R2D2: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

"Questo istruttivo è stato creato in adempimento del requisito del progetto del Makecourse presso la University of South Florida (www.makecourse.com)"

Sei un fan di Star Wars? Ti piacciono i droidi astromeccanici? Ti piace fare le cose? Se hai risposto Sì a una o tutte queste domande, questo Instructable è per TE!

Questa guida è progettata per aiutarti con la massima facilità a creare il tuo droide astromeccanico R2D2!

Passaggio 1: elenco dei materiali

Ecco un elenco completo dei materiali necessari:

1 microcontrollore Arduino Uno

1 scheda driver motore L298N

2 motori 6-9 V CC (configurazione del cambio opzionale)

2 ruote

1 piccolo gruppo ruota orientabile

2 adattatori per batterie

6 batterie AA

1 batteria da 9V

Un assortimento di cavi jumper maschio-maschio

Un assortimento di cavi jumper maschio-femmina

2 interruttori (opzionali)

1 servomotore

Tubo in PVC da 4" (lunghezza 7")

Cupola in acrilico di diametro 4,5"

Pannello in schiuma

Tavola delle illustrazioni

Pistola per colla a caldo

Colla calda

Colla Gorilla

Vernice acrilica (blu, nera, grigia e bianca)

Pennelli

Utensili da taglio

Oltre ai materiali, sono necessarie/utili anche queste risorse e strumenti:

Una stampante 3D / Laboratorio di stampa 3D

Strumenti di saldatura

Tagliafili e spellafili

Un computer o un laptop

Passaggio 2: software richiesto

I seguenti sono scaricabili gratuitamente se sei uno studente e sono necessari per questo progetto:

Autodesk Inventor

Software Arduino

Entrambi i software sono compatibili con Windows e Mac OSX.

Nota: qualsiasi programma CAD funzionerà; Autodesk Inventor è stato utilizzato per questo progetto.

Passaggio 3: lo schizzo di Arduino

Questo è lo sketch di Arduino nella versione 1.8.8.

Per eseguire il codice, scarica il codice fornito e aprilo dal tuo software Arduino

Verifica che la tua scheda Arduino sia collegata al computer facendo clic su "Strumenti" sulla barra dei menu e verificando che sia selezionata la "Porta" corretta

Fai clic sulla freccia di caricamento blu con l'USB collegato al computer e al microcontrollore

Il codice per questo progetto è un semplice ciclo. Il servomotore fa ruotare continuamente la testa R2D2 di 180 gradi. Contemporaneamente al servomotore, entrambi i motori CC vengono fatti funzionare contemporaneamente per un tempo prestabilito, quindi il motore CC destro viene fatto funzionare solo per un tempo prestabilito per introdurre una svolta a sinistra, quindi il ciclo si ripete finché non viene spento.

Spiegazioni dettagliate di cosa fa ogni riga di codice sono fornite all'interno del codice stesso.

Nota: la libreria servo.h inclusa nel codice viene fornita di serie con lo sketch Arduino.

Passaggio 4: assemblaggio del sistema di controllo

Se è la tua prima volta con i circuiti, può essere spaventoso da guardare, ma con lo schema e le immagini fornite, il processo dovrebbe essere abbastanza facile da seguire. Con l'inclusione della scheda driver motore L298N, il cablaggio non è mai stato così facile.

Ci sono tre componenti principali di questo sistema di controllo:

Il motore CC del piede sinistro (controllato dalla scheda driver motore L298N)

Il motore DC del piede destro (controllato dalla scheda driver motore L298N)

Il servomotore (controllato dalla scheda Arduino)

Nel passaggio 3, i pin e i terminali della scheda del driver del motore sono etichettati per tua informazione. I fili positivo e negativo vanno nelle rispettive porte sulla scheda del driver del motore. La batteria da 9V+ che alimenta i motori e la scheda driver del motore è collegata ai pin sinistro e centrale del terminale a 3 porte sulla scheda del driver del motore e la porta destra è collegata alla scheda Arduino.

Utilizzando 6 cavi jumper maschio-femmina, collegare i 6 pin ai pin specificati sulla scheda Arduino. Nota che i pin di abilitazione DEVONO andare ai pin con un "~" davanti. Questi sono pin PWM che consentono ad Arduino di controllare la velocità del motore.

Il servomotore è collegato direttamente alla scheda Arduino. Il filo arancione è collegato a un pin "~" perché richiede un segnale PWM, mentre i fili rosso e marrone sono rispettivamente fili positivo e negativo. Una batteria aggiuntiva da 9 V viene utilizzata per alimentare la scheda Arduino attraverso la porta della batteria.

Nota: per facilitare l'uso, è possibile saldare gli interruttori nei fili positivi per i pacchi batteria. Questo viene fatto spelando il filo positivo e saldando un interruttore in serie con il filo.

Se hai problemi con la scheda del driver del motore, ecco un ulteriore aiuto che ho utilizzato durante la risoluzione dei problemi. Tutorial scheda driver motore L298N

Passaggio 5: componenti CAD

L'obiettivo del design è creare qualcosa di divertente, funzionale e il più vicino possibile alla qualità del film. Ad esempio, volevo che l'unità R2D2 fosse leggermente inclinata. Le gambe sono modellate separate dal corpo e dalla testa consentendo un orientamento dell'R2D2 in qualsiasi posizione.

Queste sono le parti che ho creato utilizzando Autodesk Inventor. Il corpo, la testa, le gambe, i piedi e la struttura interna sono tutti separati l'uno dall'altro. Se possiedi la tua stampante 3D puoi utilizzarla o se hai accesso a un laboratorio di stampa 3D, funziona anche questo. I laboratori di stampa sono generalmente convenienti, quindi se segui questa strada, dovrebbe essere conveniente. Ho seguito la strada della fabbricazione di ogni componente con vari materiali per hobby che verranno discussi in dettaglio in seguito.

Una nota sul design: le gambe sono vuote per consentire il passaggio dei fili del motore CC.

Passaggio 6: assemblaggio

Prefazione: ho scelto di costruire il mio R2D2 con il pannello in schiuma, il pannello Illustrator, il PVC e l'acrilico. Queste parti possono anche essere facilmente stampate in 3D.

Durante l'intera costruzione ho utilizzato le parti modellate in 3D dettagliate nel passaggio 6 per le dimensioni.

Ho iniziato costruendo la struttura interna del tubo in PVC. L'altezza del tubo è di 7 pollici, quindi l'altezza della struttura di supporto dovrebbe adattarsi a questo. Il servomotore ha una fessura tagliata nel pezzo di pannello in schiuma del cerchio superiore in cui i fili sono guidati nel corpo. La scheda Arduino, L298N e i pacchi batteria sono montati con colla a caldo alla struttura di supporto. Prendere nota dell'orientamento di ciascun componente per consentire il collegamento dei pacchi batteria e anche il cavo USB dovrebbe avere spazio sufficiente per il collegamento. Una volta montato il sistema di controllo, inserire la struttura di supporto nel corpo.

Successivamente ho creato ogni pannello separato per le gambe. I dettagli nelle immagini sopra sono i pezzi che dovrai tagliare. Vengono aggiunti pezzi di supporto in schiuma per ulteriore supporto. Non fissare il pannello posteriore alle gambe fino a quando i cavi non sono passati attraverso di esse.

I piedi vengono creati separatamente prima di attaccarli alle gambe. I motori CC utilizzati in questo progetto provenivano da un kit per auto Arduino e venivano forniti con viti di montaggio utilizzate per il fissaggio alla parete del piede. Un piccolo foro dovrebbe essere praticato nella parte superiore del piede per consentire il passaggio del filo. Due di questi piedi dovrebbero essere creati e attaccati alle rispettive gambe. Entrambi i prodotti finiti sono dettagliati in una foto allegata.

Il piede medio viene creato nello stesso modo in cui vengono creati i piedi sinistro e destro. Notando il disegno CAD, ci sono più semicerchi tagliati e attaccati verticalmente dal piede e dal fondo dell'unità R2. Successivamente questi si incastreranno e verrà aggiunta della colla per ottenere il corretto orientamento del piede medio. Una piccola ruota è fissata a questo piede per aggiungere supporto e facilità di guida per l'unità R2. Ho trovato più facile attaccare il piede medio prima di attaccare le gambe/i piedi destro e sinistro.

La testa viene creata tagliando una cupola in acrilico e un pannello di gommapiuma per creare la forma a "cupola". Fissare un braccio del servo alla parte inferiore della struttura della cupola al centro. Questo si collegherà in seguito al servomotore.

Nota: per ottenere la forma curva nelle gambe e nella testa, taglia la tavola di Illustrator (cartone) a misura e piegala nella curva che preferisci. Ho trovato più semplice piegare leggermente la tavola prima nella forma e poi incollarla immediatamente.

Infine, puoi dipingere questo progetto a tuo piacimento. Sono andato con un design semplice per ottenere l'atmosfera "R2D2" ma non essere eccessivamente dettagliato e complicato.

Avvertenza: se si utilizza il pannello di gommapiuma, non utilizzare vernice spray contenente acetone o dissolverà il pannello di gommapiuma.

Passaggio 7: prodotto finale e utilizzo

Ecco il prodotto finale dopo una nuova verniciatura e assemblaggio. Sentiti libero di aggiungere ancora più dettagli di me.

Le aggiunte e le possibilità per questo progetto sono infinite! Bluetooth, suoni e luci lampeggianti per citarne alcuni!

Divertiti e fai felice!