DMX Animatronic Robot: 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Этот проект описывает разработку полнофункционального прототипа аниматроника. Он реализован с нуля и призван стать руководством для разработки будущих более сложных аниматронных роботов. Система построена на микроконтроллере Arduino. Протокол связи с другими устройствами - DMX512. Выбор этого протокола связи обусловлен тем, что он является стандартом в мире светотехники, обычной средой для такого рода роботов. Разработанный робот включает в себя серводвигатели и различные типы светодиодов. Производство механических компонентов выполнялось в основном с помощью 3D-печати после моделирования с помощью Solidworks.

Запасы

• Ардуино МЕГА
• 3 светодиода 5 мм
• Разъем XLR3
• Источник питания 5 В постоянного тока и разъем
• 2 сервопривода MG996R
• Модуль MAX485
• Круглая светодиодная пиксельная матрица WS2812
• 2 кронштейна сервопривода
• 2 сервопривода
• Подшипник 3x8x4 мм
• 12 неодимовый магнит 8x3 мм
• Болты и гайки М3

Общая стоимость материалов, включая PLA, составляет около 60 $.

Шаг 1. Создайте аниматроник

Прежде всего, если вы хотите создать свой собственный аниматронный дизайн, вы должны спроектировать его с помощью программного обеспечения САПР, такого как Solidworks или Autodesk fusion 360. Заставьте дизайн думать о том, какие исполнительные механизмы и элементы (например, сервоприводы, фонари …) вы хотите использовать. Если вы хотите воспроизвести эту модель, на следующем шаге у вас будут файлы STL.

Шаг 2: 3D-печать деталей

Чтобы напечатать все детали, я использовал слой толщиной 0,16 мм и сопло 0,4 мм для получения высококачественной печати. Головные уборы используют опору. При таком высоком качестве печати на этом прототипе может потребоваться до 100 часов, чтобы напечатать все необходимые детали.

Шаг 3: спроектируйте электрическую схему

Как только вы узнаете все компоненты, которые войдут в ваш дизайн, не торопитесь, чтобы выяснить, как все связать вместе. Я использовал программное обеспечение fritzing для разработки схемы электроники. Для этого проекта я использовал микроконтроллер Arduino MEGA.

Шаг 4: отполируйте и покрасьте головные уборы

После того, как вы распечатали все детали, пришло время отполировать и покрасить голову распылением. Я использовал черную матовую краску, чтобы она отлично контрастировала со светодиодами. Когда краска высохнет, вставьте магниты в головку и отверстия в основании для магнитного соединения деталей.

Шаг 5: Подключите электронику

Перед добавлением всех компонентов в сборку необходимо подключить все электронные компоненты. Я использовал 30-сантиметровый кабель 26AWG. Чтобы светодиоды выглядели лучше, вы можете отполировать их с помощью шлифовальной машины для мелкозернистой бумаги.

Шаг 6: соберите механику

Как только у вас будут все компоненты, соберите их. Большинство деталей соединяются с помощью обычных болтов и гаек M3.

Шаг 7: припаяйте электронные платы

Для монтажа всех электронных компонентов я использовал разрезанную пополам универсальную печатную плату 5х7 см. Одна половина содержит коммуникационную часть, а другая половина - распределительный щит. На блоке электроники вы также можете включить гнездовой разъем XLR3 для подключения кабеля DMX и гнездовой разъем питания для питания всей системы. В моем случае я использовал 3-контактный авиационный разъем, так как у меня не было разъема XLR3. Если вы используете этот тип разъема, вам необходимо сделать кабель DMX для авиационного разъема.

Шаг 8: запрограммируйте устройство

В программе используются 3 библиотеки: FastLED.h, Adafruit_TiCoServo.h и DMXSerial.h. Обычная серво-библиотека не работает, потому что она конфликтует с библиотекой FastLED. Из этого кода легко понять, как добавлять дополнительные элементы или управлять другими типами исполнительных механизмов в случае более сложных устройств аниматроники.

Шаг 9: Протестируйте устройство

Для тестирования устройства вы можете использовать любой источник, который выводит DMX. В моем случае я использовал консоль DMX, но вы можете создать собственное оборудование Arduino для вывода DMX с той же библиотекой, которая использовалась в этом проекте. Вы также можете использовать кабель USB-DMX и программное обеспечение, такое как Xlights.