ورکشاپ آموزشی - آیسی مدار
رفتن به محتوا

کلاه رباتیک آیرون‌من با سنسور UV و آردوینو

ساخت و مونتاژ
۰ نظر
۷۱ نفر
کد ۳۲۴۴

همیشه آرزو داشتی مثل تونی استارک یک زره خفن داشته باشی؟ خب، نقطه شروع دقیقا همین‌جاست! ساختن یک کلاه رباتیک آیرون‌من (Iron Man) که قطعاتش به صورت مکانیکی باز و بسته بشن، یکی از جذاب‌ترین پروژه‌هاییه که می‌تونی با ترکیب پرینت سه‌بعدی و الکترونیک انجام بدی.

توی این پروژه از تیم آیسی‌مدار، می‌خواهیم کلاه معروف MK5 آیرون‌من رو بسازیم. این کلاه فقط یک ماکت ساده نیست؛ با استفاده از برد آردوینو، درایور موتور و چند تا سروو موتور، تمام پنل‌های صورتش به زیبایی باز و بسته می‌شن. برای اینکه کار رو از این هم خفن‌تر کنیم، یک سنسور نور فرابنفش (UV) هم به مدار اضافه کردیم تا کلاه بتونه به محیط واکنش نشون بده.

این پروژه ترکیبی از مونتاژ قطعات مکانیکی، سیم‌کشی الکترونیک و کمی برنامه‌نویسیه. پس پرینتر سه‌بعدیت رو روشن کن، هویه رو داغ کن و وسایلت رو روی میز بچین تا بریم سراغ ساخت این کلاه فوق‌العاده!

قطعات موردنیاز

  • برد آردوینو مدل Nano Every
  • درایور سروو موتور 16 کاناله مدل PCA9685 (برند Adafruit یا مشابه)
  • هشت عدد میکرو سروو موتور SG90 (9 گرمی)
  • دو عدد سروو موتور بال (Wing Servo)
  • پک باتری یا پاوربانک USB
  • دو عدد کلید کشویی
  • لیمیت سوییچ (میکروسوئیچ)
  • یک جفت پنل ال‌ای‌دی برای چشم‌های کلاه
  • یک ست کامل کانکتور JST
  • سیم افشان رنگی (سایز 26AWG)
  • خازن (مطابق با نیاز در نقشه سیم‌کشی)
  • دو عدد مبدل زاویه‌دار USB (مدل‌های چپ و راست)
  • سنسور آنالوگ نور فرابنفش (مدل GUVA-S12SD)
  • 24 عدد پیچ M2 با طول 4 میلی‌متر
  • 22 عدد پیچ M2 با طول 6 میلی‌متر
  • 25 عدد پیچ M2 با طول 8 میلی‌متر
  • 2 عدد پیچ M2 با طول 10 میلی‌متر
  • 6 عدد پیچ M3 با طول 6 میلی‌متر
  • 40 عدد پیچ M3 با طول 8 میلی‌متر
  • 4 عدد پیچ M3 با طول 10 میلی‌متر
مرحله ۱

پرینت سه‌بعدی قطعات کلاه آیرون‌من

اول از همه باید قطعات کلاه (مدل MK5) رو پرینت سه‌بعدی بگیری. تمام فایل‌های STL رو آماده کن و بعد از چاپ، قطعات رو کنار هم بچین تا مطمئن بشی چیزی جا نمونده و همه‌چیز با راهنمای ساخت مطابقت داره.

اگر از پرینترهای سری Bambu Labs (مثل مدل X1 Carbon) استفاده می‌کنی، تنظیمات بهینه‌شده برای چاپ این قطعات به راحتی در دسترسه. تمام قطعات طوری زاویه‌بندی شدن که بالاترین کیفیت چاپ رو بهت بدن و ساپورت‌ها (نگهدارنده‌های پرینت) خیلی راحت ازشون جدا بشن.

مرحله ۲

سیم‌کشی و لحیم‌کاری قطعات الکترونیکی

حالا نوبت می‌رسه به مغز متفکر کلاه! برای سیم‌کشی آردوینو (Nano Every) و درایور سروو موتورها، باید دقیقا طبق نقشه راهنمای مدار پیش بری. طول سیم‌ها و اینکه کدوم پین‌ها باید به هم لحیم بشن، اهمیت زیادی داره تا بعدا توی فضای محدود کلاه دچار مشکل نشی.

  1. اتصالات سنسور UV به این ترتیبه:
  2. پین 3.3 ولت آردوینو به پین VCC سنسور
  3. پین A0 آردوینو به پین OUT سنسور
  4. پین GND برد به GND سنسور
مرحله ۳

آپلود کدهای آردوینو روی برد

وقتی لحیم‌کاری‌ها تموم شد، باید کدهای برنامه رو روی برد آردوینو آپلود کنیم. اگر تو راهنمای سیم‌کشی دستورالعمل خاصی بود حتما مرورش کن.

  1. نرم‌افزار Arduino IDE رو باز کن.
  2. برد Arduino Nano Every رو با کابل به سیستم وصل کن.
  3. کتابخانه Adafruit PWM Servo Driver رو نصب کن.
  4. از منوی ابزارها (Tools)، نوع برد رو روی Arduino Nano Every تنظیم کن.
  5. پورت مربوط به آردوینوی خودت رو انتخاب کن.
  6. کد مورد نظرت رو باز کن (پایین‌تر توضیح می‌دم کدوم رو انتخاب کنی).
  7. روی دکمه Upload کلیک کن.

انتخاب نسخه کدهای برنامه

حالت اول (بدون سنسور UV): این کد برای زمانیه که فقط می‌خوای کلاه به صورت عادی و طبق طراحی اولیه سازنده‌اش باز و بسته بشه و نمی‌خوای از سنسور UV استفاده کنی.

  1. حالت دوم (کد ترکیبی به همراه سنسور UV): اگر سنسور GUVA-S12SD رو تو مدارت نصب کردی، این نسخه رو انتخاب کن. این کد تمام کارهای زیر رو با هم انجام می‌ده:
  2. اجرای تمام انیمیشن‌های باز و بسته شدن کلاه
  3. خواندن ولتاژ از سنسور UV
  4. محاسبه و نمایش شاخص اشعه فرابنفش روی سریال مانیتور (Serial Monitor)

یک کد تستی کوچیک هم وجود داره که اختیاریه؛ با این کد می‌تونی فقط سنسور UV رو قبل از وصل کردن به مدار اصلی کلاه تست کنی تا از سلامتش مطمئن بشی.

مرحله ۴

تست اولیه مدار روی میز کار

  1. قبل از اینکه قطعات رو داخل کلاه نصب کنیم، بهتره روی میز تست‌شون کنی:
  2. برق سروو موتورها رو از طریق ماژول درایور PCA9685 تامین کن.
  3. با زدن دکمه، یک چرخه کامل باز و بسته شدن سرووها رو راه بنداز تا از کارکردشون مطمئن بشی.
  4. بررسی کن که ال‌ای‌دی چشم‌ها (وصل شده به پین D6) درست روشن بشن.
  5. سریال مانیتور رو باز کن و چک کن که آیا تغییرات ولتاژ سنسور UV به درستی ثبت و چاپ می‌شه یا نه.
مرحله ۵

مونتاژ قطعات مکانیکی و بستن کلاه

وقتی از کارکرد قطعات الکترونیکی مطمئن شدی، وقتشه که همه‌چیز رو سرهم کنیم. طبق راهنمای مونتاژ، اول قسمت گنبدی (سقف کلاه) رو ببند، بعد مفاصل مربوط به ابروها، بخش بینی و گونه‌ها رو یکی‌یکی نصب کن. پنل‌های نورانی چشم رو سر جاشون قرار بده و تو مرحله آخر، حتما سیم‌ها رو مرتب کن تا لای قطعات متحرک گیر نکنن و همه‌چیز رو داخل محفظه نهایی فیکس کن.

مرحله ۶

تست نهایی سیستم و جمع‌بندی

  1. کارمون تقریبا تمومه! حالا باید کلاه رو تست کنی:
  2. سیکل کامل باز و بسته شدن کلاه رو چند بار چک کن.
  3. مطمئن شو هیچ‌کدوم از سروو موتورها موقع حرکت گیر نمی‌کنن یا تحت فشار اضافه نیستن.
  4. عملکرد سنسور UV و داده‌هاش رو برای آخرین بار بررسی کن.
  5. سیم‌ها و باتری رو کاملا در جای خودشون محکم کن تا موقع حرکت دادن سرت جابجا نشن.

سخن پایانی

تبریک می‌گم! تو موفق شدی یک کلاه آیرون‌من MK5 کاملا متحرک و هوشمند بسازی. هماهنگی عالی بین سروو موتورها از طریق درایور PCA9685 و کنترل بی‌نقص برد آردوینو در کنار سنسور نوری UV، باعث می‌شه این کلاه دقیقا مثل فیلم‌ها رفتار کنه.

اگر از ساخت این پروژه خفن لذت بردی، حتما نظرت رو برامون بنویس. مرسی که تا آخر این آموزش با آیسی‌مدار همراه بودی؛ حالا وقتشه که زرهت رو بپوشی و به دل ماجراجویی بزنی!

فایل‌های پیوست

PDF mk5_WiringGuide.pdf
PDF mk5_WiringGuide_2.pdf
PDF mk5_BuildGuide (2).pdf

تو میتونی اولین سازنده باشی!

اگه پروژه رو ساختی به اشتراک بزار و اعتبار هدیه بگیر

این آموزش با استانداردهای اختصاصی آیسی‌مدار بازنویسی و بهینه‌سازی شده و تمامی حقوق انتشار آن متعلق به این مجموعه است و در صورت کپی یا بازنشر پیگرد قانونی خواهد داشت.

آموزش‌های مشابه

گفتگو‌های کاربران

هنوز نظری ثبت نشده؛ تو شروع کن!