R2D2: 7 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

"Deze instructable is gemaakt om te voldoen aan de projectvereiste van de Makecourse aan de University of South Florida (www.makecourse.com)"

Ben je een fan van Star Wars? Ben je dol op Astromech Droids? Houd je van dingen maken? Als je ja hebt geantwoord op een of al deze vragen, dan is deze Instructable iets voor jou!

Deze gids is ontworpen om je zo gemakkelijk mogelijk te helpen bij het maken van je eigen R2D2 astromech Droid!

Stap 1: Materiaallijst

Hier is een uitgebreide lijst van de benodigde materialen:

1 Arduino Uno-microcontroller

1 L298N-motorbesturingskaart

2 6-9V DC-motoren (optionele versnellingsbakopstelling)

2 wielen

1 kleine zwenkwielconstructie

2 batterijadapter

6 AA-batterijen

1 9V batterij

Een assortiment van man-naar-mannelijke startkabel

Een assortiment van man-naar-vrouw startkabels

2 schakelaars (optioneel)

1 servomotor

4" PVC-buis (7" lang)

4,5 "diameter acryl koepel

Schuimbord

Illustratiebord

Heet lijmpistool

Hete lijm

Gorilla Lijm

Acrylverf (blauw, zwart, grijs en wit)

Verf kwasten

Snijgereedschappen

Naast materialen zijn deze middelen en hulpmiddelen ook nodig/nuttig:

Een 3D-printer / 3D-afdruklab

Soldeergereedschappen

Draadknippers en strippers

Een computer of laptop

Stap 2: Vereiste software

De volgende zijn gratis te downloaden als je student bent en nodig bent voor dit project:

Autodesk Inventor

Arduino-software

Beide stukjes software zijn compatibel met Windows en Mac OSX.

Opmerking: elk CAD-programma werkt; Voor dit project is gebruik gemaakt van Autodesk Inventor.

Stap 3: De Arduino-schets

Dit is de Arduino-schets in versie 1.8.8.

Om de code uit te voeren, downloadt u de meegeleverde code en opent u deze vanuit uw Arduino-software

Controleer of uw Arduino-bord op uw computer is aangesloten door op "Extra" in uw menubalk te klikken en te controleren of de juiste "Poort" is geselecteerd

Klik op de blauwe uploadpijl met uw USB aangesloten op uw computer en microcontroller

De code voor dit project is een eenvoudige lus. De servomotor draait de R2D2-kop continu 180 graden. Gelijktijdig met de servomotor draaien beide gelijkstroommotoren tegelijkertijd gedurende een ingestelde tijd en dan wordt de rechter gelijkstroommotor slechts een bepaalde tijd ingeschakeld om een bocht naar links te introduceren, waarna de lus wordt herhaald totdat deze wordt uitgeschakeld.

Gedetailleerde uitleg van wat elke regel code doet, wordt in de code zelf gegeven.

Opmerking: de servo.h-bibliotheek die in de code is opgenomen, wordt standaard geleverd met de Arduino-schets.

Stap 4: Het besturingssysteem monteren

Als het je eerste keer met circuits is, kan het eng zijn om naar te kijken, maar met het meegeleverde schema en de meegeleverde afbeeldingen zou het proces eenvoudig genoeg moeten zijn om te volgen. Met de toevoeging van de L298N-motorbesturingskaart is bedrading nog nooit zo eenvoudig geweest.

Dit besturingssysteem bestaat uit drie hoofdcomponenten:

De DC-motor van de linkervoet (aangestuurd door de L298N Motor Driver Board)

De rechtervoet gelijkstroommotor (bestuurd door de L298N Motor Driver Board)

De servomotor (aangestuurd door het Arduino-bord)

In stap 3 zijn de pinnen en aansluitingen van de motorbesturingskaart ter informatie gelabeld. Positieve en negatieve draden gaan naar hun respectieve poorten op het motorstuurprogrammabord. Het 9V+ batterijpakket dat de motoren en het motorstuurbord van stroom voorziet, is aangesloten op de linker- en middelste pinnen op de 3-poorts terminal op het motorstuurbord en de rechterpoort is aangesloten op het Arduino-bord.

Gebruik 6 mannelijke naar vrouwelijke startkabels om de 6 pinnen te verbinden met de gespecificeerde pinnen op het Arduino-bord. Merk op dat de activeringspinnen MOETEN gaan naar de pinnen met een "~" ervoor. Dit zijn PWM-pinnen waarmee de Arduino de snelheid van de motor kan regelen.

De servomotor is rechtstreeks aangesloten op het Arduino-bord. De oranje draad is aangesloten op een "~"-pin omdat er een PWM-signaal voor nodig is, terwijl de rode en bruine draden respectievelijk positieve en negatieve draden zijn. Een extra 9V-batterij wordt gebruikt om het Arduino-bord via de batterijpoort van stroom te voorzien.

Let op: Voor het gebruiksgemak kunt u schakelaars in de plusdraden voor de accupacks solderen. Dit wordt gedaan door de positieve draad te strippen en een schakelaar in serie met de draad te solderen.

Als je problemen hebt met je motordriverkaart, is hier wat extra hulp die ik heb gebruikt bij het oplossen van problemen. L298N Zelfstudie motorbesturingskaart

Stap 5: CAD-componenten

Het doel van het ontwerp is om iets leuks, functioneels en zo filmkwaliteit mogelijk te maken. Ik wilde bijvoorbeeld dat de R2D2-eenheid op een lichte helling zou zitten. De benen zijn los van het lichaam en het hoofd gemodelleerd, waardoor een oriëntatie van de R2D2 op elke positie mogelijk is.

Dit zijn de onderdelen die ik heb gemaakt met Autodesk Inventor. Het lichaam, het hoofd, de benen, de voeten en de inwendige structuur zijn allemaal van elkaar gescheiden. Als je een eigen 3D-printer hebt, kun je die gebruiken of als je toegang hebt tot een 3D-printlab, werkt dat ook. Printlabs zijn over het algemeen betaalbaar, dus als u die route volgt, zou het kosteneffectief moeten zijn. Ik ging de route van het fabriceren van elk onderdeel uit verschillende hobbymaterialen die later in detail zullen worden besproken.

Een opmerking over het ontwerp: De poten zijn hol gemaakt zodat de draden van de DC-motor er doorheen kunnen lopen.

Stap 6: Montage

Voorwoord: Ik heb ervoor gekozen om mijn R2D2 te construeren uit Foamboard, Illustratorboard, PVC en acryl. Deze onderdelen kunnen ook eenvoudig 3D geprint worden.

Gedurende deze hele constructie heb ik de 3D-gemodelleerde onderdelen gebruikt die in stap 6 zijn beschreven voor afmetingen.

Ik begon met de constructie van de binnenstructuur van de PVC-buis. De hoogte van de buis is 7 inch, dus de hoogte van de draagconstructie moet hierin passen. De servomotor heeft een gleuf die in het bovenste cirkelvormige foamboard-stuk is gesneden, zodat de draden in het lichaam worden geleid. Het Arduino, L298N-bord en batterijpakketten zijn met hete lijm op de draagstructuur gemonteerd. Noteer de richting van elk onderdeel zodat de batterijpakketten kunnen worden bevestigd en de USB-kabel moet ook voldoende ruimte hebben om aan te sluiten. Nadat het besturingssysteem is gemonteerd, plaatst u de draagstructuur in de carrosserie.

Vervolgens heb ik elk afzonderlijk paneel voor de benen gemaakt. Gedetailleerd in de foto's hierboven zijn de stukken die u moet snijden. Voor extra ondersteuning zijn er steunstukken van foamboard toegevoegd. Bevestig het achterpaneel pas op de poten nadat de draden erdoorheen zijn geleid.

De voeten worden afzonderlijk gemaakt voordat ze aan de benen worden bevestigd. De DC-motoren die in dit project werden gebruikt, kwamen uit een Arduino-carkit en werden geleverd met montageschroeven die werden gebruikt om aan de voetmuur te bevestigen. Er moet een klein gaatje in de bovenkant van de voet worden gesneden zodat de draad er doorheen kan lopen. Twee van deze voeten moeten worden gemaakt en aan hun respectievelijke benen worden bevestigd. Beide afgewerkte producten zijn gedetailleerd in een bijgevoegde foto.

De middenvoet wordt op dezelfde manier gemaakt als de linker- en rechtervoet. Kijkend naar de CAD-tekening, zijn er meerdere halve cirkels die zijn uitgesneden en verticaal bevestigd vanaf de voet en de onderkant van de R2-eenheid. Later passen deze in elkaar en wordt er lijm toegevoegd om de juiste oriëntatie van de middenvoet te krijgen. Aan deze voet is een klein zwenkwiel bevestigd om de R2-eenheid extra steun en stuurgemak te geven. Ik vond het het gemakkelijkst om eerst de middelste voet te bevestigen voordat ik de linker- en rechterbenen / voeten vastmaakte.

De kop wordt gemaakt door een acrylkoepel en schuimplaat te snijden om de "koepel" -vorm te creëren. Bevestig een servo-arm aan de onderkant van de koepelstructuur in het midden. Dit zal later hechten aan de servomotor.

Opmerking: om de gebogen vorm in de benen en het hoofd te krijgen, knipt u Illustrator-karton (karton) op lengte en buigt u in de curve van uw keuze. Ik vond het het gemakkelijkst om het bord eerst een beetje in vorm te buigen en dan meteen op zijn plaats te lijmen.

Ten slotte kunt u dit project naar uw wens schilderen. Ik ging met een eenvoudig ontwerp om de "R2D2" -sfeer te krijgen, maar niet overdreven gedetailleerd en ingewikkeld te zijn.

Waarschuwing: Als je foamboard gebruikt, gebruik dan geen spuitverf waar aceton in zit, anders lost je foamboard op.

Stap 7: Eindproduct en gebruik

Hier is het eindproduct na een frisse verfbeurt en montage. Voel je vrij om nog meer details toe te voegen dan ik deed.

De toevoegingen en mogelijkheden voor dit project zijn eindeloos! Bluetooth, geluiden en zwaailichten om er maar een paar te noemen!

Geniet en gelukkig Maken!