Ръчна скулптура от Zoetrope: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

От joshua.brooks Следвайте още от автора:

Тази инструкция е миниатюризирана, с размери на длан версия на красивите морфиращи се цветни скулптури на Джон Едмарк. Скулптурата е вътрешно осветена от стробоскоп с висока яркост, за да осигури анимацията. Въртящата се част е отпечатана на 3D принтер Ember, а стробната платка е създадена с помощта на вече несъществуващата програма Autodesk Circuits.

Списък с части:

• 1 x 3D печатна цветна скулптура

• 1 x LED стробова платка (OSHPARK)

  • 6 x светодиоди с висока яркост (CREE XP-E от Digikey в бяло, зелено или червено)
  • 1 х микроконтролер (ATtiny-85 от Digikey)
  • 3 x MOSFET (IRF7103PbF двоен MOSFET от Digikey)
  • 1 x Фототранзистор (LTR-301 от Digikey)
  • 1 x фотодиод (LTE-302 от Digikey)
  • 1 x всеки 330Ω 1206 резистор (ERJ-8GEYJ331V от Digikey)
  • 1 x 1kΩ 1206 резистор (ERJ-8GEYJ102V от Digikey)
  • 1 x 10kΩ 1206 резистор (ERJ-8GEYJ103V от Digikey)
  • 6 x 100nF 1206 кондензатори (CL31A106KACLNNC от Digikey)
  • 1 х 6-пинов женски хедър (PPTC061LFBN-RC от Digikey)
  • 1 х 3-пинов мъжки хедър (PREC003SAAN-RC от Digikey)
• 1 x серво мотор с непрекъснато въртене (Parallax #900-00008 от Digikey)
• 1 x 1/16 инчов диаметър, 12-инчов свредло (Bosch BL2731 от Amazon)
• 2 x 2 държача за батерии AAA (Keystone Electronics 2468 от Digikey)

• 1 x плъзгащ превключвател (SS-12E17 от Jameco или еквивалентен)

Стъпка 1: Поръчване на платката

ZIP файл с всичко необходимо за поръчка можете да намерите по -долу. Използвайте този файл, за да направите вашата печатна платка. Има много производители на печатни платки. Препоръчвам OSHPark.com за баланс на ниска цена, високо качество и средна скорост за доставка до всяка точка на света. Създадох проект там, за да улесня поръчката.

Стъпка 2: Сглобете платката - части за повърхностен монтаж

Моите дъски пристигнаха в група от 4, прикрепени с малки раздели (поръчах 12 дъски). Имах части, за да сглобя две от тях едновременно. Счупих разделите, така че работех само с два.

Използвах фурна за презареждане, за да запоя частите за повърхностен монтаж, въпреки че можете да използвате топлинен пистолет за същата цел (подробности по -долу). Използвах фурната за презареждане и инструкциите от тази инструкция за запояване на частите ми.

1. Нанесете спояваща паста върху всички подложки за повърхностно монтиране в горната част на дъската (ите) с помощта на спринцовка. Не забравяйте да поставите паста върху всички подложки и не прекалено много, за да не свършите с нея прекаляване на подложките твърде много. Той ще се свие обратно към подложките, ако не се приложи твърде много. На горната снимка пастата очевидно покрива множество подложки, но това не беше твърде много паста, която да причини образуване на мостове след като се приготви.

2. Внимателно поставете всеки от компонентите на място върху дъската.

   • За светодиодите двата малки ъглови квадрата са обърнати встрани от централния отвор на платката.
   • Трите двойни MOSFET чипа имат една и съща ориентация. Вижте снимката за позициониране на щифт 1 на MOSFET и ATTiny85.
   • Положението на резисторите е илюстрирано на една от снимките по -горе. R1 е 10 kΩ, R2 е 330 Ω, R3 е 1 kΩ. Ориентацията няма значение.
   • Всички кондензатори са еднакви и ориентацията няма значение.
3. Използвайте фурната за повторно нагряване съгласно инструкциите, за да загреете дъската и да завършите запояването.

Стъпка 3: Алтернативно: Преливане с помощта на термопистолет

Ако нямате достъп до фурна за презареждане, можете да завършите запояването с помощта на термопистолет с нисък въздушен поток. Поставете платката върху повърхност, която ще разсейва топлината (използвах капак на купата Chipotle) и внимателно загрейте дъската, като използвате топлинния пистолет с нисък въздушен поток, докато цялата спойка стане светло сребриста. Ако вентилаторът е прекалено силен, това може да доведе до отклоняване на частите от накладките по време на процеса на пренасочване.

Забележка: горната снимка е от първата версия (доказателство за концепцията) на платката. Изглежда малко по -различно, защото имаше допълнителна дупка и не включваше микроконтролера ATtiny85 на дъската

Стъпка 4: Сглобете платката - части през отвори

Поставете двата хедъра (6 -пинов женски и 3 -пинов мъжки) така, че да са обърнати надолу от долната страна на платката. Запоявайте ги на място (спойка, приложена от горната страна на дъската).

Прикрепете частите на оптичния енкодер от двете страни на по -малкия отвор на платката. Те трябва да стърчат от горната страна на дъската, като страната на обектива (с удара) е обърната един към друг. Тази с червената точка (фототранзисторът, LTR-301) е разположена между двата големи отвора в платката. Този с жълтата точка (фотодиодът, LTE-302) е разположен от другата страна на по-малката дупка. Припоят за тях се поставя върху долната страна на дъската.

След като частите на енкодера са запоени, отрежете щифтовете и запоявайте, за да стане възможно най -ниско с дъното на дъската. Това позволява на дъската да седи възможно най -ниско върху горната част на сервото.

Стъпка 5: Програмиране на микроконтролера

Използвах дъска Arduino UNO, за да действам като устройство за програмиране на контролера, следвайки тази инструкция. В него той показва следното картографиране от пиновете на Arduino към пиновете ATtiny за програмиране:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8 (Vcc)
• Arduino Ground → 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)

Точките на свързване са обозначени на снимката по -горе. Използвайте свързващ проводник, за да направите подходящите връзки.

Започвайки с Arduino UNO (или еквивалент), който е настроен като програмист (вижте Instructable по -горе), Отворете проекта bloom.ino по -долу в Arduino IDE. ще трябва да изпълните следното в Arduino IDE преди програмиране:

• Инструменти → Програмист → Arduino като ISP
• Инструменти → Платка → ATtiny85 (вътрешен 8 MHz часовник)
• Инструменти → Burn Bootloader

След това програмирайте нормално.

Стъпка 6: Променете двигателя

Двигателят трябва да бъде модифициран, най -вече чрез премахване на ненужни части, включително горната обвивка и по -голямата част от предавката.

1. Започнете, като добавите парче лента от едната страна на двигателя, отдолу и от другата страна, без да прикривате долните винтове. Това ще задържи дъното затворено, когато винтовете се свалят. Използвах синя маскираща лента на снимките, за да стане видима. В крайна сметка използвах черна лента, но тя не се виждаше на снимките.
2. Отстранете винта, който държи пластмасовата приставка X в горната част на двигателя, и отстранете пластмасата X.
3. Отстранете 4 -те винта отдолу. Пазете винтовете. По желание можете да ги използвате по -късно в проекта.
4. Свалете горния капак на двигателя, за да разкриете зъбните колела.
5. Свалете всички, освен централната долна предавка. Можете да изхвърлите тези съоръжения. Няма да имате нужда от тях.

След това ще премахнете част от пластмасата от корпуса на двигателя, за да настаните платката.

1. Извадете останалата предавка и я оставете настрана. Ще ви трябва по -късно.
2. Обръснете по-голямата пластмасова подутина (вляво на снимката отблизо) отгоре с помощта на трион / пила. Това ще позволи на платката да се побере над тази област.
3. Изпилете страните на повдигнатата част от другата страна (отдясно на снимката отблизо).

Поставете платката върху горната част на сервото и се уверете, че приляга добре и възможно най -добре. Ако не пасва добре, направете корекции според нуждите, за да се побере. Извадете платката от сервото за следващата стъпка.

Стъпка 7: Сменете оста

Сменете оста с по -дълга. Това ще помогне на зотропа да не се клати, когато се върти.

1. С помощта на клещи махнете малката метална ос, която държи останалата предавка на място, и оставете зъбното колело настрана.
2. Изрежете 41 мм (1 5/8 инча) от края на челото (без рязане) на свредлото с помощта на ножовка или добри фрези.
3. Изпилете краищата (ите) за изглаждане с пила или шкурка.
4. Поставете зъбното колело на място и поставете новата ос на място. Натиснете оста надолу, докато се настани в отвора.

Оста може да се чувства сигурна, но опитът ми показа, че с течение на времето тя може да се разхлаби и трудно да се задържи на място чрез натискане с ръка. Начин за решаване на това е да вземете чук и леко да почукате новата ос надолу в отвора.

Стъпка 8: Батерии

Тази стъпка показва някои опити и грешки от моя страна при първоначалното създаване на това устройство. Първият ми план беше винаги да има захранване на платката и да разчитам на микроконтролера, който следи бутон, за да стартира всичко останало. Открих, че дори когато сервомоторът не се движи, той ще черпи малко количество ток от батериите, така че те в крайна сметка ще се изтощят дори когато устройството не се използва. По-късно добавих плъзгащ превключвател за включване на устройството, за да изключите напълно батериите, когато не се използва.

Започнете, като поставите двата държача за батерии (без батерии) от двете страни на серво мотора, така че плътните проводници да са обърнати един към друг и да се припокриват. Използвайте подвижна лента, за да държите батериите на място. Първоначално бях запоял горните два проводника заедно, но по -късно ги нарязах, за да добавя плъзгащия превключвател. Препоръчвам да продължите да правите това, защото запояването на тези два проводника заедно добавя твърдост, която помага в останалата част от процеса. По -късно е лесно да отрежете тези проводници, за да добавите плъзгащия превключвател. Така че, като се каже това, запойте двата горни проводника заедно.

Използвайки платката като водач, огънете долните проводници така, че да са обърнати нагоре и да се подравнят с най-външните отвори на 6-пиновия женски хедър на платката. Подрежете проводниците с резачки за тел, така че да са все още достатъчно дълги, за да се свържат здраво в женската глава, когато платката е на място в горната част на серво мотора. Горната част на платката трябва да се подравнява с върховете на държачите на батериите.

Извадете лентата, която държи батериите към сервото, и поставете парче двустранна лента от двете страни на серво. Поставете сервопривода на място между държачите на батериите, като го позиционирате отново така, че горната част на печатната платка да е изравнена с горната част на държачите на батериите, и здраво натиснете заедно.

Стъпка 9: Сглобяване на нещата

Добавете джъмпер от плътен проводник между съединителите PB0 и PB1 на женския заглавие на платката. Тук имах намерение да свържа бутон за стартиране на устройството. Добавянето на джъмпера ще го направи така, че да се стартира при подаване на захранване.

Поставете платката на място върху сервото.

Увийте проводниците от сервото около основата и ги свържете към 3-пиновия мъжки хедър на платката. Гледайки заглавката, страната на земята (черна или кафява жица) ще бъде отдясно. Може да са необходими някои действия, за да накарате това добре да се увие без прекалено много остатъци. След това залепете проводниците на място. Използвах някаква черна лента (платнена лента) за моята.

След това ще добавите плъзгача за контрол на захранването. Слайд превключвателят има три щифта. Ще използвате само две от тях: централната и една от страничните щифтове (няма значение коя). С помощта на фрези отрежете неизползвания страничен щифт.

Задръжте плъзгащия превключвател на място за запоената жична стойка на съединените държачи на батерии. Маркирайте точка на проводниците между мястото, където по -късно ще бъдат запоени щифтовете на плъзгача (използвах черна писалка за рязане).

Нарежете телените стълбове, които преди това сте запоели заедно, за да имате малка междина, която да съответства в голяма степен на разстоянието между два от щифтовете на плъзгащия превключвател. Запоявайте плъзгащия превключвател, за да преодолеете пролуката в проводниците.

Стъпка 10: Zoetrope Base (по избор)

Исках да имам хубава 3D печатна основа за устройството. Ето дизайна на TinkerCAD. Не е необходимо да създавате тази основа, за да работи устройството, но изглежда хубаво. Файлът за печат е включен по -долу.

Стъпка 11: Модел Zoetrope

3D моделът за въртящата се част в TinkerCAD можете да намерите тук.

STL от този модел, както и TAR файл, съдържащ нарязаните слоеве за печат, могат да бъдат намерени по -долу. Не включвам инструкциите за печат на принтера Autodesk Ember, тъй като съществуват няколко инструкции за използване на този принтер, като този.

Стъпка 12: Довършителни щрихи

Трите раздела на 3D отпечатването трябва да бъдат непрозрачни, в противен случай частите на оптичния енкодер на печатната платка няма да могат надеждно да открият преминаването им. Използвах черен лак за нокти и това работи чудесно. Първоначално просто опитах черна писалка Sharpie, но тя не беше надеждна като оптичен прекъсвач.

След като разделите са направени непрозрачни, трябва да сте готови. Поставете зотропа върху вала и включете захранването!