Ručna skulptura od zoetropa: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Autor joshua.brooksSlijedi Više od autora:

Ova instrukcija je minijaturizirana, veličine dlana, prekrasnih skulptura Johna Edmarka koje se mijenjaju. Skulptura je interno osvijetljena stroboskopom visoke svjetline za pružanje animacije. Rotirajući dio je ispisan na Ember 3D pisaču, a strobo ploča je stvorena pomoću sada već nepostojećeg programa Autodesk Circuits.

Popis dijelova:

• 1 x 3D tiskana skulptura cvjetanja

• 1 x LED stroboskopska ploča (OSHPARK)

  • 6 x LED dioda velike svjetline (CREE XP-E iz Digikey-a u bijeloj, zelenoj ili crvenoj boji)
  • 1 x mikrokontroler (ATtiny-85 iz Digikey-a)
  • 3 x MOSFET -a (IRF7103PbF Dual MOSFET iz Digikey -a)
  • 1 x fototranzistor (LTR-301 iz Digikey-a)
  • 1 x fotodioda (LTE-302 iz Digikey-a)
  • 1 x svaki 330Ω otpornik 1206 (ERJ-8GEYJ331V iz Digikey-a)
  • 1 x 1 kΩ 1206 otpornik (ERJ-8GEYJ102V iz Digikey-a)
  • 1 x 10kΩ otpornik 1206 (ERJ-8GEYJ103V iz Digikey-a)
  • 6 x 100nF 1206 kondenzatora (CL31A106KACLNNC iz Digikey -a)
  • 1 x 6-pinsko žensko zaglavlje (PPTC061LFBN-RC iz Digikey-a)
  • 1 x 3-pinsko muško zaglavlje (PREC003SAAN-RC iz Digikey-a)
• 1 x servo motor s kontinuiranom rotacijom (Parallax #900-00008 iz Digikey-a)
• 1 x 1/16-inčni promjer, 12-inčna svrdlo (Bosch BL2731 iz Amazona)
• 2 x 2 AAA držača baterija (Keystone Electronics 2468 iz Digikey -a)

• 1 x klizni prekidač (SS-12E17 iz Jameca ili ekvivalent)

Korak 1: Naručivanje pločica

ZIP datoteku sa svime što je potrebno za naručivanje možete pronaći u nastavku. Ovu datoteku upotrijebite za izradu PCB -a. Postoji mnogo proizvođača tiskanih pločica. Preporučujem OSHPark.com za ravnotežu niske cijene, visoke kvalitete i srednje brzine za isporuku bilo gdje u svijetu. Tamo sam stvorio projekt kako bih olakšao naručivanje.

Korak 2: Sastavite pločicu - dijelove za površinsku montažu

Moje ploče stigle su u grupi od 4 pričvršćene s malim jezičcima (naručio sam 12 ploča). Morao sam dijelove sastaviti dva od njih istovremeno. Pucnuo sam jezičcima tako da sam samo radio s dva.

Koristio sam pećnicu za reflow za lemljenje dijelova za površinsko postavljanje, iako u istu svrhu možete koristiti toplinski pištolj (detalji u nastavku). Za lemljenje dijelova koristio sam pećnicu za ponovno punjenje i upute iz ove upute.

1. Štrcaljkom nanesite pastu za lemljenje na sve jastučiće za površinsko postavljanje na vrhu ploče (ploča). Pazite da na sve uloške unesete pastu, ali ne previše kako ne biste na kraju premostili jastučiće. Smanjit će se na jastučiće ako se ne primijeni previše. Na gornjoj slici pasta jasno prekriva više jastučića, ali ovo nije bila prevelika pasta koja bi uzrokovala premošćivanje nakon kuhanja.

2. Pažljivo postavite sve komponente na ploču.

   • Za LED diode dva mala kutna kvadrata okrenuta su od središnje rupe ploče.
   • Sva tri dual MOSFET čipa imaju istu orijentaciju. Pogledajte sliku za pozicioniranje pin 1 MOSFET -ova i ATTiny85.
   • Položaj otpornika prikazan je na jednoj od gornjih slika. R1 je 10 kΩ, R2 je 330 Ω, R3 je 1 kΩ. Orijentacija nije bitna.
   • Svi kondenzatori su isti i orijentacija nije bitna.
3. Za zagrijavanje ploče i dovršavanje lemljenja upotrijebite pećnicu za ponovno zagrijavanje.

Korak 3: Alternativno: Ponovno punjenje toplinskom pištoljem

Ako nemate pristup pećnici za ponovno punjenje, lemljenje možete dovršiti toplinskim pištoljem s malim protokom zraka. Stavite ploču na površinu koja će odvoditi toplinu (koristio sam poklopac zdjele Chipotle) i pažljivo zagrijavajte ploču pomoću toplinskog pištolja s malim protokom zraka dok sva lemna ploča ne postane sjajno srebrna. Ako je puhalo prejako, to može uzrokovati odvajanje dijelova s jastučića tijekom procesa ponovnog punjenja.

Napomena: gornja slika je iz prve verzije (dokaz koncepta) ploče. Izgleda malo drugačije jer je imao dodatnu rupu i nije uključivao ATtiny85 mikrokontroler na ploči

Korak 4: Sastavite pločicu - dijelove kroz rupe

Postavite dva zaglavlja (6 -polni ženski i 3 -polni muški) tako da budu okrenuti prema dolje sa donje strane ploče. Lemite ih na mjesto (lemljen na gornjoj strani ploče).

Pričvrstite dijelove optičkog kodera s obje strane manje rupe na ploči. Trebali bi stršati s gornje strane ploče, sa stranom leće (s izbočinom) okrenute jedna prema drugoj. Ona s crvenom točkom (fototranzistor, LTR-301) postavljena je između dvije velike rupe na ploči. Ona sa žutom točkom (fotodioda, LTE-302) postavljena je s druge strane manje rupe. Lemljenje za njih nanosi se na donju stranu ploče.

Nakon što su dijelovi davača zalemljeni, obrežite igle i lemite ih kako bi bili što više u ravnini s dnom ploče. To služi za omogućavanje da ploča sjedne što je moguće niže na vrh servo -a.

Korak 5: Programiranje mikrokontrolera

Koristio sam Arduino UNO ploču da bih djelovao kao uređaj za programiranje kontrolera slijedeći ovaj Instructable. U njemu se prikazuje sljedeće preslikavanje s Arduino pinova na ATtiny pinove za programiranje:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8 (Vcc)
• Arduino uzemljenje → 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)

Mjesta povezivanja označena su na gornjoj slici. Za odgovarajuću vezu upotrijebite spojnu žicu.

Počevši od Arduino UNO -a (ili ekvivalenta) koji je postavljen kao programer (vidi Instructable gore), otvorite donji projekt bloom.ino u Arduino IDE -u. prije programiranja morate izvršiti sljedeće u Arduino IDE -u:

• Alati → Programer → Arduino kao ISP
• Alati → Ploča → ATtiny85 (unutarnji sat od 8 MHz)
• Alati → Burn Bootloader

Zatim programirajte na uobičajen način.

Korak 6: Promijenite motor

Motor je potrebno mijenjati, uglavnom uklanjanjem nepotrebnih dijelova, uključujući gornju školjku i većinu zupčanika.

1. Započnite dodavanjem trake s jedne strane motora, preko dna i na drugu stranu, a da ne prikrijete donje vijke. Ovo će držati dno zatvorenim kada se vijci uklone. Koristio sam plavu maskirnu traku na slikama kako bih je učinio vidljivom. Na kraju sam upotrijebio crnu traku, ali ona se nije vidjela na slikama.
2. Uklonite vijak koji drži plastični nastavak X na vrhu motora i uklonite plastiku X.
3. Uklonite 4 vijka s donje strane. Držite vijke. Po želji ih možete koristiti kasnije u projektu.
4. Uklonite gornji poklopac motora kako biste otkrili zupčanike.
5. Uklonite sve osim središnjeg donjeg zupčanika. Ove zupčanike možete zbrinuti. Neće vam trebati.

Zatim ćete ukloniti dio plastike iz kućišta motora kako biste smjestili pločicu.

1. Uklonite preostalu opremu i ostavite je sa strane. Trebat će vam kasnije.
2. Obrijajte veću plastičnu izbočinu (lijevo na slici izbliza) na vrhu pomoću pile / turpije. To će omogućiti da se ploča spoji na ovo područje.
3. Zapnite stranice podignutog dijela s druge strane (desno na slici izbliza).

Postavite ploču na vrh servo servera i provjerite da li dobro pristaje i što je moguće više u ravnini. Ako ne pristaje dobro, po potrebi prilagodite kako bi pristajao. Za sljedeći korak uklonite ploču iz serva.

Korak 7: Zamijenite osovinu

Zamijenite osovinu duljom. To će pomoći zoetropu da se ne ljulja dok se okreće.

1. Kliještima uklonite malu metalnu osovinu koja drži preostali zupčanik na mjestu i odložite zupčanik u stranu.
2. Odrežite 41 mm (1 5/8 inča) od stražnjice (sa strane koja ne siječe) svrdla pomoću nožne pile ili dobrih rezača.
3. Zavrnite krajeve (e) turpijom ili brusnim papirom.
4. Vratite zupčanik na mjesto i postavite novu osovinu na mjesto. Pritisnite osovinu prema dolje dok ne sjedne u rupu.

Osovina se možda osjeća sigurnom, ali iskustvo mi je pokazalo da se s vremenom može olabaviti i teško držati na mjestu pritiskom ručnim pritiskom. Način da to riješite je uzeti čekić i lagano udariti novom osovinom dolje u rupu.

Korak 8: Baterije

Ovaj korak pokazuje neke pokušaje i pogreške s moje strane prilikom izvornog stvaranja ovog uređaja. Moj prvi plan bio je uvijek imati ploču napajanu i oslanjati se na mikrokontroler koji nadzire tipku za pokretanje svega ostalog. Otkrio sam da će čak i kad se servo ne pomiče, izvući malu količinu struje iz baterija, tako da će se one na kraju isprazniti čak i kada se uređaj ne koristi. Kasnije sam dodao klizni prekidač za uključivanje uređaja kako bi se potpuno odvojile baterije kada se ne koristi.

Počnite postavljanjem dva držača baterija (bez baterija) s obje strane servo motora tako da su čvrste žice okrenute jedna prema drugoj i preklapaju se. Koristite uklonjivu traku za držanje baterija na mjestu. U početku sam gornje dvije žice lemio zajedno, ali sam ih kasnije izrezao kako bih dodao klizni prekidač. Preporučujem da to i dalje radite jer lemljenje ove dvije žice zajedno dodaje krutost koja pomaže u ostatku procesa. Lako je kasnije rezati ove žice kako biste dodali klizni prekidač. Dakle, s time rečeno, lemite dvije gornje žice zajedno.

Koristeći ploču kao vodič, savijte donje žice tako da budu okrenute prema gore i poravnane s vanjskim rupama na 6-polnom ženskom zaglavlju ploče. Obrežite žice rezačima žica tako da su još uvijek dovoljno duge da se čvrsto spoje u ženski zaglavlje kada je ploča postavljena na vrhu servo motora. Vrh ploče treba biti u ravnini s vrhovima držača baterija.

Uklonite traku koja drži baterije na servo i stavite komad dvostrane trake s obje strane serva. Vratite servo na mjesto između držača baterija, ponovno ga postavite tako da vrh ploče bude u ravnini s vrhom držača baterija i čvrsto pritisnite zajedno.

Korak 9: Spajanje stvari

Dodajte kratkospojnik od pune žice između konektora PB0 i PB1 ženskog zaglavlja ploče. Ovdje sam namjeravao spojiti gumb za pokretanje uređaja. Dodavanjem kratkospojnika učinit će se tako da se pokrene kada se uključi napajanje.

Stavite ploču na mjesto na vrhu servo pogona.

Omotajte žice sa servo servera oko baze i spojite ih na 3-polno muško zaglavlje na ploči. Gledajući zaglavlje, strana uzemljenja (crna ili smeđa žica) bit će s desne strane. Možda će biti potrebno nešto učiniti kako bi se ovo lijepo zamotalo bez previše zaostajanja. Zatim zalijepite žice na mjesto. Koristio sam neku crnu traku (platnenu traku) za svoju.

Zatim ćete dodati klizni prekidač za kontrolu napajanja. Klizni prekidač ima tri pina. Koristit ćete samo dvije od ovih: središnju i jednu od bočnih iglica (nije važno koje). Rezačima odrežite neiskorišteni bočni zatik.

Držite klizni prekidač na mjestu za lemljeni žičani stup spojenih držača baterija. Označite točku na žicama između mjesta gdje će se kasnije zalemiti igle kliznog prekidača (koristio sam crnu olovku).

Izrežite žičane stupove koje ste prethodno lemili zajedno kako biste imali mali razmak koji blisko odgovara razmaku između dvije igle na kliznom prekidaču. Lemite klizni prekidač kako biste premostili jaz u žicama.

Korak 10: Zoetrope baza (izborno)

Htio sam imati lijepu 3D printanu podlogu za uređaj. Evo dizajna na TinkerCAD -u. Nije potrebno stvarati ovu bazu za rad uređaja, ali izgleda lijepo. Datoteka za ispis nalazi se ispod.

11. korak: Zoetrope model

3D model rotirajućeg dijela u TinkerCAD -u možete pronaći ovdje.

STL iz ovog modela, kao i TAR datoteka koja sadrži rezane slojeve za ispis mogu se pronaći ispod. Ne uključujem upute za ispis na pisaču Autodesk Ember jer postoji nekoliko uputa za korištenje ovog pisača, poput ovog.

Korak 12: Završni dodiri

Tri kartice 3D ispisa moraju biti neprozirne, u protivnom dijelovi optičkog enkodera na ploči neće pouzdano moći otkriti kako prolaze. Koristila sam crni lak za nokte, i to je odlično funkcioniralo. U početku sam jednostavno probao crnu Sharpie olovku, ali nije bila pouzdana kao optički prekidač.

Nakon što kartice postanu neprozirne, trebali biste biti spremni. Postavite zoetrope na vratilo i uključite napajanje!