Əl Zoetrop Heykəl: 12 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Müəllif tərəfindən daha çox izləyin: joshua.brooks

Bu təlimat, John Edmarkın gözəl morfing çiçək heykəllərinin miniatür, xurma ölçüsündə bir versiyasıdır. Heykəl, animasiyanı təmin etmək üçün yüksək parlaqlıqdakı bir strobe ilə daxili olaraq işıqlandırılmışdır. Fırlanan hissə Ember 3D printerində çap edildi və strob lövhəsi artıq fəaliyyətini dayandırmış Autodesk Circuits proqramı ilə yaradıldı.

Parça siyahısı:

• 1 x 3D çaplı çiçək heykəli

• 1 x LED flaş dövrə lövhəsi (OSHPARK)

  • 6 x Yüksək Parlaqlıq LEDləri (Digikeydən CREE XP-E Ağ, Yaşıl və ya Qırmızı)
  • 1 x Mikro nəzarətçi (Digikey-dən ATtiny-85)
  • 3 x MOSFET (Digikey -dən IRF7103PbF İkili MOSFET)
  • 1 x Fototransistor (Digikeydən LTR-301)
  • 1 x Fotodiod (Digikeydən LTE-302)
  • Hər biri 1 x 330Ω 1206 rezistor (Digikeydən ERJ-8GEYJ331V)
  • 1 x 1kΩ 1206 müqavimət (Digikey-dən ERJ-8GEYJ102V)
  • 1 x 10kΩ 1206 müqavimət (Digikey-dən ERJ-8GEYJ103V)
  • 6 x 100nF 1206 kondansatör (Digikeydən CL31A106KACLNNC)
  • 1 x 6 pinli qadın başlıq (Digikeydən PPTC061LFBN-RC)
  • 1 x 3 pinli kişi başlığı (Digikeydən PREC003SAAN-RC)
• 1 x Davamlı fırlanma servo motor (Digikey-dən Parallax #900-00008)
• 1 x 1/16 düym diametrli, 12 düymlük matkap ucu (Amazon-dan Bosch BL2731)
• 2 x 2 AAA batareya tutacağı (Digikey -dən Keystone Electronics 2468)

• 1 x sürüşmə açarı (Jameco-dan SS-12E17 və ya ekvivalenti)

Addım 1: Dövrə lövhəsinin sifarişi

Sifariş üçün lazım olan hər şeyi ehtiva edən bir ZIP faylı aşağıda tapa bilərsiniz. PCB istehsal etmək üçün bu faylı istifadə edin. Orada bir çox çap dövrə lövhəsi istehsal edir. OSHPark.com-u dünyanın hər hansı bir yerinə çatdırmaq üçün aşağı qiymətli, yüksək keyfiyyətli və orta sürətli bir tarazlıq üçün tövsiyə edirəm. Sifarişi asanlaşdırmaq üçün orada bir layihə hazırladım.

Addım 2: Dövrə lövhəsini - səthə montaj hissələrini yığın

Lövhələrim kiçik nişanlarla bağlanmış 4 nəfərlik bir qrupa gəldi (12 lövhə sifariş etdim). Onlardan ikisini eyni vaxtda yığacaq hissələrim var idi. Nişanları vurdum ki, yalnız iki ilə işləyim.

Səth montaj hissələrini lehimləmək üçün bir reflow sobası istifadə etdim, baxmayaraq ki, eyni məqsədlə bir istilik tabancasından istifadə edə bilərsiniz (detallar aşağıda). Parçalarımı lehimləmək üçün reflow sobasını və bu təlimat verəndən istifadə etdim.

1. Bir şpris istifadə edərək lövhənin üstündəki bütün səthə yastıqlara lehim pastası tətbiq edin. Yastiqciklərin hamısına yapışdırdığınızdan əmin olun və yastıqları çox bağlamayın. Çox tətbiq olunmazsa, yastiqciqlar ilə yenidən müqavilə bağlayacaq. Yuxarıdakı şəkildə, pasta aydın şəkildə bir çox yastığı əhatə edir, ancaq bu, bişdikdən sonra körpü yaratmağa səbəb olacaq qədər çox yapışdırıcı deyildi.

2. Diqqətlə hər bir komponenti lövhəyə qoyun.

   • LEDlər üçün iki kiçik künc meydanı lövhənin orta çuxurundan üzbəüzdür.
   • Üç cüt MOSFET çipinin hamısı eyni istiqamətə malikdir. MOSFET -lərin və ATTiny85 -in pin 1 yerləşdirilməsi üçün şəkilə baxın.
   • Rezistorların mövqeyi yuxarıdakı şəkillərdən birində göstərilmişdir. R1 10kΩ, R2 330Ω, R3 1kΩ. Oriyentasiyanın əhəmiyyəti yoxdur.
   • Bütün kondansatörler eynidir və oriyentasiyanın əhəmiyyəti yoxdur.
3. Lövhəni qızdırmaq və lehimləmə işini başa çatdırmaq üçün təlimatlara uyğun olaraq reflow sobasından istifadə edin.

Addım 3: Alternativ: İstilik silahı istifadə edərək yenidən axın edin

Yenidən doldurma sobasına çıxışınız yoxdursa, aşağı hava axını olan bir istilik tabancasından istifadə edərək lehimləmə işini bitirə bilərsiniz. Elektrik lövhəsini istiliyi dağıdan bir səthə qoyun (Chipotle qabının qapağından istifadə etdim) və lehimləmə lövhəsi hamısı parlaq gümüşə çevrilənə qədər aşağı hava axını olan istilik tabancasından istifadə edərək lövhəni diqqətlə qızdırın. Üfleyici çox güclüdürsə, yenidən axıdılması zamanı hissələrin yastıqlardan sürüşməsinə səbəb ola bilər.

Qeyd: yuxarıdakı şəkil elektron lövhənin birinci versiyasından (konsepsiyanın sübutu) alınmışdır. Əlavə bir çuxura sahib olduğu və lövhədə ATtiny85 mikro nəzarətçisini daxil etmədiyi üçün bir az fərqli görünür

Addım 4: Dövrə lövhəsini - Delikdən keçən hissələri yığın

İki başlığı (6 pinli dişi və 3 pinli kişi), elektron lövhənin altından aşağıya baxacaq şəkildə yerləşdirin. Onları yerində lehimləyin (lehim lövhənin yuxarı tərəfində tətbiq olunur).

Kiçik lövhə çuxurunun hər iki tərəfinə optik kodlayıcı hissələri bağlayın. Lövhə tərəfi (yumru ilə) bir -birinə baxaraq, lövhənin yuxarı tərəfindən yapışmalıdırlar. Qırmızı nöqtəli olan (fototransistor, LTR-301) lövhədəki iki böyük çuxur arasında yerləşir. Sarı nöqtəli olan (fotodiod, LTE-302) kiçik çuxurun digər tərəfində yerləşir. Bunun üçün lehim lövhənin alt tərəfinə tətbiq olunur.

Enkoder hissələri lehimləndikdən sonra, lövhənin altından mümkün qədər hizalanmaq üçün sancaqlar və lehimləri kəsin. Bu, lövhənin servonun üstündə mümkün qədər aşağı oturmasını təmin etmək üçündür.

Addım 5: Mikrokontrolörün proqramlaşdırılması

Bu Təlimata əməl edərək nəzarətçi üçün proqramlaşdırma cihazı kimi çıxış etmək üçün Arduino UNO lövhəsindən istifadə etdim. Proqramlaşdırma üçün Arduino sancaqlarından ATtiny pinlərinə qədər aşağıdakı xəritəni göstərir:

• 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)

Bağlantı nöqtələri yuxarıdakı şəkildə etiketlənmişdir. Müvafiq əlaqələri qurmaq üçün bağlama telindən istifadə edin.

Proqramçı olaraq qurulmuş bir Arduino UNO (və ya ekvivalenti) ilə başlayaraq (yuxarıdakı Təlimata baxın) Arduino IDE -də aşağıdakı bloom.ino layihəsini açın. Proqramlaşdırmadan əvvəl Arduino IDE -də aşağıdakıları etməlisiniz:

• Alətlər → Proqramçı → ISP olaraq Arduino
• Alətlər → Kart → ATtiny85 (daxili 8 MHz saat)
• Alətlər → Bootloader yazın

Sonra normal olaraq proqramlaşdırın.

Addım 6: Motoru dəyişdirin

Mühərrikin, əsasən üst qabığı və dişlilərin çoxu da daxil olmaqla, lazımsız hissələri çıxarmaqla dəyişdirilməsi lazımdır.

1. Aşağıdakı vintləri örtmədən, motorun bir tərəfindən ətrafına, altına və digər tərəfinə bir parça bant əlavə edərək başlayın. Vintlər söküldükdə alt hissəsi bağlı qalacaq. Görünən etmək üçün şəkillərdə mavi rəngli lent istifadə etdim. Nəticədə qara lent istifadə etdim, amma şəkillərdə görünmədi.
2. Mühərrikin üst hissəsindəki plastik X əlavəsini tutan vintini çıxarın və plastik X -i çıxarın.
3. Aşağıdakı 4 vidayı sökün. Vintləri saxlayın. İsteğe bağlı olaraq bunları sonradan layihədə istifadə edə bilərsiniz.
4. Vitesləri açmaq üçün motorun üst qapağını çıxarın.
5. Alt alt dişli istisna olmaqla hamısını çıxarın. Bu dişliləri ata bilərsiniz. Onlara ehtiyacınız olmayacaq.

Sonra, devre kartını yerləşdirmək üçün plastikdən bir hissəsini mühərrik korpusundan çıxaracaqsınız.

1. Qalan dişliləri çıxarın və kənara qoyun. Daha sonra ehtiyacınız olacaq.
2. Testere / fayl istifadə edərək yuxarıdakı daha böyük plastik qabığı (yaxın şəkildəki solda) qırxın. Bu, lövhənin bu sahəyə uyğunlaşmasına imkan verəcəkdir.
3. Qaldırılan hissənin digər tərəflərini digər tərəfə yapışdırın (yaxın şəkildəki sağda).

Devre kartını servonun üstünə yerləşdirin və yaxşı oturduğundan və mümkün qədər təmiz olduğundan əmin olun. Yaxşı uyğun gəlmirsə, uyğunlaşması üçün lazım olduğu qədər düzəlişlər edin. Növbəti addım üçün dövrə lövhəsini servodan çıxarın.

Addım 7: Aksı dəyişdirin

Aksı daha uzun olanı ilə əvəz edin. Bu, zoetropun fırlanarkən yellənməməsinə kömək edəcək.

1. Kəlbətin istifadə edərək, qalan dişlini yerində saxlayan kiçik metal oxu çıxarın və dişlini kənara qoyun.
2. Qazma maşınının ucunu (kəsilməyən tərəfi) 41 mm (1 5/8 düym) bir dəmir-beton mişarı və ya yaxşı kəsicilərlə kəsin.
3. Bir fayl və ya zımpara kağızı ilə hamarlaşdırmaq üçün ucları uçlayın.
4. Ötürücüyü yerinə qoyun və yeni oxu yerinə qoyun. Çuxurda oturana qədər oxu aşağı basın.

Dingil özünü etibarlı hiss edə bilər, amma təcrübə mənə göstərdi ki, zaman keçdikcə əl təzyiqi ilə itələməklə yerində qalmaq çətinləşə bilər. Bunu həll etməyin bir yolu, çəkic götürmək və yeni oxu çuxura yumşaq bir şəkildə vurmaqdır.

Addım 8: Batareya Paketləri

Bu addım, bu cihazı ilk yaratarkən mənim tərəfimdən bəzi sınaq və səhvləri göstərir. İlk planım, hər zaman lövhənin enerjili olması və qalan hər şeyi işə salmaq üçün bir düyməni izləyən mikro nəzarətçiyə etibar etmək idi. Kəşf etdim ki, servo hərəkət etməsə belə, batareyalardan az miqdarda cərəyan çıxaracaq ki, cihaz istifadə edilməsə belə boşalır. Daha sonra istifadə edilmədikdə batareyaları tamamilə ayırmaq üçün cihazı açmaq üçün sürüşmə açarı əlavə etdim.

İki batareya tutucusunu (batareyasız) servo motorun hər iki tərəfinə qoyaraq başlayın ki, möhkəm tellər bir -birinə baxsın və üst -üstə düşsün. Batareya paketlərini yerində saxlamaq üçün çıxarıla bilən lentdən istifadə edin. Əvvəlcə yuxarı iki teli birlikdə lehimləmişdim, amma sonra sürüşmə keçidini əlavə etmək üçün kəsdim. Hələ də bunu etməyi məsləhət görürəm, çünki bu iki teli birlikdə lehimləmək, prosesin qalan hissəsinə kömək edən bir sərtlik əlavə edir. Sürüşmə açarını əlavə etmək üçün bu telləri daha sonra kəsmək asandır. Buna görə də, yuxarıdakı iki teli birlikdə lehimləyin.

Elektron lövhəni bələdçi olaraq istifadə edərək, aşağı telləri yuxarıya doğru bükün və dövrə lövhəsinin 6 pinli qadın başlığındakı ən xarici deliklər ilə düzəldin. Telləri tel kəsicilərlə kəsin, belə ki, dövrə lövhəsi servo motorun üstündə olduqda qadın başlığına möhkəm bağlanacaq. Dövrə lövhəsinin üst hissəsi, batareya tutacaqlarının üstləri ilə eyni hizada olmalıdır.

Batareya paketlərini servoya bağlayan bantı çıxarın və servonun hər iki tərəfinə bir tərəfli iki tərəfli bant qoyun. Servanı batareya tutacaqları arasına geri qoyun, yenidən devre kartının üst hissəsini batareya tutacaqlarının üstü ilə üst -üstə düşəcək şəkildə yerləşdirin və möhkəm bir şəkildə sıxın.

Addım 9: İşləri bir araya gətirmək

Dövrə lövhəsinin qadın başlığının PB0 və PB1 konnektorları arasına möhkəm telli tullanan əlavə edin. Cihazı işə salmaq üçün bir düyməni bağlamaq niyyətindəyəm. Tullanan əlavə edildikdə, güc tətbiq edildikdə işə başlayacaq.

Devre kartını servonun üstünə qoyun.

Telləri servodan bazanın ətrafına sarın və dövrə lövhəsindəki 3 pinli kişi başlığına qoşun. Başlığa baxanda, yerin tərəfi (qara və ya qəhvəyi tel) sağda olacaq. Bunun çox qalıq boşluğu olmadan gözəl bir şəkildə sarılması üçün bəzi işlər görülə bilər. Sonra telləri yerə yapışdırın. Özüm üçün bir az qara bant (parça lent) istifadə etdim.

Sonra, gücü idarə etmək üçün slayd açarı əlavə edəcəksiniz. Slayd açarının üç sancağı var. Bunlardan yalnız ikisini istifadə edəcəksiniz: mərkəzdən biri və yan sancaqlardan biri (hansı olmasının əhəmiyyəti yoxdur). Kesicilərdən istifadə edilməyən yan pimi kəsin.

Slayd açarını birləşdirilmiş batareya tutacaqlarının lehimli tel dirəyindən tutun. Slayd keçidlərinin sonradan lehimlənəcəyi yerlər arasındakı tellərdə bir nöqtə işarələyin (mən qara iti qələm istifadə etdim).

Slayd keçidindəki iki sancaq arasındakı məsafəyə uyğun gələn kiçik bir boşluq olması üçün əvvəllər lehimlədiyiniz tel dirəkləri kəsin. Tellər arasındakı boşluğu aradan qaldırmaq üçün sürüşmə düyməsini lehimləyin.

Addım 10: Zoetrope Baza (isteğe bağlı)

Cihaz üçün gözəl 3D çaplı bir bazaya sahib olmaq istəyirdim. Budur TinkerCAD dizaynı. Cihazın işləməsi üçün bu bazanı yaratmaq lazım deyil, amma gözəl görünür. Çap faylı aşağıda verilmişdir.

Addım 11: Zoetrop modeli

TinkerCAD -də fırlanan hissənin 3D Modelini burada tapa bilərsiniz.

Bu modelin STL'sini və çap üçün dilimlənmiş təbəqələri ehtiva edən TAR faylını aşağıda tapa bilərsiniz. Autodesk Ember printerində çap üçün təlimatı daxil etmirəm, çünki bu printerdən istifadə etmək üçün bir neçə təlimat mövcuddur.

Addım 12: Toxunuşları bitirmək

3D çapın üç nişanı qeyri -şəffaf olmalıdır, əks halda elektron lövhənin optik kodlayıcı hissələri onların keçdiyini etibarlı şəkildə aşkar edə bilməyəcəkdir. Qara dırnaq lakı istifadə etdim və bu çox yaxşı işlədi. Əvvəlcə qara Sharpie qələmi sınadım, amma optik kəsici kimi etibarlı deyildi.

Nişanlar qeyri -şəffaf edildikdən sonra getmək üçün yaxşı olmalısınız. Zoetropu şaftın üzərinə qoyun və gücü açın!