Бесполезная коробка своими руками: Как сделать бесполезную роботизированную коробку URoboBox, чертеж, прошивка

Как сделать бесполезную роботизированную коробку URoboBox, чертеж, прошивка

Многие из вас наверняка знают и видели гаджет под названием «Бесполезная коробка».

Но коробочка эта, вовсе не бесполезная, игра с ней дает немало положительных эмоций.

Решив позабавить своих детей, друзей и знакомых, я сделал URoboBox.

Это моя версия легендарной коробки.

Наткнулся в сети на такую штуку:

https://www.youtube.com/watch?v=mOPPas21Kbk

И еще вариант продвинутый вариант от LEGO:

В интернете также нашел инструкцию как собрать самостоятельно URoboBox — бесполезную роботизированную коробку.

URoboBox – Useless Robotic Box (Бесполезная Роботизированная Коробка).

Коробочка получилась простая, с минимальной начинкой доступной каждому. Для тех, кто хочет сделать такую коробку, прилагаю подробную инструкцию по сборке и все необходимые файлы. Для начала давайте посмотрим что получилось.

URoboBox в действии:

URoboBox может работать в двух режимах, случайный выбор движений и по порядку.

Коробочка имеет 7 движений для отключения тумблера, можно добавлять свои движения.

Если рычаг по каким-то причинам не может выключить тумблер, то после трех попыток коробочка переходит в режим ожидания.

Работа продолжится после отключение тумблера вручную.

Далее идет часть для тех кто желает собрать такую коробочку самостоятельно.

Работа URoboBox изнутри:

Корпус и рычаг вырезаны лазером из фанеры толщиной 4 мм.

Вы можете использовать любой другой материал, например, пластик, оргстекло.

Но толщина материала не должна превышать 4 мм, в противном случае, вам придется изменить чертежи.

Чертежи нарисованы в программе CorelDRAW X6.

Следуйте инструкции и у вас всё получится.

ВНИМАНИЕ: Вовремя сборки внимательно смотрите на фотографии и располагайте детали именно так, как они расположены на фото.

Необходимые компоненты:

1. Плата Arduino. Я использую Arduino Mega, вы можете использовать любую другую.
2. Тумблер с двумя положениями. Диаметр втулки с резьбой не должен превышать 6 мм.
3. Серво. Я использую TowerPro g9. Если вы будете использовать другие серво, вам придется изменить чертежи крепления серво.
4. Элементы питания.
5. Супер клей. Маленькие тюбики, желательно гель.
6. Шесть маленьких саморезов диаметром до 2.5 мм.
7. Сверло 2 мм, 1 мм. Дрель или шуруповерт.

Инструкция по сборке:

Крепление для Arduino.

1. Возьмите необходимые детали. Расположите их точно также как на фото (рис. 1).
2. Переверните боковую стенку, поставьте детали крепления (гантельки) в прямоугольные отверстия (рис. 2).
3. Сделайте отметки с двух сторон у каждой «гантельки», примерно посередине, между прямоугольными отверстиями (рис. 2 и рис. 3).
4. Поочередно, установите «гантельки» с обратной (внутренней стороны) и просверлите отверстия (сверло 2 мм) в местах указанных точками на рисунке (рис. 3). Сверлите таким образом, чтобы сверло вошло в стенку «гантельки» прямо по центру. Диаметр сверла зависит от диаметра самореза.
5. Закрепите «гантельки» саморезами (рис. 4, рис. 5).
6. Возьмите пластинку для крепления Arduino. Приложите к ней плату так, чтобы совпали отверстия для креплений. Отметьте где будет находиться гнездо USB и куда оно направлено (рис. 6).
7. Нанесите клей на паз «гантелек» (рис. 7), приложите пластину крепления Ардуино к «гантелькам» и дождитесь пока она приклеится.

Вот что у вас должно получиться: 

Корпус

1. Разложите детали так, как показано на фото (рис. 8). Синими стрелками указаны основные элементы деталей, убедитесь, что ваши детали лежат также.
2. Склейте скотчем: дно, левый торец, заднюю стенку и правый торец (видео 2). Соблюдайте расположение деталей.
   3. Нанесите клей на торцы пазов дна и передней стенки (рис. 9). Прижмите переднюю стенку и дождитесь высыхания клея. У вас должно получиться так (видео 3).
3. Склейте скотчем: дно, левый торец, переднюю стенку и правый торец. Нанесите клей на торцы пазов дна и задней стенки (рис. 10).
4. Прижмите заднюю стенку соблюдая расположение деталей и дождитесь высыхания клея. Вот что у вас должно получиться (видео 4).
5. Со стороны правого торца, намажьте клеем торцы пазов задней стенки, дна и передней стенки. Аккуратно вставьте правый торец в пазы и дождитесь засыхания клея.
6. Левый торец приклеивать не нужно.

Вот что должно получится:

Левая верхняя крышка:

1. Возьмите корпус, левую крышку и 2 крючка (рис. 11).
2. Приклейте крючки. Крючок в корпусе должен быть направлен прорезью в сторону левого торца коробки. Крючок на крышке должен быть направлен прорезью в сторону правого торца (рис. 12), (рис. 13).
3. Возьмите канцелярскую скрепку, распрямите её и откусите кусачками два куска по 3 см. Загните оба отрезка как показано на рисунке (рис. 14).
4. Уберите стенку левого торца, приложите правую верхнюю крышка как показано на рисунке (рис. 13) и просверлите отверстие (сверло 1 мм) в указанных на картинке местах (рис. 15). Сверло должно пройти сквозь боковые стенки и в середину торца верхней крышки.
5. Вставьте в просверленные отверстия скобы из канцелярской скрепки (рис. 16).
6. Загните каждую скобу так, чтобы «свободный» конец был направлен внутрь корпуса (рис. 17).
7. Возьмите резинку для денег, сложите её в двое, закрутите на нужное число оборотов и наденьте на крючки (рис. 18).

Вот что у вас должно получиться:

Крепление серво, рычага, тумблер, завершение сборки:

1. Возьмите крепление для серво и сам сервопривод (рис. 19).
2. Вставьте серво в прямоугольное отверстие, при этом вал серво должен быть ближе к верхнему краю крепления. Нижняя часть крепления обозначена отверстием (рис. 20, рис. 21). Закрепите серво шурупами или винтиками M2 (пример на фото), предварительно просверлив отверстия (сверло 2 мм).
3. Возьмите две части рычага (рис. 22), склейте их или соедините винтиками (пример на фото). Прикрутите качалку от серво точно также, как на фото (рис. 23).
4. Поставьте серво в положение 0 градусов и закрепите рычаг на серво. Прямая часть рычага должна быть направлена вниз (рис. 24).
5. Возьмите тумблер, провода штекера и сопротивление 10 кОм. Припаяйте провода и сопротивление как на картинке (рис. 25).
6. Закрепите тумблер в правой верхней крышке как на картинке (рис. 26).
7. Если у вас не Arduino Mega, тогда изготовьте вот такой провод (рис. 27).
8. Подключите все компоненты к ардуино, смотрите схему (рис. 28, рис. 29, рис. 30).
9. Закрепите Ардуино. Установите крепление с серво таким образом, чтобы вал серво был направлен в сторону задней стенки. Блок с батареями можно разместить на стенке левого торца (рис. 31, рис. 32).
10. Закрепите верхнюю правую крышку и левый торец при помощи шурупов. Предварительно, под шурупы просверлите отверстия (сверло 2 мм) (рис. 33).

Вот что у вас должно получиться:

Настройка программы:

Откройте код для URoboBox. В самом начале кода, вы увидите раздел настроек.

1. Укажите пины на которых подключены серво (пин 3) и тумблер (пин 2).
2. Укажите минимальное положение рычага, по умолчанию 10. Максимальное положение рычага, в диапазоне от 90 до 110. Укажите такой градус, при котором в максимальном положении рычаг будет выключать тумблер.
3. Укажите пин для светодиода подсветки.
4. Выберите режим работы URoboBox, 1 — Выбор движений в случайном порядке, 2 — Движения идут по порядку.
5. Общее число движений. Измените это число, если вы добавляли свои движения, укажите общее число движений.
6. Настройте движение Shake, читайте описание в коде.

Файлы проекта:

Код URoboBox для Arduino (СКАЧАТЬ)

Архив с файлом чертежей URoboBox для лазерной резки. Файл создан в программе CorelDRAW X6. (СКАЧАТЬ)

А еще есть робот неваляшка

Робот-собака своими руками:

Радио-управляемая машина на ТВ пульте:

Источник

Про Ардуино и не только: Бесполезная коробка на ATmega328P

Бесполезная коробка на ATmega328P

Последнее время у меня в блоге одни микроконтроллеры, программаторы и загрузчики. Надо бы отвлечься и написать о чем-то, что можно собрать своими руками. Думаю, «бесполезная коробка» отлично подойдет для этого: эта забавная поделка обязательно понравится и ребенку, и взрослому, а сделать ее под силу каждому.

Необходимые компоненты

Для сборки бесполезной коробки потребуются:

• Собственно коробочка. Ее можно сделать из дерева или фанеры.
• Микроконтроллер ATmega328P. Можно использовать и Ардуино, но она будет значительно быстрее сажать батарею.
• Тумблер.
• Два сервопривода. Я использую самые дешевые SG90.
• Батарейки/аккумулятор. Нам нужно 5-6 вольт.
• Полевой транзистор (у меня под рукой только IRF540, он вполне подходит).
• Сопротивление в несколько кОм, номинал особой роли не играет.

Прежде чем перейти к описанию изготовления бесполезной коробки я приведу несколько соображений, которых я придерживался. Во-первых, не хотелось бы устанавливать в такой игрушке дополнительный выключатель для управления ее питанием. То есть коробка должна быть всегда включена и готова к работе. Значит нужно позаботиться об энергосбережении в режиме ожидания. Поэтому желательно использовать именно отдельный микроконтроллер, а не Ардуино, так как он позволяет добиться значительного снижения энергопотребления. Я решил использовать ATmega328P с тактированием от внутреннего RC-генератора 8МГц. В режиме сна он потребляет менее 1мкА. Если вы планируете использовать Ардуино, то я бы порекомендовал Pro Mini 8MHz, из нее нужно выпаять светодиод-индикатор питания и запитать ее через пин 5V (в обход стабилизатора).

Если Ардуино / микроконтроллер можно перевести в режим энергосбережения, то картину портят сервоприводы: даже в режиме простоя они потребляют несколько миллиампер. Здесь-то и пригодится транзистор, с его помощью можно отключать питание сервоприводов пока микроконтроллер спит. Полевой транзистор удобен тем, что он управляется не током, а напряжением, потому весьма экономичен. Но, думаю, для этой задачи можно подобрать и биполярный транзистор.

Изготовление коробки

Для изготовления коробки подойдет фанера 6мм. Мне приятнее работать с деревом, поэтому я выстрогал дощечку указанной толщины из осины. Размеры коробки прикиньте сами, чтобы внутри уместились все компоненты. Главное требование: ширина коробки должна быть достаточной для размещения в ней сервопривода, чтобы его рычаг находился на одном уровне с тумблером, то есть посередине ширины коробки. Остальные размеры на ваше усмотрение.

Детали я выпилил на лобзиковом станке:

Рычаг, который выключает тумблер, я склеил из трех отдельных частей. Если делать его из фанеры, то он может быть и цельным. Чтобы определиться с размерами и формой рычага я установил тумблер в обрезке доски и приклеил к ней сервопривод на двусторонний скотч. Затем, соединив детали будущего рычага струбцинами, подобрал подходящую форму, чтобы он свободно поворачивался и доставал до тумблера:

Другой рычаг должен поднимать крышку, с его изготовлением нет ничего сложного. Можно было бы обойтись и пластиковым рычагом, что идет в комплекте с SG90, но он для этого коротковат.

Сами сервоприводы отлично держатся в коробке на двустороннем скотче.

Отдельно можно упомянуть о креплении рычагов к сервоприводам. К сервам хорошо подходят штатные пластиковые рычаги. Остается только соединить их с деревянными деталями. Я рассматривал разные варианты их соединения, в итоге остановился на следующем: в деревянной рейке просверлил отверстие для вала сервопривода и вырезал углубление по форме пластикового рычага. Вклеил в это углубление рычаг, сверху приклеил вторую рейку. Пластиковый рычаг оказался внутри деревянной «оправы». После высыхания клея я довел рычаг до ума на шлифовальном станке:

Петли для крышки я купил на Aliexress, у нас таких маленьких я не нашел. Чтобы крышка всегда была прикрыта, ее нужно подтянуть пружиной или резинкой:

И, наконец, дно коробки я посадил на винты. Гайки под них установлены по углам коробки. Можно использовать вместо них маленькие гвозди, кому как нравится.

Схема и питание коробки

Нам нужно управлять работой двух сервоприводов и отслеживать состояние тумблера. Для этого подключим их к микроконтроллеру по следующей схеме:

Как уже отмечалось, в моей коробке работает микроконтроллер ATmega328P. Я развел и вытравил под него плату (мои схема и разводка доступны в EasyEDA по ссылке: https://easyeda.com/VladimirTsibrov/uselessbox-on-atmega328p), сделал разъемы для подключения сервоприводов, питания и тумблера, а также вывел пины RX, TX и Reset. Подключившись к ним, можно заливать скетчи в микроконтроллер, не извлекая его из платы.

Эта же схема для тех, кто предпочитает Ардуино и схемы fritzing:

Отслеживать переключения тумблера удобно при помощи внешнего прерывания, поэтому он подключен к пину 2. Для управления сервоприводами нужны выводы, поддерживающие PWM, а для управления их питанием подойдет любой вывод. Я использовал пины 9, 10 и A5 для удобства разводки платы. Вы можете выбрать другие, внеся соответствующие изменения в скетч.

Для питания подойдут 4 «пальчиковые» батарейки. Учтите, что 6 вольт — это максимально допустимое напряжение для AVR микроконтроллеров, превышать его нельзя. А даташит и вовсе не рекомендует допускать длительную работу микроконтроллера при напряжении питания 6В. В режиме сна моя коробка потребляет около 0,2мкА. Я установил в нее щелочные батарейки, думаю, их хватит надолго.

Алгоритм работы и скетч

Алгоритм работы коробки можно описать примерно так:

1. В течение нескольких секунд ожидаем переключения тумблера. Дождавшись, переходим к пункту 4.

2. По истечении времени ожидания отключаем питание сервоприводов и переводим микроконтроллер в спящий режим.

3. Выход из спящего режима возможен по внешнему прерыванию. Таким образом при переключении тумблера микроконтроллер проснется, включит питание сервоприводов и мы снова окажемся на пункте 1.

4. Необходимо переключить тумблер.

4.1 Если микроконтроллер только что вышел из сна, то переключаем тумблер без эффектов. Так незнакомый с коробкой человек сразу поймет ее смысл. Возвращаемся к пункту 1.

4.2 Если это уже не первое переключение тумблера игроком после пробуждения микроконтроллера, то:

4.2.1 разнообразим поведение коробки эффектами (приоткрыть, похлопать крышкой и т.п.), после чего возвращаемся к пункту 4;

4.2.2 или переключим тумблер и вернемся к пункту 1.

5. Опять же чтобы разнообразить поведение коробки, после каждого переключения тумблера засекается время реакции игрока. Если игрок несколько раз подряд переключает тумблер за короткий промежуток времени, то рычаг не убирается, крышка не закрывается, а коробка переключает тумблер без эффектов. Это происходит до тех пор, пока игрок не сбавит темп.

Скетч, реализующий описанное поведение, можно скачать здесь. Разумеется, нужно будет самостоятельно подобрать позиции для сервоприводов и вписать их в скетч.

А вот и видео с получившейся игрушкой:

Бесполезный ящик (обновление 2023)

Бесполезный ящик

Вверху: «ядовитый миньон» приветствует читателей поста. Не?

Как показано в посте Art-a-Tronic о конкурсе PiCasso Design Challenge Art-a-Tronic Extra – Robots Got Talent in Malem , выставка несколько изменилась, в то время как ее уровень интерактивности переместился в район Гент Малем, организованный как часть MSAP , проект Malem Street Art,  из удачной идеи Koen Vromman — бельгийский художник и видеопродюсер покадровых фильмов.

Одна из целей проекта MSAP — познакомить соседских детей с программированием посредством серии семинаров на основе Arduino. Идея становится реальной (я всегда стараюсь это делать, воплощая идеи в реальность), когда к команде присоединилась Cristina Ciocci из Ingegno Maker Space : мы запустили первую мастерскую Malem Arduino по сборке игрушки, просто бесполезной коробки .

Внизу: я и Кристина перед началом мастер-класса в одной из наших самых профессиональных поз (Ph. antoricagno )

Бесполезная коробка

К 5 апреля, когда стартовал проект Art-a-Tronic, Element14 взял на себя ключевую роль, выступая в качестве главного спонсора и сторонника проекта, чтобы сделать его заметным. Теперь пришло время призвать к исполнению обязанностей другого главного спонсора, Elegoo.com , который сделал возможным это бесполезное мероприятие , предоставив наборы Arduino для студентов. Здесь мы увидим, как я построил прототип бесполезной коробки на основе Arduino, нескольких электронных компонентов и некоторых [фальшивых] игрушек-роботов, предложенных другом Коэном.

Прежде чем продолжить техническое чтение, взгляните на некоторые сцены Malem Arduino Workshop в видео ниже.

Проверка концепции и дизайна

Сам проект игрушки не особенно сложен; по-настоящему сложной задачей было соблюдение двух допущений:

1. Сделать проект простым для сборки и понимания классом детей, большинство из которых при первом знакомстве с Arduino;
2. Сделайте компоненты проекта воспроизводимыми в виде сборочного набора средней сложности, а пока в каждой коробке должно быть что-то оригинальное.

Доказательство концепции

Бесполезная коробка

Основная идея бесполезной коробки сосредоточена на плате Arduino, управляющей сервоприводом. Окончательная версия прототипа, а также наборы для мастерской также включали еще пару компонентов; на приведенном выше эскизе показана верхняя коробка с возможным распределением компонентов.

Самые интересные бесполезные ящики (примеров и проектов можно найти в интернете предостаточно) это те, которые выполняют какую-то сложную задачу, как будто внутри есть что-то живое. Для этого всегда используются два двигателя (или большие сервоприводы), действующие независимо: один предназначен для движения руки, а другой — для движения коробки. Вместо этого мне пришлось наложить два ограничения: использование одного микросервопривода для питания напрямую от платы Arduino и сохранение пользовательского поведения в соответствии с контекстом Malem Robotica. На приведенном ниже эскизе показана механическая идея, над которой я работал, чтобы достичь цели.

Бесполезная коробка

Изгиб руки должен иметь две разные точки действия; на практике я решил задачу несколько иначе, но соблюдая эту первоначальную идею.

Бесполезная коробкаБесполезная коробка

Простой напечатанный на 3D-принтере блок поднимает микросервопривод для выполнения всего цикла движения на необходимой высоте, в соответствии с деталями, которые я использовал для руки. На самом деле, одной из характеристик бесполезной коробки Malem Robotica является… использование частей игрушек-роботов. Коэн предоставил мне кучу деталей, которые я использовал для создания шести одинаковых рук. На изображении ниже показана только часть того, что у меня было.

Бесполезная коробка

После некоторых тестов, чтобы найти меньшие размеры коробки, где все компоненты могут поместиться части коробки были разработаны с помощью онлайн-инструмента  MakerCase  после того, как файл был сохранен в формате SVG, я добавили отверстие для переключателя и вырезали лазером первый прототип.

Бесполезная коробка

Вверху: детали коробки, вырезанные из фанеры (3 и 4 мм), готовые к сборке.

Как упоминалось ранее, каждая коробка должна быть разной, но почти одинаковой, чтобы можно было легко создать несколько наборов. Первая идея заключалась в том, чтобы добавить светодиоды разных цветов в каждую коробку, а затем, копая детали игрушек, я нашел несколько голов разных монстров и несколько (это порадует лучших участников) крошечных миньонов. Таким образом, я создал разные световые эффекты для каждой коробки, как показано в галерее изображений ниже.

Бесполезная коробкаБесполезная коробка

4 / 9

Бесполезная коробкаБесполезная коробкаБесполезная коробкаБесполезная коробкаБесполезная коробкаБесполезная коробкаБесполезная коробкаБесполезная коробкаБесполезная коробка

На рисунке ниже показана схема, созданная с помощью Fritzing . Весь дизайн, схема Ftrizing и код Arduino доступны на GitHub по адресу https://github.com/alicemirror/UselessBox

Бесполезная коробка

прототип ожил, но затем построить остальные пять копий было немного скучно. Весь процесс от идеи до мастер-класса с детьми был действительно очень интересным совместным опытом. Комплекты Elegoo были доставлены в последнюю минуту в пятницу вечером, а днем ​​и вечером в пятницу Кристина разрезала коробки; пока прототип не работал идеально, я не мог выпустить окончательные файлы SVG.

Бесполезная шкатулка

Чтобы не было скучно показывать каждую деталь процесса сборки с картинками, процесс изготовления лучше посмотреть на видео ниже. Вместо этого обратите внимание на последнюю проблему, которую я должен был решить наверняка. Это было в пятницу вечером, менее чем за 24 часа до семинара. Использование микро-сервопривода позволило мне заставить работать электронику, включая два светодиода, с питанием от контакта Arduino 5V и с использованием 6 аккумуляторов AA 1,5V; к сожалению, сервоприводы были слишком слабыми, чтобы управлять переключателем. Удачное решение, которое я нашел, на мой взгляд, добавило зданию нотку оригинальности; Используя шесть частей игрушек различной формы, каждый переключатель был настроен с помощью небольшого рычага, чтобы уменьшить усилие, необходимое микросервоприводу для изменения его положения.

Бесполезная шкатулкаБесполезная шкатулка

GF Шкатулка памяти ручной работы для Б.Ф., но Б.Ф. сказал: «Это бесполезная чепуха» трехминутную песню своей любви, только чтобы получить озадаченное лицо и ответ: «Кто ты?»

Нет? Ну, у одной девушки из Гонконга точно есть, только все намного хуже.

Подарок на 6-месячную годовщину

Эта девушка была в отношениях со своим парнем в течение шести месяцев и хотела отметить это событие, сделав подарок для своего парня своими руками.

Объявления

Подарком была «взрывная коробка памяти». Звучит так, как если бы вы подарили врагу, но на самом деле это невероятно приятный подарок.

Когда подарочную коробку открывают, ее стенки складываются и превращаются в одну большую многослойную открытку с фотографиями, наклейками и милыми сообщениями.

Изображение: ET Today

Согласно ET Today, сделать это — трудоемкая задача, но девушка была полна решимости сделать что-то памятное для своего парня.

Вы, наверное, думаете: « Ой, шо шо ».

Изображение: Instagram (memoryboxeg)

Если только ты не ее парень.

«Бесполезный хлам»

Когда ее парень видел, как она покупает все материалы для подарка, он спрашивал, почему ей так нравится покупать «мусор».

Но романтика не обходится без препятствий, поэтому девушка проявила настойчивость и продолжила делать коробку, надеясь, что ее парень будет тронут подарком.

Она заполнила коробку фотографиями их самых счастливых моментов, романтическими сообщениями и украшениями.

Но когда она отдала его своему парню, он взглянул на него и сказал: «Это бесполезная ерунда».

Изображение: Giphy

Девушка была, мягко говоря, в шоке и расплакалась.

Даже когда она позже описала, сколько времени и усилий она вложила в подарок для него, ее бойфренд остался равнодушным и даже повторил свои чувства, сказав: «Ну, это действительно вздор. Что я могу с этим сделать?»

Естественно, девушка была убита горем. Как кто-то может говорить что-то настолько жестокое после всех усилий, которые я приложил, чтобы показать им свою признательность?

Объявления

Ее бойфренд определенно поднимает практичность на совершенно новый уровень. Не хотелось бы спрашивать, что он подарил ей на день рождения.