Lazer Çizim Makinesi: 8 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

✨Tamamen sıfırdan tasarlanmış ve üretilmiş bir makine ile fosforlu ışıklı yollar çizin!

Hikaye: Ara sınav haftasında yapılan çalışma molaları arasında, arkadaşım Brett ve ben, 3D baskılı bir joystick ile kontrol edilebilen ışıldayan ışık izleri çizmek için bir lazer ve ayna sistemi kullanan bu makineyi tasarladık ve yaptık. Ana amaç, kullanıcıda bir entrika duygusu uyandırırken, insanların genellikle çizimle ilişkilendirmeyeceği çizim tekniklerini ve materyallerini kullanmaktı.

Umarız tasarlarken ve inşa ederken eğlendiğimiz kadar siz de eğlenirsiniz!

Gereçler

Biz iki parasız öğrenciyiz, bu yüzden büyük ölçüde okulumuzun çevresinde hurda parçaları ve atılmış odun bulmaya yöneldik ve tüm aletler okulumuzun maker alanındandı. Ayrıca pek çok metal malzemeye (dişliler, kremayer ve pinyon, dübel vb.) erişimimiz olmadığı için lazer kesim ahşaptan kendimiz yaptık. Bulamadığımız parçaları amazondan toplam 19.50 dolara aldık.

Not: Bu proje bir lazer gerektirir, doğrudan gözlere bakmamayı unutmayın!

Malzemeler:

• 1/4 inç Kontrplak (x2)
• Kontrplakta 1/8 (x1)
• Ahşap Tutkalı (ince tabaka)
• 1/2 inç Ahşap Dübel (x1)
• 1/2 Aynada (x1)
• 1/4 inç çap 2 uzun Pirinç boruda (x1)
• 1/4 inç çap 2 inç uzun Bakır boru (x2)
• 1/4 inç çap 1,5 inç uzun Pirinç boru (x3)
• 1/2 inç O. D. 1/4 inç Bilyalı Rulmanlar (x6)
• 405 nm lazer Diyot (x1)
• Arduino (x1)
• 24 AWG 6ft kablo (x1)
• Fosforlu toz (x1)
• Güç Jakı 120 VAC - 9 V güç adaptörü (x1)
• Lastik bant (x1)
• Joystick 2 eksenli analog (x1)
• L298N Motor Sürücüsü (x1)
• 2,5 mm DC Jakı (x1)

Aletler:

• Lazer kesici
• zımpara kağıdı
• Testere
• Sıcak yapıştırıcı tabancası
• Ölü Darbe Çekiç
• Havya
• Delmek
• 3 boyutlu yazıcı
• Dremel

Adım 1: Parçaları Lazerle Kesme

Lazerle kesilmesi gereken tüm ahşap parçalar için iki illüstratör dosyası ektedir ve adları kesilecekleri ahşap türüne karşılık gelir (1/4 inç v. 1/8 inç kontrplak). Dosyaların resimlerini de ekledim. Aslında gerekenden daha fazla kilit rondelası var ama bazen kırılıyorlar, bu yüzden bazı ekstraların olması her zaman güzeldir.

Tüm çizgiler oyulmamalı, kesilmelidir. Kesildikten sonra, bir sonraki adıma geçin!

Adım 2: Parçaların Birleştirilmesi Pt. 1 Taban ve Raf Sistemi

Yukarıda parçaların nasıl bir araya geldiğinin görüntüleri ve sahne arkası videosu var. Bu adımın yapısı, önce önceki 1/4 inçlik illüstratör dosyasından parçaların oluşturulmasına ve ardından 1/8 inçlik illüstratör dosyasına bölünmüştür.

1/4 inç bölüm ---

Taban: Taban plakalarının köşelerinden dübelleri itin ve taban plakalarını yerinde tutmak için kilit pullarını dübelin uçlarından itin. Bu taban, çalışma yüzeyi tuvali için destek sağlarken arduino'nun yarı gizli kalması için bir alan sağlar.

Makaralı Rulman Desteği: Makaralı yatak desteğini 1/8 inç motor gövdesi çatı yüzeyine yapıştırın

Rulman Tertibatı: Üst raf yerinde tutulur ve düzgün öteleme hareketini korurken dönmesini engelleyen üçgen bir makaralı rulman düzenlemesi ile hareket ettirilir. Makaralı rulmanların nasıl göründüğüne dair bir görüntü yukarıda verilmiştir. Diyagramlar, makaralı rulmanların rafla nasıl etkileşime girdiğini ve makinenin neresine yerleştirildiğini gösterir. Bunları motor gövdesi çatısına yapıştırdığınız makaralı yatak desteğinin deliklerinden geçirin.

Destek Kirişleri: Çeyrek inçlik dosyada "bunlar rafın uçup gitmemesini sağlar" olarak etiketlenen bu destek kirişleri, rafın sertliğine katkıda bulunarak yalpalamayı azaltır ve aşırı hevesli kullanıcıların makineden fırlayan parçaları göndermesini önler ya da cam aynayı kırmak! Sağlam olması gerekeceğinden, bunları üst rafa tutturmak için ahşap tutkalı kullandık.

1/8 inç bölüm ---

Alt Raf: Alt raf, delikli daha kısa raftır. Bu delik, arduino kablolarını üst taban plakasının yarığının altından motor gövdesine beslemenizi sağlar, böylece alt raf hareket ederken bile teller motora ulaşabilir.

Üst Raf ve pinyon: Üst raf diğer raftır (daha uzun olan). Kilit rondelaları ile pinyon (dev dişlilerden biri) yapısının nasıl göründüğü ve nasıl çalıştığı resimde verilmiştir.

1/8 inçlik bölümün geri kalanı (motorla ilgili parçalar) bir sonraki adımda açıklanmıştır… ?

Adım 3: Parçaları Birleştirme: Pt 2. Motor Eşyaları

Ardından, onu hareket ettirmek için motor bağlantılarını ve motorları tasarlamamız gerekiyordu. Biri x ekseninde diğeri y ekseninde hareket etmek için iki motor vardır.

İki Motor Bağlantısı Yapılması: Ortadaki motor bağlantı parçalarını (altıgen delikli olanlar) diğer ikisinin arasına civataların geçeceği deliklerin arasına sıkıştırdık. Daha sonra her motoru vidaları kullanarak her bir motor yuvasına bağladık. Bağlantıyı ve motoru herhangi bir yüzeye yapıştırmak, artık motorlarımızı yalnızca altıgen anahtar kullanarak kolayca takıp çıkarmamızı sağladı. Motordan dişliye geçiş için, kavelalı dişli ile arayüz oluşturmak için 3D baskılı bir mil bileziği kullandık.

Motor Muhafazası: Motor muhafazası parçaları, motor için kutu şeklinde bir muhafaza oluşturur. İçlerinde delik olan dikdörtgenler üst ve alt parçalardır (birkaç delikli olan üsttedir). Motor gövdesi kutusunun geri kalanı, olukları + çıkıntıları kullanılarak birbirine geçen kenarlardan oluşur. Motoru yine de içeri koymanız gerektiğinden ve bunu yandan yapmak yukarıdan daha kolay olduğundan, bir yüz hariç tüm parçaları kenarlardan birbirine yapıştırın.

Motoru Kontrol Etme: Motorları kontrol etmek için bir joystick, Arduino ve motorlara güç sağlamak için ayrı bir motor sürücüsü kullandık. Her şey tek bir 9 volt DC jakından çalışır. İstenen hareketi elde etmek için, PWM sinyalinin gücünü, dişlideki sürtünmeyi aşmak ve çok hızlı hareket etmesini engellemek için yeterli tork olacak şekilde ayarlamamız gerekiyordu. Bir sonraki adım Arduino konfigürasyonunu ve kodunu açıklar… ?

Adım 4: Arduino

Bu, girdi olarak joystick'i kullanarak lazerin konumunu kontrol etmek için Arduino kodudur. Kod, joystick'in her yönü motorlardan birini (x eksenini kontrol eden motor ve y eksenini kontrol eden motor) kontrol edecek şekilde yazılır. Bu, joystick konumu yatay/dikey eksenden uzak olduğunda makinenin eğriler ve köşegenler çizmesine olanak tanır.

Adım 5: Kumanda Çubuğu

Kullanıcının tutması ve kullanması rahat ve doğal olması için PLA'da bir joystick kılıfını 3D yazdırmayı seçtik (her ne kadar kılıf olmadan da doğru şekilde çalışabilse de).

Esasen, bir tarafında delik bulunan oval bir kasanın iki yarısıdır. Kontrol çubuğunu içeriye yerleştirdik, böylece kasa bir araya getirildiğinde, kullanıcının etkileşime girmesi için delikten geçer. Kablolar, kasanın diğer tarafının arkasından ve arduinoya kadar uzanır.

Adım 6: Çalışma Yüzeyi Kanvasını Boyama

Çalışma yüzeyi tuvalini fosforlu tozla boyayın ve sonraki adımlarda çalışırken kurumasını bekleyin.

? Çok hijyenik bir ortamda muhafaza etmeye özen gösteriniz, ilk uyguladığımızda toz,talaş ve talaş yapışmıştır. Tozun boya ile karıştırılması da daha kolaydır, böylece kolayca yapışır.

Adım 7: Lazer ve Ayna Sistemi

Lazer neden üst rafın sonundan aşağıyı göstermiyor?

Brett ve ben, lazeri doğrudan rafın ucundaki çizim tahtasının üzerine koymanın, rafın ucunu aşağı doğru ağırlaştırdığını ve bu da hareket aralığını sınırladığını çabucak fark ettik. Bunun yerine, bir lazer kesicinin tasarımından ilham almaya karar verdik. Çözüm: Rafın ucuna 45 derece eğimli bir ayna koyarak, ışının ağırlık eklemeden doğrudan yüzeye dik olmasını sağlayabilirdik. sonuna kadar!

Lazer: Lazeri ve aynayı dikkatlice monte edin. Aküye bağlanmak için lazer tellerini motor gövdesi çatısının üstündeki bir delikten geçirin. Lazeri yerine sabitlemek için lastik bantları motor muhafazasının çatısının diğer deliğinden geçirin.

Ayna: Üçgen çeyrek inç parçalar kullanılarak aynaya 45 derecelik bir açı yapılmalıdır. Lazeri zemine paralel monte ederek, lazer ışını aynadan yansımalı ve raf hareket etse bile doğrudan zemine çarpmalıdır.

Adım 8: Son Parlatma

Düzgün çalıştığından emin olmak için test ettikten sonra motor gövdesinin son yüzüne yapıştırdık. Makinenin görsel çekiciliğini artırmak için dübellerin altına kilit pulları taktık. Aynı zamanda hafif bir işlevsel amacı da vardı, çünkü bu pullar makine için "ayak" görevi gördü (tüm taban yere değmek yerine), bu da tüm makineyi bir masa üzerinde hareket ettirmeyi kolaylaştırdı. Daha sonra tüm açıkta kalan ahşabı zımparalayarak ürüne son bir cila verdik.

Düşünce: Bu makineyi tasarlarken harika zaman geçirdik ve onunla oynarken daha da iyi zaman geçirdik. İronik olarak, tasarımın en karmaşık kısımları bize en az sorun çıkarırken, en basit kısımlar bize en çok sorun yaşattı. Bu projeyi tekrar yapsaydık, hareketli parçalar üzerinde sürtünmeyi azaltan malzemelerle daha çok deney yapardık.

İnsanların bu cihazdan bizim kadar zevk almasını ve gelecekte bu makinenin daha da iyi versiyonlarını yaratmaları için onlara ilham vermesini umuyoruz.

-En iyisi, Justin ve Brett

Make it Glow Yarışmasında Birincilik Ödülü