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Lightbox II 三轴加速度传感器与RGBLED

时隔半年,本学渣终于把lightbox二代憋出来了。

先看看lightbox II是个什么东西吧!

 

Lightbox II以Arduino Nano为核心,通过三轴加速度传感器ADXL345收集数据,用以选择功能和控制20只共阳级雾状RGBled。不可拆卸,但可以通过无线充电的方式进行充电。

其功能如下:1、在X轴方向摇动   –白光模式

                         2、在Y轴方向摇动    –自变色

                         3、在Z轴方向摇动    –随姿态变色

 

由于器件在内部的姿态问题,这里的XYZ跟程序的XYZ是不同的,但无关痛痒。
由于器件在内部的摆放姿态问题,整体的XYZ跟程序的XYZ方向可能是不同的,但这无关痛痒。

现在进入正题!

工具:1、电烙铁;2、热熔胶枪;3、裁剪万用板的工具。

材料:

Arduino Nano                           x 1

ADXL345                                   x 1

无线充电模块                           x 1

DC-DC 5V升压模块                x 1

3.7V锂离子电池952240        x 2

共阳极雾状RGBled               x 20

电阻5欧姆、100欧姆各1个

NPN型晶体管8050                x 3

杜邦线、针线、维修用飞线若干

5.5mmDC电源接口(圆口)x 1

12VDC电源适配器                 x 1

 

 

一、电路连接

总体原理图

R1的值取决于RGBLED的数量和型号,R2为100欧姆。
R1的值取决于RGBLED的数量和型号,这里R1为5欧姆,R2为100欧姆。
ADXL345模块,也有可能不是这个样子的。
ADXL345模块,也有可能不是这个样子的。
锂电池,并联起来。
锂电池,并联起来。某宝中顺电池【这不是广告!】
RGBled这里使用10mm高的。
RGBled这里使用10mm高的。
直径0.1mm飞线,每根只能允许流通47mA以下的电流。
直径0.1mm飞线,每根只能允许流通47mA以下的电流。
Arduino Nano
Arduino Nano
无线充电模块,某宝有售。链接http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.9.28.ZOivgQ&id=38592014875&_u=91jgd807a278 【不是广告啊!】
无线充电模块,某宝有售。链接http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.9.28.ZOivgQ&id=38592014875&_u=91jgd807a278 【真的不是广告啊!】
DC-DC升压模块,某宝育松有售。
DC-DC升压模块,某宝育松有售。

按照原理图连接或者焊接各个部分

一开始我用两组三极管,后来改为一组。
一开始我用两组三极管,后来改为一组。
测试中。别急,程序后面给。
测试中。别急,程序后面给。                 Arduino Nano的表面覆盖一层热熔胶,用来防止模块间接触造成以外的短路,其他器件也要这样做!
然后简单粗暴地用热熔胶将它们捆起来。捆起来之前可以剪掉器件上的一些针脚,以减小体积,比如arduino Nano的ICSP针脚。一旦作品完成这块Nano是不可能再拿出来用的了,所以,对于没用的i/o口针脚,该剪就剪。
然后简单粗暴地用热熔胶将它们捆起来。捆起来之前可以剪掉器件上的一些针脚,以减小体积,比如arduino Nano的ICSP针脚。一旦作品完成,这块Nano是不可能再拿出来用的了,所以,对于没用的i/o口针脚,该剪就剪。
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请无视我的脚吧QAQ

烧录好程序,测试功能,测试充电效果。做完以上工作之后,这块东西就可以先放在一边了。

 

 

二、亚克力和RGBled部分

【点击此处下载lightbox II的CAD图(dwg格式)】如果没有加工设备,可以直接发图给淘宝的店家加工,这里默认亚克力板的厚度为1.7mm。

下载本文的附件,在淘宝搜索“亚克力加工 激光”搜索到相关店家,联系客服,选好合适的亚克力板材(标称2mm,实际1.7mm),名称为《lightbox II(外)》的文件要切双面透明磨砂的亚克力,另外两个文件切不透明的材料,颜色自选,发送dwg文件给客服,确认无误后下单即可。

ATTENTION:
        【水深!对于价格一定要货比三家!同时要确认板材实际厚度为1.7mm!】

 

拿到亚克力后,找到5块有洞的亚克力片,仔细对比尺寸确认他们的位置关系,然后把RGBled装上去。

 

20个LED是并联的,安装的时候元件引脚穿过亚克力板上面的孔,注意引脚极性,不要接错。
20个LED是并联的,安装的时候元件引脚穿过亚克力板上面的孔,注意引脚极性,不要接错。

 

焊接细节。建议不要使用图中彩色的线,其实就是杜邦线剪成一段一段,这样的话焊点容易脱落。 柔软的维修用飞线是很好的选择,能够适应将亚克力围成长方体的过程。但是要注意,单根线的电流只允许在47mA以下,所以更靠近电源的地方要更多的线来连接,阳极引脚间的飞线也要比阴极引脚的多。焊接的时候要注意确认飞线不容易脱落,以及使用万用表确认是否导通。
焊接细节。建议不要使用图中彩色的线,其实就是杜邦线剪成一段一段,这样的话焊点容易脱落。
柔软的维修用飞线是很好的选择,能够适应将亚克力围成长方体的过程。但是要注意,单根线的电流只允许在47mA以下,所以更靠近电源的地方要更多的线来连接,阳极引脚间的飞线也要比阴极引脚的多。焊接的时候要注意确认飞线不容易脱落,以及使用万用表确认是否导通。

没错,这一步非常麻烦。

正面的效果
正面的效果
接上主要电路,也就是本文上一部分教大家做的电路。然后就围成长方体。
接上主要电路,也就是本文上一部分教大家做的电路。然后就围成长方体。
板间用可靠的胶水封好。
板间用可靠的胶水封好。内部部分就做好了。
底部再装上一块白色的亚克力,充电接收线圈粘在内部正中心,自锁开关的位置如图,要反复比较确认自锁开关的位置。
底部再装上一块白色的亚克力,充电接收线圈粘在内部正中心,自锁开关的位置如图,要反复比较确认自锁开关的位置。

mark透明磨砂的亚克力围成正方体外壳

透明磨砂的亚克力围成正方体外壳,装上内部部分,胶水固定。 作者发现502胶水会挥发,在接触面附近再凝结成雾状,有些影响外观。不知道大家有没有好的胶水推荐?
装上内部部分,胶水固定。
作者发现502胶水会挥发,在接触面附近再凝结成雾状,有些影响外观。不知道大家有没有好的胶水推荐?

 

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最后的尺寸应该是96*96*96mm

三、充电座

充电座非常简单,就是几块亚克力把DC电源接头和无线充电模块的发射模块包在里面而已。

DC接口和无线充电模块的正负极接好就可以了。 大家还可以加上自锁开关和指示灯,加自锁开关记得改CAD图开孔。
DC接口和无线充电模块的正负极接好就可以了。
大家还可以加上自锁开关和指示灯,加自锁开关记得改CAD图开孔。
插好电,把lightbox II放上去,两个线圈对准就可以充电了。
插好电,把lightbox II放上去,两个线圈对准就可以充电了。

 

四、程序

在这里要先感谢极客工坊的弘毅,Lightbox II的ADXL345程序改自该贴http://www.geek-workshop.com/thread-80-1-1.html

还要感谢arduino.cn的各位大大,论坛里的大神@奈何col 编写的《Arduino程序设计基础》让我快速地入门了Arduino

I2C库的使用方法参见 宜昌城老张 的博客http://www.eefocus.com/zhang700309/blog/12-01/236815_59f78.html

定时器2库的使用方法参见http://www.arduino.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=2890

继续阅读Lightbox II 三轴加速度传感器与RGBLED

Arduino控制的机械臂

有同学说我这个机械臂很像挖掘机,好吧,考不上蓝翔的同学们看过来!

【点击此处下载机械臂结构的CAD图】可以直接发图给淘宝的店家加工,这里默认亚克力板的厚度为2.4mm。

工具:1、热熔胶枪;2、电烙铁;3、螺丝刀套件

材料:

Arduino UNO                                       x 1

旋转式电位器                                       x 4

自锁开关                                                x 1

MG995舵机                                           x 4

SG90舵机                                              x 1

5-9V电源                                                 —

一些线材                                                 —

需要用到的标准件有:M4*10螺栓18个,M4螺母18个,M2*6圆头带垫自攻螺丝。M4螺母和螺栓可用【膨胀塑料卡扣】代替。

        从视频中可以看到,机械臂实际上是在模仿一个4连杆机构的动作,而连杆的转动副就是旋转电位器。所以整个系统可以分为【机械臂主体】和【控制器】2个部分来制作。

一、机械臂主体

         主要结构为标称3mm的(实际为2.4mm)亚克力板材。

         舵机采用4个MG995(要求有十字、六角、圆盘配件包)和1个SG90(任意配件)。

         SG90与机械爪子之间靠粘合剂固定。螺栓+螺母作为轴承时可用粘合剂固定螺母在螺栓上的位置。

        由于加工精度和材料的物理特性,各板相接的榫位可能不能很好地卡住甚至出现断裂的情况,可以选择放弃榫接而采用热熔胶或者粘合剂进行固定。

        本人在制作实物的过程中发现一些设计问题,由于疏忽,也许并未能把所有的问题都在设计图中重新修改,敬请原谅。

        使用者可以一次加工更多的零件作为后备,防止在有零件损坏的情况下没有备用零件。

        下载本文的附件,在淘宝搜索“亚克力加工 激光”搜索到相关店家,联系客服,选好合适的亚克力板材(3mm),发送dwg文件给客服,确认无误后下单即可。

ATTENTION:
        【水深!对于价格一定要货比三家!同时要确认板材实际厚度为2.4mm!】

sg90舵机
sg90舵机
mg995舵机
                mg995舵机

预调电位器预调电位器

舵机的安装
            舵机的安装
舵机的安装
             舵机的安装
爪子细节
              爪子细节
安装好的样子
                                                 安装好的样子

由于有些部分已用热熔胶固定,Ttable不再将其分解拍照了。附件里每个dwg文件都只是机械臂的一部分,使用者们可以对照着先拼装出各个部分,再总装起来。

使用的过程中,Ttable发现它容易倒,使用者可以通过修改底盘的设计或者为底盘增加一点配重来解决这个问题。

 

 

二、连杆控制器

这部分没什么好说的,随便找点杆状材料,转动副是电位器,用热熔胶粘成连杆就行,可谓简单粗暴。

IMG_20141006_203839 IMG_20141006_203854

不过要注意两点:一是要注意电位器的初始位置要能使每个节点的运动范围和机械臂对应关节的运动范围保持一致;二是,如果你使用碳膜电位器(如图),你会发现接触不良的频率非常高,所以要用足够的热熔胶来固定电位器引脚的接线。

要用足够的热熔胶来固定
要用足够的热熔胶来固定
末端是一个自锁开关,用来控制爪子。
末端是一个自锁开关,用来控制爪子。

 

制作完两个部分之后,就可以把所有东西连接起来了。

从上面可以看到控制器的接线非常混乱……线多没办法,而且线要足够长,避免影响控制器的活动范围。同理,机械臂的舵机线也要足够长。

接线图
接线图(有一个button忘了画,其实就是一个button,连接arduino的数字0口)

 

为了防止干扰,机械臂和Arduino要使用两个独立的电源。我用的是2组串联的18650电池。另外,供给机械臂的电压不可以高于9V,否则会烧坏SG90。

 

后来我使用万能板来代替面包板
后来我使用万能板来代替面包板

 

 

用简陋的排针来和Arduino链接
用简陋的排针来和Arduino链接

最后,代码来了。

继续阅读Arduino控制的机械臂

Ttable参加遥控车擂台赛的经历

本届擂台赛有约80支队伍参赛,Ttable在这场赛事的首战就被对手爆出翔来,轻松地进入80强,本着分享失败、传递痛苦的理念,T决定把这次经历写下来给大家看看。

赛事的承办方是华南农业大学工程学院的学生组织——科技联合会,赛事的正式名称是“机器人擂台赛”。虽然T输得很惨,没什么发言权,但T还是坚持称这场比赛为“遥控车擂台赛”。下文将统一称参赛作品为“小车”。

规则摘要
规则摘要

        T在自己的参赛团队中负责小车结构、驱动电路、外壳的设计制作。

最后做出来的是一架“模块化”的小车。机构上可分为车体和功能模块,功能模块又分为侧模块和前模块。理想很丰满,现实很骨感,实际上T只为小车制作了最基础的装甲模块,没有其他模块可更换。

图片3 图片4

        小车硬件的制作过程:

3月中旬,T花了一个晚上在创元素的场地使用makeblock搭建了小车的骨架。

用makeblock搭建的骨架
用makeblock搭建的骨架

         3月下旬,T制作了小车的驱动电路。我将几个芯片集中到一个电路板,选用3节18650电池作为单一电源供电。

电路板布局
电路板布局驱动电路板驱动电路板

 

加上驱动电路和电源的小车骨架
加上驱动电路和电源的小车骨架

4月份我开始设计小车的外壳。选用亚克力作为材料,激光切割作为加工手段。因为只处理二维的材料,所以我使用AutoCAD进行设计。

设计中的结构
设计中的结构
实际结构
实际结构

用胶水粘合激光切割后的亚克力板,形成立体的结构,内部要加横隔板和加强筋增加结构强度。

功能模块与车体之间通过“导轨+槽”的组合实现连接,方便快速更换其他模块。

最后,在功能模块四周贴上一些锁牌以实现贴地。至此,一块鲜嫩的豆腐就完成了。

图片4

 

制作遥控部分和编写程序由队友韩锦澎负责。T在此声明,其对小车的制作付出了大量的劳动。

部分制作材料清单

部分制作材料清单

            比赛进行时

大家看图!照片里红色圈圈里面那个就是把我的小车干下来的!大家认住它,明年我要报仇!

警察叔叔,就是这个人!图片2警察叔叔,就是这个人!

图片1

 

进入决赛的作品

       声明:

参与此次制作的人员有:华南农业大学-谢林宏,华南农业大学-韩锦澎,华南农业大学-林远平,华南农业大学-谭远祥,华南农业大学-莫凯伦。

并且感谢广州创元素提供makebolck和其他相关支持。

各位,我说完了,如果需要我的小车的外壳图纸,可以在评论中留下你的邮箱。

 

用简单的材料做一个激光报警器

       Ttable听闻前几天隔壁宿舍楼有某间宿舍在深夜被偷了电脑(那些同学睡眠真好啊!),为了表达我沉痛的哀悼,在拍手叫好奔走相告的同时,T立即做了一个简易的激光报警器。PicQMp2rW

     先上整体图

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工具要求:

1、电烙铁         2、热熔胶枪

耗材清单:

5mw红色激光头                    x1

10ohm电阻                            x1

9V电池及电池座                   x1

光敏电阻                                x1

晶体管2n2222a                    x2

5k电位器                               x2

自锁开关                               x2

LED                                       x1

蜂鸣器                                   x1

5v手机充电器                       x1

导线                                   足够长

焊锡                                     若干

热熔胶                                 若干

PS:可能要用到锤子和钉子。

整个报警器分为发射、接收两个部分。

激光发射部分由10ohm电阻、自锁开关和激光头串联而成,焊接时要注意激光头的极性。用导线从接收部分引来5v的电源。电路焊好后暂时不需要固定激光头。

IMG_20140422_180050

接收部分的电路也比较简单

IMG_20140423_114109

按图中关系焊好电路,调节左边的电位器使它与光敏电阻Rx并联部分的阻值为1.5kohm左右,右边电位器R2的阻值视激光作用的距离而定,灵活调节。

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        焊接光敏电阻时要留出足够长的引脚,方便调整光敏电阻的朝向。

     IMG_20140422_180020

电路焊好后,先把接收部分安装在墙上(可能用到钉子和热熔胶),调整光敏电阻的朝向。

再固定发射部分的电路。按下开关使激光头工作,调节激光头的指向使光点正好落在光敏电阻上,然后用热熔胶固定激光头。这步挺麻烦的!

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最后再调另一个电位器的阻值直到合适。

试一下,只要激光束被遮断,蜂鸣器就会叫了。一个简易激光报警器就此完成!

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       夏天就要到了,晚上睡觉怎么能不开窗呢?有了这个激光报警器,妈妈再也不用担心我的电脑了!

【教程】Lightbox

——用极其常见的材料做一个“不明觉厉”的作品

 

大家好,我是“创元素”成员Ttable

Lightbox是“创元素”成立以来本人做的第一个作品,非常高兴能在这里跟大家分享,希望能把DIY的乐趣带给大家~

首先是成品的效果图。

x1

 

x2x3

Lightbox没有任何机械开关和传感器,所以我们并不能通过传统的方式来与lightbox实现互动,而摒弃传统的互动方式和任何影响简洁外观的外设器件正是lightbox成为lightbox的一大原因。

那么,我们实现与lightbox的互动呢?

Lightbox是一个通过倾斜方向来控制发光部位的盒子。方式为:正放四周亮,侧放顶部亮,倒放则为关。实现这样的操作主要依赖于box内部的3对水银开关组合。下面来详细讲述Ttable制作lightbox的历程。

 

我选择使用3对水印开关来实现lightbox的核心功能,选择使用3D打印机和激光切割机来制作lightbox的外壳。实际上,这也是Ttable第一次使用由3D打印机和激光切割机处理的材料。在此要庆幸自己接触了创客圈,否则我可能还在苦苦思索怎样用木头或者一次性筷子来制作作品,可能还要花上三两天来锯木头。

x6

 

x7

(传说中的Rostock mini正在打印lightbox的底座。)

以下是lightbox的材料清单:

1、水银开关 x6

2、微型锂电池(22*12*4mmx3

3、贴片LED0.15wx24

4、电路板 若干

5、跳线 若干

63D打印的底座 x1

7、双面磨砂亚克力片 可以搭成一个无底正方体

8、直插式器件的引脚 若干

9、热缩管 1.5cm左右

 

在打印底座的同时,我们可以来制作lightbox的电路。

先从水银开关组开始讲起。6只水银开关分成3对,每对的两只开关互呈90°组合。1对控制总路的开关,另外2对分别控制2个支路。如下图:

x8

 

总开关组的水银开关呈V形并联,侧灯支路开关组的水银开关呈V形串联,顶灯支路开关组呈倒V形并联。

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为了节约体积,我把总开关组和两个支路开关组分别焊在两片电路板上,两块电路板之间我使用一些多余的引脚来连接,也算是废物利用吧。电路板要事先切割好,注意要尽量缩减体积。在这里,为了方便切割以及防止lightbox点亮时发出诡异的淡绿色光芒,我选用劣质的黄色电路板。

焊出来后这个样子的。

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接下来把LED分别焊在5片切割好的电路板上。5片电路板要能围成一个无底长方体。1片顶板焊12LED4片侧面板每片分别焊3LED所有的LED都是焊在电路板有焊盘的一面。电路板之间的电路都用引脚在长方体内部连接,在这么短的距离内,使用引脚比使用跳线要方便很多。另外,还需要切割一块大小能够封住底座口的电路板。

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每个支路的LED的电路图都是这样的:

 

围成长方体:

xx

电路准备好了之后我们就可以处理电源了,把3个微型锂电池串联起来,用热熔胶把3个锂电池“绑”成长方体。

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把电池、开关组、LED组按电路图连接好之后,我们就可以把所有的东西组装起来了。距离成功只有一步之遥!

接下来,把水银开关组和电池按照下图位置安放到底座里面,用热熔胶固定好。

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盖上上层部分

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502胶水粘好磨砂亚克力

盖上亚克力外壳,用502粘好就OK了!

大家要注意:在进行步骤演示的时候,我并没有连接电源。实际上,正放的时候侧面的LED会一直亮着。就像这样。

x18

到这里,一个lightbox就完成了!

没有使用传感器和单片机就实现了倾斜控制的方式,这是一个令人“不明觉厉”的小作品!

最后,lightbox还有很大的改进空间。没有充电接口和不可拆卸性决定了lightbox只能是一个“一次性”作品,电池容量的限制也制约了lightbox的寿命。

期待大家在制作lightbox的时候发挥创造力,制作出一个完美的lightbox