R2D2 : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

"Cette instructable a été créée pour répondre aux exigences du projet Makecourse à l'Université de Floride du Sud (www.makecourse.com)"

Vous êtes fan de Star Wars ? Aimez-vous les droïdes Astromech? Aimez-vous faire des choses? Si vous avez répondu oui à tout ou partie de ces questions, alors ce Instructable est pour VOUS !

Ce guide est conçu pour vous aider le plus facilement possible à créer votre propre droïde astromech R2D2 !

Étape 1: Liste des matériaux

Voici une liste complète des matériaux nécessaires:

1 microcontrôleur Arduino Uno

1 carte de commande de moteur L298N

2 moteurs 6-9V DC (configuration optionnelle de la boîte de vitesses)

2 roues

1 petit ensemble de roulettes

2 adaptateur de batterie

6 piles AA

1 pile 9V

Un assortiment de câbles de démarrage mâle-mâle

Un assortiment de câbles de démarrage mâle-femelle

2 interrupteurs (facultatif)

1 servomoteur

Tube en PVC de 4" (7" de long)

Dôme en acrylique de 4,5" de diamètre

Panneau de mousse

Tableau d'illustration

Pistolet à colle chaude

Colle chaude

colle de gorille

Peinture acrylique (bleu, noir, gris et blanc)

Pinceaux

Outils de coupe

En plus du matériel, ces ressources et outils sont également nécessaires/utiles:

Une imprimante 3D / un laboratoire d'impression 3D

Outils à souder

Coupe-fils et dénudeurs

Un ordinateur ou un ordinateur portable

Étape 2: Logiciel requis

Les éléments suivants sont téléchargeables gratuitement si vous êtes étudiant et sont requis pour ce projet:

Autodesk Inventor

Logiciel Arduino

Les deux logiciels sont compatibles avec Windows et Mac OSX.

Remarque: n'importe quel programme de CAO fonctionnera; Autodesk Inventor a été utilisé pour ce projet.

Étape 3: L'esquisse Arduino

Il s'agit de l'esquisse Arduino en version 1.8.8.

Pour exécuter le code, téléchargez le code fourni et ouvrez-le à partir de votre logiciel Arduino

Vérifiez que votre carte Arduino est connectée à votre ordinateur en cliquant sur "Outils" dans votre barre de menu et en vérifiant que le bon "Port" est sélectionné

Cliquez sur la flèche de téléchargement bleue avec votre clé USB branchée sur votre ordinateur et votre micro-contrôleur

Le code de ce projet est une simple boucle. Le servomoteur fait tourner la tête R2D2 de 180 degrés en continu. Simultanément au servomoteur, les deux moteurs CC fonctionnent en même temps pendant une durée définie, puis le moteur CC droit ne fonctionne que pendant une durée définie pour introduire un virage à gauche, puis la boucle se répète jusqu'à ce qu'elle soit éteinte.

Des explications détaillées sur ce que fait chaque ligne de code sont fournies dans le code lui-même.

Remarque: la bibliothèque servo.h incluse dans le code est livrée en standard avec l'esquisse Arduino.

Étape 4: Assemblage du système de contrôle

Si c'est votre première fois avec des circuits, cela peut être effrayant à regarder, mais avec le schéma et les images fournis, le processus devrait être assez facile à suivre. Avec l'inclusion de la carte de commande de moteur L298N, le câblage n'a jamais été aussi simple.

Il y a trois composants principaux à ce système de contrôle:

Le moteur à courant continu du pied gauche (contrôlé par la carte de commande de moteur L298N)

Le moteur à courant continu du pied droit (contrôlé par la carte de commande de moteur L298N)

Le servomoteur (contrôlé par la carte Arduino)

À l'étape 3, les broches et les bornes de la carte de commande du moteur sont étiquetées pour votre information. Les fils positif et négatif vont dans leurs ports respectifs sur la carte de commande du moteur. La batterie 9V+ qui alimente les moteurs et la carte de commande du moteur est câblée aux broches gauche et centrale de la borne à 3 ports de la carte de commande du moteur et le port de droite est câblé à la carte Arduino.

À l'aide de 6 câbles de démarrage mâle à femelle, reliez les 6 broches aux broches spécifiées sur la carte Arduino. Notez que les broches d'activation DOIVENT aller aux broches précédées d'un "~". Ce sont des broches PWM qui permettent à l'Arduino de contrôler la vitesse du moteur.

Le servomoteur est câblé directement à la carte Arduino. Le fil orange est câblé à une broche "~" car il nécessite un signal PWM, tandis que les fils rouge et marron sont respectivement des fils positifs et négatifs. Une batterie supplémentaire de 9 V est utilisée pour alimenter la carte Arduino via le port de batterie.

Remarque: Pour faciliter l'utilisation, vous pouvez souder des interrupteurs dans les fils positifs des blocs-piles. Cela se fait en dénudant le fil positif et en soudant un interrupteur en série avec le fil.

Si vous rencontrez des problèmes avec votre carte de pilote de moteur, voici une aide supplémentaire que j'ai utilisée lors du dépannage. Tutoriel de la carte de commande du moteur L298N

Étape 5: Composants CAO

L'objectif de la conception est de créer quelque chose d'amusant, fonctionnel et aussi proche que possible de la qualité d'un film. Par exemple, je voulais que l'unité R2D2 soit légèrement inclinée. Les jambes sont modélisées séparément du corps et de la tête permettant une orientation du R2D2 dans n'importe quelle position.

Ce sont les pièces que j'ai créées à l'aide d'Autodesk Inventor. Le corps, la tête, les jambes, les pieds et la structure intérieure sont tous séparés les uns des autres. Si vous possédez votre propre imprimante 3D, vous pouvez l'utiliser ou si vous avez accès à un laboratoire d'impression 3D, cela fonctionne également. Les laboratoires d'impression sont généralement abordables, donc si vous optez pour cette voie, cela devrait être rentable. J'ai choisi la voie de la fabrication de chaque composant à partir de divers matériaux de loisirs qui seront discutés plus tard en détail.

Remarque sur la conception: les pieds sont creux pour permettre aux fils du moteur à courant continu de les traverser.

Étape 6: Assemblage

Préface: J'ai choisi de construire mon R2D2 en carton mousse, carton Illustrator, PVC et acrylique. Ces pièces peuvent également être facilement imprimées en 3D.

Tout au long de cette construction, j'ai utilisé les pièces modélisées en 3D détaillées à l'étape 6 pour les dimensions.

J'ai commencé par construire la structure intérieure du tube PVC. La hauteur du tube est de 7 pouces, donc la hauteur de la structure de support doit s'adapter à l'intérieur. Le servomoteur a une fente découpée dans le morceau de panneau de mousse circulaire supérieur que les fils sont guidés dans le corps. La carte Arduino, L298N et les batteries sont montées avec de la colle chaude sur la structure de support. Notez l'orientation de chaque composant pour permettre la fixation des batteries et le câble USB doit également avoir suffisamment de place pour se connecter. Une fois le système de contrôle monté, insérez la structure de support dans le corps.

Ensuite, j'ai créé chaque panneau séparé pour les jambes. Détaillées dans les images ci-dessus sont les pièces que vous devrez couper. Des morceaux de support en carton mousse sont ajoutés pour un soutien supplémentaire. Ne fixez pas le panneau arrière sur les pieds avant que les fils ne les traversent.

Les pieds sont créés séparément avant d'être attachés aux jambes. Les moteurs à courant continu utilisés dans ce projet provenaient d'un kit voiture Arduino et étaient livrés avec des vis de montage utilisées pour se fixer au mur du pied. Un petit trou doit être découpé dans le haut du pied pour permettre au fil de passer à travers. Deux de ces pieds doivent être créés et attachés à leurs jambes respectives. Les deux produits finis sont détaillés dans une image jointe.

Le pied du milieu est créé de la même manière que les pieds gauche et droit sont créés. En notant le dessin CAO, il y a plusieurs pièces en demi-cercle qui sont découpées et fixées verticalement à partir du pied et du bas de l'unité R2. Plus tard, ceux-ci s'emboîteront et de la colle sera ajoutée pour obtenir l'orientation correcte du pied central. Une petite roue pivotante est fixée à ce pied pour ajouter du soutien et de la facilité de direction à l'unité R2. J'ai trouvé plus facile d'attacher d'abord le pied du milieu avant d'attacher les jambes/pieds gauche et droit.

La tête est créée en découpant un dôme acrylique et un panneau de mousse pour créer la forme de "dôme". Fixez un bras d'asservissement au bas de la structure du dôme au centre. Cela se fixera plus tard sur le servomoteur.

Remarque: pour obtenir la forme incurvée des jambes et de la tête, coupez le carton Illustrator (carton) à la longueur et pliez dans la courbe de votre choix. J'ai trouvé plus facile de plier légèrement la planche d'abord en forme, puis de la coller immédiatement.

Enfin, vous pouvez peindre ce projet à votre guise. J'ai opté pour un design simple pour obtenir l'ambiance "R2D2" mais sans être trop détaillé et compliqué.

Avertissement: si vous utilisez du carton mousse, n'utilisez pas de peinture en aérosol contenant de l'acétone ou elle dissoudra votre carton mousse.

Étape 7: Produit final et utilisation

Voici le produit final après un nouveau travail de peinture et un assemblage. N'hésitez pas à ajouter encore plus de détails que moi.

Les ajouts et les possibilités pour ce projet sont infinies! Bluetooth, sons et lumières clignotantes pour n'en nommer que quelques-uns !

Profitez et bonne fabrication !