R2D2: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

"Este instructable fue creado en cumplimiento del requisito del proyecto de Makecourse en la Universidad del Sur de Florida (www.makecourse.com)"

¿Eres fan de Star Wars? ¿Te encantan los droides astromecánicos? ¿Te encanta hacer cosas? Si respondió Sí a alguna o todas estas preguntas, ¡este Instructable es para USTED!

¡Esta guía está diseñada para ayudarte con la mayor facilidad posible a crear tu propio droide astromecánico R2D2!

Paso 1: Lista de materiales

Aquí hay una lista extensa de los materiales necesarios:

1 microcontrolador Arduino Uno

1 placa de controlador de motor L298N

2 motores de 6-9 V CC (configuración de caja de cambios opcional)

2 ruedas

1 conjunto de rueda giratoria pequeña

2 Adaptador de batería

6 pilas AA

1 batería de 9V

Una variedad de cables de puente de macho a macho

Una variedad de cables de puente macho a hembra

2 interruptores (opcional)

1 servomotor

Tubo de PVC de 4 "(7" de largo)

Cúpula acrílica de 4.5 "de diámetro

Tablero de espuma

Tablero de ilustración

Pistola de silicona

Pegamento caliente

Pegamento de gorila

Pintura acrílica (azul, negra, gris y blanca)

Pinceles

Herramientas de corte

Además de los materiales, estos recursos y herramientas también son necesarios / útiles:

Una impresora 3D / laboratorio de impresión 3D

Herramientas de soldadura

Cortadores y pelacables

Una computadora o laptop

Paso 2: software necesario

Los siguientes son de descarga gratuita si eres un estudiante y son necesarios para este proyecto:

Inventor de Autodesk

Software Arduino

Ambas piezas de software son compatibles con Windows y Mac OSX.

Nota: cualquier programa CAD funcionará; Para este proyecto se utilizó Autodesk Inventor.

Paso 3: el boceto de Arduino

Este es el boceto de Arduino en la versión 1.8.8.

Para ejecutar el código, descargue el código provisto y ábralo desde su software Arduino

Verifica que tu placa Arduino esté conectada a tu computadora haciendo clic en "Herramientas" en tu barra de menú y verificando que el "Puerto" correcto esté seleccionado

Haga clic en la flecha de carga azul con su USB conectado a su computadora y microcontrolador

El código de este proyecto es un bucle simple. El servomotor gira el cabezal R2D2 180 grados continuamente. Simultáneamente al servomotor, ambos motores de CC se hacen funcionar al mismo tiempo durante un tiempo establecido y luego el motor de CC derecho solo se ejecuta durante un tiempo establecido para introducir un giro a la izquierda, luego el bucle se repite hasta que se apaga.

Se proporcionan explicaciones detalladas de lo que hace cada línea de código dentro del código mismo.

Nota: La biblioteca servo.h que se incluye en el código viene de serie con el boceto de Arduino.

Paso 4: Montaje del sistema de control

Si es la primera vez que usa circuitos, puede dar miedo mirarlo, pero con el esquema y las imágenes provistas, el proceso debería ser bastante fácil de seguir. Con la inclusión de la placa de controlador de motor L298N, el cableado nunca ha sido tan fácil.

Hay tres componentes principales en este sistema de control:

El motor de CC del pie izquierdo (controlado por la placa de controlador de motor L298N)

El motor de CC del pie derecho (controlado por la placa de controlador de motor L298N)

El servomotor (controlado por la placa Arduino)

En el paso 3, los pines y terminales de la placa del controlador del motor están etiquetados para su información. Los cables positivos y negativos entran en sus respectivos puertos en la placa del controlador del motor. El paquete de baterías de 9V + que alimenta los motores y la placa del controlador del motor está conectado a los pines izquierdo y medio en el terminal de 3 puertos en la placa del controlador del motor y el puerto derecho está conectado a la placa Arduino.

Con 6 cables de puente macho a hembra, conecte los 6 pines a los pines especificados en la placa Arduino. Tenga en cuenta que los pines de habilitación DEBEN ir a los pines con un "~" delante. Estos son pines PWM que permiten que Arduino controle la velocidad del motor.

El servomotor está conectado directamente a la placa Arduino. El cable naranja está conectado a un pin "~" porque requiere una señal PWM, mientras que los cables rojo y marrón son cables positivos y negativos, respectivamente. Se utiliza una batería adicional de 9V para alimentar la placa Arduino a través del puerto de la batería.

Nota: Para facilitar el uso, puede soldar interruptores en los cables positivos de los paquetes de baterías. Esto se hace pelando el cable positivo y soldando un interruptor en serie con el cable.

Si tiene problemas con su placa de controlador de motor, aquí hay ayuda adicional que utilicé para solucionar problemas. Tutorial de placa de controlador de motor L298N

Paso 5: Componentes CAD

El objetivo del diseño es hacer algo divertido, funcional y lo más cercano posible a la calidad de la película. Por ejemplo, quería que la unidad R2D2 se sentara en una ligera inclinación. Las piernas se modelan por separado del cuerpo y la cabeza, lo que permite una orientación del R2D2 en cualquier posición.

Estas son las piezas que creé con Autodesk Inventor. El cuerpo, la cabeza, las piernas, los pies y la estructura interior están todos separados entre sí. Si posee su propia impresora 3D, puede utilizarla o si tiene acceso a un laboratorio de impresión 3D, eso también funciona. Los laboratorios de impresión son generalmente asequibles, por lo que si sigue ese camino, debería ser rentable. Seguí la ruta de fabricar cada componente a partir de varios materiales de pasatiempo que luego se discutirán en detalle.

Una nota sobre el diseño: las patas están huecas para permitir que los cables del motor de CC pasen por ellas.

Paso 6: Montaje

Prefacio: Elegí construir mi R2D2 con tablero de espuma, tablero de Illustrator, PVC y acrílico. Estas piezas también se pueden imprimir fácilmente en 3D.

A lo largo de toda esta construcción, utilicé las partes modeladas en 3D detalladas en el paso 6 para las dimensiones.

Empecé construyendo la estructura interior del tubo de PVC. La altura del tubo es de 7 pulgadas, por lo que la altura de la estructura de soporte debe caber dentro de este. El servomotor tiene una ranura cortada en la pieza del tablero de espuma del círculo superior donde los cables se guían hacia el interior del cuerpo. La placa Arduino, L298N y los paquetes de baterías se montan con pegamento caliente en la estructura de soporte. Tome nota de la orientación de cada componente para permitir que los paquetes de baterías se conecten y el cable USB también debe tener suficiente espacio para conectarse. Una vez que el sistema de control esté montado, inserte la estructura de soporte en el cuerpo.

A continuación, creé cada panel por separado para las piernas. En las imágenes de arriba se detallan las piezas que necesitará cortar. Se agregan piezas de soporte de tablero de espuma para soporte adicional. No coloque el panel posterior en las patas hasta que los cables pasen por ellas.

Los pies se crean por separado antes de unirlos a las piernas. Los motores de CC que se usaron en este proyecto provienen de un kit de automóvil Arduino y vienen con tornillos de montaje que se usaron para sujetar a la pared del pie. Se debe cortar un pequeño orificio en la parte superior del pie para permitir que el cable pase a través. Se deben crear dos de estos pies y unirlos a sus respectivas piernas. Ambos productos terminados se detallan en una imagen adjunta.

El pie medio se crea de la misma manera que se crean los pies izquierdo y derecho. Teniendo en cuenta el dibujo CAD, hay varias piezas de semicírculo que se cortan y se unen verticalmente desde el pie y la parte inferior de la unidad R2. Más tarde, estos encajarán y se agregará pegamento para obtener la orientación correcta del pie medio. Se adjunta una pequeña rueda giratoria a este pie para agregar soporte y facilidad de dirección para la unidad R2. Encontré más fácil colocar primero el pie medio antes de colocar las piernas / pies izquierdo y derecho.

La cabeza se crea cortando una cúpula acrílica y una tabla de espuma para crear la forma de "cúpula". Conecte un brazo servo a la parte inferior de la estructura del domo en el centro. Esto luego se conectará al servomotor.

Nota: para obtener la forma curva en las patas y la cabeza, corte el tablero de Illustrator (cartón) a la longitud deseada y dóblelo en la curva que elija. Me pareció más fácil doblar ligeramente la tabla primero para darle forma y luego pegarla en su lugar de inmediato.

Por último, puedes pintar este proyecto a tu gusto. Elegí un diseño simple para obtener la vibra "R2D2", pero sin ser demasiado detallado y complicado.

Advertencia: si usa cartón pluma, no use pintura en aerosol que contenga acetona o se disolverá.

Paso 7: Producto final y uso

Aquí está el producto final después de un nuevo trabajo de pintura y montaje. Siéntase libre de agregar aún más detalles que yo.

¡Las adiciones y posibilidades para este proyecto son infinitas! ¡Bluetooth, sonidos y luces intermitentes, por nombrar algunos!

¡Disfruta y feliz Making!