Robot DMX Animatronic: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Ten projekt opisuje rozwój w pełni funkcjonalnego prototypu animatronicznego. Jest wdrażany od podstaw i ma być przewodnikiem dla rozwoju przyszłych, bardziej złożonych robotów animatronicznych. Układ oparty jest na mikrokontrolerze Arduino. Protokół komunikacji z innymi urządzeniami to DMX512. Wybór tego protokołu komunikacyjnego wynika z faktu, że jest to standard w świecie techniki oświetleniowej, wspólne środowisko dla tego rodzaju robotów. Opracowany robot zawiera serwomotory i różnego rodzaju diody LED. Produkcja elementów mechanicznych odbywała się głównie metodą druku 3D po zamodelowaniu go za pomocą Solidworks.

Kieszonkowe dzieci

• Arduino MEGA
• 3 5mm LED
• Złącze XLR3
• Zasilanie i złącze 5 V DC
• 2 serwa MG996R
• Moduł MAX485
• Okrągła matryca pikseli LED WS2812
• 2 wsporniki serwa
• 2 biegi serwo
• Łożysko 3x8x4mm
• 12 magnesów neodymowych 8x3mm
• Śruby i nakrętki M3

Całkowity koszt materiałów łącznie z PLA to około 60$

Krok 1: Zaprojektuj Animatronic

Przede wszystkim, jeśli chcesz stworzyć własny projekt animatroniczny, musisz zaprojektować go za pomocą oprogramowania CAD, takiego jak Solidworks lub Autodesk fusion 360. Zrób projekt z myślą o tym, jakie siłowniki i elementy (takie jak serwa, światła…) chcesz posługiwać się. Jeśli chcesz zreplikować ten model, w następnym kroku masz dostępne pliki STL.

Krok 2: Wydrukuj elementy w 3D

Do wydrukowania wszystkich elementów użyłem warstwy o wysokości 0,16 mm i dyszy 0,4 mm dla uzyskania wysokiej jakości wydruku. Głowice używają wsparcia. Na tak wysokiej jakości wydruku wydrukowanie wszystkich niezbędnych elementów na tym prototypie może zająć nawet 100 godzin.

Krok 3: Zaprojektuj obwód elektroniczny

Gdy poznasz już wszystkie komponenty, które zostaną uwzględnione w twoim projekcie, poświęć trochę czasu, aby dowiedzieć się, jak wszystko połączyć. Do zaprojektowania schematu elektroniki użyłem oprogramowania do fritzowania. Do tego projektu użyłem mikrokontrolera Arduino MEGA.

Krok 4: Wypoleruj i pomaluj główki

Po wydrukowaniu wszystkich elementów nadszedł czas, aby wypolerować i pomalować głowicę. Użyłem czarnej matowej farby, dzięki czemu ma wspaniały kontrast z diodami LED. Gdy farba wyschnie, włóż magnesy na głowicę i otwory podstawy do magnetycznego sprzężenia elementów.

Krok 5: Podłącz elektronikę

Przed dodaniem wszystkich elementów do zespołu należy okablować wszystkie elementy elektroniczne. Użyłem kabla 30cm 26awg. Aby uzyskać lepszy wygląd diod LED w ustach, możesz je wypolerować za pomocą drobnoziarnistej szlifierki do papieru.

Krok 6: Złóż mechanikę

Gdy masz już wszystkie komponenty, zmontuj je. Większość części łączy się za pomocą ogólnych śrub i nakrętek M3.

Krok 7: Przylutuj płytki elektroniczne

Do zamontowania wszystkich elementów elektronicznych użyłem uniwersalnej płytki drukowanej 5x7 cm przeciętej na pół. Jedna połowa zawiera część komunikacyjną, a druga połowa zawiera tablicę rozdzielczą zasilania. W pudełku z elektroniką można również umieścić żeńskie złącze XLR3 do podłączenia kabla DMX oraz żeńskie gniazdo zasilania do zasilania całego systemu. W moim przypadku użyłem 3 pinowego złącza lotniczego, ponieważ nie miałem złącza XLR3. Jeśli używasz tego rodzaju złącza, musisz wykonać kabel DMX do złącza lotniczego.

Krok 8: Zaprogramuj urządzenie

Program wykorzystuje 3 biblioteki: FastLED.h, Adafruit_TiCoServo.h oraz DMXSerial.h. Zwykła biblioteka serwo nie działa, ponieważ jest w konflikcie z biblioteką FastLED. Z tego kodu łatwo zrozumieć, jak dodawać więcej elementów lub sterować innymi rodzajami elementów wykonawczych, w przypadku bardziej złożonych urządzeń animatronicznych.

Krok 9: Przetestuj urządzenie

Do przetestowania urządzenia można użyć dowolnego źródła, które wysyła sygnał DMX. W moim przypadku użyłem konsoli DMX, ale możesz stworzyć własny sprzęt Arduino do wyjścia DMX z tą samą biblioteką, która jest używana w tym projekcie. Możesz także użyć kabla USB do DMX i oprogramowania takiego jak Xlights.