Ročna skulptura zoetropa: 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Avtor joshua.brooksSledi še avtorja:

Ta pouk je miniaturizirana, v velikosti dlani velika različica čudovitih preoblikovanih cvetočih skulptur Johna Edmarka. Kip je notranje osvetljen z visoko svetlostjo, ki zagotavlja animacijo. Vrteči se del je bil natisnjen na 3D tiskalniku Ember, stroboskopska plošča pa je bila ustvarjena s programom Autodesk Circuits, ki zdaj ne obstaja.

Seznam delov:

• 1 x 3D tiskana cvetlična skulptura

• 1 x LED strobokomparijsko vezje (OSHPARK)

  • 6 x LED z visoko svetilnostjo (CREE XP-E iz Digikeyja v beli, zeleni ali rdeči barvi)
  • 1 x mikrokrmilnik (ATtiny-85 iz Digikeyja)
  • 3 x MOSFET (IRF7103PbF Dual MOSFET iz Digikeyja)
  • 1 x fototranzistor (LTR-301 podjetja Digikey)
  • 1 x fotodioda (LTE-302 podjetja Digikey)
  • 1 x vsak 330Ω upor 1206 (ERJ-8GEYJ331V podjetja Digikey)
  • 1 x 1 kΩ upor 1206 (ERJ-8GEYJ102V podjetja Digikey)
  • 1 x 10kΩ 1206 upor (ERJ-8GEYJ103V iz Digikeyja)
  • 6 x 100nF 1206 kondenzatorji (CL31A106KACLNNC podjetja Digikey)
  • 1 x 6-polna ženska glava (PPTC061LFBN-RC podjetja Digikey)
  • 1 x 3-polni moški nosilec (PREC003SAAN-RC iz Digikeyja)
• 1 x servo motor z neprekinjenim vrtenjem (Parallax #900-00008 podjetja Digikey)
• 1 x 1/16 palčni premer, 12-palčni sveder (Bosch BL2731 iz Amazon)
• 2 x 2 držala za baterije AAA (Keystone Electronics 2468 podjetja Digikey)

• 1 x drsno stikalo (SS-12E17 podjetja Jameco ali enakovredno)

1. korak: Naročite vezje

Spodaj najdete datoteko ZIP z vsem, kar je potrebno za naročanje. Uporabite to datoteko za izdelavo tiskanega vezja. Obstaja veliko proizvajalcev tiskanih vezij. OSHPark.com priporočam za ravnovesje poceni, visoke kakovosti in srednje hitrosti za dostavo kjer koli na svetu. Za lažje naročanje sem ustvaril projekt.

2. korak: Sestavite vezje - dele za površinsko montažo

Moje plošče so prispele v skupini 4, pritrjenih z majhnimi zavihki (naročil sem 12 plošč). Imel sem dele za sestavljanje dveh hkrati. Zavihke sem raztrgal, tako da sem delal samo z dvema.

Za spajkanje površinsko pritrjenih delov sem uporabil pečico za ponovno polnjenje, čeprav lahko za isti namen uporabite toplotno pištolo (podrobnosti spodaj). Za spajkanje delov sem uporabil pečico za ponovno polnjenje in navodila iz tega navodila.

1. Spajkalno pasto nanesite na vse podloge za površinsko pritrditev na vrhu plošč (e) z brizgo. Pazite, da na vse blazinice nanesete pasto in ne preveč, da ne boste preveč premostili blazinic. Če se ne uporabi preveč, se bo skrčil za blazinice. Na zgornji sliki pasta očitno pokriva več blazinic, vendar to ni bilo preveč paste, da bi po kuhanju povzročila premostitev.

2. Vsako komponento previdno položite na ploščo.

   • Pri LED diodah sta dva majhna vogalna kvadrata obrnjena stran od osrednje luknje plošče.
   • Vsi trije dvojni čipi MOSFET imajo enako usmeritev. Glejte sliko za pozicioniranje MOSFET -ov in ATTiny85 na pin 1.
   • Položaj uporov je prikazan na eni od zgornjih slik. R1 je 10 kΩ, R2 je 330 Ω, R3 je 1 kΩ. Usmerjenost ni pomembna.
   • Vsi kondenzatorji so enaki in orientacija ni pomembna.
3. Za ogrevanje plošče in dokončanje spajkanja uporabite pečico za ponovno polnjenje v skladu z navodili.

3. korak: Nadomestno: Prelijte s toplotno pištolo

Če nimate dostopa do peči za ponovno polnjenje, lahko spajkanje končate s toplotno pištolo z majhnim pretokom zraka. Vezje postavite na površino, ki bo odvajala toploto (uporabil sem pokrov posode Chipotle) in ploščo previdno segrevajte s toplotno pištolo z nizkim pretokom zraka, dokler vsa spajkalna površina ne postane sijoče srebrna. Če je puhalo premočno, se lahko med postopkom prelivanja deli odmaknejo od blazinic.

Opomba: zgornja slika je iz prve različice (dokaz koncepta) tiskanega vezja. Izgleda nekoliko drugače, ker je imel dodatno luknjo in ni vključeval mikrokrmilnika ATtiny85 na ploščo

4. korak: Sestavite vezje - deli skozi luknje

Dve glavi (6 -polni ženski in 3 -polni moški) postavite tako, da gledata navzdol s spodnje strani vezja. Spajkajte jih na mestu (spajkanje je nameščeno na zgornji strani plošče).

Deli optičnega dajalnika pritrdite na obe strani manjše luknje na plošči. Morali bi štrleti z zgornje strani plošče, tako da je stran leče (z izboklino) obrnjena drug proti drugemu. Tista z rdečo piko (fototranzistor, LTR-301) je postavljena med dve veliki luknji na plošči. Tista z rumeno piko (fotodioda, LTE-302) je nameščena na drugi strani manjše luknje. Spajkanje zanje je nameščeno na spodnji strani plošče.

Ko so deli dajalnika spajkani, obrežite zatiče in spajkanje, da bodo čim bolj poravnani z dnom plošče. To naj bi omogočilo, da plošča sedi čim nižje na vrhu servomotorja.

5. korak: Programiranje mikrokrmilnika

Uporabil sem ploščo Arduino UNO, ki je delovala kot programska naprava za krmilnik po tem navodilu. V njem je prikazano naslednje preslikavanje z nožic Arduino na zatiče ATtiny za programiranje:

• 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)

Priključne točke so označene na zgornji sliki. Za ustrezno povezavo uporabite priključno žico.

Začenši z Arduino UNO (ali enakovrednim), ki je nastavljen kot programer (glej Navodila zgoraj), Odprite projekt bloom.ino spodaj v Arduino IDE. pred programiranjem boste morali v Arduino IDE narediti naslednje:

• Orodja → Programer → Arduino kot ponudnik internetnih storitev
• Orodja → Plošča → ATtiny85 (notranja ura 8 MHz)
• Orodja → Burn Bootloader

Nato programirajte kot običajno.

6. korak: Spremenite motor

Motor je treba spremeniti, večinoma z odstranitvijo nepotrebnih delov, vključno z zgornjo lupino in večino gonila.

1. Začnite tako, da dodate kos traku z ene strani motorja, čez dno in na drugo stran, ne da bi prikrili spodnje vijake. Ko odstranite vijake, bo dno zaprto. Na slikah sem uporabil modri maskirni trak, da je bil viden. Na koncu sem uporabil črni trak, ki pa se na slikah ni prikazal.
2. Odstranite vijak, ki drži plastični nastavek X na vrhu motorja, in odstranite plastiko X.
3. Odstranite 4 vijake od spodaj. Držite vijake. Po želji jih lahko uporabite pozneje v projektu.
4. Odstranite zgornji pokrov motorja, da odkrijete zobnike.
5. Odstranite vse razen sredinskega spodnjega zobnika. Te zobnike lahko zavržete. Ne boste jih potrebovali.

Nato odstranite nekaj plastike iz ohišja motorja, da namestite vezje.

1. Odstranite preostalo orodje in ga postavite na stran. Potrebovali ga boste kasneje.
2. Večjo plastično izboklino (na levi na sliki od blizu) na vrhu obrišite z žago / datoteko. To bo omogočilo, da se vezje prilega na to območje.
3. Strani dvignjenega dela napiši na drugo stran (na desni na sliki od blizu).

Vezje namestite na vrh servomotorja in se prepričajte, da se dobro prilega in čim bolj poravnava. Če se ne prilega dobro, ga po potrebi prilagodite. Za naslednji korak odstranite vezje iz servomotorja.

7. korak: Zamenjajte os

Zamenjajte os z daljšo. To bo pomagalo zoetropu, da se ne vrti, ko se vrti.

1. S kleščami odstranite majhno kovinsko os, ki drži preostalo orodje na mestu, in zobnik postavite na stran.
2. Odrežite 41 mm (1 5/8 palcev) od zadnjice (stran, ki ne reže) svedra s pomočjo žage ali dobrih rezalnikov.
3. Konce (-e) poravnajte z datoteko ali brusnim papirjem.
4. Zobnik postavite na svoje mesto in namestite novo os. Pritisnite os navzdol, dokler se ne namesti v luknjo.

Os se lahko počuti varno, vendar so mi izkušnje pokazale, da se lahko sčasoma zrahlja in jo težko pritisnete z ročnim pritiskom. Način, da to rešite, je, da vzamete kladivo in novo os nežno potisnete navzdol v luknjo.

8. korak: Baterije

Ta korak prikazuje nekaj poskusov in napak pri moji prvotni ustvarjanju te naprave. Moj prvi načrt je bil, da je plošča vedno napajana, in se za zagon vsega drugega zanašam na mikrokrmilnik, ki spremlja gumb. Odkril sem, da tudi če se servo ne premika, bo iz baterij potegnil majhno količino toka, tako da se na koncu izpraznijo tudi, ko naprava ni v uporabi. Kasneje sem dodal drsno stikalo, da vklopim napravo, da popolnoma izključim baterije, ko je ne uporabljam.

Začnite tako, da dva držala za baterije (brez baterij) postavite na obe strani servo motorja tako, da sta trdni žici obrnjeni drug proti drugemu in se prekrivata. Za odstranitev baterij uporabite odstranljiv trak. Prvotno sem spajal zgornji dve žici skupaj, kasneje pa ju prerezal, da sem dodal drsno stikalo. Priporočam, da to še vedno počnete, ker spajkanje teh dveh žic skupaj doda togost, ki pomaga pri preostalem delu postopka. Kasneje je enostavno prerezati te žice in dodati drsno stikalo. S tem povežite dve zgornji žici skupaj.

S pomočjo vezja kot vodilo upognite spodnje žice tako, da so obrnjene navzgor in poravnane z najbolj zunanjimi luknjami na 6-polnem ženskem glavi tiskanega vezja. Obrežite žice z rezalniki za žice tako, da so še dovolj dolge, da se trdno povežejo v ženski glavi, ko je vezje nameščeno na vrhu servo motorja. Zgornji del tiskanega vezja mora biti poravnan z vrhovi nosilcev baterij.

Odstranite trak, s katerim so akumulatorji pritrjeni na servo, in na obe strani servomotorja položite kos dvostranskega traku. Ponovno namestite servo pogon med držala za baterije in ga znova postavite tako, da bo vrh tiskanega vezja poravnan z vrhom držala za baterije, in trdno pritisnite skupaj.

9. korak: Sestavite stvari skupaj

Med priključke PB0 in PB1 na ženski glavi vezja vezja dodajte mostiček iz trdne žice. Tu sem nameraval povezati gumb za zagon naprave. Če dodate mostiček, se bo zagnal, ko bo napajal.

Vezje namestite na vrh servomotorja.

Zavijte žice iz servomotorja okoli osnove in jih povežite na 3-polni moški priključek na vezju. Če pogledamo glavo, bo ozemljitvena stran (črna ali rjava žica) na desni. Morda bo potrebno nekaj narediti, da se to lepo zavije brez preveč ohlapnosti. Nato pritrdite žice na svoje mesto. Za svojega sem uporabil nekaj črnega traku (krpo).

Nato boste za nadzor napajanja dodali drsnik. Drsno stikalo ima tri zatiče. Uporabili boste le dva od teh: osrednji in enega od stranskih zatičev (ni važno kateri). Z rezalniki odrežite neuporabljen stranski zatič.

Držite drsno stikalo na mestu za spajkano žično oporo spojenih nosilcev baterij. Na žicah označite točko, med katero bodo pozneje spajkani zatiči drsnega stikala (uporabil sem črno ostro pisalo).

Odrežite žične stebre, ki ste jih prej spajali, tako da bo majhna reža, ki se natančno ujema z razmikom med dvema zatičema na drsnem stikalu. Spajkajte drsno stikalo, da premostite vrzel v žicah.

10. korak: Baza Zoetrope (neobvezno)

Želel sem imeti lepo 3D tiskano podlago za napravo. Tukaj je zasnova na TinkerCAD -u. Ustvarjanje te podlage za delovanje naprave ni potrebno, vendar izgleda lepo. Tiskana datoteka je vključena spodaj.

11. korak: model Zoetrope

3D model za predenje v TinkerCAD -u najdete tukaj.

Spodaj najdete STL iz tega modela in datoteko TAR, ki vsebuje narezane plasti za tiskanje. Navodila za tiskanje na tiskalniku Autodesk Ember ne vključujem, saj obstaja več navodil za uporabo tega tiskalnika, kot je ta.

12. korak: Zaključni dotiki

Trije zavihki 3D -tiskanja morajo biti nepregledni, sicer deli optičnega kodirnika na vezju ne bodo mogli zanesljivo zaznati, da prehajajo. Uporabila sem črni lak za nohte in to je odlično delovalo. Sprva sem preprosto poskusil s črnim pisalom Sharpie, vendar ni bilo zanesljivo kot optični prekinitelj.

Ko so zavihki nepregledni, bi morali iti. Zoetrope postavite na gred in vklopite napajanje!