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在 Latte Panda 开发板上运行 DesignSpark Mechanical

我认为,学习时动手比光看要简单得多 - 因此在观看了 DesignSpark Mechanical 教程后,我开始着手制作一个 Pi Zero 外盒,以下是我的详细步骤说明……

零件清单

数量 产品 库存编号
1 DFRobot LattePanda (with Licence) SBC Computer Board DFR0418 124-4684

我在大学时学习的 CAD 软件包与如今的 CAD 软件包的差别,就相当于 Windows 3.1 Windows 10 之间的差别。因此尽管我“以为”自己知道如何用 CAD 作图,我还是在第一步处处碰壁。

YouTube 教程讲得十分详尽,但是这不是我喜欢的学习方式。我更偏爱手把手的指导,最终做出可以看见的成品。

于是我在此写下了这类指导说明 - 如何使用 DesignSpark Mechanical 制作 Pi Zero 外盒。

Case2_ca4ba69522ff6a09b78a578ac970dc2af8a05c93.jpg

首先发现 DesignSpark Mechanical (DSM) 不支持 MacRaspberry Pi 也不支持)。而我没有运行 Windows 的电脑。

但是,我发现它可以在 Latte Panda (124-4684) 上运行,而这款设备比 Windows 电脑便宜得多,于是我选择尝试这种方法。

在开始使用 CAD 软件包之前:

  1. 用最新的 Windows 更新包更新 Latte Panda - 所需时间:大约 1 天。
  2. 根据指导说明下载并安装 DesignSpark Mechanical (DSM) - 所需时间:数小时。注意:在重新启动电脑之前,请务必完成第 1 步和第 2 - 说明中的确如此要求,然而实际情况却不是这样!
  3. 观看 DesignSpark Mechanical 教程 1:用户界面介绍 Youtube 视频(该视频我是用 1.5x 速度观看,但是该系列中的其它教程是用正常速度观看的) - 所需时间:约 6 分钟。该视频有助于了解各图标的位置。注意:现在可以按顺序观看所有教程,但如果是为了制作这款 Pi Zero 外壳,我将在每一步指出相关的教程。

值得注意的事情:

  • 有些部分可以走捷径 - 我喜欢这样。
  • Ctrl Z 是撤销上一个命令。
  • 剪贴板菜单中的剪刀工具是剪切。
  • 没有“镜像”工具。 
  • 如果轴线变成白色,则表示项目已锁定,您无法移动它。
  • 有大量快捷键可用。我没有尽数将其列出。
  • 您可以将印刷电路板和组件直接插入 DesignSpark Mechanical 中。RS Components 提供了大量 3D 模型,其中包括用于 Raspberry Pi 3 Model B 的模型,但是没有用于 Pi Zero 的。 
  • 从开始到 3D 打印外壳,我大约忙了一周的时间 - 主要是因为我不停地发现未知领域并观看 YouTube 视频,那些视频虽然有趣,但是对我遇到的问题没有帮助。尽管如此,现在我可以很自豪地说,我能在较短的时间内进行基本的尝试。我尝试了一些做法,但是未能成功(详见项目结尾)- 但是我知道它们背后的理论知识!
  • Latte Panda 上运行的 DSM 偶尔会卡死。请务必经常保存!
  • 有时 DSM 不够直观 - 例如,在物品上打孔可以使用“Pull”(拉动)或“Combine”(组合)。但是互联网上有许多优秀的资源。Google 是非常好用的查找工具。
  • Latte Panda 一点也不直观!此外确保 HDMI 电缆完全插入,否则您会以为 Latte Panda 死机了!
  • Latte Panda 休眠时,轻触“on”按钮即可唤醒。 
  • Latte Panda Cura 的运行速度似乎较慢(与 Macbook 相比)- 但是我想这是应该的!运行基本稳定。

制作底座

  1. 观看教程 2 - 草图
  2. 打开 DesignSpark Mechanical,然后新建设计(File(文件),New(新建),Design(设计))
  3. 点击“Sketch Mode”(草图模式)(Mode(模式)菜单),然后会出现网格(如果没有)。
  4. 点击“Plan View”(平面图)(Orient(定向)菜单),然后将显示平面视图(沿 Z 轴俯视)。
  5. 点击矩形工具(Sketch(草图)菜单),然后点击轴线的中央(原点)。
  6. 最后一点很重要 - 如果未点中,则取消重来!
  7. 开始朝轴线的右上方拖拽矩形。点击编辑尺寸,使矩形宽 68 mm,高 33 mm 
  8. 点击“3D Mode”(3D 模式)(Mode(模式)菜单),然后点击“Home”(回位)(Orient(定向)菜单)
  9. 点击“Pull”(拉动)工具(Edit(编辑)菜单),然后点击矩形。矩形会变为橙色。将矩形向上拉动,使尺寸变为 2.5 mm

使边角圆滑

  1. 观看教程 3 - 边角
  2. 选择“Pull”(拉动)工具(Edit(编辑)菜单),然后右键点击矩形的一条垂直短边。这时将有一系列图标可选。当我第一次在 Latte Panda 上进行此操作时,我打开了一个新的页面,而图标都位于顶端 - 然后我更改了显示器设置,逐步解决了此问题。如果您无法离开新页面,先最小化 DSM 窗口,然后再重新打开。 
  3. 选择“Round Edge”(边角圆滑)。
  4. 绘制边,设置半径为 3 mm
  5. 旋转盒子(使用 Orient(定向)菜单中的“Spin”(旋转)),然后对其它三根柱子执行相同的操作。

制作定位柱

  1. 打开“Sketch Mode”(草图模式)(Mode(模式)),点击矩形,然后点击“Plan View”(平面图)(Orient(定向))。
  2. 从原点开始(与底板相同),画一个尺寸为 58 mm(宽)x 23 mm(高)的矩形。 
  3. 点击“Select”(选择)(Edit(编辑)),然后双击矩形的一条边,使整个矩形突出显示。
  4. 点击右键,然后点击虚线构造图标,绘制构造线。
  5. 选择“Move”(移动),然后双击矩形。
  6. 选中“移动”(移动)轴线中央的圆球不放,然后将它移至矩形的左下角。
  7. 再次双击矩形,然后点击右键,再点击 XYZ 图标。
  8. 设置 x = 5 mmy = 5 mmz = 2.5 mm

现在,使用圆形工具(Sketch(草图)菜单)在矩形的各个角上画两个圆,半径分别为 5.5 mm 2.4 mmScreenshot_%283%29_189bb402525b997142e8227e1b529ecb80897bed.png         1. 点击“3D Mode”(3D 模式),然后点击“Plan View”(平面图)。

  1. 2. 选中每个小圆的内部,然后选中圆周(使用 ctrl 选中多个对象)- 它们将变为橙色,圆周将变粗。

    Screenshot_%285%291_643728bcfe0cefba4a4147a4a9d34e6aa62e4360.png
    1. 选择“Pull”(拉动)(Edit(编辑)菜单),然后选择“Home View”(回位视图)
    2. 将圆向上拉动 7 mm 生成圆柱。如果拉动方向错误,会在底座上形成孔洞。
    3. 对大圆重复上述操作(不会选中内圆周),向上拉动 2.5 mm。
  2. 保存为 STL 并打印。
  3. Screenshot_%286%29_fe2669b5cbc2bc4671af090bc0d8ec154bae90bd.png

保存并打印

我把文件保存为 STL,然后使用 Latte Panda 上的 Cura 进行切割。我使用 3D 打印机 Creality 3D Ender 2 进行打印。底座和盖子均花费了大约 45 分钟的时间。

制作上盖

  1. 重复上面的“制作底座”、“使边缘圆滑”和“制作定位柱”中的 1-8 点。
  2. 现在,使用圆形工具(Sketch(草图)菜单)在矩形的各个角上画两个圆,半径分别为 5.5mm 3mm
  3. 点击“3D Mode”(3D 模式),然后点击“Plan View”(平面图)。
  4. 选择“Pull”(拉动)(Edit(编辑)菜单)。选中外圆的内部形成圆环(使用 ctrl 选中多个对象)- 它们会变为橙色。
  5. 选择“Home View”(回位视图)
  6. 将圆环向上拉动 2.5 mm 
  7. 保存为 STL 并打印。

尝试过但失败的事情(为此浪费了太多时间):

起初我想制作带盒壁和开孔的完整外壳,如 Youtube 视频 DesignSpark Mechanical 培训教程 9 定位中所示。

注意:盒壁为 3 mm 厚,这意味着 mini HDMI 适配器无法正确插入外壳!

我从 GrabCad.com 下载了 Pi Zero STEP 文件(RS 3D 模型库中没有 Pi Zero 3D 模型)。STEP 文件已锁定(只读),但是有可以解锁的变通方案,详见这里。此方案看起来可行。

然后我尝试使用组合工具制作 mini USB mini HDMI 端口的开孔 - 我为此花费了大量时间。DSM 经常崩溃,我无法使它正常工作。我不是删除整个外壳,就是删除了部分侧面和 mini USB 上的引脚位置(详见屏幕截图),而 mini HDMI 根据无法选中/开孔。这可能是因为我使用的 STEP 文件存在几何结构问题。

我还尝试更换组件,但是这一选项变为灰色。

 

Screenshot_%282%29_5d730369044723c62e3181a802bbe0fb861212e6.png

3D 打印故障 - 由于设计或打印机错误:

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附加内容:如何制作盒壁(不用于制作 Pi Zero 外盒)

Screenshot_%281%29_925af497434fd6970cd82bdf84a11d4d416efc9b.png

  1. 观看教程 3 - 边角
  2. 选择“Pull”(拉动)工具(Edit(编辑)菜单),然后右键点击矩形右上方的短边。这时将有一系列图标可选。当我第一次在 Latte Panda 上进行此操作时,我打开了一个新的页面,而图标都位于顶端 - 然后我更改了显示器设置,逐步解决了此问题。如果您无法离开新页面,先最小化 DSM 窗口,然后再重新打开。点击“Copy Edge”(复制边),再点击小小的黄色向下箭头,然后将边向上拖拽。按下空格键,然后在尺寸框中输入 10 mm。这样可生成 2D 盒壁。
  3. 点击“Pull”(拉动)工具(Edit(编辑)菜单),再点击刚刚绘制的 2D 盒壁内侧,然后点击小小的黄色向右箭头,将边向右拖拽。按下空格键,然后在尺寸框中输入 3 mm。这样就能生成 3D 盒壁 - 如果只选中盒壁的顶部,则取消重新选中盒壁,而非选中边。边变为黄色,盒壁变为橙色。
  4. 重复并制作外盒的其它三面垂直盒壁。
I am an inventor, engineer, writer and presenter. Other stuff: Royal Academy of Engineering Visiting Professor of Engineering: Creativity and Communication at Brunel University London; Fellow of the Institution of Mechanical Engineers and have a PhD in bubbles; Judge on BBC Robot Wars.
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