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Barco de Pádel WiFi

Descripción del modelo 3D

https://www.youtube.com/watch?v=tSqOaiFjMLg

El verano está en pleno apogeo en Oklahoma y los niños, nietos, sobrinos, sobrinos y, bueno, casi todos los que conocemos están en el Lago Zumwalt para refrescarse. Mi esposa ha comprado suficientes juguetes de piscina para llenar el lago Zumwalt, así que pensé en unirme a la pelea de juguetes de piscina con WiFi Paddle Boat.

https://www.youtube.com/watch?v=uxT6lqxKlHI

WiFi Paddle Boat es un barco de remos controlado vía wifi usando un teléfono inteligente, tableta u otro dispositivo táctil. WiFi Paddle Boat crea un punto de acceso wifi (muy parecido a las pequeñas cámaras deportivas) al que te conectas a través de la configuración del dispositivo wifi habilitado para wifi. A continuación, utilizando el navegador web de su dispositivo habilitado para wifi touch, simplemente navegue a la página web de WiFi Paddle Boat y ¡ya está! Los controles para WiFi Paddle Boat son idénticos a los de mis diseños "Lady Buggy" y "Santa Sleigh", por lo que es fácil de manejar para los nietos.

https://www.youtube.com/watch?v=fZJlUVu74cM

Una palabra de precaución; diseñé el barco de paddle WiFi para ser "resistente a salpicaduras" no "a prueba de agua", así que si una ola, un nieto, una sobrina, un sobrino, etc., "submarinos" WiFi Paddle Boat, buena suerte.

Como de costumbre, probablemente olvidé un archivo o dos o quién sabe qué más, así que si tienes alguna pregunta, por favor no dudes en preguntar, ya que cometo errores en abundancia.

Diseñado con Autodesk Fusion 360, cortado con Cura 3.4.1 e impreso en PLA tanto en Ultimaker 2+ Extended como en Ultimaker 3 Extended.

Parámetros de impresión 3D

Compra, impresión y preparación de las piezas.

Antes de empezar, tenga en cuenta que WiFi Paddle Boat contiene componentes grandes y planos que pueden no encajar en su área de construcción y, si lo hacen, la deformación puede convertirse en un problema importante, por lo que debe utilizar un borde y las mejores técnicas para la adhesión de la placa de construcción. Tenga en cuenta también que hay algunos componentes de paredes delgadas, algunos tan finos como de 0,8 mm, por lo que antes de imprimir pruebe cada pieza utilizando su cortadora en modo por capas para confirmar la capacidad de la impresora para imprimir las piezas. Y finalmente, el diseño requiere que los motores, cojinetes y palas deben alinearse en el eje con la mayor precisión posible, de modo que imprima "Deck.stl" con soportes de la más alta resolución, y esté preparado para limar cuidadosamente los soportes de cojinetes para obtener una superficie lisa, redonda y a la vez de fricción.

Compré las siguientes piezas para WiFi Paddle Boat:

1 Heltec WiFi Kit 32 con pantalla Oled (en línea).

1 controlador de accionamiento del motor Timesetl L298N (en línea).

2 300 RPM 6 VDC Mini Motorreductores (en línea).

4 Rodamientos de bolas sellados de 10 x 15 x 4 mm (utilicé un ProtekRC PTK-10046, una tienda de hobbies local).

1 Ares AZSZ2503 1200 mAh 2-Cell/2S 7.4V 25C Lipo Battery (tienda local de hobbies).

Conector hembra JST (tamaño para batería, tienda local de hobbies).

También necesitará pegamento cianoacrilato, calafateo acrílico, pinzas de punta de aguja y diversas herramientas manuales de precisión, limas de joyería, cortadores de alambre, peladores de alambre, soldadores y soldadores, y tal vez pintura en aerosol transparente segura para PLA.

Imprimí "Deck.stl" y "Bolt, 8 by 1.25mm.stl" a una altura de capa de .15mm, y las partes restantes a una altura de capa de.2mm (la altura de capa de.2mm añadió un aspecto "crujiente" (?) a los componentes restantes que, al menos para mí, simulaban años de sobrepintado, además de que imprimían en mucho menos tiempo). Imprimí "Bolt, 8 by 1.25.stl" al 50% de relleno, las partes restantes al 20% de relleno. Imprimí "Deck.stl" con soportes, las partes restantes sin soportes.

He incluido algunas opciones de impresión para WiFi Paddle Boat. El modelo base es el más sencillo y contiene el menor número de piezas. El modelo detallado tiene los detalles disponibles en el modelo detallado de extrusión doble pero para extrusión simple. El modelo detallado de doble extrusión es para impresoras de doble extrusión y tiene los mismos detalles que el modelo detallado.

Para el modelo base, imprimí las siguientes partes:

1 "Compartimiento de baterías.stl".

8 "Tornillo, 8 por 1.25mm.stl" (use los 4 tornillos adicionales para tapar los agujeros de la cubierta delantera y trasera en el casco).

1 "Tapa Plana.stl".

1 "Deck.stl".

2 "Hull.stl".

2 "Paddle.stl".

2 "Splash Guard.stl".

Para el modelo detallado, imprimí las siguientes partes:

1 "Compartimiento de baterías.stl".

8 "Tornillo, 8 por 1.25mm.stl".

1 "Portada Detallada.stl".

2 "Deck Front.stl" (este componente es tanto para el frente como para la parte trasera de WiFi Paddle Boat).

1 "Deck.stl".

2 "Hull.stl".

2 "Paddle.stl".

2 "Splash Guard.stl".

2 "Stack.stl".

Para el modelo detallado de extrusión dual, imprimí las siguientes partes:

1 "Compartimiento de baterías.stl".

8 "Tornillo, 8 por 1.25mm.stl".

1 "Cobertura detallada, Ultimaker.3mf" ("Cobertura detallada.3mf" excluye el robot Ultimaker).

2 "Deck Front.3mf" (este componente es para la parte delantera y trasera de un barco de paddle WiFi).

1 "Deck.stl".

1 "Casco izquierdo.3mf".

1 "Casco derecho.3mf".

2 "Paddle.stl".

2 "Splash Guard.stl".

2 "Stack.stl".

Antes de ensamblar, pruebe el ajuste y recorte, lime, lije, etc. todas las piezas según sea necesario para un movimiento suave de las superficies en movimiento, y ajuste apretado para las superficies que no se mueven. Dependiendo de los colores que elija y de la configuración de su impresora, es posible que sea necesario recortar, limar y/o lijar más o menos. Limar con cuidado todos los bordes que entraron en contacto con la placa de construcción para asegurarse de que todos los "exudados" de la placa de construcción sean eliminados y que todos los bordes sean lisos. Utilicé pequeños archivos de joyería y mucha paciencia para realizar este paso. Todas las versiones de los modelos utilizan un conjunto roscado (8 por 1,25 mm), por lo que puede ser necesario un macho y una matriz de 8 por 1,25 mm para limpiar los componentes roscados.

En cuanto a los cascos, después de imprimir, inserte completamente los 8 pernos en los orificios roscados en la parte superior de los cascos, sumerja cada casco bajo el agua durante aproximadamente un minuto, retírelo, séquelo y agítelo para ver si hay alguna fuga de agua en el casco. Si es así, rocíe unas cuantas capas ligeras de pintura en aerosol segura transparente PLA sobre el casco, deje secar y pruebe de nuevo.

Finalmente, respecto a "Paddle.stl". He incluido el archivo "Paddle Axle Test v1.f3d", el modelo Autodesk Fusion 360 Paddle con un eje de paleta de prueba. Recomiendo comenzar este proyecto imprimiendo "Paddle Test.stl" y probando el montaje del eje del motorreductor y de los cojinetes sellados de 10 x 15 x 4 mm. El eje del motorreductor debe deslizarse fácilmente en el orificio plano del eje de prueba de la paleta, y los cojinetes deben encajar muy firmemente en el eje de prueba de la paleta. Si alguno de estos ajustes no son correctos, puede probar un color diferente, ajustar la escala X, Y de la pieza en la cortadora de fiambres o editar la prueba de paleta y la paleta utilizando Autodesk Fusion 360 hasta que la pieza encaje correctamente.

Programe el Heltec Kit 32 Wifi>/b>

WiFi Paddle Boat fue escrito en el entorno Arduino para el chip ESP32. Hay numerosos y excelentes tutoriales en la web que detallan el uso del entorno de Arduino, por lo que no los duplicaré aquí. Sin embargo, en el momento en que publiqué este modelo, unos dos años después del lanzamiento de las tarjetas de circuito basadas en ESP32, hay sorprendentemente poca información y bibliotecas disponibles para el chip ESP32. Por ejemplo, no existe la función "analogWrite()" del ESP8266 en el ESP32, pero sí la función "ledcWrite()" del ESP32 que, supongo, fue diseñada para el control del brillo de un led, por lo que utilicé esta función para el variador PWM del controlador de velocidad del motor.

En cuanto a la página web de WiFi Paddle Boat, utilicé un elemento html "canvas" para los gráficos, y los eventos de lienzo "touchstart", "touchmove" y "touchend" para el control. Creo que el software debería funcionar en dispositivos táctiles que no sean iOS, pero no he podido confirmarlo.

Con el Heltec Wifi Kit 32 conectado a su ordenador mediante un cable USB, abra el entorno Arduino y cargue el archivo "WiFiPaddleBoat.ino". En la parte superior del archivo hay una serie de archivos include (archivos terminados en ".h"). Asegúrate de que tienes la librería asociada a cada uno de estos archivos incluidos instalados en tu entorno Arduino.

WiFi Paddle Boat funciona en modo punto de acceso (este modo es similar a las varias cámaras deportivas pequeñas) en que usted conecta su teléfono inteligente wifi directamente a WiFi Paddle Boat wifi. Programé "WiFiPaddleBoat" con el lado "WiFiPaddleBoat", contraseña de "WiFiPaddleBoat", y dirección IP de "192.168.20.20". Antes de compilar y descargar el software al WiFi Kit 32, es posible que desee cambiar estos parámetros para adaptarlos a sus necesidades.

Después de instalar todas las bibliotecas y configurar el lado, la contraseña y la dirección IP, compila y descarga el software en el WiFiKit 32. Una vez descargado, el WiFi Kit 32 OLED debe mostrar el título, los derechos de autor y, por último, el nombre de AP y la dirección IP. Ve a la configuración wifi de tu teléfono inteligente e inicia sesión en el lado del punto de acceso WiFi Kit 32 con la contraseña. Cuando la conexión wifi esté completa, abra un navegador web en su teléfono inteligente y navegue hasta la dirección IP. Si tiene éxito, en el centro del WiFi Kit 32 OLED aparecerá una imagen parpadeante con forma de "señal de stop", y en la pantalla de su smartphone aparecerá un punto azul. Si arrastras el punto azul a la parte superior de la pantalla, aparecerá una flecha hacia arriba junto con dos indicadores de nivel de energía en el WiFi Kit 32 OLED. Arrastre el punto azul alrededor de la pantalla del teléfono inteligente y examine la respuesta OLED.

Cableado.

Mientras diseñaba un controlador de velocidad de motor para este modelo, me encontré con el controlador de tracción de motor Timesetl L298N que, dadas sus características y precio, no podía justificar mi diseño dado el coste de una placa de circuito impreso y los componentes individuales necesarios para completarlo. Así que compré un paquete de cinco de estos tableros por $14.00 USD, así que cada tablero individual cuesta $2.80 USD. Este controlador de velocidad del motor está diseñado para cargas mucho más pesadas que las que se requieren para un barco de paletas WiFi, por lo que el consumo de corriente y la disipación de calor dejaron de ser un problema.

Para conectar el controlador de velocidad del motor a los motores y al WiFi Kit 32, he realizado los siguientes pasos.

El puerto (izquierda) del motor está conectado a los terminales de tornillo OUT4 ("+") y OUT3 ("-") del controlador de velocidad del motor. Soldar un cable rojo de 100 mm de longitud de AWG 26 al terminal "+" del motor del puerto, y un cable negro de 100 mm de longitud de AWG 26 al terminal "-" del motor del puerto. Estañe los extremos libres de estos cables, luego conecte el extremo libre estañado del cable rojo al terminal OUT4 del controlador de velocidad del motor, y el extremo libre estañado del cable negro al terminal OUT3.

El motor de estribor (derecha) se conecta a los terminales de tornillo OUT1 ("+") y OUT2 ("-") del controlador de velocidad del motor. Soldar un cable rojo de 100 mm de longitud de AWG 26 al terminal "+" del motor de estribor, y un cable negro de 100 mm de longitud de AWG 26 al terminal "-" del motor de estribor. Estañe los extremos libres de estos cables, luego conecte el extremo libre estañado del cable rojo al terminal OUT1 del controlador de velocidad del motor, y el extremo libre estañado del cable negro al terminal OUT2.

En la tarjeta del controlador de velocidad del motor, el conector de 6 clavijas estilo cabezal proporciona la interfaz de control del motor. Utilicé un conector hembra de 6 pines estilo Arduino y soldé los cables de control entre este conector y el kit WiFi 32 de Heltec de la siguiente manera:

Suelde un cable verde de 100 mm de longitud de AWG 26 entre la clavija 26 del WiFi Kit 32 y la clavija de encabezado ENA del cabezal del controlador de velocidad del motor.

Suelde un cable azul de 100 mm de longitud de AWG 26 entre la clavija 12 del WiFi Kit 32 y la clavija de encabezado IN1 del cabezal del controlador de velocidad del motor.

Suelde un cable amarillo de 100 mm de longitud de AWG 26 entre la clavija 13 del WiFi Kit 32 y la clavija de encabezado IN2 del cabezal del controlador de velocidad del motor.

Suelde un cable azul de 100 mm de longitud de AWG 26 entre el pin 27 del WiFi Kit 32 y el pin de cabecera IN3 del cabezal del controlador de velocidad del motor.

Suelde un cable amarillo de 100 mm de longitud de AWG 26 entre la clavija 14 del WiFi Kit 32 y la clavija de encabezado IN4 del cabezal del controlador de velocidad del motor.

Suelde un cable verde de 100 mm de longitud de AWG 26 entre la clavija 25 del WiFi Kit 32 y la clavija de encabezado ENB del cabezal del controlador de velocidad del motor.

El controlador de velocidad del motor también proporciona 5vdc regulado en el terminal de tornillo de 3 clavijas que usé para alimentar el WiFi Kit 32. Para conectar la alimentación del controlador de velocidad del motor al WiFi Kit 32, suelde un cable rojo de 100 mm de longitud de AWG 26 a la clavija de 5V del WiFi Kit 32. A continuación, suelde un cable negro de 100 mm de longitud de AWG 26 al pin WiFi Kit 32 GND. Estañe los extremos libres de ambos cables, luego conecte el extremo libre estañado del cable rojo a la clavija de +5V del controlador de velocidad del motor en el conector del tornillo de 3 clavijas, y conecte el extremo libre estañado del cable negro a la clavija GND del controlador de velocidad del motor en el conector del tornillo de 3 clavijas.

Todo el circuito está alimentado por una batería LiPo de 7.4vdc 1200ma. Para conectar la batería al controlador de velocidad del motor, conecte el cable rojo del conector hembra JST a la clavija +12V del controlador de velocidad del motor en el terminal de tornillo de 3 clavijas, y el cable negro del conector hembra JST a la clavija GND del terminal de tornillo de 3 clavijas (este terminal comparte la conexión a tierra con la conexión a tierra WiFi Kit 32).

Revise todo el cableado.

Asamblea

Usando 4 puntos pequeños de cianoacrilato grueso, pegue "Battery Compartment.stl" a "Deck.stl" como se muestra. Luego, usando masilla acrílica, selle la parte inferior del compartimiento de la batería a la cubierta como se muestra.

Presione un rodamiento en el soporte interior de rodamientos en la cubierta como se muestra. Esto debería ser un ajuste muy apretado. Si no es así, es posible que necesite asegurar el rodamiento en su lugar utilizando puntos muy pequeños de cianoacrilato grueso en el anillo de rodamiento exterior, asegurándose de no colocar el cianoacrilato en el sello del rodamiento o en el anillo interior. Repita con el otro lado.

Presione los dos rodamientos restantes sobre los dos componentes "Paddle.stl". Esto debería ser un ajuste muy apretado.

Presione los conjuntos de paletas en su posición. Esto debería ser un ajuste muy apretado.

Presione los motores en sus posiciones en la cubierta como se muestra, asegurándose de que el eje del motor esté alineado con el eje de la paleta. Esto debería ser un ajuste muy apretado.

Coloque el controlador de velocidad del motor y el WiFi Kit 32 en la posición que se muestra. Levante ligeramente el WiFi Kit 32 y deslice la batería en el compartimento de la batería.

Conecte la batería al controlador de velocidad del motor y compruebe el funcionamiento correcto de la pantalla.

Aplique una gota de masilla de silicona alrededor de los 4 agujeros roscados de cada casco.

Asegure los cascos izquierdo y derecho y los protectores contra salpicaduras a la cubierta como se muestra usando 4 "Tornillos, 8 por 1.25mm.stl".

Si imprimió "Deck Front.stl" o "Deck Front.3mf", asegure las dos cubiertas a los cascos como se muestra usando los 4 tornillos restantes. Si no es así, simplemente instale los 4 pernos.

Si imprimió una portada detallada, enhebre los dos "Stack.stl" en la portada.

Test.

Con el montaje completo y antes de la primera prueba de agua, realizo las siguientes tareas:

Coloque el Wi-Fi Paddle Boat sobre una superficie plana.

Enchufe la batería.

Conectar un dispositivo habilitado para wifi al WiFi Paddle Boat wifi (mi lado WiFi Paddle Boat es "WiFiPaddleBoat").

Abra un navegador web en un dispositivo habilitado para wifi.

Navegar a la dirección IP de WiFi Paddle Boat (mi dirección IP de WiFi Paddle Boat es 192.168.20.20).

Cuando el punto azul aparece en el navegador web, una imagen del tipo "stop sign" aparece parpadeando en el WiFi Kit 32 OLED. Arrastre el punto al centro superior de la pantalla y la pantalla OLED mostrará una flecha hacia arriba y 2 indicadores de nivel de potencia (uno para el motor de babor y otro para el motor de estribor). Asegúrese de que las palas giran en la dirección correcta. Mueva el punto hacia el centro de la parte inferior de la pantalla y observe las indicaciones OLED adecuadas y el movimiento de la paleta.

Con eso completo, coloque la cubierta que usted eligió sobre la bahía electrónica en la cubierta, coloque el bote de remo WiFi en el agua, y ¡ya está!

Así es como imprimí, programé, cableé y ensamblé WiFi Paddle Boat.

Espero que lo disfruten!

  • Formato de modelo 3D : STL y ZIP

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