Cogsworth Animatronic: 11 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

คำแนะนำนี้สร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงการ Makecourse ที่มหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา (www.makecourse.com)

โปรเจ็กต์นี้เป็นแอนิเมชั่นของคอกส์เวิร์ธจากเรื่อง Beauty and the Beast ของดิสนีย์ ฉันเริ่มโครงการนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบแอนิมาโทรนิกส์ และโปรแกรมที่จำเป็นเพื่อทำให้พวกมันมีชีวิต สำหรับการออกแบบนี้ ฉันต้องการพัฒนาโปรแกรมที่อนุญาตให้ Cogsworth กระดิกไปมาทุก ๆ ชั่วโมง (หมายเลขเดียวกับชั่วโมง) และจบด้วยการโค้งคำนับ ฉันได้พัฒนาแนวคิดและรูปแบบการออกแบบต่างๆ มากมาย ซึ่งจะทำให้เขาสามารถบรรลุการเคลื่อนไหวนี้ได้ เมื่อฉันเชื่อว่าการออกแบบของฉันเสร็จสมบูรณ์แล้ว ฉันจึงเริ่มพิมพ์ 3 มิติและทดสอบแต่ละส่วนเพื่อสรุปการออกแบบของฉัน ในที่สุด แอสเซมบลีนี้ใช้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติทั้งหมด 22 ชิ้น ตลอดกระบวนการออกแบบ ฉันยังพัฒนาโค้ด C++ เพื่อสื่อสารกับเซอร์โวมอเตอร์ 5 ตัวโดยใช้ Arduino

คำแนะนำนี้จะอธิบายวิธีการสร้าง ประกอบ และตั้งโปรแกรมแอนิมาโทรนิกนี้ นอกจากนี้ ฉันจะให้คำแนะนำที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับตำแหน่งที่สามารถปรับปรุงหรือแก้ไขการออกแบบนี้ได้ในอนาคต

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือ ชิ้นส่วน และวัสดุ

• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

  ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บางส่วนกว้างถึง 9 "x 9" ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเตียงขนาดใหญ่

• เส้นใยไม้
• แหล่งจ่ายแบตเตอรี่ (ฉันใช้แบตเตอรี่โทรศัพท์พกพา)
• บอร์ด Arduino
• คณะกรรมการขนมปัง
• คุณสมบัตินาฬิกา
• ลวดอลูมิเนียม
• สกรู
• ไขควง
• บานพับประตู
• มีด X-Acto
• กาว
• แปรงทาสี
• สีและคราบไม้

• เซอร์โว

  • 2 จาก Pitsco Education 39197 180 เซอร์โวมอเตอร์ HS-485HB ขนาดมาตรฐาน
  • 4Pcs SG90 9g Micro Servos สำหรับ RC Robot เฮลิคอปเตอร์ เครื่องบินควบคุม รถ เรือ

ขั้นตอนที่ 2: ไฟล์ CAD ดิบ

ขั้นตอนที่ 3: ชิ้นส่วนการพิมพ์ 3 มิติ

พิมพ์รายการที่ 1 ถึง 18 จากบิลวัสดุ

ฉันขอแนะนำให้พิมพ์ในลำดับเดียวกันกับ Bill of Materials เพื่อเริ่มทำงานกับโค้ดตั้งแต่เนิ่นๆ

ขั้นตอนที่ 4: ชิ้นส่วนทรายและสี

เพื่อการตกแต่งที่ดีที่สุด ให้ทรายและทาสีแต่ละภาพ

นี่คือสีที่ฉันใช้ในการจำลอง Cogsworth:

คราบไม้:

• เรดโอ๊ค (ภายนอกส่วนใหญ่)
• Black Cherry (พุงภายในและปาก)
• โกลเด้นพีแคน (หน้า)

สี:

• ทอง
• โอปอล์ไฟ (ลิ้น)
• หมึกสีน้ำเงิน (ตา)
• สโนว์บอล (ตา)
• สีดำ (คิ้ว)

ขั้นตอนที่ 5: ประกอบฐาน

1. ยึด "เท้า" แต่ละข้างกับ "เอว" โดยใช้กาวและจัดตำแหน่งแต่ละรู

2. ยึดแหล่งจ่ายไฟภายในฐานของ "เอว"

   หมายเหตุ: อาจอยู่ภายในท้องเพื่อให้เข้าถึงได้ง่าย ฉันวางไว้ที่ฐานเพื่อจำกัดน้ำหนักที่เซอร์โวฐานรองรับ

3. ยึดเฟืองขนาดเล็กเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์ฐาน
4. ยึดเซอร์โวไว้ที่เอวโดยใช้กาวหรือสกรูโดยวางเซอร์โวลงในรอยบากที่กำหนด
5. ขันสกรู "Gear on Belly" เข้ากับ "Belly" ตรวจสอบว่าขอบเฟืองไม่เกินขอบพุงเพื่อให้แน่ใจว่ามีข้อผิดพลาดน้อยลงในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 6: ประกอบมือทั้งสองข้าง

1. ขันสกรูและยึดเซอร์โวมอเตอร์ขนาดใหญ่เข้ากับขอบไหล่
2. เกี่ยวลวดอลูมิเนียมผ่านรูเล็กๆ ที่อยู่ในมือ
3. เกี่ยวและยึดลวดอลูมิเนียมเข้ากับเซอร์โวมอเตอร์ ปรับความยาวของเส้นลวดให้พอดีกับไหล่
4. ใส่เซอร์โวมอเตอร์และมือเข้าไปในแขน ปรับลวดอลูมิเนียมตามความจำเป็นจนทำงานได้อย่างถูกต้อง
5. ยึดเซอร์โวมอเตอร์ขนาดเล็กไว้ด้านในบ่า
6. เชื่อมต่อและยึดส่วนบนของไหล่ให้แน่น ตรวจสอบว่าติดแน่นและถอดออกได้ง่าย
7. ติดตั้งมือบน "Belly to Back" โดยเลื่อนเข้าไปในช่องที่กำหนด ตรวจสอบว่าวางสายภายในผ่านรอยบากเฉพาะเพื่อหลีกเลี่ยงการถอดสายไฟ
8. ทำซ้ำจนกว่ามือทั้งสองข้างจะประกอบเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 7: ประกอบหน้าท้อง

1. ใช้บานพับประตูขนาดเล็ก จัดแนวและติด "ประตู" กับ "พุง"
2. แนบ "Ticker" กับ "Belly" ตรวจสอบว่า "ทิกเกอร์" สามารถเคลื่อนที่จากแรงโน้มถ่วงได้เอง
3. ติดและยึด "พุง" กับ "พุงไปด้านหลัง" โดยใช้รอยบากทั้งสองข้าง
4. วาง "พุง" ลงบน "เอว" โดยจัดร่องบนฐานของ "พุง" ให้ตรงกับรอยบากบน "เอว"

ขั้นตอนที่ 8: ประกอบหัว

1. ยึด "จมูก" เข้ากับ "ใบหน้า"

   หมายเหตุ: อาจต้องปรับเส้นผ่านศูนย์กลางรู "จมูก" ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของนาฬิกาที่สั่งซื้อ

2. ประกอบชิ้นส่วนนาฬิกาผ่าน "จมูก" ตามคำแนะนำของนาฬิกาที่ซื้อ
3. ติดและยึด "ใบหน้า" กับ "ศีรษะ"
4. ยึด "หัว" ไว้บนท้อง.

ขั้นตอนที่ 9: การเดินสายไฟ Cogsworth

ต่อสายเซอร์โวแต่ละตัวตามที่แสดงในแผนภาพ เซอร์โวมอเตอร์แต่ละตัวเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน 5V เดียวกัน กราวด์ และพินอินพุตที่สอดคล้องกัน

สำหรับรหัสนี้:

อินพุต 5: ไหล่ขวา

อินพุต 6: ไหล่ซ้าย

อินพุต 7: ข้อศอกขวา

อินพุต 8: ข้อศอกซ้าย

อินพุต 9: เอว

ขั้นตอนที่ 10: การดาวน์โหลดและอัปเดตโค้ด

ดาวน์โหลดรหัส Arduino นี้และลิงก์ไปยังบอร์ด Arduino ของคุณ หลังจากการทดสอบเสร็จสิ้น จะต้องเพิ่มการหน่วงเวลามากขึ้นในโค้ดเพื่อรอหนึ่งชั่วโมงก่อนที่จะเรียกใช้การวนซ้ำครั้งต่อไป

ขั้นตอนที่ 11: รักษาความปลอดภัยฮาร์ดแวร์และการทดสอบอย่างปลอดภัย

ติดตั้ง "Back" และ "Back of Head" เข้ากับ Cogsworth เพื่อรักษาความปลอดภัยและซ่อนสายไฟทั้งหมด

สนุก!