Robot animatronic DMX: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Este proyecto describe el desarrollo de un prototipo animatrónico completamente funcional. Se implementa desde cero y pretende ser una guía para el desarrollo de futuros robots animatrónicos más complejos. El sistema se basa en un microcontrolador Arduino. El protocolo de comunicación con otros dispositivos es DMX512. La elección de este protocolo de comunicación se debe a que es un estándar en el mundo de la tecnología de la iluminación, un entorno común para este tipo de robots. El robot desarrollado incluye servomotores y diferentes tipos de LED. La fabricación de los componentes mecánicos se ha llevado a cabo principalmente mediante impresión 3D después de modelarla con Solidworks.

Suministros

• Arduino MEGA
• 3 LED de 5 mm
• Conector XLR3
• Conector y fuente de alimentación de 5 V CC
• 2 servos MG996R
• Módulo MAX485
• Matriz de píxeles LED redonda WS2812
• 2 soportes de servo
• 2 engranajes servo
• Rodamiento de 3x8x4mm
• 12 imanes de neodimio de 8x3 mm
• Pernos y tuercas M3

El costo total de los materiales, incluido el PLA, es de aproximadamente 60 $

Paso 1: diseña el animatronic

En primer lugar, si quieres crear tu propio diseño animatrónico, debes diseñarlo utilizando un software CAD como Solidworks o Autodesk fusion 360. Haz el diseño pensando en qué actuadores y elementos (como servos, luces …) quieres usar. Si desea replicar este modelo, tiene los archivos STL disponibles en el siguiente paso.

Paso 2: Imprime las piezas en 3D

Para imprimir todas las piezas utilicé una altura de capa de 0,16 mm y una boquilla de 0,4 mm para una impresión de alta calidad. Las piezas de la cabeza usan soporte. En una impresión de tan alta calidad, puede llevar hasta 100 horas imprimir todas las piezas necesarias en este prototipo.

Paso 3: diseñe el circuito electrónico

Una vez que conozca todos los componentes que se incluirán en su diseño, tómese su tiempo para descubrir cómo conectar todo. Usé software fritzing para diseñar el esquema de la electrónica. Para este proyecto utilicé un microcontrolador Arduino MEGA.

Paso 4: pulir y pintar las piezas de la cabeza

Una vez que haya impreso todas las piezas, es hora de pulir y pintar con aerosol la cabeza. Usé pintura negra mate para que tenga un magnífico contraste con los LED. Una vez que la pintura se seque inserta los imanes en la cabeza y los orificios de la base para el acoplamiento magnético de las piezas.

Paso 5: cablee la electrónica

Antes de agregar todos los componentes al conjunto, debe cablear todos los componentes electrónicos. Usé un cable de 30 cm 26 awg. Para dar un mejor aspecto a los LED de la boca, puede pulirlos con una lijadora de papel de grano fino.

Paso 6: ensamblar la mecánica

Una vez que tenga todos los componentes, móntelos. La mayoría de las piezas se conectan mediante tornillos y tuercas genéricos M3.

Paso 7: suelde las placas electrónicas

Para montar todos los componentes electrónicos utilicé una placa de circuito universal de 5x7 cm cortada por la mitad. La mitad contiene la parte de comunicaciones y la otra mitad contiene el tablero de distribución de energía. En la caja de la electrónica también puede incluir un conector XLR3 hembra para enchufar el cable DMX y un conector de alimentación hembra para alimentar todo el sistema. En mi caso usé un conector de aviación de 3 pines ya que no tenía un conector XLR3. Si usa este tipo de conector, necesita hacer un cable de conector DMX a aviación.

Paso 8: programe el dispositivo

El programa utiliza 3 bibliotecas: FastLED.h, Adafruit_TiCoServo.hy DMXSerial.h. La biblioteca de servos normal no funciona porque tiene un conflicto con la biblioteca FastLED. A partir de este código, es fácil entender cómo agregar más elementos o controlar otro tipo de actuadores, en el caso de dispositivos animatrónicos más complejos.

Paso 9: prueba el dispositivo

Para probar el dispositivo, puede utilizar cualquier fuente que emita DMX. En mi caso, utilicé una consola DMX, pero puedes crear tu propio hardware Arduino para generar DMX con la misma biblioteca utilizada en este proyecto. También puede utilizar un cable USB a DMX y un software como Xlights.