Proyecto Rockola Manufactura Digital: 4 pasos

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

Nombre de alumnos:

• Javier Molina 19714
• Ángel Murli 19057

Como proyecto final de la clase de manufactura digital nos tocó realizando una rockola hecha a base de equipo electrónico Arduino. Las limitantes establecidas para este proyecto es que tenía que tener como mínimo 2 canciones, el equipo de sonido tenía que ser un zumbador pasivo, y que se necesita en su elaboración las técnicas de laboratorio de mecánica (impresión 3D, cortadora láser o cortadora de vinilo). Del resto es en base a nuestra creatividad, por lo que decidimos hacerlo con un toque temático y / o decorativo.

Para el proyecto lo que se necesitó realizar fue lo siguiente:

· Escritura de código.

· Programación en el Arduino.

· Diseño del equipo electrónico.

· Medición y diseño de modelos.

· Impresión 3D.

Materiales:

· Filamento para impresión 3D PLA color anaranjado.

· Filamento para impresión 3D PLA color blanco.

· Cartón para cortadora láser.

· 1 Arduino UNO.

· 1 Arnés Elite USB 2.0 macho A - macho B.

· 1 Protoboard.

· Cables macho - macho.

· Cables macho - hembra.

· Resistencias de 330 Ohm.

· Resistencias de 10K Ohm.

· 1 Pantalla LCD 16 x 2.

· 2 Botones digitales.

· 1 Zumbador pasivo.

· 1 Potenciómetro de 10K ohmios.

· 1 Tira de luces LED 60.

· Poli estireno expandido.

Herramientas:

· Software Arduino.

· Impresora 3D.

· Regla de 30 centímetros.

· Vernier.

· Cortadora láser.

· Autodesk Inventor 2018.

· Ultimaker Cura.

Paso 1: Piezas Impresas En 3D

Materiales y herramientas para esta parte:

· Impresora 3D.

· Regla de 30 centímetros.

· Vernier.

· Autodesk Inventor 2018.

· Ultimaker Cura.

· Filamento para impresión 3D PLA color anaranjado.

· Filamento para impresión 3D PLA color blanco.

Para este proyecto se realizaron tres impresiones en 3D, siendo cada uno nombrado en base a su función y diseño. Estos tres diseños son “el techo”, “la casa”, y “la planta”. Esto es debido a que el diseño de la rockola está inspirado en un rancho de finca. Cada uno de estos diseños fue realizado utilizando Autodesk Inventor 2018, utilizando un archivo.ipt en milímetros. Para realizar la caja y el techo se utilizó vernier y regla para medir las dimensiones de la protoboard y de los cables que se conectan en ella. Esto mismo se realizó para la planta, pero tomando las dimensiones del Arduino UNO, exceptuando los lugares por donde se tienen las entradas digitales, el voltaje y la tierra. Para la caja, se requirió cuatro extrusiones: uno para la pantalla LED en base a sus dimensiones; uno para los botones; uno para el potenciómetro, y uno para la salida del cableado a las luces y el arduino. El PLA utilizado en la caja es de color blanco, mientras que en el techo y la planta se utilizó PLA color anaranjado.

Después de realizar cada uno de los modelos, se exportó en archivo.stl, y se abrieron en el software de Ultimaker Cura, para poder realizar las configuraciones previas a la impresión. A pesar de que estaba medido en milímetros, Ultimaker Cura abría los archivos con dimensiones muy pequeñas, por lo que el porcentaje se tenía que cambiar de 100 por ciento a 1000 por ciento, para que obtuviera el tamaño adecuado. Ya con eso, a cada una de los modelos se rotaba para que estuvieran en posición más adecuada y rápida para imprimir.

La impresión de la caja duró 14 horas, la del techo duro 6 horas y media, y la de la planta duro 3 horas y media. Se utilizaron 2 de "layer height" y 0.5 de "infill", para que fuera más rápido a la hora de realizar.

Paso 2: Piezas Recortadas En Cortadora Láser

Materiales y herramientas para esta parte:

· Cortadora láser.

· Autodesk Inventor 2018.

· Cartón para cortadora láser.

A diferencia de las piezas en 3D, la cortadora láser fue lo que menos se utilizó para la parte física de la rockola. Se requirió recortar 2 piezas de cartón a con láser, las cuales tienen las dimensiones de 30 milímetros de largo y 20 milímetros de ancho. Uno de las piezas se colocó en uno de los agujeros de la impresión 3D, con las mismas dimensiones, donde se conectó ambos botones del programa; la otra pieza se colocó en el agujero de a lado, donde se abrió un pequeño agujero para poder colocar el potenciómetro.

Paso 3: Equipo Electrónico

Materiales y herramientas para esta parte:

· 1 Arduino UNO.

· 1 Arnés Elite USB 2.0 macho A - macho B.

· 1 Protoboard.

· Cables macho - macho.

· Cables macho - hembra.

· Resistencias de 330 Ohm.

· Resistencias de 10K Ohm.

· 1 Pantalla LCD 16 x 2.

· 2 Botones digitales.

· 1 Zumbador pasivo.

· 1 Potenciómetro de 10K ohmios.

· 1 Tira de luces LED 60.

En el modelo posterior se muestra cómo es que se armó el sistema electrónico del proyecto. Anteriormente se mostró el protoboard y el Arduino UNO, los cuales están colocados en distintos “recipientes”. El protoboard está colocado en la "casa", y con el espacio sobrante se coloca poliestireno expandido, para que se mantenga sujeto. Los botones y potenciómetros se colocan en los pedazos de cartón de la cortadora láser, mientras que la pantalla LCD está colocada en el agujero largo. En cuanto el Arduino UNO, este se coloca en la “planta”, ajustado para que las entradas, conexiones y salidas puedan colocarse.

Se nota claramente que todos los sistemas (pantalla, buzzer, potenciómetro, botones, luces) utilizaron entrada digital. Iniciando con el potenciómetro, este está conectado con la pantalla LCD, con la cual implementa el contraste es esta. Después, con el buzzer es requerido colocar una resistencia de 10K ohm en la entrada, porque sin la resistencia el ruido es muy fuerte y no se entienden los distintos tonos. La única consecuencia que tiene colocar la resistencia es que el sonido es muy bajo.

Continuando con los botones, para las salidas de estos se deben utilizar resistencias de 10K ohm, para que estos regresen la respuesta a la hora de presionar botones. La pantalla LCD es la más complicada, ya que tiene dos entradas, tres salidas y siete conexiones. Una de las entradas requiere una resistencia de 10K ohmios, las conexiones son seis que van con las estradas digitales del Arduino y una con el potenciómetro. Finalmente, con la tira LED, la entrada, salida y conexión están del mismo lado, ya que se tiene que colocar según la dirección de la tira, el cual esta estampado en esta. La conexión no tiene que estar colocada con el protoboard, ya que puede estar conectado directamente con la entrada digital.

Paso 4: Programa Arduino

Materiales y herramientas para esta parte:

· 1 Arduino UNO.

· 1 Arnés Elite USB 2.0 macho A - macho B.

· Software Arduino.

A continuación, se muestra el programa Arduino para que el sistema completo funcione, comentado en cada parte para entender cómo funciona.