Laser Drawing Machine: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

✨Guhit ang mga light path ng phosphorescent na may isang makina na dinisenyo at ganap na binuo mula sa simula!

Ang kwento: Sa pagitan ng pag-aaral ng mga break sa kalagitnaan ng linggo, kami ng aking kaibigan na si Brett ay dinisenyo at itinayo ang makina na ito na gumagamit ng isang laser at mirror system upang gumuhit ng mga ilaw na ilaw na daanan, na makokontrol sa pamamagitan ng isang 3D na naka-print na joystick. Ang pangunahing layunin ay ang paggamit ng mga diskarte sa pagguhit at mga materyales na hindi karaniwang naiugnay ng mga tao sa pagguhit habang nagtatanim ng isang intriga sa gumagamit.

Inaasahan namin na nasiyahan ka sa ito tulad ng masaya kaming pagdidisenyo at pagbuo nito!

Mga gamit

Kami ay dalawang sirang mag-aaral kaya't higit kaming lumingon sa paghahanap ng mga piraso ng scrap at itinapon na kahoy sa paligid ng aming paaralan at lahat ng mga tool ay mula sa makerspace ng aming paaralan. Wala rin kaming access sa maraming mga metal na materyales (gears, rak at pinion, dowel, atbp.) Kaya ginawa namin ang mga ito mula sa kahoy na pinutol ng laser. Para sa mga piraso na hindi namin natagpuan, binili namin ang mga ito sa amazon sa halagang $ 19.50.

Tandaan: ang proyektong ito ay nangangailangan ng isang laser, tandaan na huwag itong tingnan nang direkta sa mga mata!

Mga Materyales:

• 1/4 sa Plywood (x2)
• 1/8 sa Plywood (x1)
• Wood Glue (manipis na layer)
• 1/2 sa Wooden Dowel (x1)
• 1/2 sa Salamin (x1)
• 1/4 ang diameter 2 sa mahabang Brass pipe (x1)
• 1/4 ang diameter 2 sa haba ng Copper pipe (x2)
• 1/4 ang lapad 1.5 sa mahabang Brass pipe (x3)
• 1/2 sa O. D. 1/4 sa I. D. Mga Ball Bearing (x6)
• 405 nm laser Diode (x1)
• Arduino (x1)
• 24 AWG 6ft wire (x1)
• Phosporescent na pulbos (x1)
• Power Jack 120 VAC hanggang 9 V power adapter (x1)
• Rubber band (x1)
• Joystick 2-axis analog (x1)
• L298N Motor Driver (x1)
• 2.5 mm DC Jack (x1)

Mga tool:

• Laser pamutol
• Papel de liha
• Saw
• Mainit na glue GUN
• Patay na Blower Hammer
• Panghinang
• Drill
• 3d printer
• Dremel

Hakbang 1: Pagputol ng Laser sa mga Piraso

Nakalakip ang dalawang mga file ng ilustrador para sa lahat ng mga piraso ng kahoy na kailangang ma-cut ng laser at ang kanilang mga pangalan ay tumutugma sa uri ng kahoy na dapat nilang gupitin (1/4 pulgada v. 1/8 pulgada ng playwud). Nag-attach din ako ng mga imahe ng mga file. Mayroong talagang mas maraming mga washer ng lock kaysa sa kinakailangan ngunit paminsan-minsan silang masisira kaya't palaging masarap na magkaroon ng ilang mga karagdagang.

Ang lahat ng mga linya ay dapat i-cut, hindi nakaukit. Kapag naputol na sila, magpatuloy sa susunod na hakbang!

Hakbang 2: Pag-iipon ng mga piraso ng Pt. 1 Base at Rack System

Sa itaas ay ang mga imahe kung paano magkakasama ang mga piraso pati na rin sa likod ng video. Ang konstruksyon para sa hakbang na ito ay nahahati sa unang pagtatayo ng mga piraso mula sa nakaraang 1/4 pulgada na ilustrador na file at pagkatapos ay ang 1/8 pulgada ng ilustrador na file.

1/4 pulgada na seksyon ---

Base: Itulak ang mga dowel sa sulok ng mga base plate at itulak ang mga washer ng lock sa mga dulo ng dowel upang mapanatili ang mga baseplates sa lugar. Nagbibigay ang base na ito ng puwang para sa arduino upang manatiling semi-nakatago habang nagbibigay ng suporta para sa artboard canvas.

Suporta sa Roller Bearing: Idikit ang suporta sa roller tindig sa 1/8 pulgada na pabahay ng bubong sa pabahay

Bearing Assembly: Ang pang-itaas na rack ay gaganapin at inilipat ng isang tatsulok na pag-aayos ng mga roller bearings na pinipigilan ito mula sa pag-ikot habang pinapanatili ang makinis na paggalaw ng pagsasalin. Ang isang imahe ng kung paano ang hitsura ng mga roller bearings ay ibinigay sa itaas. Inilalarawan ng mga diagram kung paano nakikipag-ugnayan ang mga roller bearings sa rak at kung saan inilalagay sa machine. Ilagay ang mga ito sa mga butas ng suporta sa roller bearing na nakadikit sa bubong ng pabahay ng motor

Mga Suporta ng Beams: May label na "tinitiyak nito na hindi lilipad ang rak" sa file na quarter-inch, binabawasan ng mga beam na ito ang wobble sa pamamagitan ng pagdaragdag sa tigas ng rak at maiwasang labis ang mga masigasig na gumagamit mula sa pagpapadala ng mga piraso ng paglipad sa makina o binasag ang salamin ng salamin! Gumamit kami ng pandikit na kahoy upang ilakip ang mga ito sa tuktok na rak dahil kakailanganin itong maging matatag.

1/8 pulgada na seksyon ---

Bottom Rack: Ang ibabang rak ay ang mas maikli na rak na may butas. Pinapayagan ka ng butas na ito na pakainin ang mga arduino wires mula sa ilalim ng slit ng tuktok na baseplate at sa pabahay ng motor, upang maabot ng mga wire ang motor kahit na gumagalaw ang ibabang rak.

Nangungunang Rack at pinion: Ang nangungunang rak ay ang iba pang rak (mas mahaba ang isa). Ang isang imahe ng kung ano ang hitsura ng istraktura ng pinion (isa sa mga higanteng gears) at kung paano ito gumagana ay ibinigay sa larawan kasama ang mga lock washer.

Ang natitirang bahagi ng 1/8 pulgada (ang mga piraso na nauugnay sa motor) ay ipinaliwanag sa susunod na hakbang…?

Hakbang 3: Pag-iipon ng mga piraso: Pt 2. Motor Stuff

Susunod, kailangan namin upang idisenyo ang mga motor mount at motor upang ilipat ito. Mayroong dalawang mga motor, isa para sa paglipat sa x-axis at ang isa para sa paglipat sa y-axis.

Paggawa ng Dalawang Mga Pag-mount sa Motor: Na-sandwiched namin ang gitnang mga motor mount na piraso (ang mga may mga butas ng hexagon) sa pagitan ng iba pang dalawa na naglalaman ng mga butas para sa mga bolts upang magkasya. Pagkatapos ay ikinabit namin ang bawat motor sa bawat motor mount gamit ang mga turnilyo. Ang pagdidikit sa bundok at motor sa anumang ibabaw ngayon ay pinapayagan kaming madaling mai-install at alisin ang aming mga motor gamit ang hex wrench lamang. Upang lumipat mula sa motor patungo sa gear, gumamit kami ng isang 3D na naka-print na kwelyo ng baras sa interface sa dowel-shafted gear.

Pabahay sa Motor: Ang mga piraso ng pabahay ng motor ay gumagawa ng isang hugis-kahon na pabahay para sa motor. Ang mga parihabang may mga butas sa kanila ay ang mga tuktok at ilalim na piraso (ang isa na may maraming mga butas ay ang tuktok). Ang natitirang kahon ng pabahay ng motor ay binubuo ng mga gilid na magkakasama na ginagamit ang kanilang mga groove + ridges. Idikit ang lahat ng mga piraso sa mga gilid maliban sa isang mukha dahil kailangan mo pa ring ilagay ang motor sa loob at mas madaling gawin ito mula sa gilid kaysa sa itaas.

Pagkontrol sa Motor: Upang makontrol ang mga motor na ginamit namin ang isang joystick, Arduino, at paghiwalayin ang driver ng motor upang mapagana ang mga motor. Ang lahat ay tumatakbo sa isang solong 9-volt DC jack. Upang makamit ang ninanais na paggalaw, kailangan naming ayusin ang lakas ng signal ng PWM upang ito ay sapat na metalikang kuwintas upang mapagtagumpayan ang alitan sa gear habang pinapanatili itong mabilis na gumalaw. Inilalarawan ng susunod na hakbang ang pagsasaayos at code ng Arduino…?

Hakbang 4: Arduino

Ito ang Arduino code upang makontrol ang pagpoposisyon ng laser gamit ang joystick bilang input. Ang code ay nakasulat upang ang bawat direksyon ng joystick ay kumokontrol sa isa sa mga motor (ang motor na kumokontrol sa x-axis at ang motor na kumokontrol sa y-axis). Pinapayagan nito ang machine na gumuhit ng mga curve at diagonal tuwing ang posisyon ng joystick ay malayo sa pahalang / patayong axis.

Hakbang 5: Ang Joystick

Pinili naming i-print ng 3D ang isang case ng joystick sa PLA kaya't magiging komportable at natural para sa gumagamit na hawakan at mapatakbo (bagaman maaari pa rin itong gumana nang maayos nang walang kaso).

Mahalaga, ito ay dalawang halves ng isang hugis-itlog na pambalot na may isang butas sa isang gilid. Inilalagay namin ang stick stick sa loob kaya kapag ang casing ay pinagsama, magkakasya ito sa butas para makipag-ugnay ang gumagamit. Ang mga wire ay umaabot sa likod ng kabilang panig ng pambalot at sa arduino.

Hakbang 6: Pagpinta ng Artboard Canvas

Kulayan ang artboard canvas gamit ang phosphorescent na pulbos at hayaang matuyo ito habang nagtatrabaho ka sa mga susunod na hakbang.

? Tiyaking panatilihin ito sa isang napaka-kalinisan na kapaligiran, sa unang pagkakataon na inilapat namin ang pulbos, alikabok at sup ay naalis. Madali din itong ihalo ang pulbos sa pintura kaya't madali itong dumidikit.

Hakbang 7: Ang Laser at Mirror System

Bakit ang laser ay hindi lamang tumuturo nang diretso mula sa dulo ng tuktok na rak?

Mabilis naming napagtanto ni Brett ang paglalagay ng laser nang direkta sa pagguhit ng board sa dulo ng rack na tinimbang ang dulo ng rack pababa na naglilimita sa saklaw ng paggalaw. Sa halip, napagpasyahan naming kumuha ng inspirasyon mula sa disenyo ng isang pamutol ng laser. Ang solusyon: Sa pamamagitan ng paglalagay ng isang salamin sa dulo ng rack na may isang 45-degree na ikiling, maaari naming matiyak na ang beam ay direktang tumuturo patayo sa ibabaw nang hindi nagdaragdag ng timbang hanggang sa wakas!

Ang Laser: Maingat na i-mount ang laser at salamin. Pakainin ang mga wire ng laser sa pamamagitan ng isang butas sa tuktok ng bubong ng pabahay ng motor upang kumonekta sa baterya. I-loop ang mga bandang goma sa pamamagitan ng iba pang butas ng bubong ng pabahay ng motor upang ma-secure ang laser sa lugar.

Ang Salamin: Ang salamin ay dapat na anggulo sa isang 45-degree na anggulo gamit ang mga tatsulok na piraso ng isang pulgada na pulgada. Sa pamamagitan ng pag-mount ng laser na kahanay sa lupa, ang laser beam ay dapat na sumasalamin sa salamin at direktang na-hit ang lupa sa ibaba, kahit na gumalaw ang rack.

Hakbang 8: Pangwakas na Pag-polish

Matapos ang pagsubok upang matiyak na gumana ito nang maayos, nakadikit kami sa huling mukha ng pabahay ng motor. Upang madagdagan ang visual na apela ng makina, ikinabit namin ang mga lock washer sa ilalim ng mga dowel. Mayroon din itong bahagyang layunin sa pag-andar din dahil ang mga washer na ito ay kumilos bilang "paa" para sa makina (sa halip na ang buong base ay hawakan ang lupa) na ginagawang mas madali ang paggalaw ng buong makina sa isang mesa. Pagkatapos ay binigyan namin ang produkto ng pangwakas na polish sa pamamagitan ng pag-sanding ng lahat ng nakalantad na kahoy.

Pagninilay: Nagkaroon kami ng mahusay na oras sa pagdidisenyo ng makina na ito at ng mas mahusay na oras sa paglalaro kasama nito. Kakatwa, ang pinaka-kumplikadong mga bahagi ng disenyo ay tila nagbibigay sa amin ng pinakamaliit na problema, habang ang pinakasimpleng mga bahagi ang nagbigay sa amin ng higit. Kung gagawin namin muli ang proyektong ito, higit kaming mag-e-eksperimento sa mga materyales na nagbabawas ng alitan sa mga gumagalaw na bahagi.

Inaasahan namin na masisiyahan ang mga tao sa aparatong ito tulad ng ginagawa namin at pinasisigla silang gumawa ng mas mahusay na mga bersyon ng makina na ito sa hinaharap.

-Best, Justin at Brett

Unang Gantimpala sa Make it Glow Contest