教你製作會動的紙片魚

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首先看一下紙片小魚的廬山真面目(見圖3.1)。為什麼背面沒有做完整的外殼,將所有的接線隱藏?首先,小魚的名字叫作“紙片魚”,是“一片”;其次,它從正面看是一條魚,從背面看就能很清楚地知道小魚的所有結構了,連線說明見表3.1。

當檢測到有人從旁邊經過時,小魚就會高興地亮起眼睛,並且隨機做出搖頭、擺尾、遊動三個動作中的一個(怎麼玩就看個人腦洞了)。配套程序請qq群657864614進行下載。

整個製作過程遵循的原則是:即插即用、焊接最少、方便拆卸和更換組件、能不剪線就不要剪。

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圖3.1 紙片魚背面

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表3.1 背面連接線說明

材料準備

首先準備必要的製作材料(見圖3.2,排名不分先後哦):電池盒、Bluno Beetle控制板、新版Bluno Beetle擴展板、4節電池、TowerPro SG90舵機、LED、人體紅外熱釋電傳感器模塊。

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圖3.2 需要準備的硬件

接下來準備一個硬紙盒(見圖3.3),偏硬的最好,魚的身體就靠它了。我這裡用的紙盒大小為25cm×15cm,當然,做得更大一點也可以。

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圖3.3 紙盒

開工製作

1 我沒有藝術細胞,偷懶直接在網上下載了一條魚的圖案,把它用A4紙打印出來,然後把小魚從紙上裁剪下來,作為模板拓到紙板上,接下來沿著畫線的地方裁剪就行了。魚的外形尺寸不能太小,小了就藏不住舵機、電池和主控板了。

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2 把裁剪下來的魚分成3段:魚頭、魚尾和魚身。中間的魚身後面主要用來安放舵機、電池和主控板。

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3 紙片魚是平面的,舵機怎樣才能控制魚頭和魚尾動作?這時還要做兩個直角支撐,用來連接魚頭、魚尾和舵機,材料依舊是剛才沒用完的紙盒,請看一下連接效果。

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4 直角用紙盒的邊角做,這樣省事。為了直角足夠牢固,另外裁剪兩個1.5cm×1.5cm左右的矩形紙片,按照上面的圖片用熱熔膠固定起來,很牢固。

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5 接下來考慮固定主板、舵機和傳感器等,這些組件該怎麼擺放呢?這裡的方案是:除了人體紅外熱釋電傳感器和LED放在魚頭部位外,其他所有組件都放在中間魚身部位,這樣做能使整個魚的重心在中間位置,在後面做個支架擺放時會比較穩定。來看一下組件的基本佈局。

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6 在確定組件的佈局後,會發現中間的魚身部位對舵機的舵盤擺動有阻礙,所以在紙片擋住舵機舵盤擺動的位置需要剪一個槽口(魚身最上面的兩個槽口),這樣還不夠,除了這兩個位置,舵機安裝固定螺絲用的“耳朵”也會對運動中的魚頭和魚尾有阻礙,所以在魚頭、魚尾和魚身的相同位置剪一個槽口(魚身下面的兩個槽口)。在前面的佈局中,傳感器放在魚頭部分,這是為了做一個類似魚鰓的效果,這個傳感器是立體的,所以在魚頭部位的下面還需要剪一個槽口,讓傳感器能夠放平。槽口都剪好後,再在魚頭和魚尾合適的位置打幾個固定孔就好了(用來固定直角支撐和傳感器)。

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7 紙片部分的準備差不多OK了,雖然儘量避免剪線和焊接,但是還有3個地方是必須要處理一下的。首先是Bluno Beetle和新版Bluno Beetle擴展板這裡的焊接(需要注意的是,接線柱接的是5V電源,電壓切記不要超過6V),焊接好後舵機、傳感器和LED的信號線和電源線,就可以直接插在擴展板上了。

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8 電池是串聯在一起的,需要將一個電池盒的正極和另一個電池盒的負極連接起來,可以焊接,也可以用黑膠帶纏繞。

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9 猜猜這是幹嘛的?小魚的眼睛是一個LED,在5V電壓下工作,如果不接電阻,很快小魚的眼睛就瞎了。在這根線的中間串接一個1kΩ左右的電阻,可以焊接,也可能用膠帶纏繞。最終,這根線一端連接在擴展板數字口D2的正5V端,一端連接LED的正極。

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組裝過程

前期準備工作到此基本做完了,東西很少,但是做起來要有耐性,接下來進入組裝環節!

1 魚頭的組裝:魚頭部位需要放LED和傳感器模塊,安裝順序是先安裝LED,再用雙面膠粘貼直角支撐,最後安裝傳感器模塊。這樣做直角支撐能壓緊LED,傳感器模塊又能壓緊直角支撐,最終就會比較牢固。再將連接頭部和舵機的舵盤用熱熔膠平著固定在直角支撐上。

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2 魚尾的組裝:魚尾部分沒有傳感器,固定好直角支撐就行了,先用雙面膠固定,再用螺絲固定,再將連接尾部和舵機的舵盤用熱熔膠平著固定在直角支撐上。

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3 魚身的組裝:首先安裝舵機,在舵機背面貼上雙面膠,粘在紙板上固定住,再在舵機底部的紙板上打兩個固定孔,用來安裝塑料支撐柱(2.6cm),一方面支撐舵機,防止舵機在運動中由於雙面膠沒有粘牢而下滑;另一方面後面需要在舵機上面放電池,支撐柱在小魚立起來時起到支撐電池的作用。舵機和支撐柱安裝好後,放上焊好的Bluno Beetle擴展板,擴展板上有4個固定孔,我們用最上面的兩個孔將擴展板固定在合適的位置(合適的原則是:不要露出來,不能阻礙舵機舵盤的轉動)。

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4 安裝電池:4節7號電池放到兩個電池盒裡,在背面貼上雙面膠,按照圖示位置擺放到舵機上,但是這樣擺放,在小魚立起來時,電池很容易掉下來,怎麼辦呢?看到固定柱的兩個螺絲孔了吧?該它派上用場了。

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5 剪一塊和兩個電池盒一樣大小的硬紙板,在下面打兩個孔,用螺絲固定在電池盒上面,這下電池就不會在小魚立起來時掉下來了。只要硬紙板剪得和兩個電池盒一樣大,主板接口是不會被遮住的!

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6 魚頭、魚尾和魚身的拼接:連接好舵機、傳感器的信號線和電源線,如果感覺後面的線有點雜亂,可以用蛇形線包裹或者膠帶粘在後面,還可以重新將線做短一點,那樣會更好看。編寫程序,將舵機調整到90°,然後將魚頭和魚尾的舵盤固定在舵機上,儘量讓魚頭、魚身、魚尾從一側看處於同一個水平面上,如果安裝好之後還有偏差,可以在程序中調節舵機中值,讓小魚的身體儘可能保持在同一平面上。

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底座的製作

1 紙片魚已經制作完成,但是不能讓它一直躺著啊。這裡再製作一個底座,首先看一下底座長什麼樣。

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2 製作材料我選用了較硬的紙板,也可以用製作小魚剩下的紙盒來做。

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3 剪3塊紙片,16cm×9.6cm就行,為什麼用這個尺寸呢?因為這樣大小看起來和小魚比較搭配且穩定,另外容易計算黃金分割的位置。看到上面的4條豎線了嗎?這4條豎線基本上都在每張紙片的黃金分割的位置,為了讓小魚擺放在支架上看起來比較舒服,將上面兩個紙片用熱熔膠固定在下面紙片黃金分割的位置,再在上面紙片黃金分割的位置剪兩個槽口,將紙片魚插在上面就行了。

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