El Zoetrope Heykeli: 12 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Yazan joshua.brooksYazarın daha fazlasını izleyin:

Bu talimat, John Edmark'ın güzel şekil değiştiren çiçek heykellerinin minyatür, avuç içi boyutunda bir versiyonudur. Heykel, animasyonu sağlamak için yüksek parlaklıkta bir flaşla dahili olarak aydınlatılır. Dönen kısım bir Ember 3D yazıcıda basıldı ve flaş kartı artık kullanılmayan Autodesk Circuits programı kullanılarak oluşturuldu.

Parça listesi:

• 1 x 3D baskılı çiçek heykel

• 1 x LED flaş devre kartı (OSHPARK)

  • 6 x Yüksek Parlaklıkta LED (Digikey'den CREE XP-E Beyaz, Yeşil veya Kırmızı)
  • 1 x Mikrodenetleyici (Digikey'den ATtiny-85)
  • 3 x MOSFET (Digikey'den IRF7103PbF Çift MOSFET)
  • 1 x Fototransistör (Digikey'den LTR-301)
  • 1 x Fotodiyot (Digikey'den LTE-302)
  • 1 x her biri 330Ω 1206 direnç (Digikey'den ERJ-8GEYJ331V)
  • 1 x 1kΩ 1206 direnç (Digikey'den ERJ-8GEYJ102V)
  • 1 x 10kΩ 1206 direnç (Digikey'den ERJ-8GEYJ103V)
  • 6 x 100nF 1206 kapasitör (Digikey'den CL31A106KACLNNC)
  • 1 x 6 pinli dişi başlık (Digikey'den PPTC061LFBN-RC)
  • 1 x 3-pin erkek başlık (Digikey'den PREC003SAAN-RC)
• 1 x Sürekli dönüşlü servo motor (Digikey'den Paralaks #900-00008)
• 1 x 1/16 inç çap, 12 inç matkap ucu (Amazon'dan Bosch BL2731)
• 2 x 2 AAA pil tutucu (Digikey'den Keystone Electronics 2468)

• 1 x Sürgülü anahtar (Jameco'dan SS-12E17 veya eşdeğeri)

Adım 1: Devre Kartının Sipariş Edilmesi

Sipariş için gerekli her şeyi içeren bir ZIP dosyası aşağıda bulunabilir. PCB'nizin üretilmesi için bu dosyayı kullanın. Orada birçok baskılı devre kartı üreticisi var. OSHPark.com'u dünyanın herhangi bir yerine teslim etmek için düşük maliyetli, yüksek kaliteli, orta hızda bir denge için tavsiye ederim. Siparişi kolaylaştırmak için orada bir proje oluşturdum.

Adım 2: Devre Kartını Birleştirin - Yüzeye Montaj Parçaları

Panolarım, küçük sekmelerle iliştirilmiş 4 kişilik bir gruba geldi (12 pano sipariş ettim). İkisini aynı anda bir araya getirecek parçalarım vardı. Sekmeleri kapattım, böylece sadece iki kişiyle çalışıyordum.

Aynı amaç için bir ısı tabancası da kullanabilirsiniz (ayrıntılar aşağıdadır). Parçalarımı lehimlemek için yeniden akış fırınını ve bu talimattaki talimatları kullandım.

1. Bir şırınga kullanarak tahtanın/levhaların üstündeki tüm yüzeye montaj pedlerine lehim pastası uygulayın. Tüm pedlere yapıştırdığınızdan emin olun ve çok fazla değil, böylece pedleri çok fazla köprülemezsiniz. Çok fazla uygulanmadığı takdirde pedlere geri dönecektir. Yukarıdaki resimde, macun açıkça birden fazla pedi kaplıyor, ancak bu, pişirildikten sonra köprü oluşturmaya neden olacak kadar fazla macun değildi.

2. Bileşenlerin her birini dikkatlice tahtaya yerleştirin.

   • LED'ler için, iki küçük köşe karesi, kartın merkez deliğinden uzağa bakar.
   • Üç çift MOSFET yongasının tümü aynı yönelime sahiptir. MOSFET'lerin ve ATTiny85'in pin 1 konumlandırması için resme bakın.
   • Dirençlerin konumu yukarıdaki resimlerden birinde gösterilmiştir. R1 10kΩ, R2 330 Ω, R3 1kΩ'dur. Yön önemli değil.
   • Tüm kapasitörler aynıdır ve yön önemli değildir.
3. Tahtayı ısıtmak ve lehimlemeyi tamamlamak için talimatlara göre reflow fırını kullanın.

Adım 3: Alternatif: Bir Isı Tabancası Kullanarak Yeniden Akıtın

Yeniden akışlı bir fırına erişiminiz yoksa, düşük hava akışına sahip bir ısı tabancası kullanarak lehimlemeyi bitirebilirsiniz. Devre kartını ısıyı dağıtacak bir yüzeye yerleştirin (bir Chipotle kase kapağı kullandım) ve kartı, tüm lehim pastası parlak gümüş rengine dönene kadar düşük hava akışıyla ısı tabancasını kullanarak dikkatlice ısıtın. Üfleyici çok güçlüyse, yeniden akış işlemi sırasında parçaların pedlerden kaymasına neden olabilir.

Not: Yukarıdaki resim devre kartının ilk versiyonundan (kavram kanıtı) alınmıştır. Fazladan bir deliği olduğu ve kartta ATtiny85 mikrodenetleyici içermediği için biraz farklı görünüyor

Adım 4: Devre Kartını Birleştirin - Delikten Geçişli Parçalar

İki başlığı (6 pin dişi ve 3 pin erkek) devre kartının alt tarafından aşağı bakacak şekilde konumlandırın. Bunları yerinde lehimleyin (tahtanın üst tarafına uygulanan lehim).

Optik kodlayıcı parçalarını daha küçük kart deliğinin her iki tarafına takın. Mercek tarafı (tümsek) birbirine bakacak şekilde tahtanın üst tarafından dışarı çıkmaları gerekir. Kırmızı noktalı olan (fototransistör, LTR-301), karttaki iki büyük delik arasında konumlandırılmıştır. Sarı noktalı olan (fotodiyot, LTE-302) daha küçük deliğin diğer tarafında konumlandırılmıştır. Bunlar için lehim, kartın alt tarafına uygulanır.

Kodlayıcı parçaları lehimlendikten sonra, pimleri ve lehimi, kartın alt kısmı ile mümkün olduğunca aynı hizada olacak şekilde kesin. Bu, kartın servonun üstünde mümkün olduğunca alçakta oturmasını sağlamak içindir.

Adım 5: Mikrodenetleyicinin Programlanması

Bu Eğitilebilir Tabloyu izleyerek kontrolör için bir programlama cihazı olarak hareket etmek için bir Arduino UNO kartı kullandım. İçinde, programlama için Arduino pinlerinden ATtiny pinlerine aşağıdaki eşlemeyi gösterir:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8 (Vcc)
• Arduino Toprak → 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 noktaları yukarıdaki resimde etiketlenmiştir. Uygun bağlantıları yapmak için bağlantı teli kullanın.

Programcı olarak ayarlanmış bir Arduino UNO (veya eşdeğeri) ile başlayarak (yukarıdaki Talimatlara bakın), aşağıdaki bloom.ino projesini Arduino IDE'de açın. programlamadan önce Arduino IDE'de aşağıdakileri yapmanız gerekecektir:

• Araçlar → Programcı → ISP olarak Arduino
• Araçlar → Anakart → ATtiny85 (dahili 8 MHz saat)
• Araçlar → Bootloader'ı Yazdır

Ardından normal şekilde programlayın.

Adım 6: Motoru Değiştirin

Motor, çoğunlukla üst kabuk ve dişlilerin çoğu dahil olmak üzere gereksiz parçalar kaldırılarak değiştirilmelidir.

1. Alt vidaları kapatmadan motorun bir tarafından, alt ve diğer tarafına bir bant parçası ekleyerek başlayın. Bu, vidalar çıkarıldığında alt kısmı kapalı tutacaktır. Resimlerde görünür olması için mavi maskeleme bandı kullandım. Sonunda siyah bant kullandım ama resimlerde görünmüyordu.
2. Motorun üstündeki plastik X eklentisini yerinde tutan vidayı sökün ve plastik X'i çıkarın.
3. Alttan 4 vidayı çıkarın. Vidaları saklayın. Bunları isteğe bağlı olarak projede daha sonra kullanabilirsiniz.
4. Dişlileri ortaya çıkarmak için motorun üst kapağını çıkarın.
5. Orta alt dişli hariç hepsini çıkarın. Bu dişlileri atabilirsiniz. Onlara ihtiyacın olmayacak.

Ardından, devre kartını yerleştirmek için motor gövdesindeki plastiğin bir kısmını çıkaracaksınız.

1. Kalan dişliyi çıkarın ve bir kenara koyun. Daha sonra ihtiyacınız olacak.
2. Bir testere / eğe kullanarak üst kısımdaki daha büyük plastik çıkıntıyı (yakın plan resimde solda) tıraş edin. Bu, devre kartının bu alana sığmasına izin verecektir.
3. Yükseltilmiş parçanın kenarlarını diğer tarafa eğeleyin (yakın plan resimde sağda).

Devre kartını servonun üstüne takın ve iyi oturduğundan ve mümkün olduğunca aynı hizada olduğundan emin olun. İyi uymuyorsa, sığması için gereken ayarlamaları yapın. Bir sonraki adım için devre kartını servodan çıkarın.

7. Adım: Aksı Değiştirin

Aksı daha uzun olanla değiştirin. Bu, zoetropun dönerken sallanmamasına yardımcı olacaktır.

1. Pense kullanarak, kalan dişliyi yerinde tutan küçük metal aksı çıkarın ve dişliyi bir kenara koyun.
2. Bir demir testeresi veya iyi kesiciler kullanarak matkabın uç kısmından (kesmeyen taraf) 41 mm (1 5/8 inç) kesin.
3. Bir dosya veya zımpara kağıdı ile pürüzsüz hale getirmek için uçları eğeleyin.
4. Dişliyi yerine yerleştirin ve yeni aksı yerine oturtun. Aksı deliğe oturana kadar aşağı bastırın.

Aks kendini güvende hissedebilir, ancak tecrübe bana gösterdi ki zamanla gevşeyebiliyor ve elle basınçla iterek yerinde tutmak zorlaşıyor. Bunu çözmenin bir yolu, bir çekiç alıp yeni aksı deliğe hafifçe vurmaktır.

8. Adım: Pil Paketleri

Bu adım, bu cihazı ilk oluştururken benim tarafımdan bazı deneme yanılmaları gösteriyor. İlk planım her zaman karta güç sağlamak ve diğer her şeyi başlatmak için bir düğmeyi izleyen mikro denetleyiciye güvenmekti. Servo hareket etmese bile, pillerden az miktarda akım çekeceğini ve böylece cihaz kullanılmadığında bile biteceğini keşfettim. Daha sonra, kullanılmadığında pilleri tamamen çıkarmak için cihazı açmak için bir kaydırmalı anahtar ekledim.

İki pil tutucuyu (pilsiz) servo motorun her iki tarafına katı teller birbirine bakacak ve üst üste gelecek şekilde yerleştirerek başlayın. Pil paketlerini yerinde tutmak için çıkarılabilir bant kullanın. Başlangıçta, üstteki iki kabloyu birlikte lehimlemiştim, ancak daha sonra sürgülü anahtarı eklemek için onları kestim. Yine de bunu yapmanızı öneririm, çünkü bu iki kabloyu birlikte lehimlemek, sürecin geri kalanına yardımcı olan bir sertlik katar. Kaydırmalı anahtarı eklemek için daha sonra bu kabloları kesmek kolaydır. Yani, bununla birlikte, iki üst kabloyu birlikte lehimleyin.

Devre kartını kılavuz olarak kullanarak, alt kabloları yukarı bakacak ve devre kartının 6 pimli dişi başlığındaki en dıştaki deliklerle aynı hizaya gelecek şekilde bükün. Devre kartı servo motorun üstündeyken dişi başlıkta sağlam bir şekilde bağlanacak kadar uzun olacak şekilde telleri tel kesicilerle kesin. Devre kartının üstü, pil tutucuların üstleriyle aynı hizada olmalıdır.

Pil gruplarını servoya tutan bandı çıkarın ve servonun her iki tarafına birer çift taraflı bant parçası koyun. Devre kartının üst kısmı pil tutucuların üst kısmı ile aynı hizada olacak şekilde yeniden konumlandırarak servoyu pil tutucuların arasına geri koyun ve sıkıca birbirine bastırın.

9. Adım: İşleri Bir Araya Getirmek

Devre kartının dişi başlığının PB0 ve PB1 konnektörleri arasına bir katı tel jumper ekleyin. Bu, cihazı başlatmak için bir buton bağlamayı amaçladığım yerdi. Jumper'ı eklemek, güç uygulandığında başlamasını sağlayacaktır.

Devre kartını servonun üstüne yerleştirin.

Servodan gelen telleri tabanın etrafına sarın ve devre kartındaki 3 pimli erkek başlığa bağlayın. Başlığa bakıldığında, toprak tarafı (siyah veya kahverengi tel) sağda olacaktır. Bunun çok fazla artık gevşeklik olmadan güzelce sarılmasını sağlamak biraz zaman alabilir. Ardından telleri yerine bantlayın. Benimki için biraz siyah gaffer bant (bez bant) kullandım.

Ardından, gücü kontrol etmek için slayt anahtarını ekleyeceksiniz. Kayar anahtarın üç pimi vardır. Bunlardan sadece ikisini kullanacaksınız: ortadaki pinlerden biri ve yan pinlerden biri (hangisi olduğu önemli değil). Kesiciler kullanarak kullanılmayan yan pimi kesin.

Sürgülü anahtarı, birleştirilmiş pil tutucularının lehimli tel direği ile yerinde tutun. Kaydırmalı anahtar pimlerinin daha sonra lehimleneceği yer arasında kablolar üzerinde bir nokta işaretleyin (siyah keskin uçlu kalem kullandım).

Daha önce lehimlediğiniz tel direkleri, sürgülü anahtardaki iki pim arasındaki boşluğa yakından uyan küçük bir boşluğa sahip olacak şekilde kesin. Tellerdeki boşluğu kapatmak için sürgülü anahtarı lehimleyin.

Adım 10: Zoetrop Tabanı (isteğe bağlı)

Cihaz için güzel bir 3D baskı tabanına sahip olmak istedim. İşte TinkerCAD'deki tasarım. Cihazın çalışması için bu tabanı oluşturmak gereksiz ama güzel görünüyor. Yazdırma dosyası aşağıda yer almaktadır.

Adım 11: Zoetrop Modeli

TinkerCAD'deki eğirme parçasının 3D Modeli burada bulunabilir.

Bu modelin STL'si ve ayrıca yazdırma için dilimlenmiş katmanları içeren bir TAR dosyası aşağıda bulunabilir. Autodesk Ember yazıcıda yazdırma talimatını dahil etmiyorum, çünkü bu yazıcıyı kullanmak için birkaç talimat mevcut, bunun gibi.

Adım 12: Son Dokunuşlar

3D baskının üç sekmesinin opak hale getirilmesi gerekir, aksi takdirde devre kartının optik kodlayıcı parçaları bunların geçtiğini güvenilir bir şekilde algılayamaz. Siyah oje kullandım ve bu harika oldu. Başlangıçta sadece siyah bir Sharpie kalemi denedim, ancak optik bir kesici olarak güvenilir değildi.

Sekmeler opak hale getirildikten sonra, gitmeniz iyi olur. Zoetropu mile yerleştirin ve gücü açın!