Robô DMX Animatronic: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este projeto descreve o desenvolvimento de um protótipo animatrônico totalmente funcional. Ele é implementado do zero e tem como objetivo ser um guia para o desenvolvimento de futuros robôs animatrônicos mais complexos. O sistema é baseado em um microcontrolador Arduino. O protocolo de comunicação com outros dispositivos é DMX512. A escolha deste protocolo de comunicação deve-se ao fato de ser um padrão no mundo da tecnologia de iluminação, um ambiente comum para este tipo de robôs. O robô desenvolvido inclui servo motores e diferentes tipos de LEDs. A fabricação dos componentes mecânicos tem sido realizada principalmente por impressão 3D após modelagem com Solidworks.

Suprimentos

• Arduino MEGA
• 3 LEDs de 5 mm
• Conector XLR3
• Fonte de alimentação 5 V DC e conector
• 2 servos MG996R
• Módulo MAX485
• Matriz de pixel redonda WS2812 LED
• 2 servo suportes
• 2 servo engrenagens
• Rolamento 3x8x4mm
• 12 ímã de neodímio 8x3mm
• Parafusos e porcas M3

O custo total de materiais incluindo PLA é de cerca de 60 $

Etapa 1: Projete o Animatronic

Em primeiro lugar, se você deseja criar seu próprio projeto animatrônico, deve projetá-lo usando um software CAD como o Solidworks ou Autodesk fusion 360. Faça o projeto pensando em quais atuadores e elementos (como servos, luzes …) você deseja usar. Se você deseja replicar este modelo, você tem os arquivos STL disponíveis na próxima etapa.

Etapa 2: impressão 3D das peças

Para imprimir todas as peças usei uma camada de 0,16 mm de altura e um bico de 0,4 mm para uma impressão de alta qualidade. As peças da cabeça usam suporte. Em uma impressão de alta qualidade, pode levar até 100 horas para imprimir todas as peças necessárias neste protótipo.

Etapa 3: Projetar o circuito eletrônico

Depois de conhecer todos os componentes que farão parte do seu design, dedique um tempo para descobrir como conectar tudo. Usei um software estragado para projetar o esquema eletrônico. Para este projeto, usei um microcontrolador Arduino MEGA.

Etapa 4: polir e pintar as peças da cabeça

Depois de imprimir todas as peças, é hora de polir e pintar a cabeça com spray. Usei tinta preta fosca para ficar com um contraste lindo com os LEDs. Assim que a tinta secar insira os ímãs na cabeça e nos orifícios da base para o acoplamento magnético das peças.

Etapa 5: conecte os eletrônicos

Antes de adicionar todos os componentes à montagem, você deve conectar todos os componentes eletrônicos. Usei cabo 30cm 26awg. Para dar uma aparência melhor aos LEDs de boca, você pode poli-los usando uma lixadeira de papel de grão fino.

Etapa 6: montar a mecânica

Depois de ter todos os componentes montados. A maioria das peças se conecta usando parafusos e porcas M3 genéricos.

Etapa 7: Solde as placas eletrônicas

Para montar todos os componentes eletrônicos usei uma placa de circuito universal de 5x7 cm cortada ao meio. Metade contém a parte de comunicações e a outra metade contém o quadro de distribuição de energia. Na caixa de eletrônicos, você também pode incluir um conector XLR3 fêmea para conectar o cabo DMX e um conector de alimentação fêmea para alimentar todo o sistema. No meu caso, usei um conector de aviação de 3 pinos, pois não tinha um conector XLR3. Se você usar esse tipo de conector, será necessário fazer um cabo DMX para conector de aviação.

Etapa 8: programe o dispositivo

O programa usa 3 bibliotecas: FastLED.h, Adafruit_TiCoServo.h e DMXSerial.h. A biblioteca servo regular não funciona porque tem conflito com a biblioteca FastLED. A partir deste código é fácil entender como adicionar mais elementos ou controlar outros tipos de atuadores, no caso de dispositivos animatrônicos mais complexos.

Etapa 9: teste o dispositivo

Para testar o dispositivo, você pode usar qualquer fonte que produza DMX. No meu caso, usei um console DMX, mas você pode criar seu próprio hardware Arduino para gerar DMX com a mesma biblioteca usada neste projeto. Você também pode usar um cabo USB para DMX e um software como o Xlights.