Projet de découpe laser à roulette chanceux à télécommande avec LaserMaker

Dans ce projet de robotique et de mécanisme STEAM, les élèves conçoivent et construisent une roulette chanceuse télécommandée à l'aide de LaserMaker. La leçon relie la conception de la structure découpée au laser, le montage du moteur, la rotation du pointeur, le traçage du texte, les supports mortaise et tenon, les composants de commande sans fil, le câblage et l'assemblage final.

1. Aperçu de la leçon

1.1 Objectif du projet

Les élèves concevront une roulette chanceuse avec un disque rotatif, un pointeur, un support de moteur et des supports. Ils vont créer les pièces découpées au laser dans LaserMaker, définir les paramètres de traçage et de coupe, assembler la structure, câbler les composants de contrôle et tester si le pointeur tourne avec succès.

1.2 Utilisation recommandée en classe

2. Objectifs d'apprentissage

2.1 Ce que les élèves apprendront

2.2 Compétences VAPEUR Développées

2.3 Faire responsable

Les élèves doivent créer des options de roulette appropriées à l'école, éviter les invites de jeu dangereuses et tester les composants alimentés uniquement sous la supervision d'un enseignant ou d'un superviseur de laboratoire. Les projets alimentés par batterie doivent être assemblés avec soin et vérifiés avant utilisation.

3. Contexte du monde réel: comment fonctionne une roulette chanceuse

Une roulette chanceuse est un appareil de jeu avec un disque divisé en différentes sections. Lorsque le pointeur tourne et s'arrête, il pointe vers une section et aide le joueur à choisir un prix, une activité ou un défi.

Dans ce projet, les élèves conçoivent une roulette motorisée pour un scénario de sélection de jeux. La roulette utilise un moteur TT et des composants de télécommande afin que le pointeur puisse tourner automatiquement au lieu d'être tourné à la main.

4. Planification des matériaux et des pièces

4.1 Liste des matériaux

Avant de dessiner la structure, les élèves doivent passer en revue les matériaux requis et comprendre comment chaque composant prend en charge la roulette alimentée finale.

4.2 Liste des pièces structurelles

La structure découpée au laser est organisée en trois parties principales: le disque rotatif, le pointeur et le support.

5. Lesson Procedure

5.1 Familiarisez-vous avec LaserMaker

Ouvrez LaserMaker et passez en revue les zones de travail principales, y compris la barre d'outils, la zone de dessin, le panneau de bibliothèque, la zone de dessin, la palette de calques et le panneau de traitement. Ces zones seront utilisées tout au long du projet.

5.2 Dessiner le disque rotatif

Sélectionnez l'outil Ellipse et tracez un cercle de 100mm de diamètre. Le disque de roulette est basé sur une forme circulaire, ce qui rend la roue de sélection facile à comprendre et visuellement familière.

Utilisez l'outil Rectangle pour dessiner un rectangle de 100mm sur 40mm et placez-le directement sous le cercle. Utilisez les guides d'alignement pour positionner le rectangle avec précision.

Dessinez deux rectangles de 2,7mm par 20mm sous le plus grand rectangle. Ceux-ci deviendront des fentes de mortaise pour relier les stands. La leçon source utilise 2,7mm au lieu de 3mm pour tenir compte de la compensation de découpe laser avec le tilleul.

Sélectionnez le cercle et le rectangle, puis utilisez l'outil Union pour les fusionner en une seule forme de disque. Cela crée un contour continu unique pour le corps de la roulette principale.

5.3 Ajouter et aligner le graphique du moteur TT

Ouvrez le panneau Bibliothèque, choisissez Open-source Robot Hardware, sélectionnez le graphique TT Motor et faites-le glisser sur la zone de dessin. La leçon source note que les graphiques rouges sont utilisés pour graver ou tracer des marques, tandis que les graphiques noirs sont utilisés pour couper.

Sélectionnez le graphique du moteur et faites-le pivoter de 270 degrés. Regroupez ensuite les graphiques moteurs afin qu'ils puissent être déplacés et alignés comme un seul objet.

Allumez l'outil Grille et alignez le trou de l'arbre du moteur avec le centre du disque rotatif. Comme le diamètre du disque est de 100mm, le centre du disque est à 50mm du haut et à 50mm du côté de la zone circulaire.

5.4 Ajouter du texte à la roulette

Utilisez l'outil Texte pour ajouter des noms d'éléments de jeu au disque rotatif. Définissez la police, la taille, le style et le contenu dans la fenêtre de texte, puis placez le texte sur le disque.

Faites pivoter le texte pour améliorer la disposition de la roue. Dans le flux de travail source, un objet texte est pivoté de-25 degrés. Après avoir positionné le texte, définissez le calque de texte sur une ligne ou un processus de description afin qu'il laisse une marque visible sans couper à travers le bois.

Répétez le même flux de travail de texte pour les options de roulette restantes. Le disque rotatif terminé comprend la position du moteur, les fentes à mortaise et les étiquettes de texte.

5.5 Dessiner le pointeur

Utilisez l'outil Ellipse pour dessiner un cercle de 10mm. Ouvrez ensuite Formes de base dans le panneau Bibliothèque et choisissez une forme de flèche pour le pointeur.

Redimensionnez la flèche à 50mm de large et 20mm de haut. Dessinez un cercle de 20mm à la queue de la flèche, puis alignez le cercle avec la queue de la flèche.

Ajoutez un trou d'arbre de moteur au pointeur en sélectionnant la position du trou TT dans Pièces mécaniques dans le panneau de bibliothèque et en le plaçant au centre du cercle.

Sélectionnez la flèche et le cercle, puis utilisez l'outil Union pour les fusionner. Le pointeur terminé doit rester dans le rayon du disque afin qu'il puisse tourner clairement à l'intérieur de la zone de roulette.

5.6 Dessiner les supports

Utilisez l'outil Rectangle pour dessiner un rectangle de 50mm sur 40mm pour un support. Dessinez ensuite un petit rectangle de 2,7mm sur 20mm comme élément du tenon qui s'insérera dans la mortaise du disque.

Utilisez l'outil de coin arrondi avec un rayon de 5mm pour arrondir les coins du support. Ensuite, copiez et collez le support pour créer la deuxième pièce de support.

Après avoir retiré tout contour de moteur inutile du dessin, passez en revue la conception finale avant le traitement au laser.

6. traitement de laser

6.1 Définir les paramètres de traçage et de coupe

Le dessin de la roulette chanceuse utilise deux procédés laser principaux. Le texte est traité avec un tracé de ligne de sorte qu'il laisse une marque visible, tandis que le disque, le pointeur, les trous et les pièces de support sont coupés à travers le bois.

Pour la couche rouge, sélectionnez le contreplaqué de tilleul comme matériau, choisissez Line comme technique de traitement et définissez l'épaisseur de traitement sur 0,10.

Pour la couche noire, sélectionnez le contreplaqué de tilleul comme matériau, choisissez Couper comme technique de traitement et définissez l'épaisseur de traitement sur 3,00.

6.2 Début de la fabrication

Allumez la machine de découpe laser et préparez le laser. Lorsque le bouton Démarrer la fabrication est prêt, téléchargez le dessin sur la machine de découpe laser et démarrez le traitement à partir du panneau logiciel.

7. Câblage et assemblage

7.1 Câblage

Une fois la structure du modèle préparée, connectez le circuit selon le schéma de câblage afin que la roulette chanceuse puisse fonctionner avec le moteur et les composants de la télécommande.

7.2 Assemblage structurel

Assemblez le modèle en séquence. Tout d'abord, préparez le moteur, le disque rotatif et le matériel. Fixez le moteur à l'arrière du disque rotatif. Ensuite, installez le pointeur sur le trou de l'arbre du moteur et insérez les deux pieds de support dans la structure du disque.

8. Tester, déboguer et améliorer

9. Projet terminé et réflexion

Après la fabrication, le câblage et l'assemblage, les étudiants complètent une roulette chanceuse qui combine des pièces découpées au laser avec un contrôle motorisé. Le projet démontre le processus de conception complet du dessin numérique à la création physique.

10. Le défi de l'extension

Le texte sur la roue de roulette finie est fixé après le traçage. Si les élèves veulent changer les options de jeu plus tard, ils devront créer une autre roue, qui utilise du matériel supplémentaire. Comme défi d'extension, les étudiants peuvent concevoir un système de roulette plus flexible avec des étiquettes remplaçables, des sections amovibles ou des cartes d'options réutilisables.

11. Note d'équipement pour les enseignants

Ce projet convient aux coupeurs de laser de salle de classe qui soutiennent la coupe et le traçage des matériaux de feuille pour de petits projets de robotique et de mécanisme. Pour les écoles, les makerspaces et les laboratoires STEAM pour débutants, des projets tels que les jeux de roulette chanceux, les pointeurs motorisés, les structures de contrôle à distance et les appareils de jeu en classe découpés au laser peuvent être complétés par un cutter laser en classe tel que leSérie de boulons laser Thunder.

Les enseignants peuvent choisir la machine et la configuration du matériel en fonction de l'espace en classe, de la taille du projet, de l'épaisseur du matériau, des composants électroniques et des objectifs d'apprentissage. Le même flux de travail LaserMaker peut également être adapté pour d'autres machines laser CO2 lorsque les étudiants passent à des appareils de jeu plus grands ou à des projets de robotique plus avancés.