Самус Морфбол (Arduino): 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Это руководство было создано во исполнение требований проекта Makecourse в Университете Южной Флориды (www.makecourse.com).

Перед тем, как начать: этот проект будет стоить примерно 80–100 долларов за репликацию с нуля (без учета инструментов).

Спецификация материалов:

2 сервопривода непрерывного вращения: $ 24

1x Arduino uno: ~ 5.00 - 20.00

1x Arduino Nano: ~ 3,00

1x 1 кг пластиковая катушка PLA: ~ 13.00 - 22.00

1x 1 кг пластиковая катушка PETG: ~ 17.00-25.00

Провод 1x 22 AWG: ~ 6,00

1x перфокарта: ~ 1,99

2x NRF-радио: ~ 1.99

16x светодиодов RGB: ~ 1,50

оранжевая аэрозольная краска: 13 долларов

чистая аэрозольная краска: 12 долларов

Формовочный пластик InstaMorph: 10-20 долларов

Зарядное устройство USB на солнечной батарее: ~ 4-15 $

Шаг 1. Распечатайте модели

Каждый из отпечатков был сделан с помощью Repetier-Host с прилагаемыми настройками. Если у вас есть рабочие настройки для текущего принтера, я бы посоветовал использовать их вместо моего, но если вы новичок, вот с чего можно начать.

Наружные части оболочки были напечатаны из PLA с краями при высоте слоя 0,2 мм, без опор, со средней скоростью и заполнением 80%. Изначально они были сделаны этим талантливым мастером, но были модифицированы для работы в этом проекте. (Настоятельно рекомендуется использовать гораздо меньшее заполнение, чтобы не было заполнения, если это возможно). Общее время ~ 32 часа

Внутренние оболочки были напечатаны из полиэтилентерефталата (PETG), высота слоя 0,2 мм, края, отсутствие опор, низкая скорость и заполнение 80%. (Поэкспериментируйте с размером сопла и высотой слоя, поскольку во многих статьях, которые я прочитал, говорится, что ПЭТГ становится более прозрачным с увеличением высоты слоя). Общее время ~ 26 часов

Все остальные детали были напечатаны из PLA, 60% заполнения, средняя скорость и другие настройки оставались неизменными.

Шаг 2: Удаленный

1) Подключите arduino nano, как показано на схеме (прикрепите к перфорированной плате и припаяйте соединения, стараясь использовать как можно меньше места и не прокладывать провода по бокам).

1.5) (Необязательно, но рекомендуется) Припаяйте провод к концу антенны на радио NRF для увеличения дальности действия.

2) Обрезать доску до размеров ~ 26 мм x 55 мм или меньше.

3) Подключите зажим батареи 9 В к контакту Vin и заземление к Gnd (не показано на изображении).

4) Если верхняя часть модуля джойстика не гибкая, сначала вставьте ее, затем вставьте печатную плату, а затем модуль джойстика.

Дополнительные шаги) Тонкий кусок пластика или палочки для мороженого можно поместить между печатной платой и джойстиком, если он качается вверх и вниз. Небольшой кусок поролона внутри передней части пульта дистанционного управления может удерживать джойстик на месте, если он движется вперед / назад.

Шаг 3: внутренности роботов

Дважды проверьте, что схема работает, как задумано, до и после пайки всего вместе

1) Подающие стержни (диаметром 5,25 мм и длиной ~ 50 мм) через сферы (диаметром 20 мм).

2) Согните стержни (диаметром 6,5 мм ~ 20 см длиной) в небольшой круг на конце, чтобы вставить стержни меньшего размера, и приварите их горячим клеем.

3) Согните большие стержни спереди на 20 мм под углом ~ 80 градусов, на 15 мм дальше от последнего, через отверстия на принте (body2.0) и нанесите горячий клей. 66 мм за задней стороной отпечатка должны быть изогнуты на 30 градусов, а после этого на 30 градусов 17 мм. Прикрепите второе сферическое колесо к задней части горячим клеем.

4) Поместите моторы в печать (body2.0) горизонтально и выведите провода через прямоугольные отверстия. Закрепите винтами (отверстия подходят для винтов диаметром 6 мм).

4.5) Лента необязательна для хранения вместе, но мой отпечаток все время рвался, поэтому он и есть.

5) Приклейте отпечаток (btr) к верхней части отпечатка (body2.0) и вставьте литиевую батарею.

6) Наклейте arduino на аккумулятор с помощью двустороннего скотча или горячего клея.

7) Согните выводы светодиодов, как показано на картинках, и припаяйте их вместе. Оберните контакты изолятором, например изолентой, чтобы предотвратить короткое замыкание.

8) Припаяйте компоненты к монтажной плате и прикрепите к контактам на Arduino. Подключите красный провод от USB к 5 В и черный провод к Gnd (не показано на рис.).

9) Сожмите провода вместе и закрепите скрученными стяжками или проводами к основанию.

10) Загните стержень обратно в дугу.

11) Колеса, которые идут с моторами, были окружены шлангом, выходящим из стиральной машины, однако широких резиновых лент также будет достаточно, если колеса имеют большое трение.

12) В дне просверлено отверстие (~ 17 мм спереди), и винт удерживает кусок металла в качестве груза.

Шаг 4: оболочка

1) После завершения печати можно использовать тепловой пистолет, чтобы разгладить внешнюю оболочку (не оставайтесь в фокусе слишком долго, иначе пластик может деформироваться вокруг 3 основных частей. Проводите очень мало времени вокруг мелких деталей или те могут разделиться).

2) Отшлифуйте наждачной бумагой средней зернистости и увеличивайте, пока не получите удовлетворительное качество (повторите термическую обработку и шлифование, чтобы сделать более гладким и блестящим).

3) Пойдите в проветриваемое место и распылите первый слой оранжевой аэрозольной краски, дайте высохнуть и отшлифуйте наждачной бумагой с высоким зерном. Распылите второй цветной слой и дайте ему высохнуть.

4) Покройте его одним или двумя прозрачным слоем, чтобы защитить его от царапин и сколов.

5) Внутренние оболочки можно шлифовать и подвергать термообработке, но они склонны к короблению при высоких температурах. Я обнаружил, что покрытие из прозрачной смолы решит некоторые проблемы с прозрачностью.

6) Поместите внешнюю оболочку на внутреннюю и сделайте небольшие отметки там, где она должна лежать горизонтально с поверхностью. Удалите оболочки и используйте эпоксидную смолу или горячий клей, чтобы скрепить их вместе.

Шаг 5: завершающие штрихи

Возможно, вы заметили, что InstaMorph не трогали. Это для того, чтобы все это скрепить.

Возьмите большое количество бусинок и либо растопите их с помощью теплового пистолета, либо бросьте в немного горячей воды, пока они не станут прозрачными.

Растянитесь в длинный цилиндр и оберните вокруг центра мяча из ПЭТГ.

Начните раскладывать цилиндр, пока не будет покрыта вся поверхность. Дайте InstaMorph остыть и снова побелеть.

Чтобы открыть цилиндр в первый раз, используйте небольшую отвертку или что-то подобное и отогните InstaMorph от PETG с ОДНОЙ из сторон.

Каждый раз, когда вам нужно открыть Морфбол, возьмитесь за край каждой внешней оболочки и отделите его. ПЭТГ очень прочен и должен выдерживать изгиб. Иногда его сложно собрать, поэтому полезно иметь при себе небольшую отвертку, чтобы отогнуть InstaMorph, а затем собрать его.

Шаг 6. Устранение неполадок

1) Arduino не включается: батарея может быть подключена неправильно или ее необходимо зарядить через кабель micro USB.

2) Радио не отправляет / не принимает сообщения: убедитесь, что они подключены правильно. Для разных плат может потребоваться немного разная проводка. Ознакомьтесь с этим руководством. Антенна, подключенная к радио (ам), может увеличить дальность и производительность.

3) Мяч не вращается в любом направлении, кроме как вперед и назад: больший вес на нижней части робота или колеса с большим трением имеют тенденцию к увеличению успешного вращения. Модель также может иметь форму эллипсоида, а не сферическую из-за проблем с принтером, деформации при термообработке, шлифования и т. Д.

4) Один или оба двигателя вращаются без нажатия джойстика, когда дистанционное управление включено: Если это медленный поворот, измените или закомментируйте строки 22, 23 в удаленной части кода. Быстрый поворот может указывать на то, что потенциометр на двигателях не откалиброван или значения двигателя отличаются. Полная скорость против часовой стрелки для двигателей, которые я использую, равна 0, в то время как отсутствие движения - 90, а 180 - это полная скорость по часовой стрелке.

5) Мяч очень сложно контролировать: да, это так.