R2D2: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

"Este instrutível foi criado em cumprimento ao requisito do projeto do Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com)"

Você é fã de Star Wars? Você ama Astromech Droids? Você adora fazer coisas? Se você respondeu Sim a alguma ou a todas essas perguntas, este Instructable é para VOCÊ!

Este guia foi desenvolvido para ajudá-lo com a maior facilidade possível a criar seu próprio Droid astromech R2D2!

Etapa 1: Lista de Materiais

Aqui está uma lista extensa dos materiais necessários:

1 microcontrolador Arduino Uno

1 placa de acionamento do motor L298N

2 motores 6-9 V DC (configuração da caixa de engrenagens opcional)

2 rodas

1 pequeno conjunto de roda giratória

2 adaptador de bateria

6 pilhas AA

1 bateria de 9V

Uma variedade de cabos de ligação macho-macho

Uma variedade de cabos jumper macho-fêmea

2 interruptores (opcional)

1 servo motor

Tubo de PVC de 4 "(7" de comprimento)

Cúpula acrílica de 4,5 "de diâmetro

Placa de espuma

Quadro de Ilustração

Pistola de cola quente

Cola quente

Gorilla Glue

Tinta acrílica (azul, preta, cinza e branca)

Pincéis de pintura

Ferramentas de corte

Além dos materiais, esses recursos e ferramentas também são necessários / úteis:

Um laboratório de impressão 3D / impressora 3D

Ferramentas de solda

Cortadores de fio e decapantes

Um computador ou laptop

Etapa 2: Software necessário

Os itens a seguir podem ser baixados gratuitamente se você for estudante e necessários para este projeto:

Autodesk Inventor

Software Arduino

Ambos os softwares são compatíveis com Windows e Mac OSX.

Nota: Qualquer programa CAD funcionará; Autodesk Inventor foi utilizado para este projeto.

Etapa 3: o esboço do Arduino

Este é o esboço do Arduino na versão 1.8.8.

Para executar o código, baixe o código fornecido e abra-o no software Arduino

Verifique se sua placa Arduino está conectada ao computador clicando em "Ferramentas" na barra de menus e verificando se a "Porta" correta está selecionada

Clique na seta azul de upload com o USB conectado ao computador e microcontrolador

O código para este projeto é um loop simples. O servo motor gira a cabeça R2D2 180 graus continuamente. Simultaneamente ao servo motor, ambos os motores CC são executados ao mesmo tempo por um tempo definido e, em seguida, o motor CC direito é executado apenas por um tempo definido para introduzir uma rotação à esquerda, então o loop se repete até que seja desligado.

Explicações detalhadas sobre o que cada linha de código faz são fornecidas no próprio código.

Nota: A biblioteca servo.h incluída no código vem como padrão com o esboço do Arduino.

Etapa 4: Montagem do Sistema de Controle

Se for sua primeira vez com circuitos, pode ser assustador de olhar, mas com o esquema e as imagens fornecidas, o processo deve ser fácil de seguir. Com a inclusão da placa de driver do motor L298N, a fiação nunca foi tão fácil.

Existem três componentes principais para este sistema de controle:

O motor DC do pé esquerdo (controlado pelo L298N Motor Driver Board)

O motor DC do pé direito (controlado pela placa de acionamento do motor L298N)

O servo motor (controlado pela placa Arduino)

Na etapa 3, os pinos e terminais da placa do driver do motor são etiquetados para sua informação. Os fios positivos e negativos vão para suas respectivas portas na placa do driver do motor. O pacote de bateria 9V + que alimenta os motores e a placa do driver do motor é conectada aos pinos esquerdo e do meio no terminal de 3 portas na placa do driver do motor e a porta direita é conectada à placa do Arduino.

Usando cabos jumper de 6 machos para fêmeas, conecte os 6 pinos aos pinos especificados na placa Arduino. Observe que os pinos de habilitação DEVEM ir para os pinos com um "~" na frente deles. Esses são pinos PWM que permitem ao Arduino controlar a velocidade do motor.

O servo motor é conectado diretamente à placa Arduino. O fio laranja é conectado a um pino "~" porque requer um sinal PWM, enquanto os fios vermelho e marrom são positivos e negativos, respectivamente. Uma bateria adicional de 9 V é usada para alimentar a placa Arduino por meio da porta da bateria.

Observação: para facilitar o uso, você pode soldar interruptores nos fios positivos dos pacotes de bateria. Isso é feito removendo o fio positivo e soldando uma chave em série com o fio.

Se você estiver tendo problemas com a placa do driver do motor, aqui está uma ajuda adicional que usei ao solucionar problemas. Tutorial da placa do driver do motor L298N

Etapa 5: Componentes CAD

O objetivo do design é fazer algo divertido, funcional e o mais próximo possível da qualidade de filme. Por exemplo, eu queria que a unidade R2D2 ficasse ligeiramente inclinada. As pernas são modeladas separadas do corpo e da cabeça, permitindo uma orientação do R2D2 em qualquer posição.

Estas são as peças que criei usando o Autodesk Inventor. O Corpo, a Cabeça, as Pernas, os Pés e a Estrutura Interior são todos separados uns dos outros. Se você possui sua própria impressora 3D, pode utilizá-la ou, se tiver acesso a um laboratório de impressão 3D, também funciona. Os laboratórios de impressão geralmente são acessíveis, portanto, se você seguir esse caminho, deverá ser econômico. Eu segui o caminho de fabricar cada componente com vários materiais de hobby que serão discutidos em detalhes mais tarde.

Uma observação sobre o design: as pernas são vazadas para permitir que os fios do motor DC passem por elas.

Etapa 6: Montagem

Prefácio: Eu escolhi construir meu R2D2 de placa de espuma, placa de Illustrator, PVC e acrílico. Essas peças também podem ser facilmente impressas em 3D.

Ao longo de toda a construção, usei as peças modeladas em 3D detalhadas na etapa 6 para as dimensões.

Comecei construindo a estrutura interna do tubo de PVC. A altura do tubo é de 7 polegadas, portanto a altura da estrutura de suporte deve caber dentro dele. O servo motor tem uma ranhura cortada na peça da placa de espuma do círculo superior na qual os fios são guiados para dentro do corpo. O Arduino, a placa L298N e os pacotes de bateria são montados com cola quente na estrutura de suporte. Anote a orientação de cada componente para permitir que as baterias sejam conectadas e o cabo USB deve ter espaço suficiente para se conectar também. Assim que o sistema de controle estiver montado, insira a estrutura de suporte no corpo.

Em seguida, criei cada painel separado para as pernas. Detalhado nas fotos acima estão as peças que você precisará cortar. Peças de suporte de placa de espuma são adicionadas para suporte adicional. Não prenda o painel traseiro nas pernas até que os fios tenham passado por elas.

Os pés são criados separadamente antes de serem fixados nas pernas. Os motores DC usados neste projeto vieram de um kit de carro Arduino e vieram com parafusos de montagem que foram usados para prender na parede do pé. Um pequeno orifício deve ser cortado na parte superior do pé para permitir que o fio passe. Dois desses pés devem ser criados e presos às suas respectivas pernas. Ambos os produtos acabados são detalhados em uma foto anexa.

O pé do meio é criado da mesma forma que os pés esquerdo e direito. Observando o desenho CAD, existem várias peças de semicírculo que são cortadas e presas verticalmente do pé e da parte inferior da unidade R2. Mais tarde, eles se encaixarão e a cola será adicionada para obter a orientação correta do pé do meio. Uma pequena roda giratória é anexada a este pé para adicionar suporte e facilidade de direção para a unidade R2. Achei mais fácil prender o pé do meio primeiro, antes de prender as pernas / pés esquerdo e direito.

A cabeça é criada cortando uma cúpula de acrílico e uma placa de espuma para criar a forma de "cúpula". Prenda um braço servo na parte inferior da estrutura da cúpula no centro. Posteriormente, ele será conectado ao servo motor.

Nota: para obter a forma curva nas pernas e na cabeça, corte a placa do Illustrator (papelão) no comprimento e dobre na curva de sua escolha. Achei mais fácil dobrar levemente a placa primeiro na forma e depois colar no lugar imediatamente.

Por último, você pode pintar este projeto ao seu gosto. Eu optei por um design simples para obter a vibe "R2D2", mas não ser excessivamente detalhado e complicado.

Aviso: Se estiver usando foamboard, não use tinta spray que contenha acetona ou irá dissolver o foamboard.

Etapa 7: Produto final e uso

Aqui está o produto final após uma nova pintura e montagem. Sinta-se à vontade para adicionar ainda mais detalhes do que eu.

As adições e possibilidades para este projeto são infinitas! Bluetooth, sons e luzes intermitentes, para citar alguns!

Aproveite e feliz Fazendo!