Marble Maze Servo Controlled Build 2: 6 etapas (com imagens)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Esta é uma versão atualizada com base em um Instructable anterior. Este é mais fácil de fazer e parece um pouco melhor. Além disso, algumas novas técnicas de construção, como o uso de ímãs para prender o labirinto de Lego, são legais.

O projeto é para um site que permite controlar este dispositivo pela Internet. Como antes, por ser um site com latência (sem Wiimotes), existem apenas 4 comandos: Cima, Baixo, Esquerda e Direita. Portanto, o labirinto em si deve ser projetado cuidadosamente para funcionar apenas com esses comandos primitivos, e esses designs são abordados aqui.

Este Instructable é sobre a construção mecânica deste projeto. Outros cobrem o controle da web. Para controle local com um Arduino, este Instructable tem o design do controlador e o código para executá-lo. Também anexei a versão mais recente do código de controle local à última etapa deste Instructable.

Etapa 1: peças

Metal, Madeira e Misc

6,5 "de ângulo de alumínio de 1,5" x 1,5 "x 1/16" de espessura

1,2 m de barra de alumínio de 1,5 "x 1/8" de espessura - 1/16 "também pode servir. Eu tinha uma barra anodizada legal, mas qualquer tipo serve.

Folha de plástico - 10 "x 10" x 1/16 "de espessura. Eu recomendo policarbonato / lexan, pois é menos provável que rache

Base Lego - 10 "x 10" (32 pinos x 32 pinos)

1x blocos de Lego

Mármore - o mármore do tamanho certo para duas tachas de Lego é 9/16 (14 mm), o que é comum em jogos de tabuleiro. Land of Marbles tem muitas cores e estilos disponíveis neste tamanho.

Pinho 1x4 - cerca de 5 pés

(8) ímãs de neodímio redondos de 1/4 "x 1/16" de espessura

Servos - Hitec HS-5645MGs são recomendados

Hardware

Eu uso o McMaster-Carr para pedir os parafusos de aço inoxidável, porcas e arruelas, mas você pode conseguir a maioria deles em uma loja de ferragens local. Os parafusos de madeira eram da loja doméstica local.

(4) Parafusos de soquete de cabeça panela # 8-32 de 3/8 de comprimento para os suportes do eixo X para montagem de plástico

(4) Arruelas planas nº 8, arruelas de travamento divididas e porcas sextavadas - as porcas Keps podem ser usadas para estas

(8) Parafusos de cabeça panela # 8-32 de 1/2 de comprimento para o suporte do eixo Y

(8) # 8-32 Porcas Keps

(4) Parafusos de cabeça panela # 6-32 de 3/8 de comprimento para a montagem dos servos (dois por servo)

(4) # 6-32 arruelas de travamento + porcas sextavadas

(2) Parafusos de cabeça panela # 4-40 de 1/4 de comprimento para a sirene do eixo X

(2) Parafusos de cabeça panela # 4-40 de 3/8 de comprimento para o chifre do servo do eixo Y (o alumínio é mais espesso)

(2) Parafusos de cabeça panela # 4-40 de 3/4 de comprimento para os pivôs

(6) # 4-40 porcas - talvez um par de arruelas de travamento e arruelas planas para os pivôs seria bom.

(8) Parafusos de drywall longos de 1 58"

(4) Parafusos de ripa mod de 3/4 de comprimento # 8

Etapa 2: Construindo a plataforma e o eixo X

Para a plataforma, usei um pedaço quadrado de plástico de policarbonato. O policarbonato é mais agradável do que o acrílico, pois não racha ao ser perfurado e cortado. Como a base do Lego é quadrada de 25 cm, eu fiz o plástico desse tamanho também.

Precisamos anexar um chifre de servo e um pivô à base, então cortei algumas peças de 1,25 "do ângulo de alumínio de 1,5" x 1,5 "x 1/16". Na verdade, cortei três deles, pois precisamos de mais um na próxima etapa.

Fiz quatro furos de 3/16 em cada peça para montagem na plataforma, mas no final, usei apenas dois deles para montagem - usei um par de furos diagonais. Marquei os furos no plástico usando os suportes como modelos - segurei o plástico verticalmente em uma mesa para torná-lo quadrado e segurei o suporte contra ele para marcar os orifícios. As cabeças dos parafusos ficam onde a placa de Lego ficará, mas o sistema de fixação de ímã que usei é mais alto, então isso não é um problema.

Em um suporte, você só precisa de um orifício de 7/64 "no centro para o parafuso de 3/4" de comprimento # 4-40.

No outro suporte, você precisa de um grande orifício no centro para a sirene do servo. Eu recomendo fortemente uma broca escalonada para isso - é muito mais seguro e fácil para esses orifícios maiores. Na buzina do servo, perfurei dois dos orifícios com a broca 7/64 ", tracei-os até o suporte e perfurei o suporte. Parafusos de 1/4" de comprimento # 4-40 foram usados para prender a buzina do servo ao suporte.

Para prender a placa de Lego à base de plástico, usei pares de ímãs - um par em cada canto colado em cada lado para que a placa de Lego possa ser removida facilmente para o trabalho. Usei supercola (cianoacrilato) e você precisa ter cuidado para não colar os ímãs! Então, coloquei gotas de cola no plástico e colei os ímãs na cola em vez de colocar a cola nos ímãs. Depois de secas, coloquei cola na base de Lego e empurrei em cima dos pares de ímã.

Etapa 3: Construindo o eixo Y

Existem algumas maneiras de fazer o eixo Y. Usei uma barra de alumínio de 1/8 "de espessura e a curvei. 1/16" pode ser suficiente e seria muito mais fácil de dobrar. Você também pode fazer suportes angulares de alumínio angular ou usar suportes padrão e apenas 4 peças retas de alumínio. Isso pode tornar a construção mais fácil, pois dobrar o metal perfeitamente pode ser complicado, embora o dobramento seja muito rápido de fazer e a abordagem do suporte possa ser mais pesada e exigir muito mais parafusos e orifícios.

Para este projeto, o eixo Y era 11,25 "x 12". Para a abordagem de dobra, eu divido um dos lados de 12 "para o suporte. No meu caso, com a placa de junção de metal de 1/8" oposta ao servo permitiu que eles se equilibrassem bem para que o servo não precisasse lutar para segurar é o nível.

Para juntar o laço, usei um pedaço de barra de 1,5 ", fiz furos de 3/16" e usei parafusos longos # 8-32 1/2 "com porcas Keps. Furei os 8 furos na peça de união primeiro e depois tracei esses orifícios no eixo Y, colocando-o plano sobre uma mesa para alinhá-lo bem. Com a abordagem do suporte de canto, esta etapa não seria necessária.

Em um lado do eixo Y, o servo para o eixo Z precisa ser montado. Eu tracei o contorno do servo, certificando-me de que o chifre do servo estava no meio da lateral. O servo corpo ficará um pouco deslocado. Em seguida, usei uma ferramenta Dremel para cortar o retângulo e lixei-o de forma quadrada e lisa. Para montar o servo, usei o próprio servo como guia e fiz dois furos de 7/64 para os parafusos # 6-32 para montá-lo. Usei um parafuso, uma arruela de pressão e uma porca para prendê-los - não havia espaço suficiente para uma lavadora plana.

No lado oposto do servo, no suporte de junção, faça um orifício de 7/64 para o pivô se encaixar.

Uma sirene e um pivô precisam ser adicionados ao eixo Y - assim como na etapa anterior.

Etapa 4: Construindo a Base

Haverá um suporte do servo e um pivô na base. Um dos lados dessas peças angulares de alumínio pode ser cortado em 3/4 "de largura, pois elas vão descansar nas placas de pinho. O pivô é apenas mais uma peça angular de alumínio de 1,25" com um orifício de 3/16 ".

Você pode comprar servo braquetes ou fazer um - veja a imagem de uma maneira. Para o que fiz, usei uma peça de 2,5 "de comprimento do ângulo de alumínio de 1,5" x 1,5 ".

A base pode ser de madeira. Usei placas 1x4 de alta qualidade. Dois deles tinham 15 "de comprimento e dois tinham 13,25" - esses eram essenciais para garantir que o servo e o pivô se encaixassem perfeitamente. Usei parafusos de drywall de 1-5 / 8 "para prendê-los juntos. Eu pré-perfurei os furos com uma broca contra pia, pois eles estavam próximos à borda da madeira.

O pivô é centralizado em um dos lados de 11,25 e o suporte do servo no outro lado - certifique-se de centralizar o chifre do servo, não o corpo do servo, que ficará um pouco deslocado.

Fiz alguns orifícios de 3/16 "na parte inferior dos dois suportes e usei parafusos de ripa de 3/4" de comprimento # 8 (grandes cabeças de panela) para aparafusá-los na madeira.

Etapa 5: Design do labirinto

Com apenas quatro movimentos primitivos (Cima, Baixo, Esquerda, Direita), projetar o labirinto pode ser um desafio. Você não pode virar o mármore no meio de um corredor, então alguns designs especiais são necessários. Veja na foto as formas que permitem a ramificação. O centro dos padrões pode ser de tamanhos diferentes e possivelmente não ser usado, mas ter algo lá ajuda a manter a bola no caminho certo, se ela não estiver se movendo exatamente em linha reta. Esses designs têm quatro saídas, mas você pode bloquear uma delas para ter três.

Etapa 6: Servos

Eu tentei alguns servos com este projeto. Os padrões funcionarão, mas serão um pouco instáveis mantendo a posição nivelada. Eu também usei servos Hitec HS-645MG, pois eles se saíram muito melhor mantendo a posição nivelada. Para este projeto, porém, mudei para servos digitais Hitec HS-5645MG, uma vez que eles têm bastante força de retenção sem tremer na mesa de nível, e a banda morta pode ser ajustada para o nivelamento da mesa, se necessário.

O código mais recente do Arduino para o modo de controle local está anexado. Divirta-se! Este é um ótimo projeto para crianças de todas as idades brincarem.