送给LP的七彩大钻石 – 2档变速箱+LED色彩控制

玩具功能

  1. 减速齿轮组,把电机速度降低。
  2. 齿轮比可以调。两档变速。
  3. 只能停转后才能换挡。想过做个离合器,貌似没法3D打印实现吧。如果哪位高手有办法,请赐教。
  4. LED彩灯,两个模式。
    A. 随机颜色,过渡变换。
    B. 手动模式,三个可调变阻器,分别控制RGB值。

经验总结

  1. 先说教训吧。烧掉一块arduino nano。实验成功后跟LP显摆,结果9v供电把VIN和GND接反了。一股青烟,换来LP大人的欢笑。
  2. 还烧掉一块电池充电保护板。教训时,焊电池的时候,最后一步再焊正负级
  3. 设计建模时,多根电线绑在一起时,直径要打出富裕。
  4. 要充分考虑到沉积打印成品的受力特点。几件东西拼接的时候,不能用插头链接。一定要用的话,插头做到很粗。而且插孔要大,拔出时不能有阻力。这次折了粘,粘了折,用掉不少502。
  5. 意外发现,502粘完后,再用玻璃胶沾一下。还算比较结实。

制作过程记录

代码见本文末尾。SolidWorks模型最近几天发到thingiverse.com上。

一. 电路原型

原型测试成功后,画电路图。不赶紧画出来,三天后自己就搞不清楚一堆乱线怎么插出来的了。

先用arduino uno做设计。考虑到成品尺寸不能太大,最后改在nano dreamer上实现。

二. 电路板焊接

焊接工作台。焊接手艺有待提高,好在倒是一次成功。该连的都连上了,不该连的都还分着。

三. SolidWorks建模

 

这一步花的时间最长。建好了是这样。

才知道齿轮都有模数一说。模数一样的,才能咬合得上。

四. 3D打印

每天早上开始打,顺利的时候,晚上回来能出炉一批零件。

当然也有不顺的时候。。。回来需要打扫卫生。

都打出来,差不多是这样。

五. 最后组装调试

 

 

代码:

/*
version 2:
 removed IC L293D
 added color LED, auto / manual color change
 added 3 pots
 */
//#include <string.h>
#define potPinR 0
#define potPinG 1
#define potPinB 2
#define transistorPin 4
#define bluePin 9
#define greenPin 10
#define redPin 11
int redValue=0;
int greenValue=0;
int blueValue=0;
int mButtonPin= 5;   //motor button pin, digital
int lButtonPin= 6;  // led button pin, digital
int buttonState[] = {
  LOW, LOW};    //[0] > motor, [1] > led.
//int buttonState[1] = LOW;
int lastButtonState[] = {
  LOW, LOW};                  // 记录button前一个状态值
int reading[] = {
  0,0};
long lastDebounceTime[] = {
  0,0};
long debounceDelay = 50;                    //去除抖动时间
int mSwitchStatus = LOW;
int lSwitchStatus = LOW;
int ledMode = 1;  //  0>turn off, 1 > auto color, 2 > manual color
float RGB1[3];
float RGB2[3];
float INC[3];
void setup(){
  //  pinMode(potPin,INPUT);
  pinMode(transistorPin,OUTPUT);
  pinMode(potPinR,INPUT);
  pinMode(potPinG,INPUT);
  pinMode(potPinB,INPUT);
  pinMode(mButtonPin, INPUT);  // motor on/off
  pinMode(lButtonPin, INPUT);  // led on/off
  Serial.begin(9600);
  digitalWrite(transistorPin,HIGH);
  randomSeed(millis());
  RGB1[0]=0;
  RGB1[1]=0;
  RGB1[2]=0;
  RGB2[0]=random(256);
  RGB2[1]=random(256);
  RGB2[2]=random(256);
}
void loop(){
  mSwitchStatus=digitalRead(transistorPin);
  buttonDebounce(mButtonPin,0);   //[0] > motor, [1] > led.
  buttonDebounce(lButtonPin,1);   //[0] > motor, [1] > led.
  switch(ledMode){
  case 0:
    lSwitchStatus=LOW;
    offRGB();
    redValue=0;
    greenValue=0;
    blueValue=0;
    analogWrite(redPin,redValue);
    analogWrite(greenPin,greenValue);
    analogWrite(bluePin,blueValue);
    break;
  case 1:
    /*  redValue=0;
     greenValue=100;
     blueValue=0;
     analogWrite(redPin,redValue);
     analogWrite(greenPin,greenValue);
     analogWrite(bluePin,blueValue);            */
    for (int x=0;x<3;x++){ RGB2[x] = random(256); RGB2[x] = constrain(RGB2[x], 0, 255); //delay(20); } colorRGB(); break; case 2: redValue=analogRead(potPinR)/4; greenValue=analogRead(potPinG)/4; blueValue=analogRead(potPinB)/4; /* Serial.print("pot Red: "); Serial.print(redValue); Serial.print(". pot Green: "); Serial.print(greenValue); Serial.print(". pot Blue: "); Serial.println(blueValue); */ analogWrite(redPin,redValue); analogWrite(greenPin,greenValue); analogWrite(bluePin,blueValue); break; } Serial.print("mSwitchStatus: "); Serial.print(mSwitchStatus); Serial.print(". lSwitchStatus: "); Serial.println(lSwitchStatus); } boolean buttonDebounce(int buttonPin, int deviceID){ //deviceID [0] > motor, [1] > led.
  //  delay(800);
  //  Serial.println(strf);
  reading[deviceID] = digitalRead(buttonPin);   //reading用来存储buttonPin的数据
  // 一旦检测到数据发生变化,记录当前时间
  if (reading[deviceID] != lastButtonState[deviceID]) {
    lastDebounceTime[deviceID] = millis();
  }
/*
  Serial.print("ButtonPin: ");
   Serial.print(buttonPin);
   Serial.print(". now: ");
   Serial.print(millis());
   Serial.print(". last: ");
   Serial.print(lastDebounceTime[deviceID]);
   Serial.print(". reading: ");
   Serial.print(reading[deviceID]);
   Serial.print(". buttonState: ");
   Serial.println(buttonState[deviceID]);
*/
  // 等待50ms,再进行一次判断,是否和当前button状态相同
  // 如果和当前状态不相同,改变button状态
  // 同时,如果button状态为高(也就是被按下),那么就改变继电器的状态
  if ((millis() - lastDebounceTime[deviceID]) > debounceDelay) {
    //      Serial.println(">100ms");
    if (reading[deviceID] != buttonState[deviceID]) {
      buttonState[deviceID] = reading[deviceID];
      Serial.println("StateDiff");
      if (buttonState[deviceID] == HIGH) {
        if(deviceID==0){  //motor
          mSwitchStatus=!mSwitchStatus;
        }
        else if(deviceID==1){ //led
          //          Serial.print("ledMode: ");
          //          Serial.println(ledMode);
          //           lSwitchStatus=!lSwitchStatus;
          if(ledMode==2){
            ledMode=0;
          }
          else{
            ledMode =ledMode+1;
          }
        }
      }
    }
  }
  digitalWrite(transistorPin,mSwitchStatus);
 //  Serial.print("Turn: ");
 // Serial.println(lSwitchStatus);
  // 改变button前一个状态值
  lastButtonState[deviceID] = reading[deviceID];
}
void offRGB(){
  RGB2[0]=0;
  RGB2[1]=0;
  RGB2[2]=0;
  for (int x=0; x<3; x++){
    INC[x] = ( RGB2[x] - RGB1[x] ) / 128;
  }
  for ( int x =0 ; x<128; x++) {
    redValue = int(RGB1[0]);
    greenValue = int(RGB1[1]);
    blueValue = int(RGB1[2]);
    analogWrite(redPin, redValue);
    analogWrite(greenPin, greenValue);
    analogWrite(bluePin, blueValue);
    delay(3);
    RGB1[0] += INC[0];
    RGB1[1] += INC[1];
    RGB1[2] += INC[2];
  }
}
void colorRGB(){
  /*
   int potRed = analogRead(potRedPin);     // potRed存储模拟口0读到的值
   int potGreen = analogRead(potGreenPin); // potGreen存储模拟口1读到的值
   int potBlue = analogRead(potBluePin);  // potBlue存储模拟口2读到的值
   int val1 = map(potRed,0,1023,0,255);     //通过map函数转换为0~255的值
   int val2 = map(potGreen,0,1023,0,255);
   int val3 = map(potBlue,0,1023,0,255);
   int val1 = random(255);
   int val2 = random(255);
   int val3 = random(255);
   */
  randomSeed(millis());
  for (int x=0; x<3; x++){
    INC[x] = ( RGB2[x] - RGB1[x] ) / 128;
  }
  for ( int x =0 ; x<128; x++) { redValue = int(RGB1[0]); greenValue = int(RGB1[1]); blueValue = int(RGB1[2]); //串口依次输出Red,Green,Blue对应值 /* Serial.print(x); Serial.print(" Red:"); Serial.print(redValue); Serial.print(" Green:"); Serial.print(greenValue); Serial.print(" Blue:"); Serial.println(blueValue); */ analogWrite(redPin, redValue); analogWrite(greenPin, greenValue); analogWrite(bluePin, blueValue); delay(3); RGB1[0] += INC[0]; RGB1[1] += INC[1]; RGB1[2] += INC[2]; buttonDebounce(mButtonPin,0); //[0] > motor, [1] > led.
  buttonDebounce(lButtonPin,1);   //[0] > motor, [1] > led.
  }
  for (int x=0;x<3;x++){
    RGB2[x] = random(256);
    RGB2[x] = constrain(RGB2[x], 0, 255);
    delay(20);
  }
}

 

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