R2D2: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

"Aquesta instrucció es va crear per complir els requisits del projecte del Makecourse de la Universitat del Sud de Florida (www.makecourse.com)"

Ets fanàtic de Star Wars? T'agrada l'Astromech Droids? T’agrada fer coses? Si heu respost que sí a alguna o totes aquestes preguntes, aquest instructiu és per a vosaltres.

Aquesta guia està dissenyada per ajudar-vos amb la màxima facilitat possible a crear el vostre propi droide R2D2 astromech.

Pas 1: llista de materials

Aquí teniu una llista extensa dels materials necessaris:

1 microcontrolador Arduino Uno

1 placa de controlador de motor L298N

2 motors CC de 6-9 V (configuració opcional de la caixa de canvis)

2 rodes

1 conjunt de rodes petites

2 adaptador de bateria

6 bateries AA

1 bateria de 9V

Un assortiment de cable jumper home a home

Un assortiment de cables jumper entre homes i dones

2 commutadors (opcionals)

1 servomotor

Tub de PVC de 4 "(7" de llarg)

Cúpula acrílica de 4,5 "de diàmetre

Tauler d'escuma

Tauler d’il·lustració

Pistola de cola calenta

Cola calenta

Cola Gorilla

Pintura acrílica (blau, negre, gris i blanc)

Pinzells

Eines de tall

A més de materials, aquests recursos i eines també són necessaris / útils:

Una impressora 3D / laboratori d’impressió 3D

Eines de soldar

Talladors de filferro i peladors

Un ordinador o un ordinador portàtil

Pas 2: programari necessari

Els següents són gratuïts per descarregar si sou estudiant i són obligatoris per a aquest projecte:

Autodesk Inventor

Programari Arduino

Tots dos programes són compatibles amb Windows i Mac OSX.

Nota: Qualsevol programa CAD funcionarà; Autodesk Inventor es va utilitzar per a aquest projecte.

Pas 3: l'esbós d'Arduino

Aquest és l'esbós d'Arduino a la versió 1.8.8.

Per executar el codi, descarregueu-lo i obriu-lo des del vostre programari Arduino

Verifiqueu que la placa Arduino estigui connectada a l'ordinador fent clic a "Eines" a la barra de menú i verificant que es seleccioneu el "Port" correcte

Feu clic a la fletxa de pujada blava amb l'USB connectat a l'ordinador i al microcontrolador

El codi d’aquest projecte és un bucle senzill. El servomotor gira el capçal R2D2 180 graus contínuament. Simultàniament al servomotor, tots dos motors de corrent continu funcionen al mateix temps durant un temps establert i, a continuació, el motor de corrent continu només s’executa durant un temps fixat per introduir un gir a l’esquerra, i després el bucle es repeteix fins que s’apaga.

El mateix codi proporciona explicacions detallades del que fa cada línia de codi.

Nota: La biblioteca servo.h que s'inclou al codi ve de sèrie amb l'esbós d'Arduino.

Pas 4: Muntatge del sistema de control

Si és la primera vegada que utilitzeu circuits, pot ser espantós, però amb l’esquema i les imatges proporcionades, el procés hauria de ser prou fàcil de seguir. Amb la inclusió de la placa del controlador del motor L298N, el cablejat mai ha estat tan fàcil.

Aquest sistema de control té tres components principals:

El motor CC del peu esquerre (controlat per la placa de controladors del motor L298N)

El motor CC de peu dret (controlat per la placa de control de motor L298N)

El servomotor (controlat per la placa Arduino)

Al pas 3, els passadors i els terminals de la placa del controlador del motor estan etiquetats per obtenir informació. Els cables positius i negatius van als seus ports respectius a la placa del controlador del motor. El paquet de bateries de 9 V + que alimenta els motors i la placa del controlador del motor es connecta als passadors esquerre i mig del terminal de 3 ports de la placa del controlador del motor i el port dret es connecta a la placa Arduino.

Utilitzant 6 cables de pont masculí a femella connecteu els 6 pins als pins especificats a la placa Arduino. Tingueu en compte que els pins d'habilitació han d'anar als pins amb un "~" al davant. Es tracta de pins PWM que permeten a Arduino controlar la velocitat del motor.

El servomotor està connectat directament a la placa Arduino. El cable taronja es connecta a un pin "~" perquè requereix un senyal PWM, mentre que els cables vermells i marrons són cables positius i negatius respectivament. Es fa servir una bateria addicional de 9V per alimentar la placa Arduino a través del port de la bateria.

Nota: per facilitar la utilització, podeu soldar els interruptors dels cables positius de les bateries. Això es fa desposseint el cable positiu i soldant un interruptor en sèrie amb el cable.

Si teniu problemes amb la placa del controlador del motor, aquí teniu ajuda addicional que he utilitzat en la resolució de problemes. Tutorial de la placa del controlador de motor L298N

Pas 5: components CAD

L’objectiu del disseny és fer quelcom divertit, funcional i el més proper a la qualitat de la pel·lícula. Per exemple, volia que la unitat R2D2 s’assegués amb una lleugera inclinació. Les potes estan modelades separades del cos i el cap permetent una orientació del R2D2 en qualsevol posició.

Aquestes són les parts que he creat amb Autodesk Inventor. El cos, el cap, les cames, els peus i l'estructura interior estan separats entre si. Si teniu la vostra pròpia impressora 3D, podeu utilitzar-la o si teniu accés a un laboratori d’impressió 3D, també funciona. Els laboratoris d’impressió solen ser assequibles, de manera que si seguiu aquesta ruta hauria de ser rendible. Vaig seguir la ruta de fabricar cada component a partir de diversos materials per a aficions que posteriorment es discutiran en detall.

Una nota sobre el disseny: les potes estan buides per permetre que els cables del motor de corrent els travessin.

Pas 6: Muntatge

Pròleg: Vaig escollir construir el meu R2D2 a partir de tauló Foam, tauler Illustrator, PVC i acrílic. Aquestes parts també es poden imprimir fàcilment en 3D.

Al llarg de tota aquesta construcció he utilitzat les parts modelades en 3D que es detallen al pas 6 per obtenir dimensions.

Vaig començar construint l’estructura interior del tub de PVC. L'alçada del tub és de 7 polzades, de manera que l'alçada de l'estructura de suport hauria de cabre dins d'aquest. El servomotor té una ranura tallada a la peça del tauler d'escuma superior del cercle que guia els cables cap al cos. La placa Arduino, la placa L298N i les bateries es munten amb cola calenta a l’estructura de suport. Preneu nota de l'orientació de cada component per permetre connectar els paquets de bateries i el cable USB també hauria de tenir prou espai per connectar-se. Un cop muntat el sistema de control, introduïu l'estructura de suport al cos.

A continuació, vaig crear cada panell separat per a les cames. A les imatges anteriors es detallen les peces que haureu de tallar. S'afegeixen peces de suport de tauler d'escuma per obtenir un suport addicional. No fixeu el tauler posterior a les potes fins que els cables no passin per elles.

Els peus es creen per separat abans de fixar-se a les cames. Els motors de corrent continu que s’utilitzaven en aquest projecte provenien d’un kit de cotxes Arduino i venien amb cargols de muntatge que s’utilitzaven per fixar-se a la paret del peu. S'ha de tallar un petit forat a la part superior del peu per permetre que passi el fil. S’han de crear dos d’aquests peus i fixar-los a les respectives potes. Tots dos productes acabats es detallen en una imatge adjunta.

El peu central es crea de la mateixa manera que es creen els peus esquerre i dret. Tenint en compte el dibuix CAD, hi ha diverses peces de mig cercle que es retallen i s’uneixen verticalment des del peu i la part inferior de la unitat R2. Més endavant, s’ajustaran i s’afegirà cola per obtenir l’orientació correcta del peu central. Una petita roda rodona s’adjunta a aquest peu per afegir suport i facilitat de direcció a la unitat R2. Em va semblar més fàcil fixar primer el peu central abans d’enganxar les potes / peus esquerra i dreta.

El cap es crea tallant una cúpula acrílica i un tauler d'escuma per crear la forma de "cúpula". Connecteu un braç de servo a la part inferior de l'estructura de la cúpula al centre. Això es connectarà posteriorment al servomotor.

Nota: per obtenir la forma corba a les cames i el cap, talleu la taula Illustrator (cartró) al llarg i doblegueu-la a la corba que trieu. Vaig ser més fàcil doblar lleugerament el tauler primer en forma i després enganxar-lo immediatament.

Per últim, podeu pintar aquest projecte al vostre gust. Vaig anar amb un disseny senzill per aconseguir l'ambient "R2D2", però no ser massa detallat i complicat.

Advertiment: si utilitzeu foamboard, no utilitzeu pintura amb spray que tingui acetona, ja que dissoldrà el vostre foamboard.

Pas 7: producte final i ús

Aquí teniu el producte final després d’una nova pintura i muntatge. No dubteu a afegir encara més detalls que jo.

Les incorporacions i possibilitats d’aquest projecte són infinites. Bluetooth, sons i llums intermitents per nomenar-ne alguns.

Fer i gaudir feliç!