हाथ से पकड़ी जाने वाली ज़ोएट्रोप स्कल्पचर: 12 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

लेखक द्वारा joshua.brooks का अनुसरण करें:

यह निर्देशयोग्य जॉन एडमार्क की सुंदर मॉर्फिंग ब्लूम मूर्तियों का एक छोटा, ताड़ के आकार का संस्करण है। एनीमेशन प्रदान करने के लिए मूर्तिकला को उच्च चमक वाले स्ट्रोब द्वारा आंतरिक रूप से प्रकाशित किया जाता है। कताई वाले हिस्से को एम्बर 3डी प्रिंटर पर मुद्रित किया गया था, और स्ट्रोब बोर्ड अब-निष्क्रिय ऑटोडेस्क सर्किट प्रोग्राम का उपयोग करके बनाया गया था।

हिस्सों की सूची:

• 1 x 3D प्रिंटेड ब्लूम स्कल्पचर

• 1 एक्स एलईडी स्ट्रोब सर्किट बोर्ड (OSHPARK)

  • 6 x उच्च-चमक एलईडी (सफेद, हरे या लाल रंग में Digikey से क्री XP-E)
  • 1 एक्स माइक्रोकंट्रोलर (डिजिके से ATtiny-85)
  • 3 x MOSFETs (Digikey से IRF7103PbF डुअल MOSFET)
  • 1 x फोटोट्रांसिस्टर (Digikey से LTR-301)
  • 1 x Photodiode (Digikey से LTE-302)
  • 1 x प्रत्येक 330Ω 1206 रोकनेवाला (Digikey से ERJ-8GEYJ331V)
  • 1 x 1kΩ 1206 रोकनेवाला (Digikey से ERJ-8GEYJ102V)
  • 1 x 10kΩ 1206 रोकनेवाला (Digikey से ERJ-8GEYJ103V)
  • 6 x 100nF 1206 कैपेसिटर (Digikey से CL31A106KACLNNC)
  • 1 x 6-पिन महिला हेडर (Digikey से PPTC061LFBN-RC)
  • 1 x 3-पिन पुरुष हेडर (Digikey से PREC003SAAN-RC)
• 1 एक्स सतत रोटेशन सर्वो मोटर (डिजिके से लंबन # 900-00008)
• 1 x 1/16-इंच व्यास, 12-इंच ड्रिल बिट (अमेज़न से बॉश BL2731)
• 2 x 2 एएए बैटरी धारक (डिजिके से कीस्टोन इलेक्ट्रॉनिक्स 2468)

• 1 x स्लाइड-स्विच (Jameco से SS-12E17, या समकक्ष)

चरण 1: सर्किट बोर्ड को आदेश देना

ऑर्डर देने के लिए आवश्यक सभी चीज़ों के साथ एक ज़िप फ़ाइल नीचे पाई जा सकती है। अपने पीसीबी को गढ़ने के लिए इस फाइल का उपयोग करें। वहाँ कई मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाती हैं। मैं OSHPark.com को दुनिया में कहीं भी वितरित करने के लिए कम लागत, उच्च गुणवत्ता, मध्यम गति के संतुलन के लिए अनुशंसा करता हूं। मैंने ऑर्डर देना आसान बनाने के लिए वहां एक प्रोजेक्ट बनाया है।

चरण 2: सर्किट बोर्ड को इकट्ठा करें - भूतल माउंट पार्ट्स

मेरे बोर्ड छोटे टैब से जुड़े 4 के समूह में पहुंचे (मैंने 12 बोर्ड ऑर्डर किए)। मेरे पास उनमें से दो को एक साथ इकट्ठा करने के लिए पुर्जे थे। मैंने टैब को तोड़ दिया ताकि मैं सिर्फ दो के साथ काम कर रहा था।

मैंने सतह माउंट भागों को मिलाप करने के लिए एक रिफ्लो ओवन का उपयोग किया, हालांकि आप उसी उद्देश्य के लिए एक हीट गन का उपयोग कर सकते हैं (नीचे विवरण)। मैंने अपने भागों को मिलाप करने के लिए इस निर्देश से रिफ्लो ओवन और निर्देशों का उपयोग किया।

1. एक सिरिंज का उपयोग करके बोर्ड के शीर्ष पर सभी सतह माउंट पैड पर सोल्डर पेस्ट लागू करें। सभी पैड्स पर पेस्ट लगाना सुनिश्चित करें, और बहुत ज्यादा नहीं ताकि आप पैड्स को बहुत ज्यादा ब्रिजिंग न कर दें। यदि बहुत अधिक नहीं लगाया जाता है तो यह पैड पर वापस अनुबंध करेगा। ऊपर की तस्वीर में, पेस्ट स्पष्ट रूप से कई पैड को कवर कर रहा है, लेकिन एक बार पकाए जाने पर ब्रिजिंग का कारण बनने के लिए यह बहुत अधिक पेस्ट नहीं था।

2. बोर्ड पर प्रत्येक घटक को सावधानी से रखें।

   • एल ई डी के लिए, दो छोटे कोने वाले वर्ग बोर्ड के केंद्र छेद से दूर होते हैं।
   • तीन दोहरे MOSFET चिप्स में सभी समान अभिविन्यास हैं। MOSFETs और ATTiny85 की पिन 1 स्थिति के लिए चित्र देखें।
   • प्रतिरोधों की स्थिति ऊपर के चित्रों में से एक में दिखाई गई है। R1 10kΩ है, R2 330 है, R3 1kΩ है। अभिविन्यास कोई फर्क नहीं पड़ता।
   • सभी कैपेसिटर समान हैं और अभिविन्यास कोई फर्क नहीं पड़ता।
3. बोर्ड को गर्म करने और सोल्डरिंग को पूरा करने के लिए निर्देशों के अनुसार रिफ्लो ओवन का उपयोग करें।

चरण 3: वैकल्पिक: हीट गन का उपयोग करके पुन: प्रवाहित करें

यदि आपके पास रिफ्लो ओवन तक पहुंच नहीं है, तो आप कम एयरफ्लो वाली हीट गन का उपयोग करके सोल्डरिंग को समाप्त कर सकते हैं। सर्किट बोर्ड को एक ऐसी सतह पर रखें जो गर्मी को नष्ट कर दे (मैंने एक चिपोटल बाउल ढक्कन का इस्तेमाल किया) और कम एयरफ्लो के साथ हीट गन का उपयोग करके बोर्ड को सावधानी से गर्म करें जब तक कि सभी सोल्डरपेज़ चमकदार चांदी न हो जाए। यदि धौंकनी बहुत मजबूत है, तो यह रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान पैड के पुर्जे के बहाव का कारण बन सकता है।

नोट: ऊपर दी गई तस्वीर सर्किट बोर्ड के पहले संस्करण (अवधारणा का प्रमाण) से है। यह थोड़ा अलग दिखता है क्योंकि इसमें एक अतिरिक्त छेद था और इसमें बोर्ड पर ATtiny85 माइक्रोकंट्रोलर शामिल नहीं था।

चरण 4: सर्किट बोर्ड को इकट्ठा करें - थ्रू-होल पार्ट्स

दो हेडर (6 पिन महिला और 3 पिन पुरुष) को इस तरह रखें कि वे सर्किट बोर्ड के नीचे की ओर से नीचे की ओर हों। उन्हें जगह में मिलाप करें (बोर्ड के ऊपर की तरफ मिलाप लगाया जाता है)।

छोटे बोर्ड छेद के दोनों ओर ऑप्टिकल एन्कोडर भागों को संलग्न करें। उन्हें बोर्ड के ऊपर की तरफ से चिपकना चाहिए, लेंस की तरफ (टक्कर के साथ) एक दूसरे का सामना करना पड़ रहा है। लाल बिंदु वाला (फोटोट्रांसिस्टर, LTR-301) बोर्ड में दो बड़े छेदों के बीच स्थित होता है। पीले बिंदु वाला (फोटोडायोड, LTE-302) छोटे छेद के दूसरी तरफ स्थित होता है। इनके लिए सोल्डर बोर्ड के निचले हिस्से पर लगाया जाता है।

एन्कोडर भागों को मिलाप करने के बाद, पिन और सोल्डर को ट्रिम करें ताकि बोर्ड के निचले हिस्से के साथ इसे यथासंभव फ्लश किया जा सके। यह बोर्ड को सर्वो के शीर्ष पर यथासंभव कम बैठने की अनुमति देना है।

चरण 5: माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्रामिंग

मैंने इस निर्देश का पालन करके नियंत्रक के लिए प्रोग्रामिंग डिवाइस के रूप में कार्य करने के लिए एक Arduino UNO बोर्ड का उपयोग किया। इसमें, यह प्रोग्रामिंग के लिए Arduino पिन से ATtiny पिन तक निम्नलिखित मैपिंग दिखाता है:

• Arduino +5V → ATtiny पिन 8 (Vcc)
• Arduino ग्राउंड → ATtiny Pin 4 (GND)
• Arduino Pin 10 → ATtiny Pin 1 (PB5)
• Arduino Pin 11 → ATtiny Pin 5 (PB0)
• Arduino पिन 12 → ATtiny पिन 6 (PB1)
• Arduino पिन 13 → ATtiny पिन 7 (PB2)

कनेक्शन बिंदुओं को ऊपर की तस्वीर पर लेबल किया गया है। उपयुक्त कनेक्शन बनाने के लिए हुकअप वायर का उपयोग करें।

एक Arduino UNO (या समतुल्य) से शुरू करना जो एक प्रोग्रामर के रूप में स्थापित किया गया है (ऊपर निर्देश देखें), Arduino IDE में नीचे ब्लूम.इनो प्रोजेक्ट खोलें। प्रोग्रामिंग से पहले आपको Arduino IDE में निम्नलिखित कार्य करने होंगे:

• टूल्स → प्रोग्रामर → Arduino ISP के रूप में
• टूल्स → बोर्ड → ATtiny85 (आंतरिक 8 मेगाहर्ट्ज घड़ी)
• टूल्स → बर्न बूटलोडर

फिर सामान्य रूप से प्रोग्राम करें।

चरण 6: मोटर को संशोधित करें

मोटर को संशोधित करने की आवश्यकता है, ज्यादातर अनावश्यक भागों को हटाकर, जिसमें शीर्ष खोल और अधिकांश गियरिंग शामिल हैं।

1. मोटर के एक तरफ से चारों ओर टेप का एक टुकड़ा जोड़कर शुरू करें, नीचे की तरफ और दूसरी तरफ नीचे के शिकंजे को कवर किए बिना। जब शिकंजा हटा दिया जाता है तो यह नीचे बंद हो जाएगा। मैंने चित्रों को दृश्यमान बनाने के लिए नीले रंग के मास्किंग टेप का इस्तेमाल किया। अंतत: मैंने काले टेप का इस्तेमाल किया, लेकिन यह तस्वीरों में नहीं दिखा।
2. मोटर के शीर्ष पर प्लास्टिक एक्स अटैचमेंट रखने वाले स्क्रू को हटा दें और प्लास्टिक एक्स को हटा दें।
3. नीचे से 4 स्क्रू निकालें। पेंच रखो। आप वैकल्पिक रूप से बाद में प्रोजेक्ट में उनका उपयोग कर सकते हैं।
4. गियर्स को बेनकाब करने के लिए मोटर के ऊपरी ढक्कन को हटा दें।
5. सेंटर बॉटम गियर को छोड़कर सभी को हटा दें। आप इन गियर्स का निपटान कर सकते हैं। आपको उनकी आवश्यकता नहीं होगी।

इसके बाद, आप सर्किट बोर्ड को समायोजित करने के लिए मोटर आवास से कुछ प्लास्टिक निकाल देंगे।

1. बचे हुए गियर को हटाकर एक तरफ रख दें। आपको बाद में इसकी आवश्यकता होगी।
2. आरा / फ़ाइल का उपयोग करके शीर्ष पर बड़े प्लास्टिक बंप (क्लोज़-अप चित्र में बाईं ओर) को शेव करें। यह सर्किट बोर्ड को इस क्षेत्र में फिट करने की अनुमति देगा।
3. उभरे हुए हिस्से के किनारों को दूसरी तरफ (क्लोज़-अप चित्र में दाईं ओर) फ़ाइल करें।

सर्वो के शीर्ष पर सर्किट बोर्ड को फिट करें और सुनिश्चित करें कि यह अच्छी तरह से फिट बैठता है और जितना संभव हो उतना फ्लश करता है। यदि यह अच्छी तरह से फिट नहीं होता है, तो इसे फिट करने के लिए आवश्यकतानुसार समायोजन करें। अगले चरण के लिए सर्वो से सर्किटबोर्ड निकालें।

चरण 7: धुरा बदलें

एक्सल को लंबे समय से बदलें। यह ज़ोट्रोप को कताई करते समय डगमगाने में मदद नहीं करेगा।

1. सरौता का उपयोग करते हुए, शेष गियर को रखने वाले छोटे धातु के धुरा को हटा दें और गियर को एक तरफ सेट करें।
2. हैकसॉ या अच्छे कटर का उपयोग करके ड्रिल बिट के बट-एंड (नॉन कटिंग साइड) से 41 मिमी (1 5/8 इंच) काट लें।
3. फ़ाइल या सैंडपेपर के साथ सुचारू करने के लिए अंत (ओं) को दर्ज करें।
4. गियर को वापस जगह पर रखें और नए एक्सल को जगह में फिट करें। छेद में बैठने तक धुरी को नीचे दबाएं।

धुरी सुरक्षित महसूस कर सकती है, लेकिन अनुभव ने मुझे दिखाया है कि समय के साथ यह ढीला हो सकता है और हाथ से दबाव डालने से इसे रखना मुश्किल हो जाता है। इसे हल करने का एक तरीका यह है कि एक हथौड़ा लें और धीरे से नए एक्सल को छेद में नीचे की ओर टैप करें।

चरण 8: बैटरी पैक

यह चरण मूल रूप से इस उपकरण को बनाते समय मेरी ओर से कुछ परीक्षण और त्रुटि दिखाता है। मेरी पहली योजना हमेशा बोर्ड को संचालित करने की थी, और बाकी सब कुछ शुरू करने के लिए एक पुशबटन की निगरानी करने वाले माइक्रोकंट्रोलर पर भरोसा करना था। मैंने पाया कि जब सर्वो नहीं चल रहा होता है, तब भी यह बैटरियों से थोड़ी मात्रा में करंट खींचेगा ताकि डिवाइस के उपयोग में न होने पर भी वे समाप्त हो जाएं। मैंने बाद में डिवाइस को चालू करने के लिए एक स्लाइड-स्विच जोड़ा ताकि बैटरी का उपयोग नहीं होने पर पूरी तरह से डिस्कनेक्ट हो सके।

सर्वो मोटर के दोनों ओर दो बैटरी होल्डर (बैटरी के बिना) रखकर प्रारंभ करें ताकि ठोस तार एक दूसरे का सामना करें और ओवरलैप करें। बैटरी पैक को जगह पर रखने के लिए हटाने योग्य टेप का उपयोग करें। मूल रूप से, मैंने ऊपरी दो तारों को एक साथ मिलाया था, लेकिन बाद में उन्हें स्लाइड स्विच जोड़ने के लिए काट दिया। मैं अभी भी ऐसा करने की सलाह देता हूं, क्योंकि इन दोनों तारों को एक साथ मिलाने से एक कठोरता जुड़ जाती है जो बाकी प्रक्रिया में मदद करती है। स्लाइड स्विच को जोड़ने के लिए बाद में इन तारों को काटना आसान है। तो, कहा जा रहा है कि, दो ऊपरी तारों को एक साथ मिलाएं।

एक गाइड के रूप में सर्किट बोर्ड का उपयोग करते हुए, निचले तारों को इस तरह मोड़ें कि वे ऊपर की ओर हों और सर्किट बोर्ड के 6-पिन महिला हेडर पर सबसे बाहरी छेद के साथ पंक्तिबद्ध हों। तार कटर के साथ तारों को ट्रिम करें जैसे कि वे अभी भी महिला हेडर में ठोस रूप से जुड़ने के लिए पर्याप्त हैं जब सर्वो मोटर के शीर्ष पर सर्किट बोर्ड होता है। सर्किट बोर्ड के शीर्ष को बैटरी धारकों के शीर्ष के साथ फ्लश करना चाहिए।

सर्वो पर बैटरी पैक रखने वाले टेप को हटा दें, और सर्वो के दोनों ओर दो तरफा टेप का एक टुकड़ा रखें। सर्वो को बैटरी धारकों के बीच वापस रखें, इसे फिर से इस तरह रखें कि सर्किट बोर्ड का शीर्ष बैटरी धारकों के शीर्ष के साथ फ्लश हो, और मजबूती से एक साथ दबाएं।

चरण 9: चीजों को एक साथ रखना

सर्किट बोर्ड के महिला हेडर के PB0 और PB1 कनेक्टर्स के बीच एक सॉलिड-वायर जम्पर जोड़ें। यह वह जगह है जहां मैंने डिवाइस को शुरू करने के लिए एक पुशबटन कनेक्ट करने का इरादा किया था। जम्पर जोड़ने से यह ऐसा बन जाएगा कि बिजली लगने पर यह चालू हो जाए।

सर्वो के ऊपर सर्किट बोर्ड लगाएं।

आधार के चारों ओर सर्वो से तारों को लपेटें और सर्किट बोर्ड पर 3-पिन पुरुष हेडर से कनेक्ट करें। हैडर को देखने पर दायीं तरफ ग्राउंड साइड (ब्लैक या ब्राउन वायर) होगा। इसे बहुत अधिक बचे हुए स्लैक के बिना अच्छी तरह से लपेटने में कुछ समय लग सकता है। फिर तारों को जगह में टेप करें। मैंने अपने लिए कुछ काले गैफर टेप (कपड़े के टेप) का इस्तेमाल किया।

इसके बाद, आप पावर को नियंत्रित करने के लिए स्लाइडस्विच जोड़ेंगे। स्लाइडस्विच में तीन पिन होते हैं। आप इनमें से केवल दो का उपयोग कर रहे होंगे: केंद्र एक और साइड पिन में से एक (कोई फर्क नहीं पड़ता)। कटर का उपयोग करके, अप्रयुक्त साइड पिन को ट्रिम करें।

जुड़े हुए बैटरी धारकों के टांका लगाने वाले तार पोस्ट द्वारा स्लाइडस्विच को जगह में रखें। तारों पर एक बिंदु को चिह्नित करें जहां बाद में स्लाइडस्विच पिन को मिलाया जाएगा (मैंने एक काले शार्प पेन का इस्तेमाल किया)।

उन वायर पोस्टों को काटें जिन्हें आपने पहले एक साथ मिलाया था ताकि एक छोटा सा गैप हो जो स्लाइडस्विच पर दो पिनों के बीच की दूरी से निकटता से मेल खाता हो। तारों में अंतर को पाटने के लिए स्लाइडस्विच को मिलाएं।

चरण 10: ज़ोट्रोपे बेस (वैकल्पिक)

मैं डिवाइस के लिए एक अच्छा 3डी प्रिंटेड बेस रखना चाहता था। यहाँ TinkerCAD पर डिज़ाइन है। डिवाइस के काम करने के लिए इस आधार को बनाना अनावश्यक है, लेकिन यह अच्छा लगता है। प्रिंट फ़ाइल नीचे शामिल है।

चरण 11: ज़ोट्रोप मॉडल

TinkerCAD में कताई भाग के लिए 3D मॉडल यहां पाया जा सकता है।

इस मॉडल से एसटीएल के साथ-साथ मुद्रण के लिए कटी हुई परतों वाली एक टीएआर फ़ाइल नीचे पाई जा सकती है। मैं ऑटोडेस्क एम्बर प्रिंटर पर प्रिंटिंग के लिए निर्देश शामिल नहीं कर रहा हूं क्योंकि इस प्रिंटर का उपयोग करने के लिए कई निर्देश मौजूद हैं, जैसे यह।

चरण 12: फिनिशिंग टच

3D प्रिंट के तीन टैब को अपारदर्शी बनाने की आवश्यकता है, अन्यथा सर्किट बोर्ड के ऑप्टिकल एन्कोडर भाग विश्वसनीय रूप से उन्हें गुजरने का पता लगाने में सक्षम नहीं होंगे। मैंने ब्लैक नेल पॉलिश का इस्तेमाल किया, और यह बहुत अच्छा काम किया। मूल रूप से मैंने केवल एक काले शार्पी पेन की कोशिश की, लेकिन यह एक ऑप्टिकल इंटरप्टर के रूप में विश्वसनीय नहीं था।

एक बार टैब अपारदर्शी हो जाने के बाद, आपको जाने के लिए अच्छा होना चाहिए। ज़ोइट्रोप को शाफ्ट पर रखें, और बिजली चालू करें!