Servogestuurde Marble Maze Build 2: 6 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Dit is een bijgewerkte build op basis van een eerdere Instructable. Deze is makkelijker te maken en ziet er wat beter uit. Bovendien zijn sommige nieuwe bouwtechnieken, zoals het gebruik van magneten om het Lego-doolhof te bevestigen, best cool.

Het project is bedoeld voor een website waarmee u dit apparaat via internet kunt bedienen. Zoals eerder, aangezien het een website is met latentie (geen Wiimotes), zijn er slechts 4 commando's: Omhoog, Omlaag, Links en Rechts. Dus het doolhof zelf moet zorgvuldig worden ontworpen om alleen met die primitieve commando's te werken, en die ontwerpen worden hier behandeld.

Dit Instructable gaat over de mechanische bouw van dit project. Andere hebben betrekking op de webcontrole. Voor lokale besturing met een Arduino heeft deze Instructable het controllerontwerp en de code om hem te laten werken. Ik heb ook de nieuwste versie van de lokale besturingscode bijgevoegd bij de laatste stap van deze Instructable.

Stap 1: Onderdelen

Metaal, Hout & Diversen

6,5" hoek aluminium 1,5" x 1,5" x 1/16" dik

4 voet aluminium staaf 1,5 "x 1/8" dik - 1/16" kan ook in orde zijn. Ik had een mooie geanodiseerde staaf, maar elke soort zal het doen.

Plastic plaat - 10 "x 10" x 1/16" dik. Ik raad polycarbonaat/lexaan aan omdat het minder snel zal barsten

Lego Basis - 10 "x 10" (32 noppen x 32 noppen)

1x Legoblokjes

Marmer - de juiste maat knikker voor twee Lego noppen is 9/16 (14 mm), wat gebruikelijk is bij bordspellen. Land of Marbles heeft veel kleuren en stijlen beschikbaar in deze maat.

1x4 grenen - ongeveer 5 voet

(8) 1/4" ronde x 1/16" dikke neodymium magneten

Servo's - Hitec HS-5645MG's worden aanbevolen

Hardware

Ik gebruik McMaster-Carr om de roestvrijstalen schroeven, moeren en ringen te bestellen, maar je kunt de meeste krijgen bij een plaatselijke ijzerhandel. De houtschroeven waren van de plaatselijke woonwinkel.

(4) 3/8 lange #8-32 inbusschroeven voor de X-asbeugels op plastic montage

(4) #8 platte ringen, gespleten borgringen en zeskantmoeren - in plaats daarvan kunnen Keps-moeren worden gebruikt

(8) 1/2 lange #8-32 pankopschroeven voor de Y-asbeugel

(8) #8-32 Keps noten

(4) 3/8 lange #6-32 schroeven met platte kop voor het monteren van de servo's (twee per servo)

(4) #6-32 gespleten borgringen + zeskantmoeren

(2) 1/4 lange #4-40 pankopschroeven voor de X-as servohoorn

(2) 3/8 lange #4-40 pankopschroeven voor de Y-as servohoorn (het aluminium is dikker)

(2) 3/4 lange #4-40 pankopschroeven voor de draaipunten

(6) #4-40 moeren - misschien zouden een paar gespleten borgringen en platte ringen voor de draaipunten goed zijn.

(8) 1 58 lange gipsplaatschroeven

(4) 3/4 lange #8 mod truss lat schroeven

Stap 2: Het platform en de X-as bouwen

Voor het platform heb ik een vierkant stuk polycarbonaat plastic gebruikt. Polycarbonaat is mooier dan acryl omdat het niet barst bij het boren en snijden. Omdat de Lego-basis 10 vierkant is, heb ik het plastic ook die maat gemaakt.

We moeten een servohoorn en een spil aan de basis bevestigen, dus ik heb een paar stukjes van 1,25 "uit de aluminium hoek van 1,5" x 1,5" x 1/16" gesneden. Ik heb er eigenlijk drie gesneden, omdat we er in de volgende stap nog een nodig hebben.

Ik boorde vier 3/16 gaten in elk stuk voor montage op het platform, maar uiteindelijk gebruikte ik er maar twee voor montage - ik gebruikte een paar diagonale gaten. Ik markeerde de gaten in het plastic met behulp van de beugels als sjablonen - Ik hield het plastic verticaal op een tafel om het vierkant te maken, en hield de beugel ertegenaan om de gaten te markeren. De koppen van de schroeven steken omhoog waar de Lego-plaat zal zijn, maar het magneetbevestigingssysteem dat ik gebruikte is groter, dus dat is geen issue.

Op één beugel hebt u slechts een gat van 7/64" in het midden nodig voor de 3/4" lange #4-40-schroef.

Op de andere beugel heb je een groot gat in het midden nodig voor de servohoorn. Ik raad hiervoor ten zeerste een stappenboor aan - het is veel veiliger en gemakkelijker voor deze grotere gaten. Op de servohoorn boorde ik twee van de gaten uit met het 7/64 "bit, en volgde ze naar de beugel en boorde de beugel. 1/4" lange #4-40 schroeven werden gebruikt om de servohoorn aan de haakje.

Om de Lego-plaat aan de plastic basis te bevestigen, heb ik paar magneten gebruikt - een paar in elke hoek aan elke kant gelijmd, zodat de Lego-plaat gemakkelijk kan worden verwijderd voor werk. Ik heb superlijm (cyanoacrylaat) gebruikt en je moet oppassen dat je de magneten niet aan elkaar lijmt! Dus ik deed druppels lijm op het plastic en plakte de magneten op de lijm in plaats van de lijm op de magneten te plaatsen. Toen die waren opgedroogd, deed ik lijm op de Lego-basis en duwde deze op de magneetparen.

Stap 3: De Y-as bouwen

Er zijn een paar manieren om de Y-as te maken. Ik gebruikte 1/8 "dikke aluminium staaf en boog het. 1/16" zou goed kunnen zijn, en zou een stuk gemakkelijker te buigen zijn. Je kunt ook hoekbeugels maken van hoekaluminium of standaard beugels en slechts 4 rechte stukken aluminium gebruiken. Dat kan de constructie gemakkelijker maken, omdat het perfect buigen van het metaal lastig kan zijn, hoewel buigen erg snel gaat, en de beugelbenadering zwaarder kan zijn en veel meer schroeven en gaten vereist.

Voor dit project was de Y-as 11,25 "x 12". Voor de buigbenadering heb ik een van de 12 "-zijden naar boven gesplitst voor de beugel. In mijn geval, met de 1/8 "metalen verbindingsplaat tegenover de servo, konden ze mooi uitbalanceren, zodat de servo geen moeite hoeft te doen om vast te houden het niveau.

Om de lus te verbinden, gebruikte ik een stuk staaf van 1,5 "en boorde gaten van 3/16" en gebruikte ik # 8-32 1/2 "lange schroeven met Keps-moeren. Ik boorde eerst de 8 gaten in het verbindingsstuk en trok toen over die gaten op de Y-as, plat op een tafel leggen om het mooi op één lijn te krijgen. Met de hoekbeugelbenadering zou deze stap niet nodig zijn.

Aan één kant van de Y-as moet de servo voor de Z-as worden gemonteerd. Ik volgde de omtrek van de servo en zorgde ervoor dat de servohoorn zich in het midden van de zijkant bevond. Het servolichaam zal een beetje afwijken. Daarna heb ik een Dremel-gereedschap gebruikt om de rechthoek uit te snijden en deze vierkant en glad te vijlen. Om de servo te monteren, heb ik de servo zelf als richtlijn gebruikt en twee gaten van 7/64 geboord voor de # 6-32 schroeven om hem te monteren. Ik gebruikte een schroef, een gespleten borgring en een moer om ze vast te houden - er was niet genoeg ruimte voor een platte wasmachine.

Boor aan de andere kant van de servo, bij de verbindingsbeugel, een gat van 7/64 waar het draaipunt in past.

Een servohoorn en draaipunt moeten worden toegevoegd aan de Y-as - net als in de vorige stap.

Stap 4: De basis bouwen

Er zal één servobeugel en één draaipunt op de basis zijn. Een kant van die aluminium hoekstukken kan worden bijgesneden tot 3/4 "breed, omdat ze op de grenen planken rusten. Het draaipunt is nog maar een 1,25" lang stuk aluminium hoek, met een gat van 3/16" erin.

Je kunt servobeugels kopen of er een maken - zie de afbeelding voor een manier. Voor degene die ik maakte, gebruikte ik een 2,5 "lang stuk van de 1,5" x 1,5" hoek aluminium.

De basis kan van hout zijn. Ik gebruikte 1x4 planken van hoge kwaliteit. Twee van hen waren 15 "lang en twee waren 13,25" lang - die waren van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de servo en het draaipunt perfect pasten. Ik gebruikte 1-5/8 "gipsplaatschroeven om ze bij elkaar te houden. Ik heb de gaten voorgeboord met een verzinkboor omdat ze zich dicht bij de rand van het hout bevonden.

Het draaipunt is gecentreerd op een van de 11,25 -zijden en de servobeugel aan de andere kant - zorg ervoor dat u de servohoorn centreert, niet het servolichaam, dat een beetje verschoven zal zijn.

Ik boorde een paar 3/16 "gaten in de onderkant van de twee beugels en gebruikte 3/4" lange # 8 latschroeven (grote pankoppen) om ze in het hout te schroeven.

Stap 5: Doolhofontwerp

Met slechts vier primitieve bewegingen (omhoog, omlaag, links, rechts), kan het ontwerpen van het doolhof een uitdaging zijn. Je kunt het marmer niet in het midden van een gang draaien, dus er zijn speciale ontwerpen nodig. Zie de afbeelding voor de vormen die vertakking mogelijk maken. Het midden van de patronen kan van verschillende grootte zijn en mogelijk helemaal niet worden gebruikt, maar als er iets aanwezig is, blijft de bal op het goede spoor als hij niet precies recht beweegt. Die ontwerpen hebben vier uitgangen, maar je kunt er een blokkeren om er drie te hebben.

Stap 6: servo's

Ik heb een paar servo's geprobeerd met dit project. Standaard zullen werken, maar zullen een beetje onstabiel zijn om de horizontale positie vast te houden. Ik heb ook Hitec HS-645MG-servo's gebruikt omdat ze het veel beter deden om de horizontale positie vast te houden. Voor dit project ben ik echter overgestapt op Hitec HS-5645MG digitale servo's, omdat ze voldoende houdkracht hebben zonder te trillen op de nivelleertafel, en de dode band kan indien nodig worden aangepast voor het nivelleren van de tafel.

De nieuwste Arduino-code voor de lokale besturingsmodus is bijgevoegd. Veel plezier! Dit is een geweldig project voor kinderen van alle leeftijden om mee te spelen.