DIY BB8 - Totalmente impresso em 3D - Primeiro protótipo de 20 cm de diâmetro em tamanho real: 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Projetos Fusion 360 »

Olá a todos, este é meu primeiro projeto, então queria compartilhar meu projeto favorito. Neste projeto, faremos o BB8 que é produzido com uma impressora totalmente 3D de 20 cm de diâmetro. Vou construir um robô que se move exatamente da mesma forma que o BB8 real. Poderemos controlar via bluetooth com smartphone. Este robô será o primeiro experimento no BB8 da vida real com inteligência artificial que quero fazer mais tarde.

Suprimentos

Mecânica:

• 2 x Micro Motor 12 V 120 RPM (link)
• 2 rodas de 60 * 11 mm (link)
• 2 x suporte do motor (link)
• 6 x ímã de neodímio
• 5 x rodízio de bola de plástico (link)
• 8 x M3 * Parafusos Pan de 10mm (link)
• 4 x M3 * 6 mm Parafusos Pan (link)
• 4 parafusos de cabeça chata M3 * 8 mm (link)
• 16 x porcas com rosca M3
• MUITAS peças impressas em 3D

Eletrônicos:

• 1 x Arduino Nano (link)
• 1 x HC05 ou HC06
• Bateria Li-Po 1 x 11,1V 3S 1350 mAh (link)
• Led 3 x 5mm (link)
• 1 x driver do motor L298 (link)
• 1 x PCB de PCBWay (link) ou você pode fazer com protoboard
• 2 x 15 pinos Cabeçalho Feminino de 40 pinos Cabeçalho
• 2 x 3 pinos cabeçalho masculino de 40 pinos cabeçalho
• 1 x 90 graus Cabeçalho Feminino de 6 pinos do Cabeçalho 40pin
• 4 x 1N4007 diodo
• 3 x resistores de 240 ohms
• 1 x 2,2 kOhm resistor
• Resistor 1 x 1 kOhm
• 1 x 33 kOhm Resistor
• 1 x 22 kOhm Resistor
• 1 x 220uf capacitor 16V
• 2 x 100nf capacitores de 100 V
• 1 x interruptor deslizante
• 2 x terminal de parafuso
• 1 x 30cm cabo elétrico

Ferramentas:

• Impressora 3D com tamanho de impressão de 20 cm de diâmetro
• 2 x 1 kg de filamento branco para corpo e cabeça
• Chaves de fenda
• Cola quente para ímã

** Todos os links serão atualizados

Etapa 1: Eletrônico, Montagem de PCB

Eu fiz o design do pcb no Eagle que nos permitirá controlar o robô. Esta placa inclui o soquete Arduino Nano, driver do motor, portas de alimentação, bluetooth e outros componentes auxiliares. Este cartão foi impresso em frente e verso. Você pode produzir manualmente, mas pode ser um pouco difícil. Os desenhos dos circuitos podem ser encontrados aqui.

Em primeiro lugar, soldamos passando de componentes de baixa altura para componentes altos.

Nos arquivos de design do cartão você pode ver quais componentes devem ser soldados e onde. Clique para arquivos de design.

Se você quiser produzir, anexei o arquivo de projeto do circuito. Ou você pode usar o motor genérico L298 e o bluetooth com placa Arduino, que compartilhei.

Placa Arduino L298 Placa Vermelha Genérica

A1 - Input_1 (motor esquerdo)

A2 - Entrada_2 (motor esquerdo)

A3 - Input_3 (motor direito)

A4 - Input_4 (motor direito)

10 - EN_1 (motor esquerdo)

9 - EN_2 (motor direito)

Arduino Board HC06 Bluetooth

4 - Pino TX

3 - Pino RX

Se você quiser ou se necessário você pode conectar alguns LEDs.

Etapa 2: Design e impressão 3D

Por ter sido produzido em uma impressora 3D da BB8, demorou muito para ser impresso. Análise de turquia de saída inferior e eu projetei do zero para ser versátil. Com as porcas embutidas no PLA, o interior é projetado como uma superfície lisa.

As estampas das partes da concha redonda do tronco duraram 140 horas com a navegação. O suporte é necessário para que as partes internas e externas do corpo sejam lisas.

Sugiro usar o suporte novamente para imprimir o cabeçote. As cascas externas são finamente pressionadas para tornar a cabeça o mais leve possível. Você não precisa fazer nada extra em um programa de fatiamento relacionado a esta parte do design. Todas as peças foram impressas com espessura de camada de 0,16 mm. Isso não é essencial, mas você pode imprimir com essa espessura de camada máxima, especialmente para que o corpo externo seja liso.

E, claro, existem partes do mecanismo interno. Este mecanismo mantém o centro de gravidade voltado para baixo e permite que a esfera avance à medida que gira dentro da esfera. A maioria das partes do mecanismo deve estar perto do solo e ser muito mais pesadas do que a parte superior. Você pode acessar todos os arquivos de design no link público do Fusion 360. Ou você pode baixar o arquivo STL direto como anexo. Todas as peças são impressas com densidade de preenchimento de% 20, exceto "balancer_full_density", que deve ser totalmente preenchido.

Etapa 3: Montagem Mecânica

É necessário montar um ao outro depois de pressionar essas peças. A montagem foi muito simples, pois todas as peças são compatíveis e utilizamos uma porca especial que é alimentada termicamente ao PLA. Agora vamos começar a montar.

A primeira coisa que precisamos fazer é colocar nozes especiais no local desejado. Faremos a colocação com a ajuda de um ferro de soldar. Depois de colocar a porca no topo do furo vamos pressioná-la levemente com o ferro de solda quente, ela se assentará em segundos.

Agora estamos prontos para montar as peças e vamos começar soldando os cabos dos motores. Como os cabos que vêm do motor irão para a nossa placa de circuito, 10 cm de comprimento serão suficientes. Eu recomendo que você use cabos multi-core.

Podemos consertar os motores agora. Usaremos o suporte do motor para fixação. Desta forma, iremos consertar os motores de forma prática e robusta. Como instalamos porcas especiais pela parte traseira para fixar os suportes do motor, basta apertar os parafusos por cima.

Depois de consertar o motor, podemos conectar nosso circuito. Existem porcas especiais dentro das partes altas para montar o circuito. Novamente, o processo de montagem será muito fácil ından eu não tinha parafusos curtos na minha mão, então empurrei as peças do amplificador sob a placa de circuito. Quando a montagem do circuito é concluída, conectamos os motores aos terminais de parafuso necessários

Para mover a cabeça com o ímã de acordo com o mecanismo interno, precisamos colocar o mecanismo do ímã para cima. Instalamos a parte que sai dos dois lados e vai segurar o ímã acima. Esta parte também tem rodas no interior para evitar que esfregue nas paredes conforme o mecanismo se move. Também montamos as rodas.

Na parte superior, agora podemos instalar o mecanismo magnético. Colocamos 6 ímãs neste mecanismo. Esses ímãs podem transportar a cabeça que produzimos tão leve quanto possível. Colamos esse mecanismo com silicone quente para o caso de precisarmos corrigi-lo.

E quando é finalmente preso às rodas para o mecanismo interno, está pronto.

3 rodas e 3 ímãs serão usados no mecanismo de ímã que carregará a parte da cabeça para fora. Essas peças serão montadas na peça da impressora 3d que imprimimos. Usamos cola rápida para montagens de rodas e silicone quente para ímãs. Depois de passar a parte inferior da cabeça, verifique a distância entre o corpo e a pasta.

Etapa 4: Pintura

O BB8 usará tinta acrílica para eliminar a imagem original. Possui cores laranja preto cinza. Faremos essas cores misturando-as com outras cores. Vou pintar o corpo com a ajuda de pincéis e fotografias.

Etapa 5: codificação

Para que o robô o controle via smartphone, precisamos codificar nossa placa arduino. Podemos facilmente fazer a codificação necessária no Arduino IDE e este código é mais simples do que você pensa  Clique aqui para obter o código. Para instalar este código no arduino, certifique-se de que a placa e a porta corretas estejam selecionadas e instale-o. Criei um movimento acelerado quando estava verificando os motores. Como o tronco se move com a mudança do centro de gravidade, ele não deve fazer movimentos bruscos.

Etapa 6: teste e final

Agora nosso robô está pronto para o primeiro movimento. Com o aplicativo de carro Arduino Bluettooth você pode controlar a partir de nosso telefone. Para emparelhar o módulo bluetooth HC-06 com nosso telefone, selecionamos o hc-06 nas configurações bluetooth. Após inserir a senha de 34 1234”, basta selecionar o módulo bluetooth que utilizamos na opção conectar carro do aplicativo. Então, quando a luz verde acender, podemos ir agora. Construí este robô para meu filho. Espero que tenha sido útil compartilhar os arquivos e o projeto que compartilhei. Você pode acessar todos os arquivos de design da minha página do github.

Para projetos muito melhores, você pode apoiar compartilhando e curtindo. Estou preparando "como fazer um vídeo" desse projeto. Vou atualizar constantemente este instrutível. Você verá o BB8 em ação nos próximos dias. Desejo a vocês muitos dias produtivos. Vou compartilhar o vídeo do Projeto BB8 no meu canal do Youtube

Divirta-se!

Segundo Prêmio no Concurso de Robótica