R2D2: 7 ขั้นตอน

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

"คำแนะนำนี้ถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงการ Makecourse ที่มหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา (www.makecourse.com)"

คุณเป็นแฟนของ Star Wars หรือไม่? คุณรัก Astromech Droids หรือไม่? คุณชอบทำสิ่งต่าง ๆ หรือไม่? หากคุณตอบว่าใช่สำหรับคำถามใด ๆ หรือทั้งหมดคำแนะนำนี้เหมาะสำหรับคุณ!

คู่มือนี้ออกแบบมาเพื่อช่วยให้คุณสร้าง R2D2 astromech Droid ของคุณเองได้อย่างง่ายดายที่สุด!

ขั้นตอนที่ 1: รายการวัสดุ

นี่คือรายการวัสดุที่จำเป็นมากมาย:

1 Arduino Uno ไมโครคอนโทรลเลอร์

1 L298N Motor Driver Board

มอเตอร์ DC 6-9V 2 ตัว (ตั้งค่ากระปุกเกียร์เสริม)

2 ล้อ

1 ชุดประกอบล้อละหุ่งขนาดเล็ก

2 อะแดปเตอร์แบตเตอรี่

แบตเตอรี่ AA 6 ก้อน

1 9V แบตเตอรี่

สายจัมเปอร์ชาย-ชาย คละแบบ

สายจัมเปอร์ชาย-หญิง คละแบบ

2 สวิตช์ (อุปกรณ์เสริม)

1 เซอร์โวมอเตอร์

ท่อพีวีซี 4" (ยาว 7")

โดมอะคริลิค เส้นผ่านศูนย์กลาง 4.5"

โฟมบอร์ด

กระดานภาพประกอบ

ปืนกาวร้อน

กาวร้อน

กอริลลากาว

สีอะครีลิค (น้ำเงิน ดำ เทา และขาว)

แปรงทาสี

เครื่องมือตัด

นอกจากวัสดุแล้ว ทรัพยากรและเครื่องมือเหล่านี้ยังจำเป็น/มีประโยชน์ด้วย:

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ / แล็บการพิมพ์ 3 มิติ

เครื่องมือบัดกรี

เครื่องตัดและปอกสายไฟ

คอมพิวเตอร์หรือแล็ปท็อป

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์ที่จำเป็น

คุณสามารถดาวน์โหลดฟรีต่อไปนี้หากคุณเป็นนักเรียนและจำเป็นสำหรับโครงงานนี้:

Autodesk Inventor

ซอฟต์แวร์ Arduino

ซอฟต์แวร์ทั้งสองชิ้นเข้ากันได้กับ Windows และ Mac OSX

หมายเหตุ: โปรแกรม CAD ใดๆ จะใช้งานได้ มีการใช้ Autodesk Inventor สำหรับโครงการนี้

ขั้นตอนที่ 3: Arduino Sketch

นี่คือภาพร่าง Arduino ในเวอร์ชัน 1.8.8

ในการรันโค้ด ให้ดาวน์โหลดโค้ดที่ให้มาและเปิดจากซอฟต์แวร์ Arduino ของคุณ

ตรวจสอบว่าบอร์ด Arduino ของคุณเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์โดยคลิก "เครื่องมือ" บนแถบเมนูและตรวจสอบว่าได้เลือก "พอร์ต" ที่ถูกต้องแล้ว

คลิกลูกศรอัพโหลดสีน้ำเงินโดยเสียบ USB เข้ากับคอมพิวเตอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์

รหัสสำหรับโครงการนี้เป็นแบบวนซ้ำอย่างง่าย เซอร์โวมอเตอร์หมุนหัว R2D2 180 องศาอย่างต่อเนื่อง พร้อมกันกับเซอร์โวมอเตอร์ มอเตอร์กระแสตรงทั้งสองจะทำงานพร้อมกันในช่วงเวลาที่กำหนด จากนั้นมอเตอร์กระแสตรงด้านขวาจะทำงานในช่วงเวลาที่กำหนดเท่านั้นเพื่อแนะนำให้เลี้ยวซ้าย จากนั้นวนซ้ำจนกว่าจะปิด

คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่โค้ดแต่ละบรรทัดทำอยู่ในตัวโค้ดเอง

หมายเหตุ: ไลบรารี servo.h ที่รวมอยู่ในโค้ดนั้นมาพร้อมกับแบบร่าง Arduino

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบระบบควบคุม

ถ้านี่เป็นครั้งแรกของคุณกับวงจร มันอาจจะดูน่ากลัว แต่ด้วยแผนผังและรูปภาพที่ให้มา กระบวนการนี้น่าจะง่ายพอที่จะทำตาม ด้วยการรวมบอร์ดควบคุมมอเตอร์ L298N การเดินสายง่ายกว่าที่เคย

มีสามองค์ประกอบหลักในระบบควบคุมนี้:

มอเตอร์ DC เท้าซ้าย (ควบคุมโดย L298N Motor Driver Board)

มอเตอร์ DC แบบเท้าขวา (ควบคุมโดย L298N Motor Driver Board)

เซอร์โวมอเตอร์ (ควบคุมโดยบอร์ด Arduino)

ในขั้นตอนที่ 3 หมุดและขั้วต่อของบอร์ดควบคุมมอเตอร์จะติดป้ายสำหรับข้อมูลของคุณ สายบวกและลบจะเข้าสู่พอร์ตตามลำดับบนบอร์ดควบคุมมอเตอร์ ชุดแบตเตอรี่ 9V+ ที่จ่ายไฟให้กับมอเตอร์และบอร์ดควบคุมมอเตอร์นั้นต่อสายเข้ากับพินด้านซ้ายและตรงกลางบนขั้วต่อ 3 พอร์ตบนบอร์ดไดรเวอร์มอเตอร์ และพอร์ตด้านขวาเชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino

ใช้สายจัมเปอร์ตัวผู้กับตัวเมีย 6 สายต่อหมุด 6 ตัวเข้ากับหมุดที่ระบุบนบอร์ด Arduino โปรดทราบว่าหมุดที่เปิดใช้งานจะต้องไปที่หมุดโดยมี "~" อยู่ข้างหน้า เหล่านี้เป็นหมุด PWM ที่ช่วยให้ Arduino สามารถควบคุมความเร็วของมอเตอร์ได้

เซอร์โวมอเตอร์ต่อสายเข้ากับบอร์ด Arduino โดยตรง สายสีส้มเชื่อมต่อกับพิน "~" เนื่องจากต้องใช้สัญญาณ PWM ในขณะที่สายสีแดงและสีน้ำตาลเป็นสายบวกและลบตามลำดับ ใช้แบตเตอรี่ 9V เพิ่มเติมเพื่อจ่ายไฟให้กับบอร์ด Arduino ผ่านพอร์ตแบตเตอรี่

หมายเหตุ: เพื่อความสะดวกในการใช้งาน คุณสามารถบัดกรีสวิตช์ในสายบวกของชุดแบตเตอรี่ได้ ทำได้โดยการปอกสายบวกและบัดกรีสวิตช์เป็นอนุกรมด้วยลวด

หากคุณมีปัญหากับบอร์ดควบคุมมอเตอร์ นี่คือความช่วยเหลือเพิ่มเติมที่ฉันใช้ในการแก้ไขปัญหา L298N Motor Driver Board บทช่วยสอน

ขั้นตอนที่ 5: ส่วนประกอบ CAD

เป้าหมายของการออกแบบคือการสร้างสรรค์สิ่งที่สนุก ใช้งานได้จริง และใกล้เคียงกับคุณภาพของภาพยนตร์มากที่สุด ตัวอย่างเช่น ฉันต้องการให้หน่วย R2D2 นั่งเอียงเล็กน้อย ขาถูกจำลองแยกจากร่างกายและศีรษะทำให้สามารถวาง R2D2 ได้ทุกตำแหน่ง

นี่คือส่วนต่างๆ ที่ฉันสร้างขึ้นโดยใช้ Autodesk Inventor ร่างกาย หัว ขา เท้า และโครงสร้างภายในล้วนสร้างแยกจากกัน หากคุณเป็นเจ้าของเครื่องพิมพ์ 3 มิติของคุณเอง คุณสามารถใช้สิ่งนั้นได้ หรือหากคุณมีสิทธิ์เข้าถึงแล็บการพิมพ์ 3 มิติ ก็ใช้งานได้เช่นกัน ห้องแล็บการพิมพ์โดยทั่วไปมีราคาไม่แพง ดังนั้นหากคุณไปเส้นทางนั้น ก็ควรจะคุ้มค่า ฉันไปเส้นทางของการประดิษฐ์แต่ละส่วนประกอบจากวัสดุงานอดิเรกต่างๆ ซึ่งจะกล่าวถึงในรายละเอียดในภายหลัง

หมายเหตุเกี่ยวกับการออกแบบ: ขาทำเป็นโพรงเพื่อให้สายไฟจากมอเตอร์กระแสตรงไหลผ่านได้

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบ

คำนำ: ฉันเลือกสร้าง R2D2 จากโฟมบอร์ด บอร์ด Illustrator พีวีซี และอะคริลิค ชิ้นส่วนเหล่านี้ยังสามารถพิมพ์ 3 มิติได้อย่างง่ายดาย

ตลอดการก่อสร้างนี้ ฉันใช้ชิ้นส่วนแบบจำลอง 3 มิติซึ่งมีรายละเอียดในขั้นตอนที่ 6 สำหรับมิติ

ฉันเริ่มต้นด้วยการสร้างโครงสร้างภายในของท่อพีวีซี ความสูงของท่อคือ 7 นิ้ว ดังนั้นความสูงของโครงสร้างรองรับจึงควรพอดีกับด้านใน เซอร์โวมอเตอร์มีช่องเสียบที่ตัดเป็นชิ้นโฟมวงกลมด้านบนที่สายไฟถูกนำเข้าสู่ร่างกาย บอร์ด Arduino, L298N และชุดแบตเตอรี่ติดตั้งด้วยกาวร้อนที่โครงสร้างรองรับ จดการวางแนวของแต่ละส่วนประกอบเพื่อให้สามารถต่อชุดแบตเตอรี่ได้ และสาย USB ควรมีที่ว่างเพียงพอสำหรับการเชื่อมต่อเช่นกัน เมื่อติดตั้งระบบควบคุมแล้ว ให้ใส่โครงสร้างรองรับเข้าไปในตัวเครื่อง

ต่อไปฉันสร้างแต่ละแผงแยกสำหรับขา รายละเอียดในภาพด้านบนเป็นชิ้นส่วนที่คุณจะต้องตัด มีการเพิ่มแผ่นโฟมเพื่อรองรับการรองรับเพิ่มเติม อย่าติดแผงด้านหลังที่ขาจนกว่าสายไฟจะผ่านเข้าไป

เท้าถูกสร้างขึ้นแยกต่างหากก่อนที่จะแนบกับขา มอเตอร์ DC ที่ใช้ในโครงการนี้มาจากชุดอุปกรณ์ติดรถยนต์ Arduino และมาพร้อมกับสกรูยึดที่ใช้สำหรับยึดกับฐานผนัง ควรเจาะรูเล็ก ๆ ที่ปลายเท้าเพื่อให้ลวดไหลผ่านได้ ควรสร้างเท้าสองข้างนี้และแนบกับขาของตน ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปทั้งสองมีรายละเอียดในภาพที่แนบมา

เท้ากลางถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับการสร้างเท้าซ้ายและขวา เมื่อสังเกตจากแบบ CAD จะมีชิ้นส่วนครึ่งวงกลมหลายชิ้นที่ถูกตัดออกและติดในแนวตั้งจากฐานรองและด้านล่างของหน่วย R2 ต่อมาจะติดเข้าด้วยกันและติดกาวเพื่อให้ได้ทิศทางที่ถูกต้องของเท้ากลาง ล้อเลื่อนขนาดเล็กติดอยู่ที่เท้านี้เพื่อเพิ่มการรองรับและการบังคับเลี้ยวที่ง่ายสำหรับหน่วย R2 ฉันพบว่าการแนบเท้าตรงกลางนั้นง่ายที่สุดก่อนที่จะติดขา/เท้าซ้ายและขวา

หัวถูกสร้างขึ้นโดยการตัดโดมอะคริลิกและแผ่นโฟมเพื่อสร้างรูปทรง "โดม" ติดแขนเซอร์โวที่ด้านล่างของโครงสร้างโดมที่อยู่ตรงกลาง สิ่งนี้จะต่อเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์ในภายหลัง

หมายเหตุ: เพื่อให้ได้รูปทรงโค้งมนที่ขาและศีรษะ ให้ตัดกระดาน Illustrator (กระดาษแข็ง) ให้ยาวและงอเข้าส่วนโค้งที่คุณเลือก ฉันพบว่าง่ายที่สุดในการงอกระดานเล็กน้อยก่อนให้เป็นรูปร่าง จากนั้นจึงติดกาวเข้าที่ทันที

สุดท้าย คุณสามารถทาสีโครงการนี้ตามที่คุณต้องการ ฉันใช้การออกแบบที่เรียบง่ายเพื่อให้ได้บรรยากาศ "R2D2" แต่ไม่ต้องลงรายละเอียดและซับซ้อนจนเกินไป

คำเตือน: หากใช้โฟมบอร์ด อย่าใช้สีสเปรย์ที่มีอะซิโตน มิฉะนั้นโฟมบอร์ดของคุณจะละลาย

ขั้นตอนที่ 7: ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและการใช้งาน

นี่คือผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายหลังจากทาสีและประกอบใหม่ อย่าลังเลที่จะเพิ่มรายละเอียดมากกว่าที่ฉันทำ

การเพิ่มเติมและความเป็นไปได้สำหรับโครงการนี้ไม่มีที่สิ้นสุด! บลูทู ธ เสียงและไฟกระพริบเพื่อชื่อ!

สนุกและมีความสุขในการทำ!