Animatronic Eye Clock – Đồng hồ mắt Animatronic

Video!

Video cho v5

EDIT: Đã thêm bản “v5” – giờ bạn có thể lắp con mắt mà không cần phải nhét nó vô trong enclosure trước; sau đó mới gắn enclosure lại chỉ với 2 con ốc. Dễ recalibrate, sửa chữa, v.v. hơn nhiều. Đồng thời cập nhật để dùng USB-C. Các file v4 cũ vẫn nằm trong file ZIP. Tuy nhiên – một phần tài liệu hướng dẫn đã bị lỗi thời. Cụ thể: mình khuyên dùng bản code mới nhất ở đây – nhưng bạn sẽ phải tự kiểm tra kỹ xem chân servo pins các kiểu có khớp với bản build của bạn không.

Mất hơn một năm để làm! Ở một số khía cạnh, mình học CAD cũng chỉ vì dự án này. Donate thì mình rất trân trọng – nhưng chủ yếu mình muốn đem mấy thứ cool, kỳ quặc ra thế giới, miễn phí và cho càng nhiều người càng tốt.

Dự án này có thể không phải dễ nhất – sẽ cần hàn (solder) một chút, đi dây (wiring) một chút, biết code chút xíu sẽ lợi thế – nhưng nếu bạn đã làm vài dự án rồi thì hy vọng bạn sẽ vui như mình lúc làm.

Video lắp ráp ở đây – không phải walkthrough đầy đủ – chỉ là clip nhanh để hỗ trợ ai đang ráp cho đúng: https://youtube.com/shorts/1lXLmHt3Onw?feature=share Xem cái wiring diagram hơi “lụi” của mình để tham khảo cách mình set up các linh kiện (dù sẽ có cách khác nếu bạn rành hơn).

Ghi chú lắp ráp:

• Axel spacers không bắt buộc – nó chỉ là miếng chêm có thể đặt giữa trục dọc/ngang và eyeball nếu fit bị lỏng, rung lạch cạch. Lý tưởng là nên có chút khoảng hở và quay trơn, nhưng nếu backlash quá nhiều thì spacer sẽ giúp.

• Con Nano của mình không có lỗ bắt ốc, nên mình thêm các rãnh (notches), vì vậy bạn có thể dùng sandwitch-ties hoặc cable-ties hoặc dây kẽm/đoạn dây nhỏ hoặc thun để buộc cố định.

Thiết kế để in nằm phẳng, cần support tối thiểu, và lắp chủ yếu bằng ốc m3x6mm. Tất cả horn và linkage đều được ghi nhãn vị trí – khỏi phải tự bẻ armature wire, cũng không sợ gắn nhầm servo arm!

Các phần cần support:

• 'Lid bottom' – support đầy đủ cho các pivot arms ở hai bên. Có thể cần chăm chút (tỉa/dũa) sau khi in để đảm bảo chúng tròn.

• 'Base' có thể cần vài support nhỏ để hỗ trợ bridging gần các lỗ servo.

Vật tư cần có: Arduino Nano ~10$ (3 cái 20$) Time Module ~5$ (2 cái 7$) Cổng USB-C, cáp và sạc ~6$ (10 cổng 6$, có thể bạn đã có sẵn cáp và củ sạc USB) 4x micro servo 9g ~9$ (5 cái 9$) Servo Board 8$ (2 cái 14$) Phần in 3D ~5$ Một ít tiền ốc (cỡ 30 con m3 6mm/3mm, cộng thêm mấy con đi kèm servo; có thể cần vài con nhỏ hơn cho phần điện tử, hoặc dùng zip ties). Dây điện, jumper, thiếc hàn ~2$

Đây là danh sách nhanh đồ trên Amazon nếu bạn chưa biết bắt đầu từ đâu. Đây không phải affiliate links, và bạn có thể mua rẻ hơn ở chỗ khác – nhưng đây đa phần là thứ mình dùng. Với lại mình thích làm điện tử kiểu có dư vài món, đỡ stress hơn nhiều nếu có cái để “hy sinh”:

• DS3231 AT24C32 IIC RTC Clock Module – kèm đủ dây cho cả dự án

• Metric screws

• usb-c ports – có thể dùng micro-usb hoặc barrel jack hay cổng 5V nào bạn thích

• Bản nano của Elegoo

• PCA9685 16 Channel 12-Bit PWM Servo Motor Driver

• 5x SG90 Micro Servos

Đường kính mắt là 40mm – dù CAD cũng hơi parametric nên bạn có thể cố chỉnh ra kích thước nào cũng được. OnShape CAD ở đây

Phần điện tử và cơ cấu mắt nằm trên hai khay trượt (slide-in) riêng – nên bạn có thể đem dùng cho dự án khác của bạn!

Bản code mới nhất ở đây! Mình cũng đính kèm bản code cũ cho clock (kèm một script tester đơn giản để troubleshoot), phòng khi cần.

Mình cũng kèm theo bản printout đơn giản mình dùng để làm mống mắt (iris) (chỉ cần cắt ra rồi dán lên iris – nhớ để mực inkjet khô rồi hãy dán! Không là mực sẽ lem, nhòe chi tiết). Dĩ nhiên, tốt nhất là dùng làm template để tự thiết kế iris của bạn! Phần lòng trắng (sclera) được “vẽ” theo phiên bản đơn giản hóa phương pháp của Will Cogley – khỏi phải đụng resin hay làm khuôn, chỉ cần:

• Tua sợi len đỏ (frayed red yarn) và dán keo để tạo gân máu

• Airbrush nhanh (hoặc wet-blend) một vòng đỏ ở viền

• Airbrush nhanh (hoặc wet-blend) một vòng vàng/off-white ở giữa

• Chừa vùng gần iris trắng tinh

• Xịt 2 lớp varnish bóng dạng rattle-can để tạo hiệu ứng ướt

Ngoài ra: mình chấm thêm một chút sơn đen lên phần pupil trước khi phủ varnish – vì sơn đen rẻ tiền vẫn thường đen hơn màu đen in inkjet.

Bạn hoàn toàn có thể lập trình Arduino chạy theo kiểu bạn muốn, dùng script của mình làm template. Bạn không cần module RTC nếu chỉ dùng như một animatronic đơn giản.

Thiết kế bằng OnShape, in PLA trên Elegoo Neptune 3 Pro zin, đa phần không cần brim (chỉ enclosure mới cần), và không cần chà nhám (dù mình đã canh tolerance theo đúng máy của mình).

Như đã nói, mình muốn làm hướng dẫn tốt hơn – nhưng có vài mẹo nhanh cho ai muốn thử:

• Đừng siết chặt hoàn toàn các ốc ở horn/arm/pivot! Chúng được thiết kế để xoay, nên hãy nới ra khoảng 1 vòng để chúng quay trơn. Mình đã canh tolerance cho việc này nên pivot sẽ chạy ổn.

• Khi test, bạn có thể cấp nguồn cho servo-driver từ Arduino, nhưng servo sẽ yếu/chậm.

• Reset servo về giữa 90° trước khi bắt bất kỳ horn nào.

• Các rail có set-screws ở hông để chỉ vị trí lắp đúng.

• Mình khuyên dán (glue) iris vô eyeball. Nếu bạn muốn thay iris được, luồn một sợi thun nhỏ lên trục dọc (vert-axis). Sau khi lắp xong con mắt, móc sợi thun này qua cái ngàm ở mặt sau của iris. (Có thể bạn sẽ cần cây kẽm hoặc dụng cụ nhọn nhỏ để móc và luồn cho dễ). Cảnh báo: sợi thun này có thể bị kẹt vô phần cơ bên trong, khiến setup kém ổn định hơn.

• Nếu canh vị trí mắt và mí (lids) khéo, bạn có thể tháo/gắn lại eyeball chỉ bằng cách tháo 3 con ốc: horiz-arm, vert-arm, và điểm neo chính.

Category: Mechanical Toys