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3D+Arduino课程(面向中学生)——手势台灯(初稿)

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本帖最后由 hnyzcj 于 2016-3-8 12:39 编辑

案例二:手势台灯

案例简介:本次课程介绍一个手势台灯的制作,实现从左向右挥手开灯;从右向左挥手关灯的功能。
技术要领:Sketchup设计制作台灯的机械结构件;3D结构件的打印与安装;
                  认识传感器、物理电子电路连接结与焊接;
                  Arduino 编程控制功能实现。
IMG_20160307_154501_AO_HDR.jpg
器材列表:

       工具:Overlord pro 3D打印

                  焊笔

                  焊丝

       材料:PLA(蓝白黄)
                  LED(白色)3颗
                  电阻220欧(3根)
                  Ble Romeo
                  杜邦线(母-母)     
                  放跌落传感器    2

第一部分:3D建模   
灯罩:
1.打开Sketchup软件,点击菜单相机——标准视图——顶视图,绘制一个半径40MM的圆,使用选择工具选取圆的边框线,右击鼠标“图元信息”,如下图
01.png
2.弹出下图所示快捷菜单,在“段”后文本框中设置值为99,这样我们的圆看起来更圆了。
02.png
3.使用选择工具选取圆内部区域,按DEL键删除圆内部,使其成为圆的线。
03.png
4.点击菜单相机——标准视图——等轴视图,使用铅笔工具绘制圆边点与圆心的连线。如下图所示
04.png
5.再使用铅笔工具沿着篮轴绘制直线,高度70
05.png
6.使用铅笔工具绘制直线,注意绘制过程中务必要使直线保持在红轴上,长度设置为20
06.png

7.使用直线工具连接AB两点使其成为封闭矩形。
07.png
8.使用卷尺工具从圆点沿X轴方向做测量距离37MM,沿蓝轴方向做测量距离67MM做标志点。
08.png
9.用直线工具,绘制如下所示的线段。
09.png
10.使用选择工具删除下图所示区域,及红轴和蓝轴上的直线最后效果如下
10.png
11.选择路径跟随工具,使上述图形沿底部圆形旋转一周,完成灯罩的设计。
11.png

灯托:
1.点击菜单相机——标准视图——顶视图。绘制一个半径40MM的圆,使用选择工具选取圆的边框线,右击鼠标“图元信息”,在弹出快捷菜单中“段”后文本框中设置值为99。
使用推拉工具,对圆进行拉伸操作,距离为3MM。
12.png
2.使用偏移工具,对圆柱上表面进行偏移操作,距离为5MM,画出一个内圆。
13.png
3.使用推拉工具对内圆进行拉伸操作,拉伸高度为3MM.
14.png
4.使用偏移工具对内圆进行偏移操作,使其内部留出一个直径为29MM的圆。
15.png

5.使用推拉工具,对内圆进行从上而下的推拉操作,直至出现下图所示的情景时松开鼠标。注意这一步很关键,推少了,不能为其开孔,推多了,下面会拉出圆柱。
16.png
6.上述步骤完成后,我们在灯托上留出一个孔,如下图所示。
17-2.png

灯柱:
        1.点击菜单相机——标准视图——顶视图。绘制一个半径14MM的圆,使用选择工具选取圆的边框线,右击鼠标“图元信息”,在弹出快捷菜单中“段”后文本框中设置值为99使用偏移工具,对圆形进行偏移操作,距离为2.5。
18.png
2.再次使用偏移工具向内进行偏移操作,距离为1.8MM。如下图所示
19.png
3.选中内部的圆,按DEL键删除内部圆形。使用推拉工具分别对外圈的圆和内圈的圆向上拉伸距离为5MM和20MM如下图所示。
20.png
4.利用环绕观察工具对灯柱进行观察,发现其底部镂空了,使用直线工具,对底部进行封闭。
21.png
5.用选择工具分别选中直线,对其删除,达到如下图所示效果。
22.png
6.使用推拉工具,对内圈的圆进行推拉,推拉距离45MM,这样我们的灯柱结构设计完成。
23.png
灯座:
    1.点击菜单相机——标准视图——顶视图。使用矩形工具绘制一个长宽分别为90MM,50MM的矩形,选择推拉工具对其拉伸,拉伸距离为3MM。如下图所示
24.png
   2.选择偏移工具对上表面进行偏移操作,偏移距离为3MM。如下图所示
25.png
   3.选中拉伸工具对其外框进行拉伸操作,拉伸距离为35MM。如下图所示
26.png
   4.使用圆形工具绘制半径为10MM的圆,和2个长宽分别为30MM,10MM的矩形,及圆和矩形。具体如下所示
27.png
   5.选择推拉工具,对上图中画出的圆形及方形部分,进行挤压操作,使其表面成为通透。如下图
28.png

第二部分电路连接()
未标题-1 拷贝.jpg
第三部分代码编写
void setup()
{
  pinMode( 7, INPUT);
  pinMode( 8, INPUT);
  pinMode(11, OUTPUT);
  pinMode(12, OUTPUT);
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop()
{
  if (!( digitalRead(7) ))
  {
    delay( 100 );
    if (( !( digitalRead(8) ) && digitalRead(7) ))
    {
      digitalWrite( 11 , HIGH );
      digitalWrite( 12 , HIGH );
      digitalWrite( 13 , HIGH );

    }
  }
  if (!( digitalRead(8) ))
  {
    delay( 100 );
    if (( !( digitalRead(7) ) && digitalRead(8) ))
    {
      digitalWrite( 11 , LOW );
      digitalWrite( 12 , LOW );
      digitalWrite( 13 , LOW );
    }
  }
}

第四部分组装:
IMG_20160307_085116_AO_HDR.jpg
将三颗白色LED负极拧在一起用焊笔与一根杜邦线焊接引出,其它三根正极同法引出。
IMG_20160307_085723_AO_HDR.jpg
用热熔胶将LED裸露金属部分封闭,以免相互搭线。
IMG_20160306_144437_AO_HDR.jpg
IMG_20160306_144543_AO_HDR.jpg
IMG_20160307_085908_AO_HDR.jpg
取出灯托、灯柱将刚制作好的LED连线从灯柱穿出。
IMG_20160306_144356_AO_HDR.jpg
IMG_20160307_144858_AO_HDR.jpg
IMG_20160307_154501_AO_HDR.jpg
将两个放跌落传感器按底座对应的孔位,安装上去,并用螺丝固定。接线部分参照电路连接完成。
第五部分测试与改进
       用手从右向左分别经过两个放跌落传感器,看看你的小台灯是否亮起;反过来,手从左向有经过
两个放跌落传感器,看看你的小台灯是否灭了。
       请你对上述开关灯的方式进行评价,有那些地方可以改进。你有什么好的创意?



丄帝De咗臂  版主

发表于 2016-3-8 08:47:47

建模功底深厚,会做的小台灯棒棒的
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iooops  版主

发表于 2016-3-8 11:50:55

建模功底深厚+1
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dsweiliang  版主

发表于 2016-3-8 20:58:36

很好的教程
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swanglei  超级版主

发表于 2016-3-10 19:45:41

已经有了自己的风格了。。。3D打印机也越来越会用了,说实话,不忘初心值得学习。。。
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hnyzcj  超级版主
 楼主|

发表于 2016-3-10 19:49:31

swanglei 发表于 2016-3-10 19:45
已经有了自己的风格了。。。3D打印机也越来越会用了,说实话,不忘初心值得学习。。。 ...

能得到大师这样的表扬,我很开心
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swanglei  超级版主

发表于 2016-3-11 10:29:11

那个蓝色的零件看得出挤出有点不畅哦~~~~肿么回事?温度不够还是喷头有点堵?如果是的话可以适当清理下喷头~~~
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hnyzcj  超级版主
 楼主|

发表于 2016-3-11 10:47:38

swanglei 发表于 2016-3-11 10:29
那个蓝色的零件看得出挤出有点不畅哦~~~~肿么回事?温度不够还是喷头有点堵?如果是的话可以适当清理下喷头 ...

挤出机构的问题,紧了下就好了
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hnyzcj  超级版主
 楼主|

发表于 2016-3-23 10:48:47

多谢大师指点
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