مجسمه Zoetrope دستی: 12 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

بیشتر توسط نویسنده دنبال کنید:

این دستورالعمل یک نسخه مینیاتوری و به اندازه کف دست از مجسمه های زیبا شکوفه شکوفایی جان ادمارک است. مجسمه به صورت داخلی با یک بارق با روشنایی بالا روشن می شود تا انیمیشن را ارائه دهد. قسمت چرخان بر روی چاپگر Ember 3D چاپ شد و صفحه استروب با استفاده از برنامه مدارهای Autodesk که اکنون از بین رفته است ، ایجاد شد.

فهرست قطعات:

• 1 مجسمه شکوفه چاپ سه بعدی

• 1 تخته مدار بارق LED (OSHPARK)

  • 6 عدد LED با روشنایی بالا (CREE XP-E از Digikey به رنگ سفید ، سبز یا قرمز)
  • 1 عدد میکروکنترلر (ATtiny-85 از Digikey)
  • 3 x MOSFET (IRF7103PbF DOS MOSFET از Digikey)
  • 1 عدد فوتوترانزیستور (LTR-301 از Digikey)
  • 1 عدد Photodiode (LTE-302 از Digikey)
  • 1 عدد هر 330Ω 1206 مقاومت (ERJ-8GEYJ331V از Digikey)
  • 1 مقاومت 1kΩ 1206 (ERJ-8GEYJ102V از Digikey)
  • 1 مقاومت 10kΩ 1206 (ERJ-8GEYJ103V از Digikey)
  • 6 خازن 100nF 1206 (CL31A106KACLNNC از Digikey)
  • هدر زنانه 1 x 6 پین (PPTC061LFBN-RC از Digikey)
  • هدر مردانه 1 x 3 پین (PREC003SAAN-RC از Digikey)
• 1 سروو موتور چرخش مداوم (Parallax #900-00008 از Digikey)
• مته 1 x 1/16 اینچ ، مته 12 اینچی (Bosch BL2731 از آمازون)
• 2 عدد نگهدارنده باتری AAA 2 (Keystone Electronics 2468 از Digikey)
• 1 عدد سوئیچ اسلاید (SS-12E17 از Jameco یا معادل آن)

مرحله 1: سفارش برد مدار

یک فایل ZIP با همه موارد لازم برای سفارش در زیر یافت می شود. از این فایل برای ساخت PCB خود استفاده کنید. بسیاری از مدارهای چاپی تولید می شوند. من OSHPark.com را برای تعادل کم هزینه ، با کیفیت بالا و سرعت متوسط برای ارائه در هر نقطه از جهان توصیه می کنم. من پروژه ای را در آنجا ایجاد کرده ام که سفارش را آسان کند.

مرحله 2: برد مدار را جمع کنید - قطعات مونتاژ سطح

تخته های من در یک گروه 4 تایی با زبانه های کوچک قرار گرفتند (من 12 تخته سفارش دادم). من قطعاتی برای مونتاژ همزمان دو قطعه داشتم. من زبانه ها را بریدم به طوری که فقط با دو کار می کردم.

من برای لحیم کاری قطعات روی سطح از اجاق گاز استفاده کردم ، اگرچه می توانید از تفنگ حرارتی برای همین منظور استفاده کنید (جزئیات زیر). من برای لحیم کاری قطعاتم از اجاق رفلف و دستورالعمل های این دستورالعمل استفاده کردم.

1. با استفاده از یک سرنگ ، خمیر لحیم کاری را روی تمام لنت های روی سطح روی تخته (ها) بمالید. اطمینان حاصل کنید که روی همه پدها چسبیده اید ، و نه خیلی زیاد تا در نهایت با پدهای پل زدن زیاد کار نکنید. اگر زیاد استفاده نشود به پدها منقبض می شود. در تصویر بالا ، خمیر به وضوح چندین لنت را می پوشاند ، اما این خمیر زیاد نبود که باعث پیری شود پس از پخت.

2. هر یک از اجزا را با دقت روی تخته قرار دهید.

   • برای LED ها ، دو مربع کوچک گوشه ای از سوراخ مرکزی تخته فاصله دارند.
   • سه تراشه MOSFET دوگانه همه جهت گیری یکسانی دارند. برای موقعیت یابی پین 1 MOSFET ها و ATTiny85 به تصویر مراجعه کنید.
   • موقعیت مقاومت ها در یکی از تصاویر بالا نشان داده شده است. R1 10kΩ ، R2 330 Ω ، R3 1kΩ است. جهت گیری مهم نیست.
   • همه خازنها یکسان هستند و جهت آنها مهم نیست.
3. مطابق دستورالعمل از فر رفلف برای گرم کردن صفحه و لحیم کاری استفاده کنید.

مرحله 3: جایگزین: با استفاده از یک تفنگ حرارتی دوباره برگردانید

در صورت عدم دسترسی به اجاق گاز ، می توانید لحیم کاری را با استفاده از تفنگ حرارتی با جریان هوای پایین به پایان برسانید. برد مدار را روی سطحی قرار دهید که گرما را از بین می برد (من از درب کاسه Chipotle استفاده کردم) و با استفاده از تفنگ حرارتی با جریان هوای کم تخته را با دقت گرم کنید تا زمانی که تمام لحیم کاری به نقره براق تبدیل شود. اگر دمنده بیش از حد قوی باشد ، ممکن است باعث شود قطعات در طول فرآیند جابجایی از لنت خارج شوند.

توجه: تصویر بالا از نسخه اول (اثبات مفهوم) برد مدار است. ظاهر آن کمی متفاوت است زیرا دارای یک سوراخ اضافی بود و میکروکنترلر ATtiny85 را روی برد قرار نمی داد

مرحله 4: برد مدار را جمع کنید - قطعات از طریق سوراخ

دو سربرگ (6 پین زن و 3 پین نر) را طوری قرار دهید که از سمت پایین صفحه مدار رو به پایین باشند. آنها را در جای خود لحیم کنید (لحیم کاری در قسمت بالای تخته اعمال شده است).

قطعات رمزگذار نوری را در دو طرف سوراخ تخته کوچکتر وصل کنید. آنها باید از قسمت بالای تخته بیرون بیایند و طرف عدسی (با برآمدگی) رو به روی یکدیگر باشند. یکی با نقطه قرمز (فوتوترانزیستور ، LTR-301) بین دو سوراخ بزرگ در صفحه قرار دارد. نقطه ای با نقطه زرد (فوتودیود ، LTE-302) در طرف دیگر سوراخ کوچکتر قرار گرفته است. لحیم کاری برای اینها در قسمت پایین تخته اعمال می شود.

پس از لحیم کاری قطعات رمزگذار ، پین ها و لحیم کاری را برش دهید تا جایی که ممکن است با سطح زیرین هم سطح شود. این به این دلیل است که تخته تا حد امکان در بالای سروو بنشیند.

مرحله 5: برنامه نویسی میکروکنترلر

من با پیروی از این دستورالعمل از یک برد Arduino UNO استفاده کردم تا به عنوان یک برنامه برنامه نویسی برای کنترل کننده عمل کنم. در آن ، نقشه های زیر را از پین های آردوینو به پین ATtiny برای برنامه نویسی نشان می دهد:

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

نقاط اتصال در تصویر بالا برچسب گذاری شده است. برای ایجاد اتصالات مناسب از سیم اتصال استفاده کنید.

با شروع با Arduino UNO (یا معادل آن) که به عنوان برنامه نویس تنظیم شده است (به دستورالعمل بالا مراجعه کنید) ، پروژه bloom.ino زیر را در Arduino IDE باز کنید. قبل از برنامه نویسی باید Arduino IDE موارد زیر را انجام دهید:

• ابزارها → برنامه نویس → Arduino به عنوان ISP
• ابزارها → برد → ATtiny85 (ساعت داخلی 8 مگاهرتز)
• ابزارها → Bootloader را بسوزانید

سپس به صورت عادی برنامه ریزی کنید.

مرحله 6: موتور را اصلاح کنید

موتور باید عمدتا با حذف قطعات غیر ضروری ، از جمله پوسته بالایی و بیشتر چرخ دنده ، اصلاح شود.

1. با افزودن یک تکه نوار از یک طرف موتور ، در قسمت پایین و به طرف دیگر بدون پوشاندن پیچ های پایین شروع کنید. با برداشتن پیچ ها ، قسمت پایینی بسته می شود. من از نوار نقاب آبی رنگ در تصاویر استفاده کردم تا نمایان شود. در نهایت من از نوار سیاه استفاده کردم ، اما در تصاویر نشان داده نشد.
2. پیچ نگهدارنده ضمیمه پلاستیکی X در بالای موتور را در محل خود بردارید و پلاستیک X را بردارید.
3. 4 پیچ را از پایین بردارید. پیچ ها را نگه دارید. می توانید بعداً در پروژه از آنها استفاده کنید.
4. درپوش بالای موتور را بردارید تا دنده ها نمایان شوند.
5. همه را بجز چرخ دنده پایین وسط بردارید. می توانید این چرخ دنده ها را دور بیندازید. شما به آنها نیاز نخواهید داشت.

در مرحله بعد ، مقداری پلاستیک را از محفظه موتور خارج می کنید تا برد مدار قرار گیرد.

1. دنده باقی مانده را بردارید و کنار بگذارید. بعداً به آن نیاز خواهید داشت.
2. برش بزرگ پلاستیکی (در سمت چپ در تصویر نمای نزدیک) در بالا با استفاده از اره / فایل را بتراشید. این باعث می شود که برد مدار روی این منطقه قرار گیرد.
3. کناره های قسمت برجسته را در طرف دیگر (در سمت راست در تصویر نمای نزدیک) قرار دهید.

برد مدار را در بالای سروو قرار دهید و مطمئن شوید که خوب جا خوش کرده و تا جای ممکن هم سطح باشد. اگر به خوبی جا نیفتاد ، در صورت لزوم تنظیماتی را برای جا انداختن انجام دهید. برای مرحله بعد ، مدار را از سرو جدا کنید.

مرحله 7: محور را تعویض کنید

محور بلندتر را جایگزین کنید. این به زئوتروپ کمک می کند تا هنگام چرخش تکان نخورد.

1. با استفاده از انبردست ، محور فلزی کوچک را که دنده باقی مانده را در جای خود نگه داشته ، بردارید و چرخ دنده را کنار بگذارید.
2. 41 میلی متر (1 5/8 اینچ) را از انتهای باسن (قسمت غیر برش) مته با استفاده از اره برقی یا برش های خوب جدا کنید.
3. انتها (ها) را با یک سوهان یا کاغذ سنباده صاف کنید.
4. چرخ دنده را سر جای خود قرار دهید و محور جدید را در جای خود قرار دهید. محور را به سمت پایین فشار دهید تا در سوراخ قرار گیرد.

محور ممکن است احساس امنیت کند ، اما تجربه به من نشان داده است که با گذشت زمان می توان آن را شل کرد و نگه داشتن آن با فشار با دست دشوار است. راهی برای حل این مشکل این است که چکش بردارید و محور جدید را به آرامی به سوراخ بزنید.

مرحله 8: بسته های باتری

این مرحله در هنگام ایجاد این دستگاه مقداری آزمایش و خطا از طرف من نشان می دهد. اولین برنامه من این بود که همیشه برد را تغذیه کنم و برای راه اندازی سایر موارد ، به میکروکنترلر که یک دکمه را فشار می دهد ، تکیه کنم. من کشف کردم که حتی وقتی سروو در حال حرکت نیست ، مقدار کمی جریان از باتری ها بیرون می کشد تا حتی در صورت عدم استفاده از دستگاه ، خالی شود. بعداً یک کلید کشویی برای روشن کردن دستگاه به منظور قطع کامل باتری ها در صورت عدم استفاده ، اضافه کردم.

با قرار دادن دو نگهدارنده باتری (بدون باتری) در دو طرف سروو موتور شروع کنید به طوری که سیم های جامد رو به روی یکدیگر قرار گرفته و روی هم قرار گیرند. از نوار متحرک برای نگه داشتن بسته های باتری در محل خود استفاده کنید. در ابتدا ، من دو سیم بالایی را به هم لحیم کرده بودم ، اما بعداً آنها را قطع کردم تا سوئیچ کشویی اضافه شود. من توصیه می کنم هنوز هم این کار را انجام دهید ، زیرا لحیم کاری این دو سیم با هم سفتی می افزاید که به بقیه مراحل کمک می کند. بعداً می توان این سیم ها را برای افزودن سوئیچ کشویی قطع کرد. بنابراین ، با توجه به آنچه گفته شد ، دو سیم بالایی را با هم لحیم کنید.

با استفاده از برد مدار به عنوان راهنما ، سیمهای پایینی را طوری خم کنید که رو به بالا باشند و با بیشترین حفره های بیرونی روی هدر زن 6 پین صفحه مدار ، صف آرایی کنید. سیم ها را با برش سیم بچسبانید به گونه ای که هنوز به اندازه کافی بلند باشند تا زمانی که برد مدار در بالای سروو موتور در جای خود قرار می گیرد به طور محکم در هدر زن متصل شود. قسمت بالای صفحه مدار باید با سطوح بالای نگهدارنده های باتری هم تراز باشد.

نوار نگهدارنده بسته های باتری را روی سرو بردارید و یک تکه نوار دو طرفه را در دو طرف سروو قرار دهید. سروو را بین نگهدارنده های باتری در جای خود قرار دهید و دوباره آن را طوری قرار دهید که قسمت بالای صفحه مدار با قسمت بالای باتری هم سطح باشد و محکم به هم فشار دهید.

مرحله نهم: کنار هم قرار دادن اشیا

بین اتصالات PB0 و PB1 سربرگ زن برد مدار ، یک جامپر سیم جامد اضافه کنید. اینجا بود که من قصد داشتم یک دکمه فشاری را برای راه اندازی دستگاه متصل کنم. با افزودن بلوز ، آن را طوری می کند که با برق رسانی شروع به کار می کند.

برد مدار را در بالای سروو قرار دهید.

سیمهای سروو را در اطراف پایه بپیچید و به هدر نر 3 پین روی برد مدار وصل کنید. با نگاه به سرصفحه ، قسمت زمین (سیم سیاه یا قهوه ای) در سمت راست قرار می گیرد. ممکن است کمی طول بکشد تا بتوان این کار را بدون سست شدن زیاد انجام داد. سپس سیم ها را در جای خود بچسبانید. من برای نوار خود از نوار گاف مشکی (نوار پارچه ای) استفاده کردم.

در مرحله بعد ، برای کنترل قدرت ، slideswitch را اضافه می کنید. slideswitch دارای سه پین است. شما فقط از دو مورد زیر استفاده خواهید کرد: مرکز یک و یکی از پین های کناری (مهم نیست کدام). با استفاده از برش ، سنجاق جانبی استفاده نشده را برش دهید.

اسلاید سوئیچ را در محل اتصال سیم محکم نگهدارنده های باتری متصل نگه دارید. نقطه ای را روی سیم بین محل اتصال پین های اسلایدسویچ (بعداً از قلم تیز سیاه استفاده کردم) مشخص کنید.

میله های سیمی را که قبلاً به هم چسبانده اید برش دهید تا فاصله کوچکی با فاصله بین دو پین روی اسلاید سوئیچ مطابقت داشته باشد. اسلاید سوئیچ را لحیم کنید تا فاصله سیم ها را پر کنید.

مرحله 10: پایه Zoetrope (اختیاری)

من می خواستم یک پایه خوب چاپ سه بعدی برای دستگاه داشته باشم. در اینجا طراحی روی TinkerCAD آمده است. ایجاد این پایه برای کار دستگاه ضروری نیست ، اما به نظر خوب می رسد. فایل چاپی در زیر آمده است.

مرحله 11: مدل Zoetrope

مدل سه بعدی قسمت ریسندگی در TinkerCAD را می توانید در اینجا پیدا کنید.

STL این مدل و همچنین یک فایل TAR حاوی لایه های برش خورده برای چاپ را می توانید در زیر مشاهده کنید. من دستورالعمل چاپ روی چاپگر Autodesk Ember را وارد نمی کنم ، زیرا چندین دستورالعمل برای استفاده از این چاپگر وجود دارد ، مانند این یکی.

مرحله 12: پایان لمس

سه زبانه چاپ سه بعدی باید مات شوند ، در غیر این صورت قسمت های رمزگذار نوری برد مدار به طور قابل اطمینان نمی توانند آنها را در حال عبور تشخیص دهند. من از لاک ناخن سیاه استفاده کردم و این عالی بود. در ابتدا من به سادگی یک قلم شارپی مشکی را امتحان کردم ، اما به عنوان یک قطع کننده نوری قابل اعتماد نبود.

هنگامی که برگه ها مات شدند ، بهتر است بروید. zoetrope را روی شفت قرار دهید و برق را روشن کنید!