Қолмен зоотроп мүсіні: 12 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Joshua.brooks авторы Толығырақ:

Бұл нұсқаулық Джон Эдмарктың гүлденген мүсіндерінің миниатюрленген, алақанға ұқсас нұсқасы. Мүсін анимацияны қамтамасыз ету үшін жоғары жарықтық стробпен ішкі жарықтандырылған. Айналатын бөлік Ember 3D принтерінде басылды, ал строб тақтасы қазір істен шыққан Autodesk Circuits бағдарламасы арқылы жасалды.

Бөлшектер тізімі:

• 1 x 3D басылған мүсін

• 1 x жарықдиодты жарықдиодты тақта (OSHPARK)

  • 6 x жоғары жарық диодты шамдар (CREE XP-E Digikey-ден ақ, жасыл немесе қызыл)
  • 1 x Микроконтроллер (Digikey-ден ATtiny-85)
  • 3 x MOSFET (Digikey -ден IRF7103PbF қос MOSFET)
  • 1 x фототранзистор (Digikey-ден LTR-301)
  • 1 x фотодиод (Digikey-ден LTE-302)
  • Әрқайсысы 1 x 330Ω 1206 резисторы (Digikey-ден ERJ-8GEYJ331V)
  • 1 x 1kΩ 1206 резисторы (Digikey-ден ERJ-8GEYJ102V)
  • 1 x 10kΩ 1206 резисторы (Digikey-ден ERJ-8GEYJ103V)
  • 6 x 100nF 1206 конденсаторлары (CL31A106KACLNNC Digikey -ден)
  • 1 x 6 істікшелі әйел тақырыбы (PPTC061LFBN-RC Digikey-ден)
  • 1 x 3 істікшелі ерлер тақырыбы (Digecey-ден PREC003SAAN-RC)
• 1 x Үздіксіз айналмалы сервоқозғалтқыш (Digikey параллаксы #900-00008)
• Диаметрі 1/16 дюйм, 12 дюймдік бұрғылау ұшы (Amazon-дан Bosch BL2731)
• 2 x 2 AAA батарея ұстағыштары (Keystone Electronics 2468 Digikey -ден)

• 1 x слайд-коммутатор (Jameco-дан SS-12E17 немесе оған тең)

1 -қадам: Электрлік тақтаға тапсырыс беру

Тапсырыс беру үшін қажет нәрсенің бәрі бар ZIP файлын төменде табуға болады. Бұл файлды ПХД жасау үшін пайдаланыңыз. Көптеген баспа платалары шығарылады. Мен OSHPark.com сайтына әлемнің кез келген жеріне жеткізу үшін арзан, жоғары сапалы, орташа жылдамдықтағы теңгерімді ұсынамын. Мен тапсырысты жеңілдету үшін сол жерде жоба жасадым.

2 -қадам: Электронды тақтаны - бетіне орнатылатын бөлшектерді жинаңыз

Менің тақталарым кішкене қойындылары бар 4 адамнан тұратын топқа келді (мен 12 тақтаға тапсырыс бердім). Менде олардың бір мезгілде екеуін құрастыратын бөлшектер болды. Мен қойындыларды жаптым, сондықтан мен тек екеуімен жұмыс істедім.

Мен беткі қондырғы бөлшектерін дәнекерлеу үшін қайта ағызылатын пешті қолдандым, бірақ сіз дәл осы мақсатта жылу пистолетін қолдана аласыз (төмендегі мәліметтер). Мен бөлшектерді дәнекерлеу үшін қайта ағызылатын пешті және нұсқаулықты қолдандым.

1. Шприц көмегімен тақтаның үстіңгі жағындағы беттік бекіткіштердің барлығына дәнекерленген пастаны жағыңыз. Барлық жастықшаларға көп мөлшерде паста қоюды ұмытпаңыз, сонда сіз тым көп жастықшалармен бітпейсіз. Егер ол тым көп қолданылмаса, ол жастықшаларға қайта оралады. Жоғарыдағы суретте паста бірнеше жастықшаны анық жабады, бірақ бұл пісірілгеннен кейін көпірге әкелетін тым көп паста емес еді.

2. Әр компонентті тақтаға мұқият орналастырыңыз.

   • Светодиодтар үшін екі кішкене бұрыштық квадрат тақтаның ортаңғы тесігіне қарама -қарсы орналасқан.
   • Үш қос MOSFET чиптерінің барлығы бірдей бағдарланған. MOSFET пен ATTiny85 -тің 1 -ші пин орналасуын суретті қараңыз.
   • Резисторлардың орналасуы жоғарыдағы суреттердің бірінде көрсетілген. R1 - 10 кОм, R2 - 330 Ω, R3 - 1 кОм. Бағыт маңызды емес.
   • Барлық конденсаторлар бірдей және бағдар маңызды емес.
3. Тақтаны қыздыру және дәнекерлеуді аяқтау үшін нұсқаулыққа сәйкес қайта ағызылатын пешті қолданыңыз.

3 -қадам: балама: жылу пистолетін қолдана отырып, қайта ағызу

Егер сіз қайта ағызылатын пешке қол жеткізе алмасаңыз, ауа ағыны төмен жылу пистолетін қолданып дәнекерлеуді аяқтай аласыз. Электр тақтасын жылуды тарататын бетке қойыңыз (мен Chipotle тостағанының қақпағын қолдандым) және ауа ағыны төмен жылу пистолетін қолданып тақтаны барлық дәнекерлеу жарқыраған күміске айналғанша мұқият қыздырыңыз. Егер желдеткіш тым күшті болса, бұл қайта ағызу процесінде бөлшектердің жастықшалардан кетуіне әкелуі мүмкін.

Ескерту: жоғарыдағы сурет схеманың бірінші нұсқасынан (тұжырымдаманың дәлелі) алынған. Бұл сәл өзгеше көрінеді, себебі оның қосымша саңылауы болды және тақтаға ATtiny85 микроконтроллері кірмеген

4 -қадам: Электр тізбегін - тесік бөліктерін жинаңыз

Екі тақырыпты (6 істікшелі аналық және 3 істікшелі), тақтаның төменгі жағынан төмен қарайтындай етіп орналастырыңыз. Оларды орнына дәнекерлеңіз (дәнекерлеу тақтаның жоғарғы жағында қолданылады).

Оптикалық кодер бөлшектерін тақтаның кіші тесігінің екі жағына бекітіңіз. Олар тақтаның үстіңгі жағынан шығып тұруы керек, линзаның жағы (төмпешікпен) бір -біріне қарама -қарсы. Қызыл нүктесі бар (фототранзистор, LTR-301) тақтадағы екі үлкен тесіктің арасында орналасқан. Сары нүктесі бар (фотодиод, LTE-302) кіші тесіктің екінші жағында орналасқан. Бұл үшін дәнекерлеу тақтаның төменгі жағына қолданылады.

Кодердің бөліктері дәнекерленгеннен кейін, түйреуіштер мен дәнекерлеуді мүмкіндігінше тақтайшаның түбімен біркелкі ету үшін кесіңіз. Бұл тақтаға серваның жоғарғы жағында мүмкіндігінше төмен отыруға мүмкіндік береді.

5 -қадам: Микроконтроллерді бағдарламалау

Мен Arduino UNO тақтасын осы нұсқаулықты орындау арқылы контроллердің бағдарламалау құрылғысы ретінде қолдандым. Онда ол Arduino түйреуіштерінен ATtiny түйреуіштеріне бағдарламалауға арналған келесі салыстыруды көрсетеді:

• 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)

Қосылу нүктелері жоғарыдағы суретте белгіленген. Сәйкес қосылыстарды орнату үшін жалғау сымын қолданыңыз.

Бағдарламашы ретінде орнатылған Arduino UNO (немесе баламасынан) бастап (жоғарыдағы нұсқаулықты қараңыз), төмендегі bloom.ino жобасын Arduino IDE -де ашыңыз. бағдарламалау алдында Arduino IDE -де келесі әрекеттерді орындау қажет:

• Құралдар → Программист → Arduino провайдер ретінде
• Құралдар → Тақта → ATtiny85 (ішкі 8 МГц сағаты)
• Құралдар → Жүктеу құралын жазу

Содан кейін бағдарламаны әдеттегідей жасаңыз.

6 -қадам: қозғалтқышты өзгертіңіз

Қозғалтқышты өзгерту қажет, негізінен қажет емес бөлшектерді алып тастау арқылы, оның ішінде жоғарғы қабық пен беріліс бөлігінің көп бөлігі.

1. Қозғалтқыштың бір жағынан, төменгі жағынан және екінші жағына төменгі бұрандаларды жаппастан таспа қосудан бастаңыз. Бұл бұрандаларды шешкен кезде түбін жабық ұстайды. Мен оны көрсету үшін суреттерде көгілдір маска таспасын қолдандым. Ақырында мен қара таспаны қолдандым, бірақ ол суреттерде көрінбеді.
2. Қозғалтқыштың жоғарғы жағындағы пластикалық Х қондырмасын ұстайтын бұранданы алыңыз да, пластмассадан X алыңыз.
3. Төменгі жағынан 4 бұранданы алыңыз. Бұрандаларды ұстаңыз. Оларды кейінірек жобада қолдануға болады.
4. Тісті дөңгелектерді ашу үшін қозғалтқыштың жоғарғы қақпағын алыңыз.
5. Ортаңғы төменгі берілістен басқаларының бәрін алып тастаңыз. Сіз бұл редукторларды тастай аласыз. Олар сізге қажет болмайды.

Әрі қарай, мотор корпусынан пластинаның бір бөлігін алып, тақтаны орналастыру қажет.

1. Қалған редукторды алып тастап, оны бір жаққа қойыңыз. Сізге бұл кейінірек қажет болады.
2. Үлкен пластикалық бөртпені (жақын суретте сол жақта) аралау / файлды пайдаланып қырыңыз. Бұл схеманы осы аймаққа орнатуға мүмкіндік береді.
3. Көтерілген бөліктің бүйірлерін екінші жағына салыңыз (оң жақта суретте).

Электр тақтасын сервоприводтың жоғарғы жағына орнатыңыз және оның жақсы және мүмкіндігінше жуылғанына көз жеткізіңіз. Егер ол жақсы сәйкес келмесе, оған сәйкес келу үшін түзетулер енгізіңіз. Келесі қадам үшін тақтаны серводан алыңыз.

7 -қадам: осьті ауыстырыңыз

Білікті ұзынырақ білікке ауыстырыңыз. Бұл зоетроптың айналу кезінде тербелмеуіне көмектеседі.

1. Қысқышты пайдаланып, қалған редукторды ұстап тұрған кішкене металл осьті алыңыз да, редукторды шетке қойыңыз.
2. Бұрғылау ұшының ұшынан (кесілмейтін жағы) 41 мм (1 5/8 дюйм) араны немесе жақсы кескішті кесіңіз.
3. Файлмен немесе тегістеуішпен тегістеу үшін ұштарын (ұштарын) салыңыз.
4. Редукторды орнына қойып, жаңа білікті орнына қойыңыз. Осьті тесікке бекітілгенше төмен қарай басыңыз.

Ось өзін қауіпсіз сезінуі мүмкін, бірақ тәжірибе көрсеткендей, уақыт өте келе оның қысылып кетуі мүмкін және оны қолмен басу арқылы ұстап тұру қиынға соғады. Мұны шешудің жолы - балға алып, жаңа осьті тесікке ақырын тигізу.

8 -қадам: Батарея пакеттері

Бұл қадам бұл құрылғыны алғаш жасаған кезде менің сынақтарым мен қателіктерімді көрсетеді. Менің бірінші жоспарым - тақтаны үнемі қуатпен қамтамасыз ету және қалғандарын іске қосу үшін микроконтроллердің батырманы бақылауы. Мен білдім, тіпті серво қозғалмаса да, ол батареялардан аз мөлшерде ток алады, сондықтан олар құрылғы пайдаланылмаған кезде де ағып кетеді. Мен кейінірек батареяларды пайдаланбайтын кезде толық ажырату үшін құрылғыны қосу үшін слайд-қосқышты қостым.

Батареяның екі ұстағышын (аккумуляторсыз) серво қозғалтқышының екі жағына, қатты сымдар бір -біріне қарама -қарсы және қабаттасатын етіп қоюдан бастаңыз. Батарея пакеттерін орнында ұстау үшін алынбалы таспаны қолданыңыз. Бастапқыда мен үстіңгі екі сымды дәнекерледім, бірақ кейінірек слайд қосқышын қосу үшін оларды кесіп тастадым. Мен мұны әлі де жасауды ұсынамын, өйткені бұл екі сымды дәнекерлеу процестің қалған бөлігіне көмектесетін қаттылықты қосады. Сырғымалы қосқышты қосу үшін бұл сымдарды кейінірек кесу оңай. Осылайша, жоғарыдағы екі сымды бірге дәнекерлеңіз.

Басқару тақтасын бағыттаушы ретінде пайдаланып, төменгі сымдарды жоғары қаратып бүгіңіз және тізбектің 6 істікшелі әйел басындағы сыртқы саңылаулармен түзетіңіз. Сымдарды сым кескіштермен қысыңыз, осылайша тізбек тақтасы сервоқозғалтқыштың үстіңгі жағында орналасқан кезде, әйелдің жоғарғы бөлігіне мықтап қосылады. Электр тақтасының үстіңгі жағы батарея ұстағыштарының шыңдарымен сәйкес келуі керек.

Батарея пакеттерін сервоға бекітетін таспаны алыңыз да, серваның екі жағына екі жақты таспаны салыңыз. Сервоны батарея ұстағыштарының арасына орнына қойыңыз, оны тақтаның үстіңгі жағы батарея ұстағыштарының жоғарғы жағымен біркелкі болатындай етіп қайта орналастырыңыз және бір -біріне мықтап басыңыз.

9 -қадам: заттарды біріктіру

PB0 және PB1 контурларының аналық тақтасының коннекторларының арасына берік сымды қосқышты қосыңыз. Бұл жерде мен құрылғыны іске қосу үшін түймені қосқым келді. Секіргішті қосу оны қуат қосылған кезде іске қосылатындай етеді.

Электр тақтасын серво үстіне орнатыңыз.

Серводан сымдарды негіздің айналасына орап, схемадағы 3 істікшелі еркек бастығына қосыңыз. Тақырыпқа қарап, жер жағы (қара немесе қоңыр сым) оң жақта болады. Мұны тым көп бос қалдырмай жақсы орау үшін біраз әрекет қажет болуы мүмкін. Содан кейін сымдарды орнына бекітіңіз. Мен өзіме қара гаффер таспасын (мата таспасы) қолдандым.

Содан кейін сіз қуатты басқару үшін слайд қосқышты қосасыз. Слайд қосқышында үш түйреуіш бар. Сіз олардың тек екеуін қолданасыз: орталық бір және бүйірлік түйреуіштердің бірі (қайсысы маңызды емес). Кескіштерді пайдаланып, пайдаланылмаған бүйірлік штырды кесіңіз.

Жылжымалы қосқышты аккумуляторлық ұстағыштардың дәнекерленген сымының тірегінен ұстаңыз. Кейінірек слайд түйреуіштері дәнекерленетін сымдардың арасындағы нүктені белгілеңіз (мен қара өткір қалам қолдандым).

Бұрын дәнекерленген сым тіректерін слайд қосқышындағы екі түйреуіш арасындағы қашықтыққа сәйкес келетін кішкене бос орын болуы үшін кесіңіз. Сымдардағы саңылауды жою үшін сырғытпаны дәнекерлеңіз.

10 -қадам: Zoetrope негізі (міндетті емес)

Мен құрылғы үшін жақсы 3D басып шығарылған негізге ие болғым келді. Міне TinkerCAD -тің дизайны. Құрылғының жұмыс істеуі үшін бұл базаны жасаудың қажеті жоқ, бірақ ол жақсы көрінеді. Басып шығару файлы төменде берілген.

11 -қадам: Зоэтроп моделі

TinkerCAD -тегі айналдыруға арналған 3D модельді мына жерден табуға болады.

Бұл модельдегі STL, сондай -ақ басып шығаруға арналған кесілген қабаттары бар TAR файлын төменде табуға болады. Мен Autodesk Ember принтерінде басып шығару жөніндегі нұсқаулықты қоспаймын, себебі бұл принтерді қолдануға арналған бірнеше нұсқаулық бар.

12 -қадам: Түртуді аяқтау

3D басып шығарудың үш қойындысы мөлдір болмауы керек, әйтпесе схеманың оптикалық кодтаушы бөліктері олардың өтуін сенімді түрде анықтай алмайды. Мен қара лак қолдандым, бұл өте жақсы жұмыс істеді. Бастапқыда мен қара Sharpie қаламмен жұмыс істедім, бірақ ол оптикалық үзгіш ретінде сенімді емес еді.

Қойындылар мөлдір емес болғаннан кейін, сіз жақсы болуыңыз керек. Зоэтропты білікке қойыңыз да, қуатты қосыңыз!