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基于Arduino的3D打印旋轉(zhuǎn)展示臺(tái)

01/08 14:27
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Arduino驅(qū)動(dòng)的3D打印旋轉(zhuǎn)展示臺(tái)：360度攝影與攝像的完美伴侶

在當(dāng)今快速發(fā)展的科技時(shí)代，創(chuàng)意和創(chuàng)新是推動(dòng)我們不斷前進(jìn)的動(dòng)力。今天，我將向大家介紹一個(gè)非常有趣的項(xiàng)目：Arduino驅(qū)動(dòng)的3D打印旋轉(zhuǎn)展示臺(tái)。這個(gè)展示臺(tái)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)，還具備多種功能，非常適合攝影愛好者、攝像師以及各種創(chuàng)意工作者使用。


基于Arduino的3D打印旋轉(zhuǎn)展示臺(tái)

項(xiàng)目背景與創(chuàng)意

在進(jìn)行360度攝影或攝像時(shí)，我們常常需要一個(gè)能夠平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)的展示臺(tái)來展示產(chǎn)品或拍攝對(duì)象。市面上雖然有一些現(xiàn)成的旋轉(zhuǎn)展示臺(tái)，但它們往往功能單一，無法滿足我們多樣化的需求。因此，我決定利用Arduino和3D打印技術(shù)，制作一個(gè)功能豐富且易于控制的旋轉(zhuǎn)展示臺(tái)。

這個(gè)展示臺(tái)的核心是Arduino Nano，它是一款功能強(qiáng)大且易于使用的微控制器。通過Arduino，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)展示臺(tái)的精確控制，包括旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)方向的選擇等。此外，展示臺(tái)還配備了一個(gè)OLED顯示屏，可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的狀態(tài)信息，如旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)次數(shù)等，方便用戶進(jìn)行操作和監(jiān)控。
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制作材料與工具

制作這個(gè)展示臺(tái)所需的材料和工具如下：

  • Arduino Nano：作為控制核心，負(fù)責(zé)接收用戶指令并控制展示臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。
  • 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器：用于實(shí)現(xiàn)展示臺(tái)的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
  • 旋轉(zhuǎn)編碼器：用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度和方向。
  • OLED模塊：用于顯示當(dāng)前的狀態(tài)信息。
  • 小型面包板：用于連接和調(diào)試電路。
  • 空CD：用于制作展示臺(tái)的表面。
  • 白色紙張和馬克筆：用于制作展示臺(tái)的背景。
  • 3D打印機(jī)：用于打印展示臺(tái)的各個(gè)部件。
  • PLA線材：作為3D打印的材料。
  • 熱熔膠：用于固定電子元件。
  • Tinkercad應(yīng)用：用于設(shè)計(jì)3D模型。
  • 切片軟件（如Cura）：用于將3D模型轉(zhuǎn)換為打印文件。
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制作步驟

步驟一：設(shè)計(jì)與打印

首先，我使用Tinkercad應(yīng)用設(shè)計(jì)了展示臺(tái)的3D模型。Tinkercad是一款非常直觀易用的3D設(shè)計(jì)軟件，適合初學(xué)者快速上手。設(shè)計(jì)完成后，我將模型文件導(dǎo)出為STL格式，并在Cura切片軟件中進(jìn)行設(shè)置。為了簡(jiǎn)化打印過程，我選擇了不需要支撐和底座的打印設(shè)置，這樣可以減少后處理的工作量。

接下來，我將PLA線材裝入3D打印機(jī)，并開始打印各個(gè)部件。打印過程相對(duì)簡(jiǎn)單，只需耐心等待即可。打印完成后，將打印好的部件保存起來，以備后續(xù)使用。

需要注意的是，我并沒有提供OLED板和旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕的3D打印文件，因?yàn)榫W(wǎng)上有很多現(xiàn)成的設(shè)計(jì)可以使用。你可以根據(jù)自己的需求，選擇合適的文件進(jìn)行打印。
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步驟二：電路連接與編程

電路部分相對(duì)簡(jiǎn)單，我將詳細(xì)說明各個(gè)元件的連接方式：

  • 步進(jìn)電機(jī)連接：
    • IN1連接到Arduino Nano的D8引腳
    • IN2連接到D9引腳
    • IN3連接到D10引腳
    • IN4連接到D11引腳
    • VCC連接到5V，GND連接到地
  • OLED模塊連接：
    • Vcc和Gnd連接到Arduino Nano的5V和地
    • SCK連接到A5引腳，SDA連接到A4引腳
  • 旋轉(zhuǎn)編碼器連接：
    • CLK連接到D2引腳
    • DT連接到D3引腳
    • SW連接到D4引腳
    • +連接到5V，GND連接到地
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連接好電路后，將Arduino Nano連接到計(jì)算機(jī)，并在Arduino IDE中上傳以下程序代碼（只有部分）：

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Stepper.h>

#define OLED_RESET     4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

#define STEPS_PER_REVOLUTION 2048
Stepper myStepper(STEPS_PER_REVOLUTION, 8, 9, 10, 11);

int encoderPinA = 2;
int encoderPinB = 3;
int encoderButton = 4;

volatile bool rotation = false;
volatile long encoderPosition = 0;
volatile int lastEncoded = 0;
volatile int rotatingDirection = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("Initializing...");
  display.display();

  pinMode(encoderPinA, INPUT_PULLUP);
  pinMode(encoderPinB, INPUT_PULLUP);
  pinMode(encoderButton, INPUT_PULLUP);

  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinA), updateEncoder, CHANGE);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderPinB), updateEncoder, CHANGE);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(encoderButton), updateButton, FALLING);

  myStepper.setSpeed(10);
}

void loop() {
  display.clearDisplay();
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("Position: ");
  display.print(encoderPosition);
  display.print("  Direction: ");
  display.println(rotatingDirection == 1 ? "CW" : "CCW");

  if (rotation) {
    myStepper.step(rotatingDirection == 1 ? STEPS_PER_REVOLUTION : -STEPS_PER_REVOLUTION);
    rotation = false;
  }

  display.display();
}

步驟三：組裝與調(diào)試

將電子元件與3D打印部件組裝在一起是整個(gè)項(xiàng)目中最令人興奮的部分。首先，將步進(jìn)電機(jī)安裝到3D打印的底座上，底座采用壓入式設(shè)計(jì)，無需額外的膠水或粘合劑。然后，將其他電子元件放置在面包板上，并使用熱熔膠或雙面膠固定。

接下來，將旋轉(zhuǎn)編碼器的旋鈕安裝到步進(jìn)電機(jī)的軸上，同樣不需要膠水。我還制作了一個(gè)3D打印部件來固定OLED模塊，但因?yàn)椴皇俏业脑O(shè)計(jì)，所以沒有分享模型文件。你可以在網(wǎng)上找到許多免費(fèi)的STL文件，選擇適合自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行打印，并將其粘貼到底座上。

在組裝過程中，要注意合理布局各個(gè)元件，確保所有連接線都牢固可靠。完成組裝后，我們就可以進(jìn)入下一步——制作展示臺(tái)了。
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步驟四：制作展示臺(tái)

展示臺(tái)的制作方法有很多，我選擇了使用一張不再使用的CD作為展示臺(tái)的表面。首先，在紙上標(biāo)記出CD的尺寸，然后將標(biāo)記區(qū)域剪下并粘貼到CD上。我選擇了白色作為背景色，但你可以根據(jù)自己的需求選擇其他顏色。將制作好的展示臺(tái)放置在步進(jìn)電機(jī)的中心，展示臺(tái)就制作完成了。
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步驟五：測(cè)試與使用

使用這個(gè)展示臺(tái)非常簡(jiǎn)單，只需將Arduino Nano連接到USB電源，并檢查OLED顯示屏上的狀態(tài)信息。將拍攝對(duì)象放置在展示臺(tái)上，按下旋轉(zhuǎn)編碼器的中心按鈕，OLED顯示屏上的狀態(tài)將從“停止”變?yōu)椤斑\(yùn)行”。根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)旋鈕，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度，然后開始錄制視頻。

值得一提的是，這個(gè)展示臺(tái)還支持逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)的使用確保了旋轉(zhuǎn)過程的精確性和穩(wěn)定性，你可以期待獲得高質(zhì)量的視頻和照片。如果你需要拍攝小型電子元件的視頻和照片，那么這個(gè)項(xiàng)目絕對(duì)適合你。你還可以根據(jù)項(xiàng)目的類型，自定義背景顏色，并隨時(shí)在OLED顯示屏上查看狀態(tài)、旋轉(zhuǎn)次數(shù)以及旋轉(zhuǎn)方向等信息。
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結(jié)語

通過這個(gè)項(xiàng)目，我們成功制作了一個(gè)功能強(qiáng)大且易于操作的Arduino驅(qū)動(dòng)3D打印旋轉(zhuǎn)展示臺(tái)。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)，還具備多種實(shí)用功能，非常適合攝影愛好者、攝像師以及各種創(chuàng)意工作者使用。希望這篇文章能夠激發(fā)你的創(chuàng)意靈感，讓你在攝影和攝像的道路上更進(jìn)一步。如果你對(duì)這個(gè)項(xiàng)目有任何疑問或建議，歡迎在評(píng)論區(qū)留言，我會(huì)盡快回復(fù)。感謝你的閱讀，我們下次再見！

希望你喜歡這個(gè)項(xiàng)目，并在構(gòu)建過程中找到樂趣！如果你有任何問題或需要幫助，歡迎在評(píng)論區(qū)交流。

作者：Svan.

注意：本博文為不得在未經(jīng)本人同意進(jìn)行轉(zhuǎn)載或者二次創(chuàng)作，違者必究?。?！

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