Zaloguj się
Wszystkie
19 listopada 2025
3
Wydrukuj sobie
Jeszcze nie tak dawno temu amatorzy elektronicy musieli rysować schematy ręcznie i wytrawiać płytki drukowane w szkodliwych związkach chemicznych, pracując gdzieś w piwnicach jak konspiratorzy. Obecnie mamy wiele niedrogich narzędzi projektowych, które pozwalają hobbystom rysować schematy i projektować płytki PCB. Nawet narzędzia bezpłatne, takie jak DesignSpark PCB, albo KiCad – przypis redaktora, są niezwykle wydajne i zaawansowane. W wielu przypadkach narzędzia te mają możliwości, o których jeszcze kilka lat temu można było tylko pomarzyć nawet w przypadku profesjonalnych produktów z najwyższej półki. Po sporządzeniu projektu PCB można skorzystać z oferty jednego z wielu zakładów produkcyjnych, które chętnie i niedrogo wykonują prototypy i dostarczają je na czas do rąk zainteresowanych klientów.
Z drugiej strony, podobnie jak można w domu używać drukarki 3D do tworzenia ciekawych gadżetów i bibelotów, istnieje możliwość wytwarzania płytek drukowanych w zaciszu własnego warsztatu (w moim przypadku zwanego również jadalnią, o czym rzadko omieszka mi przypomnieć moja żona – Gina Wspaniała). Akurat jakimś dziwnym zbiegiem okoliczności rozmawiałem ostatnio z założycielami firmy BotFactory. Ich najnowsza propozycja to system SV2, który z łatwością mieści się na stole warsztatowym (choć niekoniecznie mieści się w budżecie...). System łączy w sobie drukarkę z atramentem przewodzącym, wytłaczarkę pasty lutowniczej, maszynę do montażu powierzchniowego i piec do lutowania rozpływowego. Pozwala na utworzenie płytki drukowanej w ciągu kilku minut.
Inne podejście reprezentuje interesujący gadżet o nazwie Print-a-Sketch, na który natknąłem się niedawno na stronie Hackaday. To niewielkie urządzenie pozwala rysować połączenia elektryczne tuszem przewodzącym na niemal każdej powierzchni. Dzięki optycznemu czujnikowi ruchu (podobnemu do tych stosowanych w myszkach komputerowych) Print-a-Sketch wie, gdzie się znajduje i z jaką prędkością się porusza. Pozwala to jego układom sterującym kompensować niestabilne ruchy i na przykład prostować linie rysowane odręcznie drżącą ręką, zapewniając w ten sposób precyzję drukowania poniżej 0,5 mm.
Życie niejedno ma imię
Jak już zapewne wiecie, mój kumpel Steve Manley odgrywa ogromną rolę w wielu projektach hobbystycznych, o których piszę w artykułach Migające diody LED i śliniący się inżynierowie w Practical Electronics. Steve mieszka w Wielkiej Brytanii, a ja w Stanach Zjednoczonych, ale dzięki cudowi Internetu możemy współpracować tak, jakbyśmy mieszkali tuż obok siebie. Szczerze mówiąc, Steve często wykonuje większość roboty, ja natomiast zbieram owoce. Każdy z nas ma swoją rolę do odegrania... Jako przykład można podać animatroniczną głowę robota, którą opracowujemy.
Pomysł na ten projekt zrodził się pod koniec 2021 roku, kiedy zbudowałem kilka głów pseudorobotycznych. Każda z nich jako oczy wykorzystywała dwa nasze SMAD-y („Steve and Max’s Awesome Display”). Patrz Practical Electronics, wrzesień, październik i listopad 2021; EdW 4/2025 oraz EdW 5/2025. Nieco później (Practical Electronics, grudzień 2021 r.; EdW 7/2025) nasz znakomity wydawca Matt Pulzer zaproponował, abym dodał do moich robotów jakiś rodzaj ruchu. Nie jestem już pewien, kto co powiedział, kiedy i dlaczego, ale w ramach tego projektu zacząłem przeglądać i analizować interesujący artykuł na stronie www.Hackaday.com, napisany przez Danie Conradie. Artykuł Danie zapoznał mnie z genialnym, zautomatyzowanym artefaktem stworzonym przez Jamesa Brutona.
Ta bestyjka (urządzenie, nie James) ma służyć jako podstawa realizacji realistycznych animacji. Problem, którym zajął się James, wynika z faktu, że amatorskie serwomechanizmy (o których będziemy mówić w przyszłym odcinku) poruszają się w stronę celu ze stałą prędkością. W wielu przypadkach to żaden problem, ale w zastosowaniach animatronicznych może umniejszać realizm. Jak się nad tym zastanowić, to bardzo niewiele ruchów naszego ciała odbywa się ze stałą prędkością. Kiedy poruszamy takimi częściami ciała jak głowa i oczy, to one zazwyczaj albo przyspieszają, albo zwalniają. Jeśli na przykład z jednej strony mojej głowy rozlegnie się głośny dźwięk, to mięśnie szyi szybko przyspieszą ruch głowy w kierunku celu, a następnie, gdy głowa zacznie osiągać pożądaną pozycję, stopniowo go zwolnią. Nie mam wątpliwości, że techniki opisane przez Jamesa z czasem znajdą zastosowanie w naszych projektach animatronicznych. A skoro o tym mowa...
Z głową w dłoniach
Kiedy rozpoczęliśmy prace nad animatroniczną głową, zacząłem eksperymentować z prostymi, gotowymi mechanizmami obrotu i pochylenia. W międzyczasie Steve uruchomił swoje zintegrowane oprogramowanie CAD, CAM, CAE i PCB Fusion 360. Nie minęło dużo czasu, a Steve na swojej niezawodnej drukarce 3D stworzył coś pięknego i przyjemnego dla oka.
W poprzednim artykule (Practical Electronics, marzec 2022; EdW 10/2025) pokazałem Wam zdjęcia mojej prymitywnej platformy prototypowej i porównałem ją z fascynującą konsolą sterującą Steve’a. Przedstawiłem również zdjęcie ilustrujące niesamowite podejście Steve’a do wykorzystania dwóch serwomechanizmów w celu realizacji obrotu i pochylenia jednego z oczu. Animację tego ruchu można obejrzeć na moim kanale na YouTube.
Tak na marginesie – po przeczytaniu tego artykułu i obejrzeniu filmu Ken Wood, członek społeczności Practical Electronics (który jeszcze chętniej niż Wasz skromny narrator stosuje nawiasy), wysłał mi e-maila z następującą treścią: „Cześć Max, jeśli chodzi o mechanizm obrotu i pochylenia Twojego kolegi: innym rozwiązaniem może być zdalne sterowanie przegubowymi »mocowaniami« na końcu ramienia poprzez dwie linki – cięgła (takie jak w hamulcach rowerowych, a nawet w ręcznych skrzyniach biegów – zanim pojawiły się skomplikowane systemy stosowane dzisiaj). Mechanizm opisany w Twoim artykule mógłby mieć obrotnicę z dala od serwomechanizmów, a ich ramiona łączyć cięgłami (o ile serwomechanizmy są wystarczająco mocne). Cięgła stanowią alternatywę dla systemów hydraulicznych (tyle, że nie da się nimi wzmacniać sił) i przy starannym zaprojektowaniu mogą zakręcać wokół przegubów pośredniczących (można również użyć więcej linek). Zasadniczą rzeczą jest utrzymywanie wszystkich cięgieł w tej samej płaszczyźnie, równoległej do osi obrotu, tak aby podczas zginania przegubu nie dochodziło do różnicowej zmiany długości. Z pomocą podobnych mechanizmów można realizować jeszcze bardziej interesujące systemy przegubowe. Bierzemy rurkę falistą (taką, która się zgina) i prowadzimy przez nią cztery linki (bez osłony), rozmieszczone na obwodzie. Pociągnięcie dowolnej linki spowoduje wygięcie rury w odpowiednim kierunku (podobnie jak wygina się trąba słonia). Skręcenie linek w przeciwnych kierunkach spowoduje skręcenie rury. W tym przykładzie linki działają jak ścięgna, a sprężystość rury zapewnia siłę przywracającą (podobnie jak mięśnie przeciwstawne)”.
No cóż, to wszystko na pewno daje do myślenia, ale odbiegamy od tematu...
Od czasu, gdy pisałem poprzedni artykuł, Steve ukończył pracę nad swoją animatroniczną głową. Abyście mogli się nią zachwycać, Steve zamieścił na YouTube film, który tę wspaniałą piękność prezentuje w całej okazałości.
Jeśli jesteście zainteresowani stworzeniem jednego z tych niesamowitych artefaktów dla siebie, w następnym artykule omówię więcej szczegółów dotyczących serwomotorów i płytek rozgałęźnych (BOB), których użyliśmy. Ponadto Steve bardzo uprzejmie udostępnił pliki swoich projektów 3D. Plik skompresowany CB-May22-01.zip, zawierający te materiały, możecie pobrać ze strony internetowej Practical Electronics z maja 2022 r.
Następnie zajmiemy się oprogramowaniem, w tym realizacją realistycznych technik animacji przedstawionych przez Jamesa Brutona, o których wspomniałem wcześniej. Wspaniałą wiadomością jest jednak to, że Steve bardzo uprzejmie stworzył drugą głowę animatroniczną SMAD i konsolę sterującą dla mnie. Kiedy piszę te słowa, od zaledwie kilku dni mam w domu to cudo. Dzięki temu mogę z dumą ogłosić, że siedzę trzymając w dłoniach głowę – a nie co dzień można coś takiego powiedzieć.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
