結合 3D 列印與 Arduino ,福特在 MakerFaire 讓參與者體驗如何簡單做出遙控車

2014.05.24 08:05PM
是結合 3D 列印與 Arduino ,福特在 MakerFaire 讓參與者體驗如何簡單做出遙控車這篇文章的首圖

福特在這兩天於華山舉辦的 MakerFaire 活動中,與 MakerBar Taipei 合作舉辦 Maker Workshop 創客工作坊活動,讓與會者體驗如何善用 3D 列印結合 Arduino 開源開發板快速地做出一台第七代野馬造型的藍牙遙控車。

這個活動感覺好像與福特沒有太大的關係,不過 3D 列印現在已經被大量的應用在汽車產業,像是透過 3D 列印的方式打造原型產品,或是透過 3D 列印生產評估用的零組件;且除了一般採用堆疊列印的 3D 列印機外,在工業應用也有透過機器手臂進行挑戰地心引力的列印系統,透過 3D 列印的方式生產原型與特規品正在改變整個業界。

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至於甚麼是 Arduino 開發板?這是一種遵循開源的軟硬體開發平台,在 Simple I/O 介面板撘載一顆系統級晶片,透過統一的程式語言方式,讓使用者可在 Simple I/O 介面搭配各式的模組,並且透過簡單的語言進行控制與開發,相當適合用於開發原型產品的控制系統;且當完成開發後,可將線路精簡並重新設計電路板進行量產。

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近期在集資網站許多的產品,都是透過 3D 列印搭配 Arduino 開發平台完成原型設計並且進行量產,透過 3D 列印的外殼與 Arduino 平台,可用於開發遙控飛機、智慧手錶、智慧家庭設備等等,這次福特的藍牙遙控車也是基於這樣的概念做出來的。

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這次的藍牙遙控車體驗套件就是由這一包東西開始,包括一張 Arduino 開發板,兩個帶傳動的後輪、取代前輪的鋼珠模組、藍牙接收器模組以及幾個螺絲與螺帽。作為底盤的則是一張透明壓克力板。

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Arduino 沒有既定的形式,尺寸可大可小,也可因應不同的需求透過擴充或是直接內嵌在電路板提供應用;像是這次負責藍牙遙控車中樞的這張開發板,就直接整合馬達的控制器,可控管兩顆馬達的運轉,如果未有馬達控制器的話,就需要透過外接的方式擴充。如果透過這張電路板開發遙控車,最終的電路板還可將一些用不到的 I/O 移除縮小線路。

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首先拿到的 3D 列印零件是這台藍牙遙控車的前輪,而且眼尖的人一定會發現結構好像怪怪的,為何上面會有兩個螺絲鎖孔?難道前輪是固定的?

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是的...前輪它...真的不能動,這兩顆 3D 列印的前輪就跟腳一樣只是裝飾品而已,上面的偉人不會懂的,所以屆時前輪下方還要鎖上鋼珠模組取代前輪,簡單來說這台野馬遙控車其實是三輪車。至於後輪採用的是有點像現在電動車一樣的左右獨立馬達驅動的結構,不是透過單一馬達搭配傳動軸的設計。

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接著把 Arduino 鎖上底盤,並且把配線依序鎖上端子座。

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接著把藍芽模組插上,並且裝上電池看看是否正常過電。

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然後安裝福特為這次活動提供的 app ,這個 app 除了可以使用虛擬按鈕操作外,還可辨識英文的語音指令。

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一切就緒後,福特發給每個人三大塊預先透過 3D 列印完成的車殼模組,會切割為三塊的原因是因為 3D 列印機尺寸的關係,故透過三塊模組並以卡榫的方式組合。不過此時也可發現 3D 列印機的一個小小問題:如果列印單一物件問題不大,但牽涉多個模組組合,會因為材料與列印精度的關係卡榫會有些誤差,不過多半稍微修整一下就可安裝了。

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確認三片車殼可以扣上後,接著貼上象徵賽車精神的貼紙點綴,就可把車殼裝上底盤了。這次活動中間還發生了小插曲,因為好幾個參加者手中的 Arduino 開發板的程式似乎沒有全部更新好,一開始不少人只能連線但無法進行遙控,還以為是會場過多訊號互相干擾導致藍牙不正常,後來透過大概 30 秒的系統升級把程式更新後就正常了。

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裝上後,一台七代野馬的藍牙遙控車就這樣完成了,只要打開手機的藍牙搜尋藍芽模組,並且安裝 app 後,就可進行前進、後退以及轉彎。由於這台車的前輪實質是一顆鋼珠,加上車上的電池並未固定,故前進時很容易偏移,但也是這台野馬藍牙遙控車的樂趣。

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大會最後讓每個參與者兩兩 PK 進行比賽,不過筆者的藍牙訊號似乎比較晚才送出去,起步大概晚了半秒才出發,最後還掉到桌子中間的坑洞。雖然比賽輸了,不過能夠透過這個活動體驗 Arduino 與 3D 列印如何快速的開發產品原型。

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