Rankinė „Zoetrope“skulptūra: 12 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Sekite daugiau autoriaus:

Ši pamoka yra miniatiūrinė, delno dydžio gražių morfologiškai žydinčių Johno Edmarko skulptūrų versija. Skulptūra iš vidaus apšviesta didelio ryškumo strobu, kad būtų suteikta animacija. Verpimo dalis buvo atspausdinta „Ember 3D“spausdintuvu, o „stroboskopo lenta“buvo sukurta naudojant dabar nebeveikiančią „Autodesk Circuits“programą.

Dalių sąrašas:

• 1 x 3D spausdinta žydėjimo skulptūra

• 1 x LED lemputė (OSHPARK)

  • 6 x didelio ryškumo šviesos diodai (CREE XP-E iš „Digikey“baltos, žalios arba raudonos spalvos)
  • 1 x mikrovaldiklis (ATtiny-85 iš Digikey)
  • 3 x MOSFET (IRF7103PbF Dual MOSFET iš Digikey)
  • 1 x fototransistorius (LTR-301 iš „Digikey“)
  • 1 x fotodiodas (LTE-302 iš „Digikey“)
  • 1 x kiekvienas 330Ω 1206 rezistorius (ERJ-8GEYJ331V iš „Digikey“)
  • 1 x 1kΩ 1206 rezistorius (ERJ-8GEYJ102V iš „Digikey“)
  • 1 x 10 kΩ 1206 rezistorius (ERJ-8GEYJ103V iš „Digikey“)
  • 6 x 100nF 1206 kondensatoriai (CL31A106KACLNNC iš Digikey)
  • 1 x 6 kontaktų antraštė (PPTC061LFBN-RC iš „Digikey“)
  • 1 x 3 kontaktų antraštė (PREC003SAAN-RC iš „Digikey“)
• 1 x nuolatinio sukimosi servo variklis („Parallax“#900-00008 iš „Digikey“)
• 1 x 1/16 colio skersmens, 12 colių grąžtas („Bosch BL2731“iš „Amazon“)
• 2 x 2 AAA baterijų laikikliai („Keystone Electronics 2468“iš „Digikey“)

• 1 x stumdomas jungiklis (SS-12E17 iš „Jameco“arba lygiavertis)

1 žingsnis: grandinės plokštės užsakymas

Žemiau rasite ZIP failą su viskuo, ko reikia užsakymui. Naudokite šį failą savo PCB gamybai. Yra daug spausdintinių plokščių gamintojų. Aš rekomenduoju OSHPark.com, kad būtų subalansuotas nebrangus, aukštos kokybės ir vidutinio greičio pristatymas bet kurioje pasaulio vietoje. Ten sukūriau projektą, kad būtų lengviau užsisakyti.

2 žingsnis: Surinkite grandinės plokštę - paviršiaus tvirtinimo dalys

Mano lentos atkeliavo į 4 grupę, pritvirtintą mažais skirtukais (aš užsisakiau 12 lentų). Turėjau dalių surinkti dvi iš jų vienu metu. Aš spragtelėjau skirtukus, kad tik dirbčiau su dviem.

Paviršiaus tvirtinimo dalims lituoti naudojau perpylimo orkaitę, nors tuo pačiu tikslu galite naudoti šilumos pistoletą (išsami informacija žemiau). Savo dalims lituoti naudojau grįžtamąją orkaitę ir šios instrukcijos instrukcijas.

1. Naudodami švirkštą, ant visų plokštės (-ų) viršuje esančių paviršiaus tvirtinimo pagalvėlių užtepkite litavimo pastos. Būtinai tepkite tešlą ant visų trinkelių ir ne per daug, kad per daug nesusidarytumėte. Jei neužtepsite per daug, jis vėl susitrauks su trinkelėmis. Aukščiau esančiame paveikslėlyje pasta aiškiai padengia kelias trinkeles, tačiau tai nebuvo per daug pastos, kad po virimo susidarytų tiltai.

2. Atsargiai uždėkite kiekvieną komponentą ant lentos.

   • Šviesos diodų atveju du maži kampiniai kvadratai nukreipti nuo lentos vidurinės angos.
   • Visi trys dvigubi MOSFET lustai yra vienodos orientacijos. Žiūrėkite paveikslėlį, kuriame pateikiama MOSFET ir ATTiny85 1 kaiščio padėtis.
   • Rezistorių padėtis parodyta vienoje iš aukščiau pateiktų nuotraukų. R1 yra 10 kΩ, R2 yra 330 Ω, R3 yra 1 kΩ. Orientacija nesvarbi.
   • Visi kondensatoriai yra vienodi, o kryptis nesvarbi.
3. Norėdami sušildyti lentą ir užbaigti litavimą, naudokite perpylimo orkaitę pagal instrukcijas.

3 veiksmas: alternatyvus: pakartotinis srautas naudojant šilumos pistoletą

Jei neturite prieigos prie pakartotinio įkaitinimo krosnies, litavimą galite baigti naudodami šilumos pistoletą su mažu oro srautu. Padėkite plokštę ant paviršiaus, kuris išsklaidys šilumą (aš naudojau „Chipotle“dubenėlio dangtį), ir atsargiai kaitinkite plokštę, naudodami šilumos pistoletą, esant mažam oro srautui, kol visa lituoklė pasidarys blizgi sidabrinė. Jei pūstuvas yra per stiprus, dalys gali nukristi nuo pagalvėlių perpildymo proceso metu.

Pastaba: aukščiau pateiktas paveikslėlis yra iš pirmosios plokštės versijos (koncepcijos įrodymas). Tai atrodo šiek tiek kitaip, nes jame buvo papildoma skylė ir plokštėje nebuvo „ATtiny85“mikrovaldiklio

4 žingsnis: Surinkite grandinės plokštę - skylių dalys

Padėkite dvi antraštes (6 kontaktų ir 3 kontaktų kištukus) taip, kad jos būtų nukreiptos žemyn nuo plokštės apatinės pusės. Lituokite juos vietoje (lydmetalis uždėtas viršutinėje lentos pusėje).

Pritvirtinkite optinio kodavimo įrenginio dalis abiejose mažesnės plokštės angos pusėse. Jie turėtų išsikišti iš viršutinės lentos pusės, o lęšio pusė (su smūgiu) būtų nukreipta viena į kitą. Tas, kuriame yra raudonas taškas (fototransistorius, LTR-301), yra tarp dviejų didelių plokštės skylių. Vienas su geltonu tašku (fotodiodas, LTE-302) yra kitoje mažesnės skylės pusėje. Šiems skirtas lydmetalis uždedamas apatinėje lentos pusėje.

Po to, kai kodavimo dalys yra lituojamos, nukirpkite kaiščius ir lydmetalį, kad jis būtų kuo lygesnis su plokštės apačia. Tai leidžia lentai sėdėti kuo žemiau servo viršuje.

5 veiksmas: mikrovaldiklio programavimas

Aš naudoju „Arduino UNO“plokštę, kad veikčiau kaip valdiklio programavimo įrenginys, vadovaudamasis šia instrukcija. Jame rodomas toks žemėlapių sudarymas iš „Arduino“kaiščių į „ATtiny“kaiščius programavimui:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8 (Vcc)
• „Arduino Ground“→ „ATtiny Pin 4“(GND)
• „Arduino“kaištis 10 → „ATtiny Pin 1“(PB5)
• „Arduino“kaištis 11 → „ATtiny Pin 5“(PB0)
• Arduino kaištis 12 → ATtiny kaištis 6 (PB1)
• „Arduino“kaištis 13 → „ATtiny Pin 7“(PB2)

Prijungimo taškai pažymėti aukščiau esančioje nuotraukoje. Tinkamoms jungtims atlikti naudokite prijungimo laidą.

Pradėdami nuo „Arduino UNO“(arba lygiaverčio), kuris nustatytas kaip programuotojas (žr. Aukščiau pateiktą instrukciją), atidarykite „bloom.ino“projektą žemiau esančiame „Arduino IDE“. prieš programuodami „Arduino IDE“turėsite atlikti šiuos veiksmus:

• Įrankiai → Programuotojas → „Arduino“kaip IPT
• Įrankiai → Lenta → ATtiny85 (vidinis 8 MHz laikrodis)
• Įrankiai → Įrašyti įkrovos tvarkyklę

Tada programuokite kaip įprasta.

6 žingsnis: pakeiskite variklį

Variklį reikia modifikuoti, daugiausia pašalinant nereikalingas dalis, įskaitant viršutinį korpusą ir didžiąją dalį pavarų.

1. Pradėkite pridėdami juostos gabalėlį iš vienos variklio pusės, per apačią ir į kitą pusę, neuždengdami apatinių varžtų. Tai laikys dugną uždarytą, kai atsukami varžtai. Nuotraukose naudojau mėlyną maskavimo juostą, kad ji būtų matoma. Galų gale aš naudoju juodą juostą, bet ji nerodoma nuotraukose.
2. Atsukite varžtą, laikantį plastikinį X priedą variklio viršuje, ir nuimkite plastikinį X.
3. Atsukite 4 varžtus iš apačios. Laikykite varžtus. Pasirinktinai galite juos naudoti vėliau projekte.
4. Nuimkite viršutinį variklio dangtį, kad matytumėte krumpliaračius.
5. Nuimkite visas, išskyrus centrinę apatinę pavarą. Galite išmesti šias pavaras. Jums jų neprireiks.

Tada pašalinsite dalį plastiko iš variklio korpuso, kad tilptumėte plokštę.

1. Nuimkite likusią pavarą ir atidėkite ją. Jums to prireiks vėliau.
2. Naudodami pjūklą / dildę, nuskuskite didesnį plastikinį guzelį (kairėje, iš arti). Tai leis plokštę pritaikyti šioje srityje.
3. Padidinkite pakeltos dalies šonus kitoje pusėje (iš arti esančio paveikslėlio dešinėje).

Sumontuokite plokštę ant servo viršaus ir įsitikinkite, kad ji gerai priglunda ir yra kiek įmanoma lygesnė. Jei jis netinka, atlikite reikiamus pakeitimus, kad jis tilptų. Kitam žingsniui nuimkite plokštę nuo servo.

7 žingsnis: Pakeiskite ašį

Pakeiskite ašį ilgesne. Tai padės zoetropui nesvyruoti sukantis.

1. Naudodami reples, nuimkite mažą metalinę ašį, laikančią likusią pavarą, ir atidėkite pavarą.
2. Nupjaukite 41 mm (1 5/8 colio) atstumą nuo grąžto užpakalinės dalies (ne pjovimo pusės), naudodami pjūklą arba geras pjaustytuvus.
3. Pabaigą (-us) išlyginkite failais arba švitriniu popieriumi.
4. Įdėkite pavarą atgal į vietą ir įstatykite naują ašį. Paspauskite ašį žemyn, kol ji įsitvirtins skylėje.

Ašis gali jaustis saugi, tačiau patirtis parodė, kad laikui bėgant ji gali tapti laisva ir sunkiai laikoma vietoje spaudžiant ranka. Vienas iš būdų tai išspręsti yra paimti plaktuką ir švelniai bakstelėti naują ašį į skylę.

8 žingsnis: akumuliatorių paketai

Šis žingsnis rodo kai kuriuos bandymus ir klaidas iš mano pusės kuriant šį įrenginį. Mano pirmasis planas buvo visada turėti maitinimą plokštėje ir pasikliauti mikrovaldikliu, kuris stebi mygtuką, kad pradėtų visa kita. Aš atradau, kad net tada, kai servo nejuda, jis iš baterijų ims nedidelę srovę, kad jos galiausiai išsikraustytų net tada, kai prietaisas nenaudojamas. Vėliau pridėjau slankiklį, kad įjungčiau įrenginį, kad visiškai atjungčiau baterijas, kai jis nenaudojamas.

Pradėkite padėdami du akumuliatorių laikiklius (be akumuliatorių) abiejose servo variklio pusėse taip, kad tvirti laidai būtų nukreipti vienas į kitą ir sutaptų. Naudokite nuimamą juostą, kad akumuliatoriai būtų laikomi vietoje. Iš pradžių viršutinius du laidus buvau litavęs kartu, bet vėliau juos perpjoviau, kad pridėčiau slankiklį. Aš rekomenduoju vis tiek tai padaryti, nes šių dviejų laidų litavimas kartu suteikia standumo, kuris padeda likusiam procesui. Vėliau lengva nutraukti šiuos laidus ir pridėti slankiklį. Taigi, tai sakant, lituokite du viršutinius laidus kartu.

Naudodami grandinės plokštę kaip vadovą, sulenkite apatinius laidus taip, kad jie būtų nukreipti į viršų ir sutaptų su išorinėmis skylėmis, esančiomis 6 kontaktų plokštės jungtyje. Apipjaukite laidus vielos pjovikliais taip, kad jie vis dar būtų pakankamai ilgi, kad galėtų tvirtai prijungti korpuso galvutę, kai plokštė yra servovariklio viršuje. Grandinės plokštės viršutinė dalis turi sutapti su akumuliatoriaus laikiklių viršūnėmis.

Nuimkite juostą, laikančią akumuliatorių paketus prie servo, ir uždėkite dvipusės juostos gabalėlį abiejose servo pusėse. Įdėkite servovariklį į vietą tarp akumuliatoriaus laikiklių ir vėl pastatykite taip, kad plokštės viršus būtų lygus akumuliatoriaus laikiklių viršui, ir tvirtai suspauskite.

9 žingsnis: Sudėkite dalykus

Pridėkite jungiamąjį laidą tarp grandinės plokštės jungties PB0 ir PB1 jungčių. Čia aš norėjau prijungti mygtuką, kad paleistumėte įrenginį. Pridėjus trumpiklį, jis pradės veikti, kai bus įjungta energija.

Įdėkite plokštę ant servo viršaus.

Apvyniokite laidus nuo servo aplink pagrindą ir prijunkite prie 3 kontaktų antgalio ant plokštės. Žvelgiant į antraštę, įžeminimo pusė (juoda arba ruda viela) bus dešinėje. Gali prireikti šiek tiek pastangų, kad tai būtų gražiai apvyniota, o ne per daug. Tada priklijuokite laidus juostelėmis. Aš naudoju tamsią juostelę (audinio juostelę).

Tada pridėsite skaidrių jungiklį, kad valdytumėte maitinimą. Slankiojantis jungiklis turi tris kaiščius. Jūs naudosite tik du iš jų: centrinį ir vieną šoninį kaištį (nesvarbu, kurį). Naudodami pjaustytuvus, nupjaukite nepanaudotą šoninį kaištį.

Slydimo jungiklį laikykite už sujungtų akumuliatoriaus laikiklių lituoto vielos stulpo. Pažymėkite tašką ant laidų, tarp kurių vėliau bus lituoti skaidrių jungiklio kaiščiai (aš naudojau juodą aštrų rašiklį).

Iškirpkite vielos stulpus, kuriuos anksčiau litavote kartu, kad būtų nedidelis tarpas, kuris tiksliai atitiktų atstumą tarp dviejų skaidrių jungiklio kaiščių. Lituokite skaidrių jungiklį, kad užpildytumėte laidų tarpą.

10 žingsnis: „Zoetrope“bazė (neprivaloma)

Norėjau turėti gražų 3D spausdintą įrenginio pagrindą. Štai TinkerCAD dizainas. Nereikia sukurti šios bazės, kad įrenginys veiktų, tačiau jis atrodo gražiai. Spausdinimo failas pateikiamas žemiau.

11 žingsnis: „Zoetrope“modelis

TinkerCAD besisukančios dalies 3D modelį rasite čia.

Žemiau rasite šio modelio STL ir TAR failą, kuriame yra supjaustyti sluoksniai spausdinti. Aš neįtraukiu spausdinimo „Autodesk Ember“spausdintuve instrukcijų, nes yra keletas nurodymų, kaip naudoti šį spausdintuvą.

12 žingsnis: Apdailos darbai

Trys 3D spausdinimo skirtukai turi būti matiniai Aš naudojau juodą nagų laką, ir tai puikiai veikė. Iš pradžių aš tiesiog išbandžiau juodą „Sharpie“rašiklį, bet jis nebuvo patikimas kaip optinis pertraukiklis.

Kai skirtukai taps nepermatomi, turėtumėte gerai eiti. Padėkite zoetropą ant veleno ir įjunkite maitinimą!