Servogesteuertes Marmorlabyrinth Build 2: 6 Schritte (mit Bildern)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Dies ist ein aktualisierter Build, der auf einem früheren Instructable basiert. Dieser ist einfacher zu machen und sieht etwas besser aus. Außerdem sind einige neue Bautechniken wie die Verwendung von Magneten zum Befestigen des Lego-Labyrinths irgendwie cool.

Das Projekt ist für eine Website gedacht, mit der Sie dieses Gerät über das Internet steuern können. Da es sich um eine Website mit Latenz (keine Wiimotes) handelt, gibt es nach wie vor nur 4 Befehle: Auf, Ab, Links und Rechts. Das Labyrinth selbst muss also sorgfältig entworfen werden, um nur mit diesen primitiven Befehlen zu arbeiten, und diese Designs werden hier behandelt.

Dieses Instructable ist über den mechanischen Aufbau dieses Projekts. Andere decken die Webkontrolle ab. Für die lokale Steuerung mit einem Arduino hat dieses Instructable das Controller-Design und den Code, damit es ausgeführt wird. Ich habe auch die neueste Version des lokalen Steuercodes an den letzten Schritt dieses Instructable angehängt.

Schritt 1: Teile

Metall, Holz & Sonstiges

6,5" Winkelaluminium 1,5" x 1,5" x 1/16" dick

4 Fuß Aluminiumstange 1,5 "x 1/8" dick - 1/16" könnte auch in Ordnung sein. Ich hatte eine schöne eloxierte Stange, aber jede Art wird es tun.

Plastikfolie - 10 "x 10" x 1/16" dick. Ich empfehle Polycarbonat / Lexan, da es weniger reißt

Lego-Basis - 10" x 10" (32 Stollen x 32 Stollen)

1x Legosteine

Marmor – die richtige Murmelgröße für zwei Lego-Stollen ist 9/16 (14 mm), was bei Brettspielen üblich ist. Land of Marbles bietet viele Farben und Stile in dieser Größe.

1x4 Kiefer - ungefähr 5 Fuß

(8) 1/4" runde x 1/16" dicke Neodym-Magnete

Servos - Hitec HS-5645MGs werden empfohlen

Hardware

Ich benutze McMaster-Carr, um die rostfreien Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben zu bestellen, aber Sie können die meisten davon in einem örtlichen Baumarkt bekommen. Die Holzschrauben waren aus dem örtlichen Baumarkt.

(4) 3/8 lange #8-32 Linsenkopfschrauben für die X-Achsen-Halterungen an der Kunststoffhalterung

(4) # 8 Unterlegscheiben, geteilte Sicherungsscheiben und Sechskantmuttern - stattdessen können Keps-Muttern verwendet werden

(8) 1/2 lange #8-32 Flachkopfschrauben für die Y-Achsenhalterung

(8) #8-32 Hält Nüsse

(4) 3/8 lange #6-32 Linsenkopfschrauben zur Montage der Servos (zwei pro Servo)

(4) #6-32 geteilte Sicherungsscheiben + Sechskantmuttern

(2) 1/4 lange #4-40 Linsenkopfschrauben für das X-Achsen-Servohorn

(2) 3/8 lange #4-40 Linsenkopfschrauben für das Y-Achsen-Servohorn (das Aluminium ist dicker)

(2) 3/4 lange #4-40 Flachkopfschrauben für die Zapfen

(6) # 4-40 Muttern - vielleicht wären ein paar geteilte Sicherungsscheiben und Unterlegscheiben für die Zapfen gut.

(8) 1 58 lange Trockenbauschrauben

(4) 3/4 lange #8 Mod Fachwerklattenschrauben

Schritt 2: Aufbau der Plattform und der X-Achse

Für die Plattform habe ich ein quadratisches Stück Polycarbonat-Kunststoff verwendet. Polycarbonat ist schöner als Acryl, da es beim Bohren und Schneiden nicht reißt. Da die Lego-Basis 10 quadratisch ist, habe ich den Kunststoff auch in dieser Größe hergestellt.

Wir müssen ein Servohorn und einen Drehpunkt an der Basis befestigen, also schneide ich ein paar 1,25 "Stücke aus dem 1,5" x 1,5" x 1/16" Aluminiumwinkel. Ich habe tatsächlich drei davon geschnitten, da wir im nächsten Schritt noch einen brauchen.

Ich habe in jedes Stück vier 3/16 Löcher für die Montage auf der Plattform gebohrt, aber am Ende habe ich nur zwei davon für die Montage verwendet - ich habe ein Paar diagonale Löcher verwendet. Ich habe die Löcher im Kunststoff mit den Klammern als markiert Schablonen - Ich hielt den Kunststoff vertikal auf einen Tisch, um ihn quadratisch zu machen, und hielt die Halterung dagegen, um die Löcher zu markieren. Die Köpfe der Schrauben ragen dort auf, wo die Lego-Platte sein wird, aber das Magnetbefestigungssystem, das ich verwendet habe, ist größer. das ist also kein problem.

An einer Halterung benötigen Sie nur ein 7/64 "Loch in der Mitte für die 3/4" lange #4-40 Schraube.

An der anderen Halterung benötigen Sie in der Mitte ein großes Loch für das Servohorn. Ich empfehle dafür einen Stufenbohrer - es ist viel sicherer und einfacher für diese größeren Löcher. Auf dem Servohorn bohrte ich zwei der Löcher mit dem 7/64 "Bit und verfolgte sie zur Halterung und bohrte die Halterung. 1/4" lange # 4-40 Schrauben wurden verwendet, um das Servohorn an der zu halten Halterung.

Um die Lego-Platte an der Kunststoffbasis zu befestigen, habe ich Magnetpaare verwendet - ein Paar in jeder Ecke an jeder Seite geklebt, damit die Lego-Platte für die Arbeit leicht entfernt werden kann. Ich habe Sekundenkleber (Cyanacrylat) verwendet und Sie müssen aufpassen, dass Sie die Magnete nicht zusammenkleben! Also habe ich Klebertropfen auf den Kunststoff gegeben und die Magnete auf den Kleber geklebt, anstatt den Kleber auf die Magnete zu legen. Sobald diese getrocknet waren, legte ich Kleber auf die Lego-Basis und schob sie auf die Magnetpaare.

Schritt 3: Aufbau der Y-Achse

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Y-Achse zu erstellen. Ich habe eine 1/8 "dicke Aluminiumstange verwendet und sie gebogen. 1/16" könnte in Ordnung sein und wäre viel einfacher zu biegen. Sie können auch Eckhalterungen aus Winkelaluminium herstellen oder Standardhalterungen und nur 4 gerade Aluminiumstücke verwenden. Das kann die Konstruktion erleichtern, da das perfekte Biegen des Metalls schwierig sein kann, obwohl das Biegen sehr schnell geht und der Ansatz der Halterung möglicherweise schwerer ist und viel mehr Schrauben und Löcher erfordert.

Für dieses Projekt war die Y-Achse 11,25 "x 12". Für den Biegeansatz habe ich eine der 12 "Seiten nach oben für die Halterung geteilt. In meinem Fall mit der 1/8" Metallverbindungsplatte gegenüber dem Servo konnten sie gut ausbalancieren, so dass das Servo nicht kämpfen muss, um zu halten es Ebene.

Um die Schleife zu verbinden, habe ich ein 1,5 "Stück Stange verwendet und 3/16" Löcher gebohrt und # 8-32 1/2" lange Schrauben mit Keps-Muttern verwendet. Ich habe zuerst die 8 Löcher in das Verbindungsstück gebohrt und dann verfolgt Legen Sie diese Löcher auf der Y-Achse flach auf einen Tisch, damit sie gut ausgerichtet sind. Mit dem Eckwinkelansatz wäre dieser Schritt nicht erforderlich.

Auf einer Seite der Y-Achse muss das Servo für die Z-Achse montiert werden. Ich verfolgte den Servoumriss und stellte sicher, dass sich das Servohorn in der Mitte der Seite befand. Der Servokörper wird ein wenig versetzt. Dann habe ich mit einem Dremel-Werkzeug das Rechteck ausgeschnitten und es quadratisch und glatt gefeilt. Um das Servo zu montieren, benutzte ich das Servo selbst als Führung und bohrte zwei 7/64 Löcher für die # 6-32 Schrauben, um es zu montieren. Ich benutzte eine Schraube, eine geteilte Sicherungsscheibe und eine Mutter, um sie zu halten - Es gab nicht genug Platz für eine flache Waschmaschine.

Bohren Sie auf der gegenüberliegenden Seite des Servos an der Verbindungshalterung ein 7/64 -Loch, in das der Zapfen passt.

Ein Servohorn und ein Pivot müssen zur Y-Achse hinzugefügt werden - genau wie im vorherigen Schritt.

Schritt 4: Aufbau der Basis

Es gibt eine Servohalterung und einen Drehpunkt auf der Basis. Eine Seite dieser Winkelaluminiumstücke kann auf 3/4 "Breite getrimmt werden, da sie auf den Kiefernbrettern ruhen. Der Drehpunkt ist nur ein weiteres 1,25" langes Stück Winkelaluminium mit einem 3/16" Loch darin.

Sie können Servohalterungen kaufen oder selbst herstellen - siehe das Bild für eine Möglichkeit. Für die, die ich gemacht habe, habe ich ein 2,5 "langes Stück des 1,5" x 1,5" Winkelaluminiums verwendet.

Die Basis kann aus Holz sein. Ich habe hochwertige 1x4-Boards verwendet. Zwei davon waren 15" lang und zwei waren 13,25" lang - diese waren entscheidend, um sicherzustellen, dass Servo und Drehpunkt perfekt passen. Ich habe 1-5 / 8 "Trockenbauschrauben verwendet, um sie zusammenzuhalten. Ich habe die Löcher mit einem Senkbohrer vorgebohrt, da sie sich nahe der Kante des Holzes befanden.

Der Drehpunkt ist auf einer der 11,25 -Seiten zentriert und die Servohalterung auf der anderen Seite - stellen Sie sicher, dass das Servohorn zentriert ist, nicht der Servokörper, der ein wenig versetzt ist.

Ich bohrte ein paar 3/16 "Löcher in die Unterseite der beiden Halterungen und benutzte 3/4" lange # 8 Lattenschrauben (große Flachköpfe), um sie in das Holz zu schrauben.

Schritt 5: Labyrinth-Design

Mit nur vier primitiven Bewegungen (oben, unten, links, rechts) kann die Gestaltung des Labyrinths eine Herausforderung sein. Sie können den Marmor nicht mitten in einem Flur drehen, daher sind einige spezielle Designs erforderlich. Siehe das Bild für die Formen, die Verzweigungen ermöglichen. Die Mitte der Muster kann unterschiedlich groß sein und möglicherweise überhaupt nicht verwendet werden, aber etwas dort zu haben hilft, den Ball in der Spur zu halten, wenn er sich nicht genau gerade bewegt. Diese Designs haben vier Ausgänge, aber Sie können einen davon blockieren, um drei zu haben.

Schritt 6: Servos

Ich habe ein paar Servos mit diesem Projekt ausprobiert. Die Standardeinstellungen werden funktionieren, sind jedoch beim Halten der waagerechten Position etwas instabil. Ich habe auch Hitec HS-645MG Servos verwendet, da sie die waagerechte Position viel besser halten. Für dieses Projekt bin ich jedoch auf Hitec HS-5645MG-Digitalservos umgestiegen, da diese viel Haltekraft haben, ohne auf dem Nivelliertisch zu wackeln, und die Totzone bei Bedarf für die Tischnivellierung angepasst werden kann.

Der neueste Arduino-Code für den lokalen Steuermodus ist beigefügt. Spaß haben! Dies ist ein großartiges Projekt für Kinder jeden Alters zum Spielen.