Ručna skulptura od zoetropa: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Autor joshua.brooksSlijedi Još autora:

Ovo uputstvo je minijaturna verzija veličine dlana prekrasnih morfoloških cvjetnih skulptura Johna Edmarka. Skulptura je iznutra osvijetljena stroboskopom visoke svjetline koji pruža animaciju. Rotirajući dio je odštampan na Ember 3D štampaču, a strobo ploča je stvorena pomoću sada već nepostojećeg programa Autodesk Circuits.

Lista dijelova:

• 1 x 3D štampana skulptura od cveta

• 1 x LED strobo 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 od 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 od 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)
• Bušilica promjera 1 x 1/16-inča, 12-inčna (Bosch BL2731 iz Amazona)
• 2 x 2 AAA držača baterija (Keystone Electronics 2468 iz Digikey -a)

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

Korak 1: Naručivanje pločica

ZIP datoteku sa svim potrebnim za naručivanje možete pronaći ispod. Koristite ovu datoteku za izradu PCB -a. Postoji mnogo proizvođača tiskanih ploča. Preporučujem OSHPark.com radi ravnoteže jeftinih, visokih kvaliteta i srednje brzine za isporuku bilo gdje u svijetu. Tamo sam stvorio projekt kako bih olakšao naručivanje.

Korak 2: Sastavite ploču - dijelove za površinsku montažu

Moje ploče stigle su u grupi od 4 pričvršćene s malim jezičcima (naručio sam 12 ploča). Imao sam dijelove za sastavljanje dva od njih istovremeno. Puknuo sam jezičke 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). Koristio sam reflow pećnicu i upute iz ove upute za lemljenje dijelova.

1. Nanesite pastu za lemljenje na sve jastučiće za površinsko postavljanje na vrhu ploče (ploča) pomoću šprica. Pazite da nanesete pastu na sve jastučiće, ali ne previše kako ne biste na kraju premostili jastučiće. Smanjiće se na jastučiće ako se ne nanese previše. Na gornjoj slici pasta jasno prekriva više jastučića, ali ovo nije bila prevelika pasta koja bi uzrokovala premošćivanje nakon kuhanja.

2. Pažljivo postavite svaku komponentu na ploču.

   • Za LED diode, dva mala ugaona kvadrata okrenuta su od središnje rupe ploče.
   • Sva tri dual MOSFET čipa imaju istu orijentaciju. Pogledajte sliku za pozicioniranje pinova 1 MOSFET -ova i ATTiny85.
   • Položaj otpornika ilustriran 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 pomoću toplotne pištolje

Ako nemate pristup pećnici za ponovno punjenje, možete završiti lemljenje pomoću toplinskog pištolja s malim protokom zraka. Postavite 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 duvaljka prejaka, može doći do skretanja 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, tako da strana objektiva (s izbočinom) bude okrenuta jedna prema drugoj. Ona sa crvenom tačkom (fototranzistor, LTR-301) postavljena je između dvije velike rupe na ploči. Ona sa žutom tačkom (fotodioda, LTE-302) postavljena je s druge strane manje rupe. Lemljenje za njih se postavlja na donju stranu ploče.

Nakon što su dijelovi davača lemljeni, obrežite igle i lemite ih kako bi bili što više u ravnini s dnom ploče. Ovo omogućava 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 sa 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)

Tačke povezivanja označene su na gornjoj slici. Za spajanje 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. morat ćete izvršiti sljedeće u Arduino IDE -u prije programiranja:

• Alati → Programer → Arduino kao ISP
• Alati → Ploča → ATtiny85 (interni takt 8 MHz)
• Alati → Burn Bootloader

Zatim programirajte na uobičajen način.

Korak 6: Promijenite motor

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

1. Započnite dodavanjem trake s jedne strane motora, preko dna i na drugu stranu, bez pokrivanja donjih vijaka. Ovo će držati dno zatvorenim nakon uklanjanja vijaka. Koristio sam plavu maskirnu traku na slikama kako bih je učinio vidljivom. Na kraju sam koristio crnu traku, ali to se nije vidjelo na slikama.
2. Uklonite vijak koji drži plastični nastavak X na vrhu motora i uklonite plastični 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 ploču.

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. Istegnite stranice podignutog dijela sa druge strane (desno na slici izbliza).

Postavite ploču na vrh servo servera i provjerite da li dobro pristaje i što je moguće ravnije. Ako se ne uklapa dobro, prilagodite ga kako bi odgovarao. Uklonite ploču s servo servera za sljedeći korak.

Korak 7: Zamijenite osovinu

Zamijenite osovinu s dužom. 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. Završite krajeve sa 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 da uzmete čekić i lagano udarite novu osovinu dolje u rupu.

Korak 8: Baterije

Ovaj korak pokazuje neke pokušaje i greške s moje strane prilikom izvornog stvaranja ovog uređaja. Moj prvi plan je bio da uvijek imam napajanje ploče i da se oslonim na mikrokontroler koji nadzire tipku za pokretanje svega ostalog. Otkrio sam da čak i kada se servo ne kreće, on će crpiti malu količinu struje iz baterija, tako da će se one na kraju isprazniti čak i kada uređaj nije u upotrebi. 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 presjeći ove žice kako biste dodali klizni prekidač. Dakle, s obzirom na to, 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 budu još dovoljno dugačke da se čvrsto spoje u ženski zaglavlje kada je ploča postavljena na vrhu servo motora. Gornji dio ploče treba biti u ravnini s vrhovima držača baterija.

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

Korak 9: Sastavite stvari zajedno

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

Stavite ploču na mjesto na vrhu servo upravljača.

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 trebati neke radnje da se ovo lijepo umota 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). Pomoću rezača odrežite neiskorišteni bočni zatik.

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

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

Korak 10: Zoetrope baza (opcionalno)

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 štampanje nalazi se ispod.

Korak 11: Zoetrope model

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

STL iz ovog modela, kao i TAR datoteka koja sadrži isečene slojeve za štampanje mogu se pronaći ispod. Ne uključujem uputstva za štampanje na štampaču Autodesk Ember jer postoji nekoliko instrukcija za korišćenje ovog štampača, poput ovog.

Korak 12: Završni dodiri

Tri kartice 3D ispisa moraju biti neprozirne, inače dijelovi optičkog enkodera ploče neće pouzdano moći otkriti da 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!