R2D2: 7 Schritte

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

"Dieses instructable wurde in Erfüllung der Projektanforderung des Makecourse an der University of South Florida (www.makecourse.com) erstellt."

Bist du ein Fan von Star Wars? Lieben Sie Astromech-Droiden? Du liebst es, Dinge zu machen? Wenn Sie eine oder alle dieser Fragen mit Ja beantwortet haben, ist dieses Instructable für SIE!

Diese Anleitung soll Ihnen so einfach wie möglich helfen, Ihren eigenen R2D2-Astromech-Droiden zu erstellen!

Schritt 1: Materialliste

Hier ist eine umfangreiche Liste der benötigten Materialien:

1 Arduino Uno-Mikrocontroller

1 L298N Motortreiberplatine

2 6-9V DC-Motoren (optionales Getriebe-Setup)

2 Räder

1 Kleine Lenkrollenbaugruppe

2 Batterieadapter

6 AA-Batterien

1 9V Batterie

Eine Auswahl an Stecker-zu-Stecker-Überbrückungskabeln

Eine Auswahl an Stecker-zu-Buchse-Überbrückungskabeln

2 Schalter (optional)

1 Servomotor

4" PVC-Rohr (7" lang)

4,5" Durchmesser Acrylkuppel

Schaumstoffplatte

Illustrationstafel

Heißklebepistole

Heißkleber

Gorilla Kleber

Acrylfarbe (Blau, Schwarz, Grau und Weiß)

Pinsel

Schneidewerkzeuge

Neben Materialien werden auch diese Ressourcen und Werkzeuge benötigt/nützlich:

Ein 3D-Drucker / 3D-Drucklabor

Lötwerkzeuge

Drahtschneider und Abisolierer

Ein Computer oder Laptop

Schritt 2: Erforderliche Software

Folgendes steht für Studierende kostenlos zum Download bereit und wird für dieses Projekt benötigt:

Autodesk Inventor

Arduino-Software

Beide Softwareteile sind mit Windows und Mac OSX kompatibel.

Hinweis: Jedes CAD-Programm funktioniert; Für dieses Projekt wurde Autodesk Inventor verwendet.

Schritt 3: Die Arduino-Skizze

Dies ist die Arduino-Skizze in Version 1.8.8.

Um den Code auszuführen, laden Sie den bereitgestellten Code herunter und öffnen Sie ihn von Ihrer Arduino-Software

Überprüfen Sie, ob Ihr Arduino-Board mit Ihrem Computer verbunden ist, indem Sie in Ihrer Menüleiste auf "Tools" klicken und überprüfen, ob der richtige "Port" ausgewählt ist

Klicken Sie auf den blauen Upload-Pfeil, während Ihr USB an Ihren Computer und Mikrocontroller angeschlossen ist

Der Code für dieses Projekt ist eine einfache Schleife. Der Servomotor dreht den R2D2-Kopf kontinuierlich um 180 Grad. Gleichzeitig mit dem Servomotor werden beide DC-Motoren gleichzeitig für eine eingestellte Zeit betrieben und dann wird der rechte DC-Motor nur für eine eingestellte Zeit betrieben, um eine Linkskurve einzuleiten, dann wiederholt sich die Schleife, bis sie ausgeschaltet wird.

Detaillierte Erläuterungen zu den einzelnen Codezeilen finden Sie im Code selbst.

Hinweis: Die im Code enthaltene servo.h-Bibliothek wird standardmäßig mit der Arduino-Skizze geliefert.

Schritt 4: Zusammenbau des Kontrollsystems

Wenn Sie zum ersten Mal mit Schaltungen arbeiten, kann dies beängstigend sein, aber mit dem Schaltplan und den Bildern sollte der Vorgang leicht zu befolgen sein. Dank der integrierten L298N-Motortreiberplatine war die Verkabelung noch nie so einfach.

Dieses Steuerungssystem besteht aus drei Hauptkomponenten:

Der linke Fuß-Gleichstrommotor (gesteuert von der L298N Motor Driver Board)

Der rechte Fuß-DC-Motor (gesteuert von der L298N Motor Driver Board)

Der Servomotor (gesteuert von der Arduino-Platine)

In Schritt 3 werden die Pins und Anschlüsse der Motortreiberplatine zu Ihrer Information beschriftet. Positive und negative Drähte gehen in ihre jeweiligen Anschlüsse auf der Motortreiberplatine. Der 9V+ Akku, der die Motoren und die Motortreiberplatine mit Strom versorgt, ist mit den linken und mittleren Pins des 3-Port-Anschlusses auf der Motortreiberplatine und der rechte Port mit der Arduino-Platine verdrahtet.

Verwenden Sie 6 Stecker-zu-Buchse-Überbrückungskabel, um die 6 Pins mit den angegebenen Pins auf der Arduino-Platine zu verbinden. Beachten Sie, dass die Aktivierungsstifte zu den Stiften mit einem "~" davor gehen MÜSSEN. Dies sind PWM-Pins, die es dem Arduino ermöglichen, die Geschwindigkeit des Motors zu steuern.

Der Servomotor ist direkt mit der Arduino-Platine verdrahtet. Der orangefarbene Draht ist mit einem "~" -Pin verdrahtet, da er ein PWM-Signal erfordert, während der rote und der braune Draht positive bzw. negative Drähte sind. Eine zusätzliche 9-V-Batterie wird verwendet, um das Arduino-Board über den Batterieanschluss mit Strom zu versorgen.

Hinweis: Um die Bedienung zu erleichtern, können Sie Schalter in die positiven Drähte für die Akkus einlöten. Dies geschieht durch Abisolieren des positiven Drahtes und Löten eines Schalters in Reihe mit dem Draht.

Wenn Sie Probleme mit Ihrer Motortreiberplatine haben, finden Sie hier zusätzliche Hilfe, die ich bei der Fehlerbehebung verwendet habe. L298N Motortreiberplatine Tutorial

Schritt 5: CAD-Komponenten

Das Ziel des Designs ist es, etwas Spaßiges, Funktionelles und so nah wie möglich an Filmqualität zu machen. Zum Beispiel wollte ich, dass die R2D2-Einheit leicht geneigt sitzt. Die Beine sind getrennt von Körper und Kopf modelliert, so dass der R2D2 in jeder Position ausgerichtet werden kann.

Dies sind die Teile, die ich mit Autodesk Inventor erstellt habe. Körper, Kopf, Beine, Füße und Innenstruktur sind alle voneinander getrennt. Wenn Sie einen eigenen 3D-Drucker besitzen, können Sie diesen nutzen oder wenn Sie Zugang zu einem 3D-Drucklabor haben, funktioniert das auch. Drucklabore sind im Allgemeinen erschwinglich. Wenn Sie also diesen Weg einschlagen, sollte er kostengünstig sein. Ich ging den Weg, jede Komponente aus verschiedenen Hobbymaterialien herzustellen, die später im Detail besprochen werden.

Eine Anmerkung zum Design: Die Beine sind hohl, damit die Drähte des Gleichstrommotors durch sie laufen können.

Schritt 6: Montage

Vorwort: Ich habe mich entschieden, mein R2D2 aus Foam Board, Illustrator Board, PVC und Acryl zu konstruieren. Diese Teile können auch einfach 3D gedruckt werden.

Während dieser gesamten Konstruktion habe ich die in Schritt 6 beschriebenen 3D-modellierten Teile für die Abmessungen verwendet.

Ich begann mit der Konstruktion der Innenstruktur des PVC-Rohrs. Die Höhe des Rohres beträgt 7 Zoll, so dass die Höhe der Stützstruktur darin passen sollte. Der Servomotor hat einen Schlitz, der in das obere Kreisschaumplattenstück geschnitten ist, damit die Drähte in den Körper geführt werden. Die Arduino-, L298N-Platine und Akkupacks werden mit Heißkleber an der Trägerstruktur befestigt. Notieren Sie sich die Ausrichtung der einzelnen Komponenten, damit die Akkus angeschlossen werden können, und das USB-Kabel sollte auch genügend Platz zum Anschließen haben. Sobald das Steuerungssystem montiert ist, setzen Sie die Stützstruktur in die Karosserie ein.

Als nächstes habe ich jedes separate Panel für die Beine erstellt. In den obigen Bildern sind die Stücke aufgeführt, die Sie schneiden müssen. Für zusätzlichen Halt werden Stützteile aus Schaumstoff hinzugefügt. Bringen Sie die Rückwand erst an den Beinen an, nachdem die Drähte durch sie geführt wurden.

Die Füße werden separat erstellt, bevor sie an den Beinen befestigt werden. Die in diesem Projekt verwendeten Gleichstrommotoren stammten aus einem Arduino-Autobausatz und wurden mit Befestigungsschrauben geliefert, die zur Befestigung an der Fußwand verwendet wurden. Ein kleines Loch sollte in die Fußoberseite geschnitten werden, damit der Draht hindurchlaufen kann. Zwei dieser Füße sollten erstellt und an ihren jeweiligen Beinen befestigt werden. Beide fertigen Produkte sind in einem beigefügten Bild detailliert.

Der Mittelfuß wird auf die gleiche Weise erstellt, wie der linke und der rechte Fuß erstellt werden. Unter Beachtung der CAD-Zeichnung gibt es mehrere Halbkreisstücke, die aus dem Fuß und der Unterseite der R2-Einheit ausgeschnitten und vertikal befestigt werden. Später passen diese zusammen und es wird Klebstoff hinzugefügt, um die richtige Ausrichtung des Mittelfußes zu erhalten. An diesem Fuß ist eine kleine Lenkrolle angebracht, um die R2-Einheit zu unterstützen und leichter zu lenken. Ich fand es am einfachsten, zuerst den Mittelfuß zu befestigen, bevor Sie die linken und rechten Beine / Füße anbringen.

Der Kopf wird durch Schneiden einer Acrylkuppel und einer Schaumstoffplatte hergestellt, um die "Kuppel" -Form zu schaffen. Befestigen Sie einen Servoarm an der Unterseite der Kuppelstruktur in der Mitte. Dies wird später am Servomotor befestigt.

Hinweis: Um die geschwungene Form in den Beinen und im Kopf zu erhalten, schneiden Sie Illustrator-Platte (Karton) auf Länge und biegen Sie sie in die gewünschte Kurve. Ich fand es am einfachsten, das Brett zuerst leicht in Form zu biegen und dann sofort zu kleben.

Schließlich können Sie dieses Projekt nach Ihren Wünschen malen. Ich habe mich für ein einfaches Design entschieden, um die "R2D2" -Atmosphäre zu erhalten, aber nicht zu detailliert und kompliziert zu sein.

Warnung: Wenn Sie Foamboard verwenden, verwenden Sie keine Sprühfarbe, die Aceton enthält, da dies Ihr Foamboard auflöst.

Schritt 7: Endprodukt und Verwendung

Hier ist das Endprodukt nach einer frischen Lackierung und Montage. Fühlen Sie sich frei, noch mehr Details hinzuzufügen als ich.

Die Ergänzungen und Möglichkeiten für dieses Projekt sind endlos! Bluetooth, Sounds und Blinklichter, um nur einige zu nennen!

Viel Spaß und glückliches Machen!