Wifi螺旋桨船 3D打印


 Wifi螺旋桨船 3D 打印机的 3D 模型

 Wifi螺旋桨船 3D 打印机的 3D 模型
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设计师

Greg Zumwalt

3D 模型描述

带 wifi 功能的遥控双螺旋桨船

俄克拉荷马州的夏天即将结束,但孩子们、孙子孙女、侄子侄女,以及我们认识的...乎所有人仍在 Zumwalt 湖避暑。因此,为了让泳池玩具更加有趣,我决定为夏季设计最后一艘船,WiFi 螺旋桨船。

WiFi 桨船是双船体、双反向旋转螺旋桨船,使用智能手机、平板电脑或其他触控设备通过 wifi 进行控制。WiFi 螺旋桨船会创建一个 wifi 接入点(很像小型运动相机),您可以通过 wifi 设备的 wifi 设置连接到该接入点。然后,使用 wifi 触控设备的网络浏览器,您只需导航到 WiFi 螺旋桨船网页,就可以出发了!WiFi 螺旋桨船的控件与我的 WiFi 桨船设计的控件相同,因此孙子孙女可以熟悉操作。在这个版本中,我为显示屏添加了电池电压监控功能,因此,希望当电池耗尽时,无需游泳即可恢复 WiFi 螺旋桨船。
为了保持电子设备干燥,WiFi 螺旋桨船使用 3D 打印的“万向节”将电子设备定位在水线上方。我在测试装置中包含了万向节的视频,以说明它们的工作原理。

提醒一句;我设计的 WiFi 螺旋桨船是“防溅”的,而不是“防水”的,所以如果流氓波、孙子、侄女、侄子等“潜水艇”WiFi 螺旋桨船,那么祝你好运。

像往常一样,我可能忘记了一两个文件,或者谁知道还有什么,所以如果您有任何问题,请不要犹豫,因为我确实会犯很多错误。

使用 Autodesk Fusion 360 设计,使用 Cura 3.4.1 切片,并在 Ultimaker 2+ Extended 和 Ultimaker 3 Extended 上使用 PLA 打印。


3D模型打印参数

购买、打印和准备零件。

WiFi 螺旋桨船的打印、组装和接线是一项挑战,需要足够的耐心才能完成。

在开始之前...,请注意 WiFi 螺旋桨船包含大而扁平的组件,可能不适合您的构建区域,如果它们适合,则翘曲可能会成为一个重大问题,因此请使用帽檐和最佳技术来粘合构建板。还有一些非常小的零件(小到我掉在车间地板上丢失了一些)和薄壁零件(薄至 1.2 毫米),因此在打印之前,请使用切片机在层模式下测试每个零件,以确认您的打印机能够打印零件。

我为 WiFi 螺旋桨船购买了以下零件:

1 个带 Oled 显示屏的 Heltec WiFi Kit 32(在线)。
1 个 Timesetl L298N 电机驱动控制器(在线)。
2 个微型 130 直流电机(在线)。
2 个 10 x 15 x 4mm 密封滚珠轴承(我用的是 ProtekRC PTK-10046,当地业余爱好商店)。
1 个 Ares AZSZ2503 1200 mAh 2 芯/2S 7.4V 25C Lipo 电池(当地业余爱好商店)。
1 个 JST 母连接器(电池尺寸,当地业余爱好商店)。
4 个 3 x 5mm 固定螺钉(当地业余爱好商店)。
1 个 2k 欧姆电阻器(当地业余爱好商店)。
1 个 1k 欧姆电阻器(当地业余爱好商店)。
您还需要氰基丙烯酸酯胶水、伺服胶带、丙烯酸填缝剂、尖嘴钳和各种精密手动工具、珠宝锉刀、钢丝钳、剥线钳、焊料和烙铁,也许还需要透明 PLA 安全喷漆。

我以 0.1mm 的层高打印了“Axle, Propeller.stl”、“Axle.stl”、“Bolt, 8 x 1.25mm.stl”、“Bushing.stl”、“Cross Journal.stl”、“Propeller Port.stl”、“Propeller Starboard.stl”、“Yoke Motor.stl”和“Yoke.stl”,填充率为 100%。我以 0.15mm 的层高打印了其余组件,填充率为 20%。我打印了带有 PLA 支持的“Cover.stl”和“Deck.stl”,以及带有 Ultimaker Breakaway 支持的“Propeller Port.stl”和“Propeller Starboard.stl”。

我打印了以下数量的每个部件:

2 Axle, Propeller.stl
2 Axle.stl
6 Bolt, 8 x 1.25mm.stl
2 Bushing.stl
1 Cover.stl
4 Cross Journal.stl
1 Deck.stl
2 Hull.stl
1 Propeller Port.stl
1 Propeller Starboard.stl
2 Yoke Motor.stl
6 Yoke.stl
组装前,对所有部件进行试装和修整、锉平、打磨等,以确保移动表面平稳移动,非移动表面紧密贴合。根据您选择的颜色和打印​​机设置,可能需要或多或少地进行修整、锉平和/或打磨。仔细锉平与构建板接触的所有边缘,以确保确保所有构建板“渗出物”都被清除,并且所有边缘都光滑。我使用小型珠宝锉刀和足够的耐心来完成这一步。

该模型使用螺纹组件(8 x 1.25 毫米),因此可能需要 8 x 1.25 毫米丝锥和板牙来清洁螺纹组件。

关于船体,打印后,将 6 个螺栓完全插入船体顶部的螺纹孔中,将每个船体浸入水下约一分钟,取出、晾干并摇晃,看看是否有水渗入船体。如果有,在船体上喷几层透明 PLA 安全喷漆,晾干后再测试。

对 Heltec WiFi Kit 32 进行编程。

WiFi Propeller Boat 是在 Arduino 环境中为 ESP32 芯片编写的。网络上有许多优秀的教程详细介绍了 Arduino 环境的使用,因此我不会在这里重复它们。

关于 WiFi Propeller Boat 网页,我使用 html“canvas”元素来制作图形,使用画布事件“touchstart”、“touchmove”和“touchend”来控制。我相信该软件应该可以在 iOS 以外的触控设备上使用,但无法确认它是否可以。

通过 USB 电缆将 Heltec Wifi Kit 32 连接到您的计算机,打开 Arduino 环境并加载文件“WiFiPropellerBoat.ino”。文件顶部有一系列包含文件(以“.h”结尾的文件)。确保您已在 Arduino 环境中安装与每个包含文件关联的库。

WiFi Propeller Boat 在接入点模式下运行(此模式类似于各种小型运动相机),您可以将智能手机 wifi 直接连接到 WiFi Propeller Boat wifi。我使用 ssid“WiFiPropellerBoat”、密码“WiFiPropellerBoat”和 IP 地址“192.168.20.20”对“WiFiPropellerBoat”进行了编程。在编译并将软件下载到 WiFi Kit 32 之前,您可能希望更改这些参数以满足您的需求。
安装所有库并设置 ssid、密码和 ip 地址后,编译并将软件下载到 WiFiKit 32。下载后,WiFi Kit 32 OLED 应显示标题、版权,最后显示 AP 名称和 IP 地址。转到智能手机上的 wifi 设置,使用密码登录 WiFi Kit 32 接入点 ssid。完成 wifi 连接后,打开智能手机上的 Web 浏览器并导航到 ip 地址。如果成功,WiFi Kit 32 OLED 中间应出现闪烁的“停止标志”样式图像,智能手机显示屏上应出现蓝点。如果将蓝点拖到显示屏顶部,WiFi Kit 32 OLED 上应出现向上箭头以及两个电量指示器。将蓝点拖到智能手机显示屏周围并检查 OLED 响应。

接线。

要将电机速度控制器连接到电机和 WiFi Kit 32,我执行了以下步骤。

左舷(左)电机连接到电机速度控制器 OUT4(“-”)和 OUT3(“+”)螺丝端子。将 100mm 长的 AWG 16 红线焊接到左舷电机“+”端子,将 100mm 长的 AWG 16 黑线焊接到左舷电机“-”端子。将这些线的自由端镀锡,然后将红线的镀锡自由端连接到电机速度控制器 OUT3 端子,将黑线的镀锡自由端连接到 OUT4 端子。

右舷(右)电机连接到电机速度控制器 OUT1(“-”)和 OUT2(“+”)螺丝端子。将 100mm 长的 AWG 16 红线焊接到右舷电机“+”端子,将 100mm 长的 AWG 16 黑线焊接到右舷电机“-”端子。将这些电线的自由端镀锡,然后将红线的镀锡自由端连接到电机速度控制器 OUT2 端子,将黑线的镀锡自由端连接到 OUT1 端子。

在电机速度控制器板上,6 针接头式连接器提供电机控制接口。我使用了 6 针 Arduino 式母接头连接器,并将控制线焊接在此接头连接器和 Heltec WiFi Kit 32 之间,如下所示:

在 WiFi Kit 32 上的引脚 26 和电机速度控制器接头上的 ENA 接头引脚之间焊接 100mm 长的 AWG 26 绿线。

在 WiFi Kit 32 上的引脚 12 和电机速度控制器接头上的 IN1 接头引脚之间焊接 100mm 长的 AWG 26 蓝线。

在 WiFi Kit 32 上的引脚 13 和电机速度控制器接头上的 IN2 接头引脚之间焊接 100mm 长的 AWG 26 黄线。

在 WiFi Kit 32 上的引脚 27 和电机速度控制器接头上的 IN3 接头引脚之间焊接一根 100mm 长的 AWG 26 蓝线。

在 WiFi Kit 32 上的引脚 14 和电机速度控制器接头上的 IN4 接头引脚之间焊接一根 100mm 长的 AWG 26 黄线。

在 WiFi Kit 32 上的引脚 25 和电机速度控制器接头上的 ENB 接头引脚之间焊接一根 100mm 长的 AWG 26 绿线。

电机速度控制器还在 3 针螺丝端子上提供稳压 5vdc,我用它来为 WiFi Kit 32 供电。要将电机速度控制器的电源连接到 WiFi Kit 32,请将一根 100mm 长的 AWG 26 红线焊接到 WiFi Kit 32 5V 引脚。接下来,将一根 100mm 长的 AWG 26 黑线焊接到 WiFi Kit 32 GND 引脚。将两根电线的自由端镀锡,然后将红线的镀锡自由端连接到 3 针螺丝连接器上的电机速度控制器 +5V 针脚,将黑线的镀锡自由端连接到 3 针螺丝连接器上的电机速度控制器 GND 针脚。

整个电路由 7.4vdc 1200ma LiPo 电池供电。要将电池连接到电机速度控制器,请将 JST 母连接器红线连接到 3 针螺丝端子上的电机速度控制器 +12V 针脚,将 JST 母连接器黑线连接到 3 针螺丝端子上的 GND 针脚(此端子与 WiFi Kit 32 接地共用接地)。

最后,要监控电池电压,请将 2k 欧姆电阻的一端连接到 3 针螺丝端子上的电机速度控制器 +12 针脚。接下来,将 1k 欧姆电阻的一端连接到 3 针螺丝端子上的电机速度控制器 GND 针脚。接下来,将电阻器的两个自由端焊接在一起,然后在电阻器焊点和 WiFi 套件 32 的引脚 36 之间焊接 100mm 长的 AWG 26 黄线。

仔细检查所有接线。

组装驱动轴。

组装驱动轴需要两个下轭组件和两个上轭组件。

下轭组件所需的零件是 2 个“Yoke.stl”和 1 个“Cross Journal.stl”。首先将十字轴颈卡入其中一个轭中,如图所示。我使用尖嘴钳来协助完成此步骤。接下来,小心地将剩余的轭卡到十字轴颈上。完成后,组件应轻松平稳地在两个轴上旋转。对第二个下轭组件重复此过程。
组装上轭所需的零件有 1 个“Yoke.stl”、1 个“Yoke Motor.stl”和 1 个“Cross Journal.stl”,它们的组装方式与下轭组件相同。对第二个上轭组件重复此过程。

完成上轭和下轭组件后,接下来将“Propeller Port.stl”按到“Axle, Propeller.stl”上。这应该非常紧密。对“Propeller Starboard.stl”和剩余的螺旋桨轴重复此过程。

接下来将一个“Bushing.stl”按入 10 x 15 x 4 毫米密封轴承之一。这应该紧密配合。对剩余的衬套和轴承重复此过程。

按照图示将其中一个衬套/轴承组件按到其中一个螺旋桨轴上,距离轴末端 4 毫米。这应该紧密配合。对剩余的组件重复此过程。

按照图示将其中一个下部轭组件压到其中一个螺旋桨轴上,确保轴的末端与轭的内表面齐平。这应该是紧密配合。对剩余组件重复此过程。

按照图示将一个“Axle.stl”压入下部轭组件上的一个自由轭中,确保轴的末端与轭的内表面齐平。这应该是紧密配合。对剩余组件重复此过程。

按照图示将一个上部轭组件压到“Axle.stl”的自由端上,确保轴的末端与轭的内表面齐平。这应该是紧密配合。对剩余组件重复此过程。

使用 1.5 毫米六角扳手,将 3 x 5 毫米固定螺钉拧入电机轭。

最终组装。

按照图示将电机压入甲板上的位置。电机电线将靠近船体外部,电机通风口将朝向甲板电机支架上的椭圆形孔。

在“Deck.stl”中的 4 个孔的底部涂抹一层硅填缝剂,然后使用两个“Bolt, 8 x 1.25mm.stl”将一个“Hull.stl”固定在甲板下方,如图所示。对剩余的船体重复此过程。

将剩余的两个“Bolt, 8 x 1.25mm.stl”安装到船体上剩余的两个孔中(这些孔用于“未来”功能)。

小心地将螺旋桨左舷轴组件(电机轭端先插入)插入左舷船体的后孔中,完全滑入到位,直到电机轭完全接合在左舷电机轴上并且轴承与船体外部表面齐平(这将是紧密配合)。小心地拧紧电机轭架上的两个固定螺钉,直到轭架牢固地固定在电机上。对右​​舷船体上的螺旋桨右舷轴组件重复此过程。

将电机速度控制器和 WiFi Kit 32 放到如图所示的位置,并用伺服胶带固定到位。

将 Heltec WiFi Kit 32 放到如图所示的位置,并用伺服胶带固定到位。

将电池放在电机速度控制器和 Heltec WiFi Kit 32 之间,如图所示。

将电池插入电机速度控制器并检查显示操作是否正常。

测试。

组装完成后,在第一次水测试之前,我执行以下任务:

将 WiFi 螺旋桨船放在平坦的表面上,螺旋桨自由悬挂(在边缘上)。

插入电池。

将启用 wifi 的设备连接到 WiFi 螺旋桨船 wifi(我的 WiFi 螺旋桨船 ssid 是“WiFiPropellerBoat”)。

在启用 wifi 的设备上打开 Web 浏览器。导航到 WiFi 螺旋桨船 IP 地址(我的 WiFi 螺旋桨船 IP 地址是 192.168.20.20)。

当网络浏览器上出现蓝点时,WiFi Kit 32 OLED 上会闪烁“停止标志”样式的图像。

将点拖到显示屏的顶部中心,OLED 显示屏会显示一个向上箭头和 2 个功率水平指示器(一个用于左舷电机,另一个用于右舷电机)。确保螺旋桨朝正确的方向转动。

将点移动到显示屏的底部中心,观察 OLED 指示和螺旋桨运动是否正确。

完成后,将盖子放在甲板上的电子舱上,将 WiFi 螺旋桨船放入水中,然后就可以出发了!

这就是我打印、编程、接线和组装 WiFi 螺旋桨船的方式。

希望你喜欢!


标签

无线上网 远程控制 玩具船 终极制造者 Autodesk fusion 360 玩具

执照

CC Atribution

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