פיסול זואטרופ ביד: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מאת joshua.brooks עקוב אחר מאת המחבר:

מדריך זה הוא גרסה ממוזערת בגודל כף היד של פסלי הפריחה היפים של ג'ון אדמרק. הפסל מואר פנימית על ידי זרם בהירות גבוהה כדי לספק את האנימציה. החלק המסתובב הודפס במדפסת תלת-ממד Ember, ולוח ה- strobe נוצר באמצעות תוכנית מעגלי Autodesk שהופסקה כעת.

רשימת חלקים:

• 1 x פסל פריחה מודפס בתלת מימד

• 1 x לוח זרם LED (OSHPARK)

  • 6 x נוריות בהירות גבוהה (CREE XP-E מבית Digikey בצבע לבן, ירוק או אדום)
  • 1 x מיקרו-בקר (ATtiny-85 מ- Digikey)
  • 3 x MOSFET (IRF7103PbF MOSFET כפול מ Digikey)
  • 1 x פוטו טרנזיסטור (LTR-301 מ Digikey)
  • 1 x פוטודיודה (LTE-302 מ- Digikey)
  • 1 x כל נגד 330Ω 1206 (ERJ-8GEYJ331V מ- Digikey)
  • נגד 1kΩ 1206 (ERJ-8GEYJ102V מ- Digikey)
  • 1 x 10kΩ 1206 נגד (ERJ-8GEYJ103V מ- Digikey)
  • 6 x 100nF 1206 קבלים (CL31A106KACLNNC מ- Digikey)
  • 1 x כותרת נקבה 6 פינים (PPTC061LFBN-RC מבית Digikey)
  • כותרת זכר אחת עם 3 פינים (PREC003SAAN-RC מבית Digikey)
• 1 x מנוע סרוו רציף סיבוב (Parallax #900-00008 מ- Digikey)
• מקדח 1 x 16 אינץ ', מקדח 12 אינץ' (Bosch BL2731 מאמזון)
• 2 x 2 מחזיקי סוללות AAA (Keystone Electronics 2468 מבית Digikey)
• 1 x מתג שקופיות (SS-12E17 מבית Jameco או שווה ערך)

שלב 1: הזמנת לוח המעגלים

להלן קובץ ZIP עם כל הדרוש להזמנה. השתמש בקובץ זה כדי לייצר את ה- PCB שלך. יש הרבה יצרני מעגלים מודפסים בחוץ. אני ממליץ על OSHPark.com לאיזון בין עלות נמוכה, באיכות גבוהה, למהירות בינונית לאספקה בכל מקום בעולם. יצרתי שם פרוייקט כדי שההזמנה תהיה קלה.

שלב 2: הרכבת לוח המעגלים - חלקי הרכבה על פני השטח

הלוחות שלי הגיעו בקבוצה של 4 מחוברים עם לשוניות קטנות (הזמנתי 12 לוחות). היו לי חלקים להרכיב שניים מהם במקביל. סגרתי את הכרטיסיות כך שעבדתי רק עם שניים.

השתמשתי בתנור הזרמה מחדש כדי להלחם את חלקי הרכבה על פני השטח, למרות שאפשר להשתמש באקדח חום לאותה מטרה (פרטים להלן). השתמשתי בתנור ההזרמה ובהוראות מההנחיה להלחמת חלקי.

1. יש למרוח הדבק הלחמה על כל כריות ההרכבה על פני החלק העליון של הלוח בעזרת מזרק. הקפד להדביק את כל הרפידות, ולא יותר מדי כדי שלא תגרום לזה לגשר יותר מדי. הוא יתכווץ בחזרה לרפידות אם לא יוחל יותר מדי. בתמונה למעלה, ההדבקה מכסה בבירור מספר כריות, אך זו לא הייתה הדבקה גדולה מדי בכדי לגרום לגישור לאחר הבישול.

2. הנח בזהירות את כל הרכיבים על הלוח.

   • עבור הלדים, שני הריבועים הפינתיים הקטנים פונים הרחק מהחור המרכזי של הלוח.
   • שלושת שבבי ה- MOSFET הכפולים בעלי אותו כיוון. ראה תמונה למיקום סיכה 1 של ה- MOSFETs ו- ATTiny85.
   • מיקומם של הנגדים מוצג באחת התמונות שלמעלה. R1 הוא 10kΩ, R2 הוא 330 Ω, R3 הוא 1kΩ. הכיוון לא משנה.
   • כל הקבלים זהים והכיוון אינו משנה.
3. השתמש בתנור ההזרמה לפי ההוראות לחימום הלוח והשלמת ההלחמה.

שלב 3: חלופי: זרימה מחדש באמצעות אקדח חום

אם אין לך גישה לתנור המחדש, תוכל לסיים את ההלחמה באמצעות אקדח חום עם זרימת אוויר נמוכה. הנח את הלוח על משטח שיפזר את החום (השתמשתי במכסה קערת צ'יפוטל) וחמם בזהירות את הלוח בעזרת אקדח החום עם זרימת אוויר נמוכה עד שכל בסיס ההלחמה הפך לכסף מבריק. אם המפוח חזק מדי, הוא עלול לגרום לחלקים להיסחף מהכריות במהלך תהליך ההזרמה.

הערה: התמונה למעלה היא מהגרסה הראשונה (הוכחת הרעיון) של לוח המעגלים. הוא נראה קצת שונה מכיוון שהיה לו חור נוסף ולא כלל את המיקרו -בקר ATtiny85 על הלוח

שלב 4: הרכבת לוח המעגלים - חלקי חורים

מקם את שתי הכותרות (נקבה 6 פינים וזכר 3 פינים) כך שהן פונות כלפי מטה מהצד התחתון של הלוח. הלחם אותם במקומם (הלחמה מוחלת בצד העליון של הלוח).

חבר את חלקי המקודד האופטי משני צדי חור הלוח הקטן יותר. הם צריכים לבלוט החוצה מהצד העליון של הלוח, כאשר צד העדשה (עם הבליטה) פונה זה לזה. זה עם הנקודה האדומה (הפוטוטרנזיסטור, LTR-301) ממוקם בין שני החורים הגדולים בלוח. זה עם הנקודה הצהובה (הפוטודיודה, LTE-302) ממוקם בצד השני של החור הקטן יותר. הלחמה עבור אלה מוחלת על הצד התחתון של הלוח.

לאחר חלקי המקודד מולחמים, גזמו את הסיכות וההלחמה כדי שיהיה סומק ככל האפשר עם תחתית הלוח. זה כדי לאפשר ללוח לשבת כמה שיותר נמוך על החלק העליון של הסרוו.

שלב 5: תכנות המיקרו -בקר

השתמשתי בלוח UNO של Arduino כדי לשמש כמכשיר תכנות לבקר על ידי ביצוע הוראות אלה. בו הוא מציג את המיפוי הבא מסיכות ארדואינו לסיכות ATtiny לתכנות:

• Arduino +5V → ATtiny Pin 8 (Vcc)
• Arduino Ground → ATtiny Pin 4 (GND)
• פין Arduino 10 → ATtiny Pin 1 (PB5)
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5 (PB0)
• פין Arduino 12 → ATtiny Pin 6 (PB1)
• Arduino Pin 13 → ATtiny Pin 7 (PB2)

נקודות החיבור מסומנות בתמונה למעלה. השתמש בחוט חיבור כדי ליצור את החיבורים המתאימים.

החל מ- UNO Arduino (או שווה ערך) המוגדר כמתכנת (ראה הוראה לעיל), פתח את פרויקט bloom.ino למטה ב- Arduino IDE. יהיה עליך לבצע את הפעולות הבאות ב- Arduino IDE לפני התכנות:

• כלים → מתכנת → ארדואינו כספקית אינטרנט
• כלים → לוח → ATtiny85 (שעון פנימי של 8 מגה -הרץ)
• כלים → צריבת מטען אתחול

ואז לתכנת כרגיל.

שלב 6: שנה את המנוע

צריך לשנות את המנוע, בעיקר על ידי הסרת חלקים מיותרים, כולל המעטפת העליונה ורוב ההילוכים.

1. התחל בהוספת פיסת סרט מסביב מצד אחד של המנוע, לרוחב החלק התחתון ולצד השני מבלי לכסות את הברגים התחתונים. זה יחזיק את החלק התחתון סגור עם הסרת הברגים. השתמשתי במסקינג טייפ כחול בתמונות כדי להפוך אותו לגלוי. בסופו של דבר השתמשתי בקלטת שחורה, אך היא לא הופיעה בתמונות.
2. הסר את הבורג המחזיק את קובץ ה- X מפלסטיק בחלק העליון של המנוע במקומו והסר את ה- X מפלסטיק.
3. הסר את 4 הברגים מלמטה. שמור את הברגים. תוכל להשתמש בהם אופציונלית בהמשך הפרויקט.
4. הסר את המכסה העליון של המנוע כדי לחשוף את ההילוכים.
5. הסר הכל למעט ההילוך התחתון המרכזי. אתה יכול להיפטר מההילוכים האלה. לא תזדקק להם.

לאחר מכן, תסיר חלק מהפלסטיק מבית המנועים כדי להתאים ללוח המעגלים.

1. מסירים את שאר הציוד ומניחים אותו בצד. תזדקק לזה אחר כך.
2. מגלחים את בליטת הפלסטיק הגדולה יותר (משמאל בתמונת התקריב) בחלקו העליון באמצעות מסור / קובץ. זה יאפשר ללוח המעגלים להתאים לאזור זה.
3. קובץ את צידי החלק המורם בצד השני (מימין בתמונת התקריב).

הצב את לוח המעגלים מעל החלק העליון של הסרוו וודא שהוא מתאים היטב ולשטוף ככל האפשר. אם זה לא מתאים, בצע התאמות לפי הצורך כדי שיתאים. הסר את המעגל מהסרוו לשלב הבא.

שלב 7: החלף את הציר

החלף את הציר בארוך יותר. זה יעזור לזואטרופ לא להתנדנד כשהוא מסתובב.

1. בעזרת צבת, הסר את ציר המתכת הקטן שמחזיק את ההילוך הנותר במקומו והנח את הציוד בצד.
2. חותכים 41 מ"מ (1 5/8 אינץ ') מהקצה התחת (הצד הלא חותך) של המקדח בעזרת מסור או חותכים טובים.
3. רישום הקצוות להחלקה בעזרת קובץ או נייר זכוכית.
4. החזר את הציוד למקומו והתקן את הציר החדש למקומו. לחץ על הציר כלפי מטה עד שהוא יושב בחור.

הציר אולי מרגיש מאובטח, אך הניסיון הראה לי שעם הזמן הוא יכול להיות רופף וקשה לשמור עליו על ידי לחיצה על לחץ יד. דרך לפתור זאת היא לקחת פטיש ולהקיש בעדינות על הציר החדש לתוך החור.

שלב 8: חבילות סוללה

שלב זה מציג ניסוי וטעייה מצידי בעת יצירת המכשיר הזה במקור. התוכנית הראשונה שלי הייתה תמיד להפעיל את הלוח ולהסתמך על כך שהמיקרו -בקר יפקח על כפתור כדי להפעיל את כל השאר. גיליתי שגם כשהסרוו לא זז, הוא ישאב כמות קטנה של זרם מהסוללות כך שיסתיימו בסופו של דבר גם כשהמכשיר אינו בשימוש. מאוחר יותר הוספתי מתג שקופיות להפעלת המכשיר על מנת לנתק את הסוללות לחלוטין כאשר הוא אינו בשימוש.

התחל על ידי הצבת שני מחזיקי הסוללות (ללא סוללות) משני צדי מנוע הסרוו כך שהחוטים המוצקים פונים זה לזה וחופפים. השתמש בקלטת נשלפת כדי להחזיק את חבילות הסוללה במקומן. במקור הלחמתי את שני החוטים העליונים יחד, אך מאוחר יותר חתכתי אותם כדי להוסיף את מתג השקופיות. אני ממליץ עדיין לעשות זאת, כי הלחמת שני החוטים הללו יחד מוסיפה קשיחות שעוזרת להמשך התהליך. קל לחתוך מאוחר יותר את החוטים האלה כדי להוסיף את מתג השקופיות. אז, עם זאת נאמר, הלחם את שני החוטים העליונים יחד.

בעזרת לוח המעגלים כמדריך, כופף את החוטים התחתונים כך שהם פונים כלפי מעלה ומיישרים קו עם החורים החיצוניים ביותר בכותרת הנשית בעלת 6 פינים של לוח המעגלים. חתכו את החוטים בעזרת חותכי תיל כך שהם עדיין ארוכים מספיק בכדי להתחבר היטב לכותרת הנשית כאשר לוח המעגל נמצא בחלקו העליון של מנוע הסרוו. החלק העליון של לוח המעגלים אמור להתיישר עם החלק העליון של מחזיקי הסוללה.

הסר את הקלטת המחזיקה את אריזות הסוללה לסרוו, והניח חתיכת סרט דו צדדי משני צידי הסרוו. החזר את הסרוו למקומו בין מחזיקי הסוללות, הצב אותו שוב כך שחלקו העליון של לוח המעגלים יהיה סמוך לחלקו העליון של מחזיקי הסוללות, ולחץ היטב.

שלב 9: חיבור דברים

הוסף מגשר חוט מוצק בין מחברי PB0 ו- PB1 של הכותרת הנשית של לוח המעגלים. כאן התכוונתי לחבר כפתור לחיצה להפעלת המכשיר. הוספת המגשר תגרום לו לפעול כאשר יופעל כוח.

שים את לוח המעגלים במקום על גבי הסרוו.

עטפו את החוטים מהסרוו מסביב לבסיס וחברו לכותרת הגברית בעלת 3 פינים בלוח המעגלים. כאשר מסתכלים על הכותרת, הצד הקרקע (חוט שחור או חום) יהיה מימין. זה עשוי לקחת קצת כדי לגרום לזה להתעטף יפה בלי יותר מדי שאריות. לאחר מכן הדביקו את החוטים במקומם. השתמשתי בקלטת גאפר שחורה (סרט בד) לשלי.

לאחר מכן, תוסיף את מתג השקופיות כדי לשלוט בהספק. למתקן השקופיות שלושה סיכות. אתה תשתמש רק בשניים מאלה: האחד המרכזי ואחד מהסיכות הצדדיות (לא משנה איזה). בעזרת חותכים, חתכו את סיכת הצד שאינה בשימוש.

החזק את מתג השקופיות במקומו ליד עמוד התיל המולחם של מחזיקי הסוללה המחוברים. סמנו נקודה על החוטים שבין היכן סיכות מברשת השקופיות יומלכו מאוחר יותר (השתמשתי בעט חד חד).

חותכים את עמודי החוט שהלחנתם בעבר כך שיהיה להם פער קטן התואם היטב את המרווח בין שניים מהסיכות במתג השקופיות. הלחם את מתג השקופיות כדי לגשר על הפער בחוטים.

שלב 10: בסיס Zoetrope (אופציונלי)

רציתי שיהיה בסיס מודפס תלת מימד נחמד למכשיר. להלן העיצוב ב- TinkerCAD. אין צורך ליצור בסיס זה כדי שהמכשיר יעבוד, אך הוא נראה נחמד. קובץ ההדפסה כלול למטה.

שלב 11: מודל Zoetrope

ניתן למצוא כאן את מודל התלת מימד לחלק המסתובב ב- TinkerCAD.

ניתן למצוא להלן את ה- STL מדגם זה וכן קובץ TAR המכיל את השכבות הפרוסות להדפסה. אני לא כולל את הוראות ההדפסה במדפסת Autodesk Ember מכיוון שקיימות מספר הוראות לשימוש במדפסת זו, כמו זו.

שלב 12: גימור

שלוש הכרטיסיות בהדפסה התלת -ממדית צריכות להיות אטומות, אחרת חלקי המקודד האופטי בלוח המעגלים לא יוכלו לזהות אותם בצורה אמינה. השתמשתי בלק שחור וזה עבד מצוין. במקור פשוט ניסיתי עט שארפי שחור, אך הוא לא היה אמין כמפריע אופטי.

לאחר שהכרטיסיות הופכות אטומות, אתה אמור להיות טוב. הניחו את הזוטרופ על הפיר והפעילו את הכוח!