DIY BB8 - พิมพ์ 3 มิติอย่างเต็มที่ - เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. ต้นแบบแรกของขนาดจริง: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

โครงการฟิวชั่น 360 »

สวัสดีทุกคน นี่เป็นโครงการแรกของฉัน ฉันจึงอยากแบ่งปันโครงการโปรดของฉัน ในโครงการนี้ เราจะทำ BB8 ซึ่งผลิตด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. ฉันจะสร้างหุ่นยนต์ที่เคลื่อนไหวได้เหมือนกับ BB8 ของจริง เราจะสามารถควบคุมผ่านบลูทูธด้วยสมาร์ทโฟนได้ หุ่นยนต์ตัวนี้จะเป็นการทดลองครั้งแรกในชีวิตจริง BB8 กับปัญญาประดิษฐ์ที่ฉันต้องการจะทำในภายหลัง

เสบียง

กลศาสตร์:

• 2 x Micro เครื่องยนต์ 12 V 120 RPM (ลิงค์)
• ล้อขนาด 2 x 60*11 มม. (ลิงค์)
• 2 x เครื่องยนต์ วงเล็บ (ลิงค์)
• 6 x แม่เหล็กนีโอไดเมียม
• 5 x ลูกล้อพลาสติก (ลิงค์)
• 8 x M3 * 10 มม. สกรูแพน (ลิงค์)
• 4 x M3 * 6 มม. สกรูแพน (ลิงค์)
• สกรูหัวแบน 4 x M3*8 มม. (ลิงค์)
• 16 x M3 น๊อตเกลียวเกลียว
• ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติจำนวนมาก

อิเล็กทรอนิกส์:

• 1 x Arduino นาโน (ลิงค์)
• 1 x HC05 หรือ HC06
• 1 x 11.1V 3S 1350 mAh Li-Po แบตเตอรี่ (ลิงค์)
• ไฟ LED 3 x 5 มม. (ลิงค์)
• 1 x L298 เครื่องยนต์ ไดร์เวอร์ (ลิงค์)
• 1 x PCB จาก PCBWay (ลิงค์) หรือคุณสามารถสร้างมันด้วย protoboard
• หัวต่อตัวเมีย 2 x 15 พินจากส่วนหัว 40 พิน
• ส่วนหัวชาย 2 x 3 พินจากส่วนหัว 40 พิน
• หัวต่อหญิง 1 x 90 องศา 6 พินจากส่วนหัว 40 พิน
• 4 x 1N4007 ไดโอด
• ตัวต้านทาน 3 x 240 โอห์ม
• ตัวต้านทาน 1 x 2.2 kOhm
• ตัวต้านทาน 1 x 1 kOhm
• ตัวต้านทาน 1 x 33 kOhm
• ตัวต้านทาน 1 x 22 kOhm
• ตัวเก็บประจุ 1 x 220 ยูเอฟ 16 โวลต์
• ตัวเก็บประจุ 2 x 100nf 100V
• 1 x สวิตช์สไลด์
• 2 x ขั้วต่อสกรู
• สายไฟ 1 x 30 ซม.

เครื่องมือ:

• เครื่องพิมพ์ 3D ที่มีขนาดการพิมพ์เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม.
• เส้นใยสีขาว 2 x 1 กก. สำหรับร่างกายและศีรษะ
• ไขควง
• กาวร้อนสำหรับแม่เหล็ก

** ลิงค์ทั้งหมดจะได้รับการอัปเดต

ขั้นตอนที่ 1: อิเล็กทรอนิกส์, การประกอบ PCB

ฉันได้ออกแบบ pcb ใน Eagle ที่จะช่วยให้เราสามารถควบคุมหุ่นยนต์ได้ การ์ดนี้ประกอบด้วย Arduino Nano Socket, ไดรเวอร์มอเตอร์, พอร์ตจ่ายไฟ, บลูทูธ และส่วนประกอบเสริมอื่นๆ การ์ดใบนี้เป็นการพิมพ์สองด้าน คุณสามารถผลิตด้วยมือ แต่อาจเป็นเรื่องยากสักหน่อย สามารถดูแบบวงจรได้ที่นี่

ก่อนอื่น เราประสานโดยการย้ายจากส่วนประกอบที่มีความสูงต่ำไปเป็นส่วนประกอบที่สูง

ในไฟล์การออกแบบของการ์ด คุณสามารถดูส่วนประกอบที่ควรบัดกรีและตำแหน่ง คลิกเพื่อดูไฟล์ออกแบบ

ถ้าคุณต้องการผลิตฉันได้แนบไฟล์การออกแบบวงจร หรือคุณสามารถใช้มอเตอร์ไดรฟ์ L298 และบลูทู ธ ทั่วไปกับบอร์ด Arduino ฉันได้แชร์

บอร์ด Arduino L298 กระดานสีแดงทั่วไป

A1 - Input_1 (มอเตอร์ด้านซ้าย)

A2 - Input_2 (มอเตอร์ด้านซ้าย)

A3 - Input_3 (มอเตอร์ขวา)

A4 - Input_4 (มอเตอร์ขวา)

10 - EN_1 (มอเตอร์ด้านซ้าย)

9 - EN_2 (มอเตอร์ขวา)

บอร์ด Arduino HC06 Bluetooth

4 - TX Pin

3 - RX พิน

หากคุณต้องการหรือถ้าจำเป็น คุณสามารถเชื่อมต่อ LED บางตัวได้

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบและการพิมพ์ 3 มิติ

เนื่องจากผลิตด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติจาก BB8 จึงใช้เวลานานในการพิมพ์ การแยกวิเคราะห์ตุรกีออกด้านล่างและฉันออกแบบตั้งแต่เริ่มต้นให้ใช้งานได้หลากหลาย ด้วยน็อตที่ฝังอยู่ใน PLA การตกแต่งภายในได้รับการออกแบบให้เป็นพื้นผิวเรียบ

การพิมพ์ชิ้นส่วนเปลือกของลำตัวกลมนั้นกินเวลานานถึง 140 ชั่วโมงด้วยการนำทาง จำเป็นต้องมีการรองรับเพื่อให้ส่วนด้านในและด้านนอกของร่างกายเรียบ

ฉันขอแนะนำให้ใช้การสนับสนุนอีกครั้งเพื่อพิมพ์หัว เปลือกนอกถูกกดอย่างประณีตเพื่อให้หัวเบาที่สุด คุณไม่จำเป็นต้องทำอะไรเพิ่มเติมในโปรแกรมการแบ่งส่วนที่เกี่ยวข้องกับส่วนการออกแบบนี้ ทุกส่วนพิมพ์ด้วยความหนา 0.16 มม. ไม่จำเป็น แต่คุณสามารถพิมพ์ด้วยความหนาของชั้นสูงสุดนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้ตัวเครื่องด้านนอกเรียบ

และแน่นอนว่ามีบางส่วนของกลไกภายใน กลไกนี้ทำให้จุดศูนย์ถ่วงอยู่ด้านล่าง และช่วยให้ทรงกลมเคลื่อนไปข้างหน้าเมื่อหมุนภายในทรงกลม กลไกส่วนใหญ่ควรอยู่ใกล้กับพื้นและหนักกว่าส่วนบนมาก คุณสามารถเข้าถึงไฟล์การออกแบบทั้งหมดได้จากลิงก์สาธารณะของ Fusion 360 หรือคุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ STL โดยตรงเป็นไฟล์แนบ ทุกส่วนถูกพิมพ์ด้วยความหนาแน่นของ infill %20 ยกเว้น "balancer_full_density" ซึ่งจะต้องเติมให้เต็ม

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบเครื่องกล

จำเป็นต้องประกอบเข้าด้วยกันหลังจากกดชิ้นส่วนเหล่านี้ การประกอบนั้นง่ายมาก เนื่องจากชิ้นส่วนทั้งหมดเข้ากันได้ และเราใช้น็อตพิเศษที่ป้อนความร้อนไปยัง PLA ตอนนี้เรามาเริ่มประกอบกัน

สิ่งแรกที่เราต้องทำคือวางถั่วพิเศษในตำแหน่งที่ต้องการ เราจะจัดตำแหน่งโดยใช้หัวแร้ง หลังจากใส่น็อตบนรูแล้วเราจะกดเบา ๆ ด้วยหัวแร้งร้อน มันจะตกลงในไม่กี่วินาที

ตอนนี้เราพร้อมที่จะประกอบชิ้นส่วนแล้วเริ่มด้วยการบัดกรีสายเคเบิลของมอเตอร์ เนื่องจากสายเคเบิลที่มาจากมอเตอร์จะไปที่แผงวงจรของเรา ความยาว 10 ซม. ก็เพียงพอแล้ว ฉันแนะนำให้คุณใช้สายเคเบิลแบบมัลติคอร์

เราซ่อมเครื่องยนต์ได้แล้ว เราจะใช้ตัวยึดมอเตอร์ในการซ่อม ด้วยวิธีนี้ เราจะซ่อมมอเตอร์ในลักษณะที่ใช้งานได้จริงและทนทาน เนื่องจากเราติดตั้งน็อตพิเศษจากด้านหลังเพื่อยึดตัวยึดมอเตอร์ สกรูจากด้านบนให้แน่นก็เพียงพอแล้ว

หลังจากซ่อมเครื่องยนต์แล้ว เราก็เสียบวงจรได้เลย มีน็อตพิเศษอยู่ภายในส่วนสูงสำหรับยึดวงจร อีกครั้ง กระบวนการประกอบจะง่ายมาก ından ฉันไม่มีสกรูสั้นอยู่ในมือ ดังนั้นฉันจึงผลักชิ้นส่วนแอมพลิฟายเออร์ไว้ใต้แผงวงจร เมื่อประกอบวงจรเสร็จแล้ว เราจะต่อมอเตอร์กับขั้วสกรูที่ต้องการ

ในการที่จะขยับหัวด้วยแม่เหล็กตามกลไกภายใน เราจำเป็นต้องวางกลไกแม่เหล็กขึ้น เราติดตั้งส่วนที่ออกมาจากทั้งสองด้านและจะยึดแม่เหล็กไว้ด้านบน ส่วนนี้ยังมีล้ออยู่ด้านในเพื่อป้องกันไม่ให้เสียดสีกับผนังขณะที่กลไกเคลื่อนที่ เรายังประกอบล้อ

ตอนนี้เราสามารถติดตั้งกลไกแม่เหล็กที่ด้านบนได้แล้ว เราใส่แม่เหล็ก 6 ตัวในกลไกนี้ แม่เหล็กเหล่านี้สามารถบรรทุกส่วนหัวที่เราผลิตได้เบาที่สุด เราติดกลไกนี้ด้วยซิลิโคนร้อนในกรณีที่เราต้องแก้ไข

และในที่สุดเมื่อติดเข้ากับล้อสำหรับกลไกภายในแล้ว ก็พร้อม

3 ล้อและ 3 แม่เหล็กจะใช้ในกลไกแม่เหล็กที่จะนำส่วนหัวออกไปด้านนอก ชิ้นส่วนเหล่านี้จะถูกประกอบบนชิ้นส่วนเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่เราได้พิมพ์ไว้ เราใช้กาวแบบเร็วสำหรับการประกอบล้อและซิลิโคนร้อนสำหรับแม่เหล็ก หลังจากผ่านส่วนล่างของศีรษะแล้วตรวจสอบช่องว่างระหว่างร่างกายกับแปะ

ขั้นตอนที่ 4: การวาดภาพ

BB8 จะใช้สีอะครีลิคเพื่อขจัดภาพต้นฉบับ มีสีส้ม สีดำ สีเทา เราจะทำสีเหล่านี้โดยผสมกับสีอื่นๆ ฉันจะทาสีร่างกายด้วยความช่วยเหลือของแปรงและรูปถ่าย

ขั้นตอนที่ 5: การเข้ารหัส

เพื่อให้หุ่นยนต์ควบคุมมันผ่านสมาร์ทโฟน เราจำเป็นต้องเข้ารหัสการ์ด Arduino ของเรา เราสามารถเขียนโค้ดที่จำเป็นบน Arduino IDE ได้ง่ายๆ และโค้ดนี้ง่ายกว่าที่คุณคิด  คลิกที่นี่เพื่อไปที่โค้ด ในการติดตั้งรหัสนี้ลงใน Arduino ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกการ์ดและพอร์ตที่ถูกต้องและติดตั้ง ฉันสร้างการเคลื่อนไหวที่กระฉับกระเฉงเมื่อฉันตรวจสอบเครื่องยนต์ เนื่องจากลำตัวเคลื่อนที่ไปพร้อมกับจุดศูนย์ถ่วงที่เปลี่ยนไป จึงไม่ควรทำการเคลื่อนไหวกะทันหัน

ขั้นตอนที่ 6: ทดสอบ & รอบชิงชนะเลิศ

ตอนนี้หุ่นยนต์ของเราพร้อมแล้วสำหรับการเคลื่อนไหวครั้งแรก ด้วยแอพในรถยนต์ Arduino Bluetooth คุณสามารถควบคุมจากโทรศัพท์ของเรา ในการจับคู่โมดูลบลูทูธ HC-06 กับโทรศัพท์ของเรา เราเลือก hc-06 จากการตั้งค่าบลูทูธ หลังจากป้อนรหัสผ่านเป็น 34 1234” ก็เพียงพอที่จะเลือกโมดูลบลูทู ธ ที่เราใช้จากตัวเลือกเชื่อมต่อรถยนต์ในแอปพลิเคชัน พอไฟเขียวก็ไปได้เลย ฉันสร้างหุ่นยนต์ตัวนี้ให้ลูกชายของฉัน ฉันหวังว่าการแชร์ไฟล์และโครงการที่ฉันแชร์จะเป็นประโยชน์ คุณสามารถเข้าถึงไฟล์การออกแบบทั้งหมดได้จากหน้า GitHub ของฉัน

สำหรับโครงการที่ดียิ่งขึ้น คุณสามารถสนับสนุนได้ด้วยการแชร์และกดไลค์ ฉันกำลังเตรียม "วิธีทำวิดีโอ" ของโครงการนี้ ฉันจะอัปเดตคำแนะนำนี้อย่างต่อเนื่อง คุณจะเห็นการทำงานของ BB8 ในวันข้างหน้า ฉันขอให้คุณมีผลงานมากมาย ฉันจะแชร์วิดีโอ BB8 Project บน Youtube Chanel ของฉัน

มีความสนุกสนาน!

รางวัลรองชนะเลิศการประกวดหุ่นยนต์