这个摩天轮应该是全网唯一一个最接近现实生活中设计出来的摩天轮,采用3D打印外壳,安装比较简单。功能演示见B站链接:https://www.bilibili.com/video/BV1s24y1a7jh/?vd_source=bd348ef3a39f08219daff6e49e4c558f。
这里我已经把山顶之光摩天轮的stl外壳文件,电路原理图,pcb板子都已经开源,感兴趣的读者们都可以直接拿去嘉立创打印外壳和pcb板子(能不能白嫖我就不知道了),但我肯定让你们白嫖了,哈哈!放在了百度网盘,链接:https://pan.baidu.com/s/1-DzBs35HqcjDN6MW-mbSZw ,提取码:348i
正式开始之前,想要自己动手的读者们,需要有电路基础知识,最好有电子电工基础知识,学习过stm32单片机技术原理,会pcb焊接,自己有焊接台,热风枪,万用表,剥线钳等工具,这样才能复刻成功。如果没有以上工具,但又想做的爱好者们,可以滴滴我,有套件出售。
下面就废话不多说,开始复刻山顶之光摩天轮吧!如果对我制作的摩天轮感兴趣的话,记得一键三连哟!我是第一次发制作教程,写的不好的地方请各位网友多多包涵。
1.制作清单
步骤 | 列表 | 数量 | 价格 |
1 | 摩天轮外壳 | 16 | 300元左右 |
2 | 摩天轮核心pcb板 | 1 | 20元(不包含电子元器件) |
3 | 摩天轮四分之一圆盘pcb板 | 1 | 62元(不包含电子元器件) |
4 | 辅助元器件 | 10 | 110左右 |
5 | 固件烧写 | 1 | — |
2.摩天轮外壳
首先拿图纸去嘉立创打印,材料选择树脂就可以。我这里也有多余的外壳,便宜出售,先到先得哟!
编号 | 打印件名 | 数量 | 图片 |
1 | N20减速电机固定架 | 1 | |
2 | 舱位v2 | 6 | |
3 | 舱位盖子 | 6 | |
4 | 底面连接座1 | 4 | |
5 | 底面连接座2 | 2 | |
6 | 底座底盖 | 2 | |
7 | 摩天轮底座 | 1 | |
8 | 摩天轮底座供电端 | 1 | |
9 | 上层仓盒 | 2 | |
10 | 上层底盖 | 2 | |
11 | 上层连接座 | 6 | |
12 | 上下固定圆柱 | 6 | |
13 | 圆盘 | 2 | |
14 | 圆盘右固定支架 | 6 | |
15 | 圆盘左固定支架 | 6 | |
16 | 转轴v2 | 1 |
下面是外壳安装步骤,比较简单,看着图片从下往上跟着安装就可以,不用胶水,都是用螺丝固定。外壳组装整体结构,查看“山顶之光SolidWorks原型设计”视频,视频链接:https://www.bilibili.com/video/BV1oY4y1Z7c4/?vd_source=bd348ef3a39f08219daff6e49e4c558f
图1- 1山顶之光侧视图
图1- 2摩天轮实物侧视图
如图1- 3所示,需要购买N20减速电机,然后按照图片方法固定在上层仓盒中(两个仓盒任意一个都可以),要注意轴承短的一端和电机齿轮连接。还需要购买白色齿轮和蓝色齿轮,银色的那个为导电环,可以解决摩天轮座舱控制线的缠绕问题,这些在辅助元器件清单中会详细介绍,如表1- 1所示。
图1- 3电机在上层仓盒固定位置
另外一个仓盒主要就是存放导线,最好如图1- 4所示,把线都收拢在一起,让导线跟随着转轴一起转动,减少导线的缠绕。
座舱的安装,里面需要用到一颗ws2812灯珠,用来座舱的照明控制,总共有6个座舱,都是把每个座舱的ws2812灯珠串联起来,如图1- 5所示。
图1- 5座舱ws2812灯珠
这里会用到很多ws2812导线连接,如果不清楚ws2812灯珠的工作原理,可以参考链接:ws2812b中文资料 - 数据手册 - 参数 - 图文 - 百度文库灯珠的输出口,去连接另外一个灯珠的输入口,如图1- 6所示。
图1- 6 ws2812灯珠连线示意图
座舱和显示面板上的灯珠供电和控制线,这些导线都要从转轴的两个孔里穿出去,如图1- 7所示,穿到存放导线的舱位盒中,可以查看之前的图片描述,图1- 4仓盒存放导线。
图1- 7导线穿孔
3.摩天轮核心pcb板
根据电路图和BOM表,焊接PCB即可,BOM表里有元器件名字、封装和个数,参考资料如图1- 8所示。
图1- 8摩天轮核心板pcb参考资料
图1- 9摩天轮核心板原理图
图1- 10核心板3D视图
图1- 11核心板焊接实物正面
图1- 12核心板焊接实物反面
如图1- 12所示,RGB_DATA1、RGB_DATA2、RGB_DATA3、RGB_DATA4,分别对应四组ws2812灯组的控制,电机1和电机2连接减速电机,5V和GND接5V电源使用。
这里列举部分核心器件的购买链接,如表,其他的比如电阻、电容、接插件等就自己看BOM电子表格。
编号 | 模块名字 | 图片 | 数量 | 淘宝链接 |
---|---|---|---|---|
1 | STM32F103C8T6 | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.363f2e8dohmdrm&id=678126582846&_u=irekhfj896f | |
2 | DRV8833PWPR | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.363f2e8dohmdrm&id=642421666411&_u=irekhfjbe35 | |
3 | 有人C216WiFi(颜色分类:内置天线版本) | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.67002e8dSGW5ob&id=554832313728&_u=irekhfjf1f2 |
4.摩天轮四分之一圆盘pcb板
根据电路图和BOM表,焊接PCB即可,BOM表里有元器件名字、封装和个数,参考资料如图1- 13所示。
图1- 13摩天轮四分之一圆盘pcb参考资料
图1- 14四分之一圆盘pcb 3d视图
图1- 15四分之一圆盘实物正面
图1- 16四分之一圆盘实物背面
从图1- 15可以看出,四分之一圆盘pcb用到的元器件很简单,会用到74个WS2812B灯珠和74个100nf电容,总共需要4块这样的pcb板子,来拼装成圆形,如图1- 17所示,4块PCB板的ws2812灯珠的环形灯和矩阵灯的控制线都是串联起来使用。这里圆盘的固定需要用到透明双面胶,把它粘在pcb后面的外壳上就可以,有支撑位置可以粘住,如图1- 18中的红色方框所示,其余的几块pcb板也按照这样的方式,粘起来固定住就行。(注意:要多准备点WS2812B灯珠和100nf电容)
图1- 17 4个人四分之一圆盘拼成圆形
图1- 18四分之一圆盘固定
5.辅助元器件清单
还需要购买一些摩天轮的辅助配件,如表1- 1所示。
表1- 1辅助元器件清单
编号 | 元器件名 | 图片 | 数量 | 链接 | 描述 |
1 | N20减速电机(电压6V,15转速) | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.21c42e8dDEuEke&id=622257842920&_u=jrekhfj8e65 | ||
2 | N20直流减速电机齿轮塑料D孔3mm马达配件 | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.21c42e8dDEuEke&id=609538191231&_u=jrekhfj7d62 | ||
3 | B pom 0.5模 40齿,打孔10mm | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c-s.w4004-16764995055.4.7ad05295j7JXrF&id=45126069829 | 打孔尺寸是可选的,10mm打孔,和店家沟通好 | |
4 | 微型导电滑环导电环(外径5.9mm 8线塑料) | 1 | https://detail.tmall.com/item.htm?_u=jrekhfj8b2b&id=559037397190&skuId=3687894104081&spm=a1z09.2.0.0.21c42e8dDEuEke | ||
5 | 钮子开关(三挡两脚) | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.7dfe2e8d0ZGO0E&id=557211235711&_u=jrekhfj9f7e | ||
6 | 安邦轴承 | 2 | https://detail.tmall.com/item.htm?_u=jrekhfjaf7a&id=565118490526&skuId=3576122601614&spm=a1z09.2.0.0.7dfe2e8d0ZGO0E | ||
7 | WS2812B(WS2812B-RGB白板白灯珠) | 6 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.7dfe2e8d0ZGO0E&id=563788490748&_u=jrekhfj32b1 | 总共需要6个,建议多买几个 | |
8 | WS2812圆形开发板白板(颜色分类:24颗LED) | 1 | https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.7dfe2e8d0ZGO0E&id=543608361692&_u=jrekhfjdc80 | 我之前买的是黑色圆环,24颗LED,也可以不安装它 | |
9 | 各种内六角自攻螺丝 | 1 | https://bairuite.tmall.com/shop/view_shop.htm?spm=a1z09.2.0.0.1b602e8dQgtwJi&user_number_id=748895996 | 我在这家店铺买的螺丝,可以自己找便宜的买。 | |
10 | 304不锈钢内六角螺丝塞打螺钉轴肩凸肩(颜色分类:5*M4*50) | 6 | https://detail.tmall.com/item.htm?_u=krekhfj41f3&id=629302870354&spm=a1z09.2.0.0.1b602e8dQgtwJi | 轴肩螺丝,使用它把座舱固定在两个圆盘的中间,可以多买一点。 |
大概就是这些需要购买的辅助元器件,如果有差器件或不清楚的地方,可以B站私信我。
6.固件烧写
前面把外壳,pcb硬件电路都连接好后,就可以烧写摩天轮核心板程序了。在开源资料中找到Hebe_RGB.hex烧写文件,如图1- 19所示。
图1- 19摩天轮固件
核心板有stlink烧写硬件接口,如图1- 20所示。需要自己有stlink烧写相关工具。
图1- 20核心板stlink接口
7.最后
希望各位网友大佬可以喜欢这个摩天轮,有问题也可以B站评论区留言,写的不好的地方请多多包涵,也请一键三连,多多支持下我这个新进UP主。后续会发布更多有趣的DIY制作教程,请记得关注。