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。

c++ 复制代码

// 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);
}