūvi, kas notur plastmasas X stiprinājumu motora augšpusē, un noņemiet plastmasu X.
3. Noņemiet 4 skrūves no apakšas. Saglabājiet skrūves. Jūs pēc izvēles varat tos izmantot vēlāk projektā.
4. Noņemiet motora augšējo vāku, lai atklātu pārnesumus.
5. Noņemiet visus, izņemot apakšējo pārnesumu. Jūs varat atbrīvoties no šiem pārnesumiem. Jums tie nebūs vajadzīgi.

Pēc tam no motora korpusa noņemsiet daļu plastmasas, lai ievietotu shēmas plati.

1. Noņemiet atlikušo pārnesumu un novietojiet to malā. Jums tas būs vajadzīgs vēlāk.
2. Izmantojot zāģi / vīli, noskūtiet augšējo lielāku plastmasas triecienu (tuvplāna attēlā pa kreisi). Tas ļaus shēmas plates iekļauties šajā zonā.
3. Failējiet paceltās daļas malas otrā pusē (tuvplāna attēlā labajā pusē).

Uzstādiet shēmas plati virs servo un pārliecinieties, ka tā labi pieguļ un pēc iespējas vienā līmenī. Ja tas neder labi, veiciet pielāgojumus, lai tas būtu piemērots. Nākamajai darbībai noņemiet shēmu no servo.

7. solis: nomainiet asi

Nomainiet asi pret garāku. Tas palīdzēs zoetropam nesvārstīties, kad tas griežas.

1. Izmantojot knaibles, noņemiet mazo metāla asi, kas notur atlikušo pārnesumu, un nolieciet pārnesumu malā.
2. Ar zāģi vai labiem griezējiem nogrieziet 41 mm (1 5/8 collas) no urbja muca gala (bez griešanas puses).
3. Galu (-us) nogludiniet ar vīli vai smilšpapīru.
4. Ievietojiet pārnesumu atpakaļ vietā un ievietojiet jauno asi savā vietā. Nospiediet asi uz leju, līdz tā ir ievietota caurumā.

Asis var justies droši, bet pieredze rāda, ka laika gaitā tas var kļūt vaļīgs un grūti noturēt, nospiežot ar roku. Viens no veidiem, kā to atrisināt, ir ņemt āmuru un maigi piesitiet jaunajai asij caurumā.

8. solis: akumulatori

Šis solis parāda dažus izmēģinājumus un kļūdas no manas puses, sākotnēji izveidojot šo ierīci. Mans pirmais plāns bija panākt, lai dēlis vienmēr būtu darbināms, un paļauties uz mikrokontrolleru, kas uzrauga spiedpogu, lai sāktu visu pārējo. Es atklāju, ka pat tad, kad servo nepārvietojas, tas no akumulatoriem izvilks nelielu strāvu, lai tie galu galā iztukšotos pat tad, ja ierīce netiek izmantota. Vēlāk es pievienoju slīdni, lai ieslēgtu ierīci, lai pilnībā atvienotu baterijas, kad tā netiek izmantota.

Sāciet, novietojot abus akumulatora turētājus (bez akumulatoriem) abās servodzinēja pusēs tā, lai cietie vadi būtu vērsti viens pret otru un pārklātos. Izmantojiet noņemamu lenti, lai noturētu akumulatorus vietā. Sākotnēji es biju pielodējis divus augšējos vadus kopā, bet vēlāk tos pārgriezu, lai pievienotu slīdni. Es iesaku to darīt, jo šo divu vadu lodēšana kopā palielina stingrību, kas palīdz pārējā procesā. Šos vadus ir viegli vēlāk nogriezt, lai pievienotu slīdni. Tātad, to sakot, pielodējiet abus augšējos vadus kopā.

Izmantojot shēmu plati kā vadotni, salieciet apakšējos vadus tā, lai tie būtu vērsti uz augšu un sakristu ar ārējiem caurumiem uz shēmas plates 6 kontaktu ligzdas. Apgrieziet vadus ar stiepļu griezējiem tā, lai tie joprojām būtu pietiekami gari, lai stabili savienotos ar mātes uzgali, kad shēmas plate atrodas servomotora augšpusē. Shēmas plates augšdaļai jābūt vienā līmenī ar akumulatora turētāju augšdaļu.

Noņemiet lenti, kas piestiprina akumulatorus pie servo, un ielieciet abpusējas lentes gabalu abās servo pusēs. Novietojiet servo atpakaļ vietā starp akumulatora turētājiem, novietojiet to tā, lai shēmas plates augšdaļa būtu vienā līmenī ar akumulatora turētāju augšdaļu, un stingri nospiediet kopā.

9. solis: lietu salikšana kopā

Pievienojiet cietā stieples džemperi starp shēmas plates iekšējās galvenes PB0 un PB1 savienotājiem. Šeit es biju iecerējis pieslēgt pogu, lai iedarbinātu ierīci. Pievienojot džemperi, tas tiks ieslēgts pēc strāvas padeves.

Novietojiet shēmas plati vietā uz servo.

Aptiniet vadus no servo ap pamatni un pievienojiet 3-kontaktu tērauda galvenei uz shēmas plates. Aplūkojot galveni, zemes puse (melna vai brūna stieple) būs labajā pusē. Tas var prasīt zināmu darbu, lai tas labi iesaiņotos bez pārāk daudz pārpalikuma. Pēc tam līmējiet vadus vietā. Es izmantoju kādu melnu gafetes lenti (auduma lenti).

Pēc tam pievienojiet slaidu slēdzi, lai kontrolētu jaudu. Slaidu slēdzim ir trīs tapas. Jūs izmantosit tikai divus no tiem: centrālo un vienu no sānu tapām (nav svarīgi, kuru). Izmantojot griezējus, nogrieziet neizmantoto sānu tapu.

Turiet slaidu slēdzi vietā pie savienoto bateriju turētāju pielodētā stieples statņa. Atzīmējiet punktu uz vadiem, starp kuriem slīdplēves tapas vēlāk tiks pielodētas (es izmantoju melnu asu pildspalvu).

Izgrieziet iepriekš savienotos stieples stabiņus, lai būtu neliela atstarpe, kas cieši sakrīt ar atstarpi starp divām slīdpārslēga tapām. Lodējiet slīdni, lai pārvarētu plaisu vados.

10. solis: Zoetrope Base (pēc izvēles)

Es gribēju, lai ierīcei būtu jauka 3D drukāta bāze. Šeit ir TinkerCAD dizains. Lai ierīce darbotos, nav nepieciešams izveidot šo bāzi, taču tas izskatās jauki. Drukas fails ir iekļauts zemāk.

11. solis: Zoetropes modelis

TinkerCAD vērpšanas daļas 3D modeli var atrast šeit.

Šī modeļa STL, kā arī TAR fails, kas satur drukātos slāņus, ir atrodams zemāk. Es neietveru norādījumus drukāšanai uz Autodesk Ember printera, jo pastāv vairākas instrukcijas šī printera lietošanai, piemēram, šī.

12. solis: apdares darbi

Trīs 3D izdrukas cilnes ir jāpadara necaurspīdīgas, pretējā gadījumā shēmas plates optiskā kodētāja daļas nevarēs droši noteikt to pāreju. Es izmantoju melnu nagu laku, un tas strādāja lieliski. Sākotnēji es vienkārši izmēģināju melnu Sharpie pildspalvu, taču tā nebija uzticama kā optiskais pārtraucējs.

Kad cilnes ir padarītas necaurspīdīgas, jums vajadzētu doties. Novietojiet zoetropu uz vārpstas un ieslēdziet strāvu!