Mesin Lukisan Laser: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

RLukis jejak cahaya fosforus dengan mesin yang direka dan dibina sepenuhnya dari awal!

Ceritanya: Di antara waktu belajar rehat pada minggu pertengahan minggu, saya dan rakan saya Brett merancang dan membina mesin ini yang menggunakan sistem laser dan cermin untuk menarik jejak cahaya bercahaya, yang dapat dikendalikan melalui kayu bedik bercetak 3D. Matlamat utama adalah menggunakan teknik menggambar dan bahan yang biasanya tidak dikaitkan orang dengan melukis sambil menanam rasa intrik pada pengguna.

Kami harap anda menikmatinya sama seperti kami berseronok merancang dan membinanya!

Bekalan

Kami adalah dua pelajar yang patah sehingga kami berpaling untuk mencari sekerap dan membuang kayu di sekitar sekolah kami dan semua alat berasal dari ruang pembuat sekolah kami. Kami juga tidak mempunyai akses ke banyak bahan logam (roda gigi, rak dan pinion, dowel, dll.) Oleh itu, kami membuatnya sendiri dari kayu potong laser. Untuk kepingan yang tidak dapat dijumpai, kami membelinya di amazon dengan harga $ 19.50.

Catatan: projek ini memerlukan laser, jangan lupa untuk melihatnya secara langsung di mata!

Bahan:

• 1/4 di Papan lapis (x2)
• 1/8 di Papan lapis (x1)
• Gam Kayu (lapisan nipis)
• 1/2 dalam Dowel Kayu (x1)
• 1/2 dalam Cermin (x1)
• 1/4 diameter 2 dalam paip Kuningan panjang (x1)
• 1/4 diameter 2 dalam paip tembaga panjang (x2)
• 1/4 berdiameter 1.5 dalam paip Kuningan panjang (x3)
• 1/2 dalam O. D. 1/4 dalam I. D. Galas Bola (x6)
• Diod laser 405 nm (x1)
• Arduino (x1)
• Kawat 24 AWG 6ft (x1)
• Serbuk fosforus (x1)
• Power Jack 120 VAC hingga 9 V penyesuai kuasa (x1)
• Gelang getah (x1)
• Analog 2 paksi Joystick (x1)
• Pemandu Motor L298N (x1)
• Jack DC 2.5 mm (x1)

Alat:

• Pemotong laser
• Kertas pasir
• Melihat
• Senapang Gam Panas
• Tukul Tiup Mati
• Besi pematerian
• Gerudi
• Pencetak 3D
• Dremel

Langkah 1: Laser Memotong Potongan

Dilampirkan dua fail ilustrator untuk semua kepingan kayu yang perlu dipotong laser dan namanya sesuai dengan jenis kayu yang harus mereka potong (papan lapis 1/4 inci lwn 1/8 inci). Saya juga melampirkan gambar fail. Sebenarnya ada lebih banyak mesin basuh kunci daripada yang diperlukan tetapi kadangkala ia pecah sehingga senang bila mempunyai beberapa tambahan.

Semua garisan hendaklah dipotong, tidak terukir. Setelah selesai, teruskan ke langkah seterusnya!

Langkah 2: Menghimpunkan Potongan Pt. 1 Sistem Pangkalan dan Rak

Di atas adalah gambar bagaimana potongan itu bersatu dan juga video di belakang tabir. Pembinaan untuk langkah ini dibahagikan kepada pertama membina kepingan dari fail ilustrator 1/4 inci sebelumnya dan kemudian fail ilustrator 1/8 inci.

Bahagian 1/4 inci ---

Pangkalan: Tolak dowel melalui sudut pelat asas dan tekan pencuci kunci melalui hujung dowel untuk memastikan plat asas tetap di tempat. Pangkalan ini memberi ruang kepada arduino untuk tetap separuh tersembunyi sambil memberikan sokongan untuk kanvas artboard.

Roller Bearing Support: Lekatkan sokongan galas roller ke permukaan bumbung perumahan motor 1/8 inci

Pemasangan Bearing: Rak atas dipegang di tempatnya dan digerakkan oleh susunan segitiga galas roller yang menjauhkannya dari berputar sambil mengekalkan gerakan translasi yang lancar. Gambaran bagaimana galas roller kelihatan di atas. Gambarajah menggambarkan bagaimana galas roller berinteraksi dengan rak dan di mana ia diletakkan di mesin. Letakkan ini melalui lubang sokongan galas roller yang anda tempelkan ke bumbung perumahan motor

Sokongan Sokongan: Dilabelkan sebagai "ini memastikan rak tidak terbang" dalam fail seperempat inci, balok sokongan ini mengurangkan goyangan dengan menambah kekakuan rak dan mencegah pengguna yang terlalu bersemangat untuk menghantar kepingan terbang dari mesin atau menghancurkan cermin kaca! Kami menggunakan gam kayu untuk memasangkannya ke rak atas kerana ia mesti kukuh.

Bahagian 1/8 inci ---

Rak Bawah: Rak bawah adalah rak yang lebih pendek dengan lubang. Lubang ini membolehkan anda memasukkan wayar arduino dari bawah celah plat atas dan masuk ke perumahan motor, sehingga wayar dapat mencapai motor walaupun rak bawah bergerak.

Rak Atas dan pin: Rak atas adalah rak lain (yang lebih panjang). Gambaran struktur pinion (salah satu roda gigi gergasi) dan cara kerjanya disediakan dalam gambar dengan pencuci kunci.

Bahagian selebihnya 1/8 inci (potongan yang berkaitan dengan motor) dijelaskan pada langkah seterusnya…?

Langkah 3: Menyusun Kepingan: Pt 2. Bahan Motor

Seterusnya, kita perlu merancang pelekap motor dan motor untuk menjadikannya bergerak. Terdapat dua motor, satu untuk bergerak di paksi-x dan yang lain untuk bergerak di paksi-y.

Membuat Dua Pemasangan Motor: Kami memasangkan kepingan pemasangan motor tengah (yang mempunyai lubang segi enam) di antara dua yang lain yang mengandungi lubang agar bolt masuk. Kami kemudian memasang setiap motor ke setiap pelekap motor menggunakan skru. Melekatkan pelekap dan motor ke permukaan mana pun membolehkan kita memasang dan mengeluarkan motor dengan mudah hanya menggunakan sepana hex. Untuk beralih dari motor ke roda gigi, kami menggunakan kerah poros bercetak 3D untuk bersambung dengan roda gigi daftel.

Perumahan Motor: Potongan perumahan motor membuat perumahan berbentuk kotak untuk motor. Segi empat tepat dengan lubang di dalamnya adalah bahagian atas dan bawah (satu dengan beberapa lubang adalah bahagian atas). Selebihnya kotak perumahan motor terdiri dari sisi yang bersatu menggunakan alur + rabung mereka. Lekatkan semua kepingan pada bahagian tepi kecuali satu muka kerana anda masih perlu memasukkan motor ke dalam dan lebih mudah melakukannya dari sisi daripada dari atas.

Mengendalikan Motor: Untuk mengendalikan motor, kami menggunakan joystick, Arduino, dan pemacu motor yang terpisah untuk menghidupkan motor. Segala-galanya menggunakan bicu DC 9 volt tunggal. Untuk mencapai gerakan yang diingini, kita harus menyesuaikan kekuatan isyarat PWM sehingga tork cukup untuk mengatasi geseran pada gear sambil menjauhkannya dari bergerak terlalu cepat. Langkah seterusnya menerangkan konfigurasi dan kod Arduino…?

Langkah 4: Arduino

Ini adalah kod Arduino untuk mengawal kedudukan laser menggunakan kayu bedik sebagai input. Kod ditulis supaya setiap arah kayu bedik mengawal salah satu motor (motor mengawal paksi-x dan motor mengawal paksi-y). Ini membolehkan mesin melengkung dan pepenjuru setiap kali kedudukan kayu bedik berada jauh dari paksi mendatar / menegak.

Langkah 5: Joystick

Kami memilih untuk mencetak 3D kotak joystick di PLA sehingga pengguna merasa nyaman dan wajar untuk memegang dan mengoperasikan (walaupun masih dapat berfungsi dengan baik tanpa casing).

Pada dasarnya, ia adalah dua bahagian selongsong bujur dengan lubang di satu sisi. Kami meletakkan tongkat pengawal ke dalam sehingga apabila selongsong disatukan, ia sesuai dengan lubang untuk pengguna berinteraksi. Kawat memanjang di bahagian belakang selongsong lain dan ke arduino.

Langkah 6: Mengecat Kanvas Artboard

Cat kanvas papan seni dengan serbuk fosforus dan biarkan kering semasa anda melakukan langkah seterusnya.

? Pastikan menyimpannya dalam persekitaran yang sangat bersih, pertama kali kami menggunakan serbuk, habuk dan habuk papan tersekat. Lebih mudah mencampurkan serbuk dengan cat sehingga mudah melekat.

Langkah 7: Sistem Laser dan Cermin

Mengapa laser tidak menunjuk lurus ke bawah dari hujung rak atas?

Brett dan saya dengan cepat menyedari meletakkan laser tepat di atas papan gambar di hujung rak menimbang hujung rak ke bawah yang menghadkan jarak geraknya. Sebaliknya, kami memutuskan untuk mengambil inspirasi dari reka bentuk pemotong laser. Penyelesaiannya: Dengan meletakkan cermin di hujung rak dengan kemiringan 45 darjah, kami dapat memastikan rasuk akan menunjuk secara langsung tegak lurus dengan permukaan tanpa menambah berat hingga akhirnya!

Laser: Pasang laser dan cermin dengan teliti. Masukkan wayar laser melalui satu lubang di bahagian atas bumbung perumahan motor untuk menyambung ke bateri. Gelung gelang getah melalui lubang lain dari bumbung perumahan motor untuk menahan laser di tempatnya.

Cermin: Cermin harus bersudut pada sudut 45 darjah menggunakan kepingan segi tiga segi tiga. Dengan memasang laser selari dengan tanah, sinar laser harus memantulkan cermin dan memukul tanah tepat di bawah, walaupun rak bergerak.

Langkah 8: Penggilap Akhir

Setelah menguji untuk memastikan ia berfungsi dengan betul, kami menempelkan permukaan terakhir perumahan motor. Untuk meningkatkan daya tarikan visual mesin, kami memasang mesin basuh kunci di bahagian bawah dowel. Ia juga mempunyai tujuan fungsional yang sedikit kerana mesin basuh ini bertindak sebagai "kaki" untuk mesin (bukannya seluruh pangkal menyentuh tanah) yang menjadikannya lebih mudah untuk menggerakkan seluruh mesin di atas meja. Kami kemudian memberikan produk sebagai cat akhir dengan mengamplas semua kayu yang terdedah.

Refleksi: Kami bersenang-senang merancang mesin ini dan lebih baik bermain dengannya. Ironinya, bahagian reka bentuk yang paling rumit memberi kita sedikit masalah, sementara bahagian yang paling sederhana memberi kita yang paling banyak. Sekiranya kita melakukan projek ini lagi, kita akan lebih banyak bereksperimen dengan bahan pengurang geseran pada bahagian yang bergerak.

Kami berharap agar pengguna menikmati peranti ini sama seperti kami dan ia memberi inspirasi kepada mereka untuk membuat versi mesin ini yang lebih baik pada masa akan datang.

-Baik, Justin dan Brett

Hadiah Pertama dalam Peraduan Make it Glow