Robot DMX Animatronic: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Aquest projecte descriu el desenvolupament d’un prototip animatrònic completament funcional. Està implementat des de zero i pretén ser una guia per al desenvolupament de futurs robots animatrònics més complexos. El sistema es basa en un microcontrolador Arduino. El protocol de comunicació amb altres dispositius és DMX512. L’elecció d’aquest protocol de comunicació es deu al fet que és un estàndard al món de la tecnologia d’il·luminació, un entorn comú per a aquest tipus de robots. El robot desenvolupat inclou servomotors i diferents tipus de LED. La fabricació dels components mecànics s’ha dut a terme principalment mitjançant la impressió 3D després de modelar-los amb Solidworks.

Subministraments

• Arduino MEGA
• 3 LED de 5 mm
• Connector XLR3
• Alimentació i connector de 5V CC
• 2 servos MG996R
• Mòdul MAX485
• Matriu rodona de píxels LED WS2812
• 2 suports de servo
• 2 servo engranatges
• Rodament de 3x8x4mm
• 12 imants de neodimi de 8x3mm
• Cargols i femelles M3

El cost total dels materials, inclòs el PLA, és d’uns 60 $

Pas 1: dissenyeu Animatronic

En primer lloc, si voleu crear el vostre propi disseny animatrònic, heu de dissenyar-lo mitjançant un programari CAD com Solidworks o Autodesk fusion 360. Feu el disseny pensant en quins actuadors i elements (com servos, llums …) voleu ús. Si voleu replicar aquest model, teniu els fitxers STL disponibles al pas següent.

Pas 2: imprimeix 3D les peces

Per imprimir totes les peces, he utilitzat una capa de 0,16 mm d'alçada i un broquet de 0,4 mm per obtenir una impressió d'alta qualitat. Les peces del cap fan servir suport. En una impressió d’alta qualitat, pot passar fins a 100 hores imprimir totes les peces necessàries en aquest prototip.

Pas 3: Dissenyeu el circuit electrònic

Un cop hàgiu conegut tots els components del vostre disseny, preneu-vos el temps per esbrinar com connectar-ho tot. He utilitzat el programari Fritzing per dissenyar l’esquema electrònic. Per a aquest projecte he utilitzat un microcontrolador Arduino MEGA.

Pas 4: polir i pintar les peces del cap

Un cop hàgiu imprès totes les peces, és hora de polir i pintar amb esprai el cap. He utilitzat pintura mat negra perquè tingui un contrast magnífic amb els LED. Un cop seca la pintura, introduïu els imants al forat del cap i de la base per a l'acoblament magnètic de les peces.

Pas 5: connecteu l'electrònica

Abans d’afegir tots els components al conjunt, heu de connectar tots els components electrònics. He utilitzat un cable de 26 cm de 30 cm. Per donar un millor aspecte als LED de la boca, podeu polir-los amb una polidora de paper de gra fi.

Pas 6: Munteu la mecànica

Un cop tingueu tots els components, munteu-los. La majoria de les parts es connecten mitjançant cargols i femelles M3 genèrics.

Pas 7: soldeu les plaques electròniques

Per muntar tots els components electrònics he utilitzat una placa de circuit universal de 5x7 cm tallada per la meitat. Una meitat conté la part de comunicacions i l'altra meitat conté la placa de distribució d'energia. A la caixa electrònica també podeu incloure un connector femella XLR3 per connectar el cable DMX i un endoll femella per alimentar tot el sistema. En el meu cas, he utilitzat un connector d'aviació de 3 pins, ja que no tenia un connector XLR3. Si utilitzeu aquest tipus de connector, heu de fer un cable de connector DMX a l'aviació.

Pas 8: programa el dispositiu

El programa utilitza 3 llibreries: FastLED.h, Adafruit_TiCoServo.h i DMXSerial.h. La servoteca normal no funciona perquè té conflictes amb la biblioteca FastLED. A partir d’aquest codi és fàcil entendre com afegir més elements o controlar altres tipus d’actuadors, en cas de dispositius animatrònics més complexos.

Pas 9: proveu el dispositiu

Per provar el dispositiu, podeu utilitzar qualsevol font que emeti DMX. En el meu cas, he utilitzat una consola DMX, però podeu crear el vostre propi maquinari Arduino per generar DMX amb la mateixa biblioteca utilitzada en aquest projecte. També podeu utilitzar un cable USB a DMX i un programari com Xlights.