如何制作一个手机用的电动3D扫描转盘

这个项目里，作者会教你怎么做一个简单的电动3D扫描转盘，主要是给手机用的。整个装置分为三个部分：顶板、齿轮板和底座。顶板是个固定的平台，用来放置你要扫描的物体。



中间的齿轮板是整个装置的核心，它有一个隐藏的齿轮机构，由步进电机驱动，可以360度旋转。齿轮板上还有个安装点，用来固定一个手机支架，这样手机就可以围绕物体旋转，同时保持固定距离。



底座则是整个装置的支撑结构，里面装了所有需要的部件。顶板和底座是固定在一起的，而中间的齿轮板可以自由旋转。为了让旋转更顺滑，整个系统用了四个滚珠轴承。

至于扫描软件，作者用的是iOS上的一个应用，不过你也可以根据自己的需求选择别的软件。这次主要是教大家怎么做这个电动转盘，话不多说，一起来看看吧！






第一步：3D打印零件和硬件准备


这个项目需要3个主要的3D打印零件：

• 底座：底座里有三个轴承槽、步进电机安装位、三个脚槽，还有一个开关的位置。
• 齿轮板：这是唯一会旋转的部分，中心有个轴承槽，侧面还有一个安装点，用来固定手机支架。
• 顶板：这是用来放要扫描物体的平台，它通过中心部分固定到底座上，保持不动。
  

除了这些，还需要一些小零件，比如连接步进电机的小齿轮、用来固定轴承的销钉，以及三个安装脚。另外还有一个手机支架臂和支架板。

如果没有3D打印机，可以用PCBWAY这类的在线服务来打印这些零件。STL文件是免费的，可以直接下载：https://www.pcbway.com/project/shareproject/How_to_Build_a_Motorized_3D_Scanning_Turntable_for_Your_Phone_20b5a863.html





硬件方面，需要4个608 ZZ轴承（就是滑板常用的那种），它们能让旋转更顺滑。还需要一些螺丝和螺母，用来固定步进电机和手机支架。



步进电机用的是28BYJ-48，这种很常见也很便宜。

零件准备好后，我们先从安装轴承开始吧！


第二步：组装零件






先把销钉插到底座上的槽里，但不要完全插进去。把轴承放到对应的位置，然后把销钉压到底。





接着，把三个脚插到底座上的脚槽里。如果觉得不够稳，可以用M3螺丝固定一下。





拿起齿轮板，把一个轴承压到它中心的轴承槽里。把齿轮板放到底座上。





最后，把顶板装上，让它中心的凹槽和底座上的凸起对齐。





插入手机支架臂和支架，用M5螺丝和螺母固定好。

这样，所有3D打印零件就组装完成了！试着手动转几圈中间的齿轮板，看看是不是转得顺滑。



如果没问题，就把顶板和齿轮板拿下来，把步进电机装到底座上的槽里，用M3螺丝固定好，再把小齿轮装到电机轴上。

到这里，机械部分就搞定了！接下来我们来看电子部分。

第三步：电子元件准备






电子部分用到了ESP8266开发板，这样可以无线控制转盘。步进电机驱动器用的是ULN2003，还需要一个面包板和一些跳线来搭建电路。

供电方面，用的是9V适配器，再加上一些电容器和稳压器，把电压降到5V供给开发板使用。我还画了一个简单的电路图，方便大家搭建。不过，如果直接把面包板塞到底座里可能会影响齿轮旋转，而且线材松动的话容易断开或者短路。







所以更推荐用定制PCB。我之前设计了一块PCB，刚好适合这个项目。新版PCB还改进了供电接口，更方便接线。如果需要，可以去PCBWay上订购这块PCB:https://www.pcbway.com/project/shareproject/How_to_Build_a_Motorized_3D_Scanning_Turntable_for_Your_Phone_20b5a863.html





现在，把所有电子元件和焊接工具准备好，我们开始焊接吧！

第四步：焊接与测试






焊接完成后，把步进电机驱动芯片插到PCB上，对齐芯片上的凹口和PCB上的标记。然后把PCB放到底座里，连接步进电机。



接下来设置供电线路。如果想加个开关，可以用两针开关控制通断，也可以直接连适配器。我用的是老版PCB，所以用了圆形插孔，但新版PCB已经改成了两针端子，更方便接线。





接好之后，把代码上传到ESP8266开发板。代码很简单，就是让步进电机按一个方向旋转。

// wait for a single step of stepper
int delaytime = 2;

// ports used to control the stepper motor
// if your motor rotate to the opposite direction, 
// change the order as {4, 5, 6, 7};
int port[4] = {15, 13, 12, 14};

// sequence of stepper motor control
int seq[8][4] = {
  {  LOW, HIGH, HIGH,  LOW},
  {  LOW,  LOW, HIGH,  LOW},
  {  LOW,  LOW, HIGH, HIGH},
  {  LOW,  LOW,  LOW, HIGH},
  { HIGH,  LOW,  LOW, HIGH},
  { HIGH,  LOW,  LOW,  LOW},
  { HIGH, HIGH,  LOW,  LOW},
  {  LOW, HIGH,  LOW,  LOW}
};

void rotate(int step) {
  static int phase = 0;
  int i, j;
  int delta = (step > 0) ? 1 : 7;

  step = (step > 0) ? step : -step;
  for(j = 0; j < step; j++) {
    phase = (phase + delta) % 8;
    for(i = 0; i < 4; i++) {
      digitalWrite(port[i], seq[phase][i]);
    }
    delay(delaytime);
  }
  // power cut
  for(i = 0; i < 4; i++) {
    digitalWrite(port[i], LOW);
  }
}

void setup() {
  pinMode(port[0], OUTPUT);
  pinMode(port[1], OUTPUT);
  pinMode(port[2], OUTPUT);
  pinMode(port[3], OUTPUT);
}
void loop() {
  rotate(100);
}
复制代码

如果测试时发现电机卡住或者有噪音，可以试着调整代码里的引脚顺序，或者直接翻转电机连接器。







调试好后，把齿轮板装回去，再装上顶板。现在试试看，中间层是不是能平稳地旋转了？如果一切正常，就可以进入下一步了！


第五步：使用Polycam进行3D扫描


在iPhone上找了一些3D扫描应用后，我选择了Polycam。



这款软件操作简单，而且效果不错。如果你想了解更多细节，可以看这个视频：






下载Polycam后，可以跳过订阅页面直接免费试用。





在扫描界面，有两种模式可选：手动模式需要每次手动按快门拍照，而自动模式只需要点一次“录制”，它会按一定时间间隔自动拍摄。





把物体放在转盘正中央，再把手机装到支架上。点“录制”按钮，然后启动转盘，应用会自动拍照并保存图片。如果想提高扫描质量，可以降低电机速度，让每次拍摄更稳定。目前代码里的默认速度大概能拍60张照片完成一次360度扫描。











拍完后，点“上传并处理”，等几分钟就能生成一个3D模型了！效果还是挺不错的，即使是随便扫一下也能看到不少细节。如果稍微调整一下设置，相信效果会更好。



最后，你还可以把模型导出成多种格式保存或分享。

就这样，一个简单又实用的3D扫描转盘就完成啦！大家有什么建议欢迎在评论区交流~ 希望你玩得开心！

原文地址：https://www.instructables.com/Ho ... ning-Turntable-for/

项目作者：MertArduino

译文首发于：DF创客社区

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好的，太好了，我自己也做个@