DMX Animatronic Robot - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Dit project beschrijft de ontwikkeling van een volledig functioneel animatronic prototype. Het is helemaal opnieuw geïmplementeerd en het heeft tot doel een gids te zijn voor de ontwikkeling van toekomstige, meer complexe animatronische robots. Het systeem is gebaseerd op een Arduino-microcontroller. Het communicatieprotocol met andere apparaten is DMX512. De keuze voor dit communicatieprotocol is te wijten aan het feit dat het een standaard is in de wereld van de verlichtingstechnologie, een veel voorkomende omgeving voor dit soort robots. De ontwikkelde robot omvat servomotoren en verschillende soorten LED's. De fabricage van de mechanische componenten is voornamelijk uitgevoerd door 3D-printen na het modelleren met Solidworks.

Benodigdheden

• Arduino MEGA
• 3 5mm LED
• XLR3-connector
• 5V DC voeding en connector
• 2 MG996R-servo's
• MAX485-module
• Ronde WS2812 LED-pixelmatrix
• 2 servobeugels
• 2 servoversnellingen
• 3x8x4mm lager
• 12 8x3mm neodymium magneet
• M3 bouten en moeren

De totale kosten van materialen inclusief PLA zijn ongeveer $ 60

Stap 1: Ontwerp de Animatronic

Allereerst, als u uw eigen animatronic-ontwerp wilt maken, moet u het ontwerpen met behulp van CAD-software zoals Solidworks of Autodesk fusion 360. Laat het ontwerp nadenken over welke actuatoren en elementen (zoals servo's, lichten …) u wilt gebruik maken van. Als je dit model wilt repliceren, heb je de STL-bestanden beschikbaar in de volgende stap.

Stap 2: 3D print de stukken

Om alle stukken te printen heb ik een laaghoogte van 0,16 mm en een spuitmond van 0,4 mm gebruikt voor een afdruk van hoge kwaliteit. De kopstukken gebruiken ondersteuning. Op zo'n hoge kwaliteit print kan het tot 100 uur duren om alle benodigde onderdelen op dit prototype te printen.

Stap 3: Ontwerp het elektronicacircuit

Zodra u alle componenten kent die in uw ontwerp zullen worden verwerkt, neemt u de tijd om erachter te komen hoe u alles met elkaar kunt verbinden. Ik heb fritzing-software gebruikt om het elektronicaschema te ontwerpen. Voor dit project heb ik een Arduino MEGA microcontroller gebruikt.

Stap 4: Poets en verf de kopstukken

Zodra je alle stukjes hebt afgedrukt, is het tijd om de kop te polijsten en te spuiten. Ik heb zwarte matte verf gebruikt, zodat het een prachtig contrast heeft met de LED's. Zodra de verf droog is, plaatst u de magneten op de kop- en basisgaten voor de magnetische koppeling van de stukken.

Stap 5: Sluit de elektronica aan

Voordat u alle componenten aan de assemblage toevoegt, moet u alle elektronische componenten bedraden. Ik gebruikte 30 cm 26awg kabel. Om de mond-LED's er beter uit te laten zien, kunt u ze polijsten met een fijnkorrelige papierschuurmachine.

Stap 6: Monteer de mechanica

Zodra je alle componenten hebt, zet je ze in elkaar. De meeste onderdelen worden aangesloten met behulp van generieke M3-bouten en moeren.

Stap 7: Soldeer de elektronische borden

Om alle elektronische componenten te monteren, heb ik een universele printplaat van 5x7 cm gebruikt die doormidden is gesneden. De ene helft bevat het communicatiegedeelte en de andere helft bevat het stroomverdeelbord. Op de elektronicabox kunt u ook een XLR3-vrouwelijke connector plaatsen om de DMX-kabel aan te sluiten en een vrouwelijke voedingsaansluiting om het hele systeem van stroom te voorzien. In mijn geval gebruikte ik een 3-pins luchtvaartconnector omdat ik geen XLR3-connector had. Als u dit soort connector gebruikt, moet u een DMX-naar-luchtvaart-connectorkabel maken.

Stap 8: Programmeer het apparaat

Het programma gebruikt 3 bibliotheken: FastLED.h, Adafruit_TiCoServo.h en DMXSerial.h. De reguliere servobibliotheek werkt niet omdat deze in conflict is met de FastLED-bibliotheek. Vanuit deze code is het gemakkelijk te begrijpen hoe u meer elementen kunt toevoegen of andere soorten actuatoren kunt bedienen, in het geval van complexere animatronics-apparaten.

Stap 9: Test het apparaat

Om het apparaat te testen, kunt u elke bron gebruiken die DMX uitvoert. In mijn geval gebruikte ik een DMX-console, maar je kunt je eigen Arduino-hardware maken om DMX uit te voeren met dezelfde bibliotheek die in dit project wordt gebruikt. U kunt ook een USB-naar-DMX-kabel en software zoals Xlights gebruiken.