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2015年2月17日 星期二

Arduino 翻書機

這如同上一篇一樣,都是我們家老闆讓我上班時間亂搞的小project. 
(我們家老闆真的很開明,這一點一定要廣告一下)

這裡面用了不少的馬達,不過控制與程式上其實都沒有什麼難度,所以我就只留影片與照片,不把那亂七八糟沒有整理的電路與程式碼秀出來了。

我們做完之後,最大的問題在於如何建立後續的中文OCR,因為目前聽說中文的OCR辨識度十分差。所以我們想把這個 funny project 放出來,看有沒有人願意跟我們合作OCR的部分。機構的部分我們都可以處理。為了圖書館接下來需要電子化保存舊書的需求。這是一個不賺錢,但可以保存人類知識的特別專案。
歡迎各路強者可以一起來開發Open Source的書本掃瞄機。

整體架構:電源供應 >> Arduino Mega 2560 >> Motor >>  翻頁、相機 

接得亂七八糟的線

2015年2月16日 星期一

Android 手機透過Bluetooth+Arduino 控制開關

用藍牙控制馬達這是已經十分常見的Arduino專題了:
(1) 首先在Android 上用 APP inventor 去發送藍牙的訊號,
(2) 然後 Arduino 接一個藍牙模組收到手機的訊號後,再命令使馬達動作。

嚴格來說這篇在技術上沒有什麼特殊焦點,
最主要展現的概念是,家用開關的自動化能不能直接疊上去?

當一般民眾不願意自己去拆帶有電流的開關時,
他能不能直接買一個「貼」上去?

當然這有點脫褲子放屁,要嘛就直接換一個手機可以控的開關就好。
例如有一個認識的朋友就在做這一類:
http://www.aengin.com/proinfo.php?id=4

但想到脫褲子放屁的不是只有我,你看看Lockitron
不是叫你換掉鎖,而是幫你再貼一個電子開關上去。
https://lockitron.com/ 

總之無線開關的需求是因為我窩在被窩裡不想起來關燈。
出遠門時天黑時,需要連上網打開家裡的電燈,或設定自動開燈的時間。

然後我也到kickstarter上看到類似相關的募資,用遙控器控制家用開關的

募資金額……0  (哀傷~~~)

所以我就放棄把機構改更好的動力了 (不然我是已經有新的機構的想法)。也不要建議我去做系統了,所有大的廠商都在做平台了 google nest、sentri、apple home skit、Samsung smarthome、小米…這是一個打群架的時代了,我們這種小人物能做的,只有小眾單品。

不過身為一位 Maker,做這樣的東西有時就只是為了趣味。我還是會把這樣的東西完成,自己做一個家裡的中控中心,開始用建置家裡的防火防盜Sensor與自動化系統。

---------------------------- 以下是做的過程與相關的筆記與參考資料---------------------------------
參考資料:
http://appinventor.mit.edu/explore/
http://blog.cavedu.com/programming-language/appinventor/appinventorandarduinowithbluetooth/
http://blog.cavedu.com/programming-language/appinventor/appinventorandarduinowithbluetooth2/

首先先上app inventor的網站註冊,在網路上直接寫程式,getting start的文章網路上很多,查一下就可以寫出來,我寫的內容如下:

2013年11月25日 星期一

3D printer: Shower Frame

今天要做的是修理浴室的蓮蓬頭架!

在強調消費的時代,很多東西壞了就不修了,但我一直覺得這樣很可惜。
因為可能只是壞了其中一部分,卻要整組丟掉,頗為浪費。
不過以前維修時最大的麻煩是沒有零件可以替換,只能買新的。
但現在有了3D印表機之後幫忙我們解決了一部分的問題,至少有些塑膠件是可以自己做的。

這星期發現用了快7年的蓮蓬頭架裂開了,蓮蓬頭就沒有辦法架在上面了。

不過這個東西不是什麼高科技產品,應該可以自己來修理。
所以秉持著「動手做」的精神,我決定自己印零件來替換。
首先就拆下外蓋,把裡面的螺絲卸下。

把壞掉裂開來的部分,自己重新畫一個CAD檔
雖然畫CAD不是件難事,但還是有一些小細節要注意。

2013年11月13日 星期三

利用LabVIEW做人機介面,再透過Arduino來控制機器手臂

相關閱讀

(1) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (1)

(2) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (2)

(3) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (3) 最終回的測試

(4) 利用LabVIEW做人機介面,再透過Arduino來控制機器手臂

(5) 利用Matlab做逆向運動學以控制6軸Robotic Arm

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7月的時候,曾經用3D印表機印出一隻塑膠的機器手臂,
那時是單純用Arduino+可變電阻來控制。

但這種方法不甚方便,有時想要從PC端控制,想要做演算,想要與其它裝置結合等等。
所以我一直想要用LabVIEW來控制機器手臂,這樣未來在LabVIEW上想做什麼就做什麼。

以下是我在LabVIEW裡拉的線,以及人機介面的部分:

2013年11月8日 星期五

3D Printer:名片座 (半客製化的概念)

想說在公司裡的名片都被在紙盒裡面,要拿的時候還要四處找放在那裡。
所以就想幫同事印個名片座,這樣就可以放在明顯的地方,以方便拿名片。

不過那天有人跟我提起半客製化的概念,剛好這個主題有關。
因為名片座的功能都是一樣的,只是需要多個名字來區別這是誰的名片座。
所以我把這個產品分成兩個部分,一是「座」的部分,另一個是「名牌」的部分。
而「座」的部分十分適合開模量產,名牌的部分就用3D印表機來製作,最後再組裝起來。


事實上,這不是什麼特別的概念,所有人都想得到。
甚至目前客製化機器也都是如此的概念,用量產出來的套件組裝成客製化的機械。
但是,目前量產的產品並沒有真的用「世界唯一」的零件來組裝。
一來是成本的考量,二來是大家還沒有想像得到到底什麼量產的產品適合做。

不過,我想一定有一些產品適合的,就例如這個名片座一樣。 
大家來想想吧!

 


2013年11月3日 星期日

3D printer:行星斜齒輪

之前有介紹過行星齒輪的東西(Teardown: 手動電鑽 & 行星齒輪組)
這次嘗試要印的東西就是行星斜齒輪,本次設計是來自大學好友李聚儒。細部的設計圖就不多寫了,就只交待齒數比,如下圖,可獲得5.45倍的減速比。


下面是印完之後的轉動的影片

其中太陽輪的細部照片,列印時設定的精度為每層0.15mm。
不過目前我覺得這個模數(1.5)印出來的效果還不錯。

下圖是行星輪

對行星輪近拍表面的狀況(未打磨之前)

2013年10月13日 星期日

用3D印表機印卡扣 (Print snap by 3D printer)


這次要印的是溫度顯示計的固定卡扣,此物是要安裝在機台面板上的,而上面白色的東西就是要用來抵住面板一側的卡扣環。很不幸地,這個東西也是經常失連的朋友。

不過沒關係,這次要嘗試的,就是用3D印表機來印這個卡扣,來看這麼微小的東西,印表機的表現如何。 下面是所建的CAD圖,做出有彈性臂的卡勾。

接下來就是印出實體


2013年10月12日 星期六

用3D印表機印螺帽 (Print Nut)

在網路有看過有人用3D pinter印螺帽,但我一直懷疑其列印出來的可用性,包括其精度與強度。不知是否可符合使用者的目標。但這次因為工作上的需要,手上有一個氣壓調壓閥的固定螺帽不見了!

就在想要不要請加工廠車一個M17 pitch 1mm 的螺帽,不如就先用3D printer來試試看,剛好是驗證的好時機。這就不是3D Printer的真諦嗎!Maker的精神嗎!所以就自己量了一下,畫一個螺母,要注意不要旋錯方向喔!
 

實際印出來了,看起來還不錯。

2013年10月10日 星期四

Print Eiffel Tower


想要印艾菲爾鐵塔很久了,從一開始買3D印表機之後就想印了。第一次是從Thingiverse那下載圖檔來印的,不過發生幾個問題,就是中間的互相交叉的truss在被skeinforge切片之下,無法印出帶有結構強度的truss,都只是變成"牽絲"的細線,看起來就很醜。

後來那時候我用CAD再重新畫一個艾菲爾鐵鐵,把中間的truss加粗,並且拿掉太細的細節裝飾,反正也印不出來。然後就拿下去切片生G-Code出來了,但印出來的效果還是不甚滿意,因為我的3D 印表機目前最高也只能印120mm,換算高寬比(23:10),底座也只才52mm^2,再換算到中間相交的Truss寬度還不到 1 mm,這無法是一個有效的結構 (1 mm的壁厚也許還可能有用,但1mm的Truss效果真的不好)。
 
後來我就把一座切成四個部分,如下圖,邊長等比例放大0.8倍 ( 邊長乘1.8 )。印出來的效果

2013年7月5日 星期五

Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (3) 最終回的測試

相關閱讀

(1) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (1)

(2) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (2)

(3) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (3) 最終回的測試

(5) 利用Matlab做逆向運動學以控制6軸Robotic Arm

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在完成供電的問題之後,就把可變電阻接一接,進行最後的測試。
以下第一步影片就是6個軸個各運作的影片。

任務:移動橡皮擦到目的地。

2013年7月2日 星期二

Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (2)

相關閱讀

(1) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (1)

(2) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (2)

(3) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (3) 最終回的測試

(5) 利用Matlab做逆向運動學以控制6軸Robotic Arm

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上一篇先發布了ME BOM,與爆炸圖,現在則先看看第一個抓取動作的影片:

在整個的流程中,我先從機構開始畫起,依照原圖修改。
(1) 原圖使用了很多自攻螺絲,但它很容易多拆裝幾次就壞掉了,所以塑膠件我會習慣用螺絲螺母鎖固,以方便地來拆裝。
(2) 我只是要實驗性質,所以底座原本設計360度的旋轉,我改成180度就好。
(3) Gripper的齒輪,我也改了齒形,換成模數2.0,14齒的齒輪。
 

再來就開始建立BOM表與規劃列印順序,這比較像是生管,因為像底座這種需要長時間的列印的,盡量放在半夜印,這樣隔天早上醒來就可以拿了。還有配色的要求,總沒有人希望自己的作品醜醜的,所以會依照CAD裡已設計的顏色來排程。而在BOM表完成之前就要記得訂購馬達之類的電子電機元件,因為全力來印的話不到24小時就完成了,電子料要及時進來測試!

第三步就是整修毛邊與試組裝,因為每個3D的能力不太一樣,我之前買的並不是太高檔的,所以精度也有點差,所以每印完一個要試著與對手件組合一下,誤差太大的要修改。

再來伺服馬達來的時候,一定要先測試,因為MG995這種太常見的RC馬達品質參差不齊。我這次就遇到兩個有問題的馬達,最後還要再另外去別的地方買。(以後網購也不要從太遠的地方買來,壞掉要換十分不方便。) 然後讓Arduino開始去測試每一個的性能,看多少PWM的值會轉到多少角度,先取得馬達性能再做安裝。


在安裝的時候,就是看當初設計好不好的時候,有些地方設計得十分難裝,我也是從這其中獲得一些教訓。其實也是因為待在前公司比較沒有機會從頭到尾、從無到有自己設計一個產品。這隻手臂算是真的我自己設計的產品吧!

目前我己完成組裝的部分,算是硬體的部分就大致完成了。然後程式的部分就利用Arduino接可變電阻當作輸入訊號,來控制馬達的角度。不過這時候問題才來,馬達的好壞這時立即看到,沒有辦法穩定地轉動,抖動的問題是手臂的致命傷。
所以我才說馬達是手臂好壞的重點:穩定、精度!

接下來另一個重點是控制的介面,但搞一個介面程式不在我的計劃之中,所以雖然我覺得那也是很重要的東西,但就先放在一旁就好。

2013年7月1日 星期一

Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (1)

相關閱讀
(1) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (1)

(2) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (2)

(3) Project:利用3D printer製作6軸機械手臂 (3) 最終回的測試

(5) 利用Matlab做逆向運動學以控制6軸Robotic Arm

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將近半個月沒有PO文了,因為想在正式去找工作之前完成一個Project,為這段不食人間煙火的日子劃下一個句點!所以結合了3D印表機 + Arduino + RC Servo Motor,第一次嘗試6軸機械手臂的製作。這個機械手臂以馬德里Carlos III大學Antonio Castro Gómez的手臂為原型,重新進行設計與修改。包括更換馬達為最用的MG995、減少一顆底盤的馬達、把多餘的拆件合併,自攻螺絲換螺帽等等。接下來會會介紹製做的過程,拋磚引玉希望同時也有製作的人一起來討論。

主要分成兩個Topic:(1)機構設計 (2)馬達控制。本文先討論機構設計的部分。
機構設計的部分:我把整隻手分成五個部分:
(1) Base:包括底坐的Joint-1(對Z軸旋轉) 與 Joint-2(對Y軸旋轉),馬達皆是MG995。
(2) Humerus:連結Base與Elbow之間的連桿,沒有攜帶馬達。
(3) Elbow:包括Joint-3(馬達MG995)與Joint-4(馬達MG90S)
(4) Wrist:Joint-5 (MG90S)、Joint-6 (MG90S)
(5) Gripper:夾持的手指端 (MG90)

原圖的.STL請至http://www.thingiverse.com/thing:30163下載
而我修改過的圖暫時先不放上來,因為還在做一些Design for assembly & manufacturing.

我先Release ME BOM出來,有興趣的人可以自行參考開發自己的。
以下是爆炸圖:
(1) Base Explore

2013年6月28日 星期五

對3D印表機的隨想

在開始流行3D印表機之前,我就在Maker的雜誌上看到桌上型生產工具的專題
http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010518976
進而了解原來Maker這個社群的存在,而且他們與OpenSource社群重疊性極高

而當我開始買了套件來組裝一台3D印表之後,媒體開始莫名奇妙地流行起來3D印表機。
會說莫名奇妙,是因為一般人依然無法直接像使用手機一樣來操作3D印表機
所以沒有理由流行於大眾之間,了不起在玩家社群裡流行而已。

然後媒體找了一堆賣封閉式3D印表機的廠商上節目,大吹特吹。
殊不知美國現在紅的原因是來自於開源的3D印表機,而非這些綁材料的機器
更不是因為什麼專利到期,所以現在大家搶進,根本沒有人搶進
在台灣,像是實威國際、還是那些代理國外機器的廠商
其實是沒有研發能力的,不是代理,就是買一台Makerbot來抄,沒有新開發的能力。

當然不能一干子打翻一船人,台灣有一、二間自行發發DLP光固化樹脂的3D印表機
這是真的有研發能力的,還算是有可取之處!

回頭過來說,3D印表機雖然不到工業革命這麼偉大
但他的確提供了一個嶄新的視野。

就像2005英國Bath大學教授Dr Adrian Bowyer釋放出熱擠式的3D印表機Reprap
Reprap的社群快速的發展,也衍伸出像Makerbot、Ultimaker、UP這些社群裡聞名的公司
所以3D印表機的精神不在於機器,也不在於推動什麼工業革命,
而是在於改變社會,讓閉鎖的知識,不單單只有一種商業的考量
讓有想法的人,在這個平台上開發有利於世界的東西,這就是開源的精神

2013年6月10日 星期一

用3D Printer 製作 Cooling Fan (Power from USB)

天氣越來越熱,實在很想買一個小型的桌扇來吹
可是最近閒賦在家沒有收入,沒有$$去買一台桌扇來吹。
即然是這樣,那就自己製作一台來吹吧!
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概念是如此的:
因為我的筆電有USB3.0,可以在關機時供電,所以就以此供應5V的電源。
(為什麼不用電池?因為葉片非軟性材料,以致於不方便隨身攜帶,置於桌上就好!)
接著把電源接上小顆直流馬達,畫一個支架來放馬達。
再畫一個葉片裝到馬達的軸上就可以吹了。

特別的是基於流體機械的原理,葉片畫成airfoil的形狀。
並把Pressure side (Concave)置於推空氣的方向
會比較耗能,但流量比較大,詳見流體機械課本!

插一個小話題,大學念機械系學了這麼多的學問,都只是腦袋知道
總是沒有真正體會這些概念到底要怎麼使用,
現在開始自己製作小東西,才是真正使到用這些知識。

2013年6月9日 星期日

魯班鎖 (Burr puzzle)


本周除了印了Foufou之外,最主要在Study的是魯班鎖!
在一些中國傳統益智遊戲的展覽上,經常會看到魯班鎖的展出。
我一直為這樣的東西著迷,一個在空間組合上的巧思。
就算看過一次還不一定組合得起來,可以說是空間學問上最高的境界。
有關魯班鎖的相關訊息,可以參見Wiki (魯班鎖)

基於對魯班鎖的好奇,所以在網路上找了最基礎的"六子聯芳"的魯班鎖
一一在CAD裡畫出來。(更多詳情可參閱:孔明鎖 / 魯班鎖 之「鎖中鎖)

在CAD裡面我們不斷地試驗如何可以完成組合,以及欣賞各式角度。
不同於實體的組合,物體在電腦裡可以任意穿越,不會打架。
組合好了之後再去檢查干涉的情況,提供另一種觀察分析的視野。

接下來就把每一根給印出來,再來組合。

組合的步驟可以看下面依順的圖,至於要怎麼用文字說明,我還真的不會。
請各位用你的右腦好好體會吧!

3D printer: 畫一隻Foufou (小兔子) 來印

之前女朋友有買一個枕頭套,上面印有小兔子,名叫Foufou。
一直覺得他很可愛,想把他畫成3D印出來變成立牌
所以就把這張照片丟到CAD軟體裡去畫。
畫出來的CAD如下,就可以轉.stl準備來印了!
 

3D 列印的影片如下:

印出來之後,用簽字筆簡單地補上幾筆,就完成囉!

印一隻怎麼夠呢?多印個幾隻吧!真的是太可愛了!

2013年6月1日 星期六

每周一印:I love Mama

之前有印過一次東西要給媽媽當母親節小禮物的 "母親節快樂,來印個東西吧!"
但我得老實說,我不是那麼喜歡那一個。因為那時CAD軟體因為微軟的更新,
導致安全性的問題而不能使用,我只好上thingiverse上下載一個來。

後來我自己重畫一個,畫了一個我比較滿意的。

"I love"的部分,後面用康乃馨來支撐結構。
整個畫面看起來就比較平衡一點!

實際印出來的結果如下:

我後來又再補了一次的小作品給媽媽,
他看到之後也一直說這個漂亮多了!哈!哈!

2013年5月28日 星期二

每周一印:Gear

玩3D printer的社群,主要分成兩個方向,一是重新開發新的機器,另一種是開發新的應用。
所以今天我就嘗試新的應用--印齒輪。了解一下目前手上的3D printer可以印到多小模數的齒輪。

要印之前先介紹一下齒輪的參數,最常控制的就是齒數模數。
調整齒數來組合出所需的齒輪比,而同一組齒輪對需要相同模數才能配合轉動。
一個常用的公式就是 T(齒數) x M(模數) = D (節徑),簡稱:他(T) x 媽(M) = 的(D)。
不過因為某些深奧的原因,齒數越來代表齒根被切得越深,進而造成強度不足。
所以常用的齒輪最少不會低於17~14齒,除非做轉位。

好吧,以上簡單撇個幾句,只是為了交待為什麼我這次先用20齒(儘量少的齒數,但又不能太少)。然後配合模數0.5、1.0、2.0畫了三個齒輪。(其實是畫了一個,直接放大2倍、4倍)

先印模數 0.5 ,齒數20的齒輪看看,如下圖。很不幸地,他的profile已經被破壞殆盡。
當然精度的問題首先來自於機構的不穩定性,但生成G-Code的Skeinforge軟體也好不到那去!
總之我手上的這一台看來是無法做模數 0.5的齒輪了!

再來印了一個模數1.0,同樣20齒的。
這次看來好多了,雖然還是沒有漸開線,但已經有明確的"齒"了。
我也再多印一個來互相轉動看看,看來到模數 1.0就可以做實驗用了!