Shake Bone: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

En aquest instructiu us mostrem un projecte relacionat amb la decoració de Halloween, concretament us mostrarem el disseny i el muntatge d’un fèretre amb un braç esquelètic amb moviment. L’objectiu principal a l’hora de construir aquest projecte era fer que el braç de l’esquelet fos capaç de moure la tapa del fèretre on s’allotjava, ja que aquest seria el moviment principal a fer, i ho vam haver de fer amb un servomotor o un stepper per assolir també el nostre segon objectiu, un projecte senzill de baix cost i apte per a tothom.

Pas 1: Pas 1: Visió general i procés de disseny

En primer lloc, es va procedir a localitzar un model 3D del conjunt d’ossos que formen el braç d’un esquelet que tindria una mida raonable per a un model, ja que tampoc no ens interessava crear un model de mida completa, ja que això augmentaria la costen considerablement, a més de limitar el parell que ofereix el servomotor. El conjunt de peces que formen el braç estan dissenyats a SolidWorks.

Un cop teníem el 3D definit, vam començar a dissenyar el fèretre on s’allotjaria. Quan vam dissenyar el fèretre, vam haver de tenir en compte certs factors com les dimensions de l’esquelet, les dimensions del prototip junt amb l’Arduino de manera que tot el maquinari estava allotjat al seu interior per obtenir acabats de més qualitat. El disseny del fèretre es va fer amb AutoCad, ja que la idea era fer un fèretre de fusta perquè es pogués tallar amb làser i semblés el més real possible. A més, en el disseny d’aquest es van realitzar una sèrie de cordons amb el propòsit d’obtenir un taüt en forma de trencaclosques per tal que tot encaixés perfectament i un doble fons per allotjar tot el maquinari del projecte, que és a dir, l’Arduino, la protoborda i la resta d’elements que configuren el projecte. També vam decidir afegir certs dibuixos amb un tema de terror per marcar la fusta amb el làser per proporcionar originalitat i personalitat al fèretre.

Pas 2: Pas 2: Materials necessaris

Aquí us mostrem la llista de tots els components i peces necessàries per construir el taüt per decorar a Halloween. Totes les peces estan estandarditzades de manera que són fàcils de trobar tant a Internet com a les botigues de maquinària i electrònica física.

Electrònica:

Arduino Uno x 1

Servomotor Towerpro SG90 x 1

Sensor ultrasònic HC-SR04 x 1

Led (vermell) x 1

Resistència 220 Ω x 1

Protoboard x 1

Jumper de cables masculí x 6

Jumper de cables femella x 4

Cable USB 2.0 x 1

Maquinari:

Cargols de xapa (M3) x 4

Filament de la impressora 3D (en cas que no tingueu cap impressora 3D, hi hauria d’haver una impressora 3D en un espai de treball local o es poden fer impressions en línia de manera bastant econòmica)

Taula de fusta (600x800x5) x 1

Frontisses x 2

Eines:

Impressora 3D

Tallador làser

Trepant

Pistola de silici

Cinta de doble cara

Decoració (opcional):

Llauna esprai

Cotó

Pas 3: Pas 3: peces fabricades digitalment

Les parts necessàries d’aquest projecte havien de ser dissenyades a mida perquè fossin dissenyades en 3D amb el programari SOLIDWORKS, específicament el braç esquelet. Aquests es van imprimir en PLA. Podeu triar el color que vulgueu, però el blanc fa que sigui un os similar als reals. Algunes de les peces requereixen suports, ja que tenen una forma complexa amb projeccions, però els suports són fàcilment accessibles i es poden treure. Es dissolen principalment a l’aigua, però el braç, ja que té ossos petits, és complex, de manera que podeu utilitzar un tallador. Mentre que les peces que formen el fèretre es van dissenyar en AutoCad i es van tallar amb làser en una fusta de pi de 5 mm de gruix. A continuació podeu trobar la llista completa de peces i els STL per imprimir la vostra pròpia versió i els dissenys 2D de les peces tallades amb làser. En total, hi ha 3 parts que cal imprimir en 3D i X parts que cal tallar amb làser. El temps total d'impressió és d'aproximadament 4 hores i 30 minuts.

Pas 4: Pas 4: Preparació dels enllaços i les connexions

Un cop preparat tot el material i el maquinari, estem preparats per començar a muntar les connexions fixes i mòbils. Primer hem d’enganxar la protoborda i l’arduino, amb cinta de doble cara, a la part inferior del fèretre, heu de comprovar que és el costat sense dibuixos. Ara hem de fixar el servomotor, necessitem la pistola de silici i 2 de les peces quadrades. Fixem les peces juntes i el motor, de manera que es troba a la dreta i, finalment, fixem el motor amb les dues peces a la peça inferior del fèretre, assegurant-nos que l’eix del servomotor estigui revestit amb el centre de taüt i a la part més baixa, sense bloquejar els forats de les peces de paret. Ara tenim el servomotor al lloc adequat i completament fix. Per al següent pas, hem d’enganxar l’extrem, l’espatlla, del braç esquelètic a la peça en forma de “L” de l’eix del servomotor, assegurant-nos de nou que estigui ben centrada.

Pas 5: pas 5: cablejat i circuit

El muntatge d’aquest circuit no té cap complicació ja que tots els elements són adequats per treballar amb la tensió que funciona Arduino, ja que si utilitzem altres dispositius més complexos hauríem de fer canvis per no gravar la placa base Arduino. Els passadors i les connexions del servomotor i altres elements es defineixen al codi següent.

Pas 6: Pas 6: Muntatge

Un cop tenim el cablejat i les connexions fixes i mòbils a punt, podem començar a muntar el fèretre. Per tant, tenim la part inferior preparada, ara hem de muntar les peces laterals correctament, de manera que el dibuix quedi fora. La col·locació és realment senzilla, les peces només es fixen en el lloc correcte, ho notareu ràpidament si no. Quan estem segurs que tot està ben situat, procedim a enganxar-lo amb la pistola de silici. Ha de tenir aquest aspecte:

El següent que hem de muntar és la falsa part inferior, la que té un forat rectangular. Per a això, primer, hem de col·locar les peces quadrades de forma vertical a l’interior de les parets del fèretre, de manera que funcionin com a suports i, finalment, posar el fals fons a la part superior, sense necessitat d’enganxar-lo perquè és molt ajustat, però tenim per assegurar-se que s'hagi aturat amb els suports. A continuació, agafem el sensor i l’enganxem a la peça que queda de la porta i els posem al taüt així:

L'últim pas del muntatge és muntar la porta al fèretre, per això necessitem les dues rodes i enrosqueu-les a la paret lateral dreta. Assegureu-vos que la porta s'obre i es tanca abans de fixar-la i que el conjunt estigui complet.

Pas 7: Pas 7: Programació del taüt

Per al bon funcionament del projecte, vam decidir programar aquest codi per tal de poder moure els graus de moviment del servo, ja que en funció del material que utilitzeu per al fèretre, haureu de donar-li un major grau d’obertura, de manera que exerceix una força més gran per tal d’obrir el fèretre. Podeu modificar aquest valor al codi, concretament a la variable angle, així com el valor de retorn del servo. És a dir, si voleu que la mà torni ràpidament o amb un cert retard, també la podeu modificar, concretament el valor de l’angle (-X). Com més gran sigui el valor que escriviu, més ràpid tornarà i més petit serà el servo d’una manera més lenta o suau. Deixem el codi següent perquè pugueu configurar el vostre propi fèretre.

Pas 8: Pas 8: Resultats finals:

Finalment, un cop carregat el codi i tot el conjunt del fèretre junt amb el braç de l’esquelet i tot el maquinari, comprovem el correcte funcionament del fèretre. Es recomana variar l'angle de rotació del servomotor en funció dels materials que hagi utilitzat en la construcció del taüt per fer que el braç sigui capaç de moure la part superior del taüt. També podeu modificar la velocitat de retorn del braç, tal com hem esmentat en els passos anteriors, com vulgueu. També podeu experimentar col·locant un pas a pas en lloc d’un servomotor o dos servomotors per proporcionar una obertura més ràpida del fèretre. Espero que us hagi agradat aquest instructiu i us hagi inspirat a construir el vostre.

Feliç fer!