1 kg Sumoboti ehitamine: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See juhend juhendab teid 1 -kilogrammise sumoboti kavandamise ja ehitamise protsessis.

Aga kõigepealt natuke tausta, miks otsustasin selle üles kirjutada. Hakkasin võistluseks oma vana sumobotti remontima, kui mõistsin, et pole kunagi teinud juhendit sumoboti tegemiseks. Olen viimase aasta jooksul Instructablesis vaikne olnud, seega otsustasin, et saan selle Instructable'iga tagasi 1KG sumoboti ehitamise kohta.

Esiteks imestaks paljud teist: mis on sumobot?

Põhimõtteliselt on sumobot omamoodi robot, mida kasutatakse sumoboti või robot-sumo võistlustel. Nagu nimigi ütleb, on eesmärk üksteist rõngast välja suruda, sarnaselt sumomaadlusega. Sumobot ise on loodud eesmärgiga suruda teine sumobot rõngast välja. Selle juhendi sumobot on 1 kilogramm. Siiski on ka teisi kaalukategooriaid, näiteks 500 grammi ja 3 kilogrammi.

Vajalikud oskused:

• Arvutipõhise disaini (CAD) tundmine
• Jootmine
• Programmeerimine Arduino keeles

Selle projekti jaoks pole vaja palju oskusi. Lihtsalt CAD -i tundmine, jootmine ja programmeerimine lähevad kaugele. Ärge heidutage, kui keeruline arvutipõhine disain kõlab. Autodesk pakub tasuta kõikehõlmavaid õpetusi nende enda tarkvara kohta (ise kasutan Fusion 360 -d) ja see on köite õppimisel algajale äärmiselt kasulik. Minu jaoks on tähtsam õppimisvalmidus ja -valmidus ning loomulikult ka lõbutsemine teel.

Sellega alustame.

P. S. Osalen ka sellel juhendamisel võistlusel Make it Move. Kui leiate, et see Instructable on vinge, hääletage palun ka minu poolt. (Ma tahan t-särki; see näeb tõesti lahe välja:))

Samm: osade loend

Osade nimekiri:

0,090”6061 alumiiniumleht - 12” x 12”(või mis tahes 0,090”/2,2 mm alumiiniumleht, mida saab CNC -d teha. Valisin 6061, kuna seda kasutatakse põhikorpuse jaoks ja 6061 on üsna tugev)

0,5 mm alumiiniumleht - 12”x 12” (mis tahes sulam sobiks; see on ainult ülemise katte ja tera jaoks. Kasutasin varualumiiniumi jääke)

5 mm alumiiniumleht (jällegi, mis tahes sulam töötaks. Minu oma oli 7075 alumiiniumijääki.)

2 x 12 V alalisvoolu suure pöördemomendiga mootor (töötab iga suure pöördemomendiga mootor, näiteks Amazon.)

2 x velg (jällegi, mis tahes velg töötaks, olenevalt teie mootorist. Kui teil on 5 mm mootorivõll, siis need rattad töötavad kenasti. Minu omad on tegelikult mõned vanad silikoonrattad, mis mul olid)

4 infrapuna kaugusandurit (kasutan Sharpi infrapuna kaugusandureid, mida saab osta mitmest poest, näiteks Pololust ja Sparkfunist.)

2 IR -andurit (mõned sain siit uuesti Sparkfunist.)

1 Mikrokontrolleri plaat (kasutan ATX2 lihtsalt sellepärast, et seda vaja on. Tavaline Arduino Uno oleks tegelikult kasutusmugavuse poolest parem).

1 3S liitiumpolümeeraku (LiPo. 3S LiPos on 12 volti. Võimsus vahemikus 800 kuni 1400 mah töötaks.)

1 Mootorijuht (jällegi sõltub see sellest, kui palju teie mootor energiat tarbib. See läheb otse Arduino Uno peale ja võib anda kuni 5 A voolu.)

Juhtmed, kaablid ja pistikud (andurite ühendamiseks plaadiga ja liidesega sülearvutiga.)

M3 kruvid ja mutrid

Epoksiid

Papp

Sülearvuti (tahvli programmeerimiseks)

Sellised tööriistad nagu käärid, traadieemaldajad ja jootekolb.

2. samm: šassii kokkupanek

Kasutasin šassii kujundamisel Fusion 360, kõik ühes pilves töötavat 3D CAD/CAM tarkvara. Autodesk pakub siin ilusaid õpetusi. Õppisin sellest, et vaatasin enamasti videoid ja siis proovisin neid ise teha. Ma ei proovi teile õpetada, kuidas Fusion 360 kasutada; Ma lasen professionaalidel oma tööd teha.

Disain ise koosneb ühest põhialusest, ühest terast, ühest ülemisest kattest, kahest mootoriklambrist ja kahest (või neljast) 3D -trükitud traksist. Peamine alus on 2,2 mm alumiiniumist, mootoriklambrid on 5 mm alumiiniumist, tera on 0,5 mm alumiiniumist, ülemine kate võib olla kas 0,5 mm alumiiniumist või tavalisest papist. Kasutasin pappi, kuna alumiinium kaalub paar grammi rohkem ja ületasin 1 kilogrammi piiri 10 grammi võrra. Teisest küljest on 3D -prinditud traksid trükitud ABS -iga, 50% täitematerjaliga.

Kujundused, mis nõudsid alumiiniumi, eksporditi.dxf -failidesse ja saadeti kohalikule laserlõikusettevõttele siin Filipiinidel. Vahepeal eksporditi 3D -prinditud osad STL -i ja saadeti uuesti kohalikule 3D -trükiettevõttele.

Vastutusest loobumine: kasutasin uuesti oma vana sumobotti, mis enam ei tööta, kuid kasutab seda disaini, nii et mõned osad on fotodel juba kokku pandud. Siiski juhendan teid kõigi osade kokkupaneku protsessis.

Kui osad on lõigatud, võite alustada ülemise katte, trakside ja teraga või mootoriklambriga.

Ülemine kate on valmistatud alumiiniumist, kuid kaalupiirangute tõttu kasutasin pappi. Lõikasin pappi samade spetsifikatsioonidega nagu disainis.

3D -prinditud traks kinnitatakse kruvidega ette ja seda kasutatakse tera sõna otseses mõttes kinnitamiseks. Tera kinnitatakse aluse külge epoksüüdi abil. Tera ja peamise aluse kruviavasid kasutatakse positsioneerimise juhtimiseks ja selle täpseks ühendamiseks. Põhialusel on ringikujulised augud, mille võite täita epoksüga, et kleepida tera põhialusele. Aukude suur pind võimaldab epoksüüdil tera paremini haarata ja vältida selle alusest rebimist. Infrapunasensori saab epoksüüdi abil kinnitada ka tera põhja külge, nagu fotodel. Veenduge, et anduri põhi on põrandaga risti.

Mootori alusele kinnitamiseks keerake mootor kõigepealt mootoriklambrisse. Siiski peate esmalt jootma juhtmed mootori külge, kuna juhtmed asuvad mootori tagaosas ja pärast alusele kinnitamist oleks neid raske kätte saada. Mootor joondub mootoriklambriga ja on kruvidega üleval. See tähendab, et kui teil on mootor, mille ma osade loendisse lisasin. Kui ei, siis saate disaini vastavalt oma mootorile muuta. Siinkohal võite ratta velje ka mootorile kinnitada. Seejärel kruvitakse mootorikinnitus põhialuse tagumistesse aukudesse.

Kui kasutate mootorsõidukijuhti, mis ei saa Arduino peale sõita, või mingil põhjusel, miks mootorijuhil peab olema oma ala, on mootorite ja tera vahel ruumi. See ruum on eraldatud lipopatareile ja mootorijuhile, kui vajate lisaruumi. Kuna töötame ka juba roboti alumise osa kallal ja pärast ülemise katte kinnitamist oleks sellele hiljem raske juurde pääseda, võite mootori juhi tera ja mootorite vahele asetada, nagu fotodel. Kahepoolne teip võib aidata seda alusele kinnitada.

3. samm: elektroonika

Järgmisena on elektroonika, näiteks andurid, mootorijuht ja plaat.

Kui kasutate jällegi mootori draiverit, mis ei lähe Arduino peale, hakake ühendama juhtmeid, mis on vajalikud selle ühendamiseks mikrokontrolleriga. Minu mootorsõidukijuhi jaoks on mul vaja ainult signaali (sinine) ja maandusjuhet (must). Oleneb juhist endast. Kõik draiverid vajavad aku või toiteallikaga ühendamiseks juhtmeid. Minu XT-60 külge kinnitatud juhtmed (enamiku lipoakude puhul sama pistik) olid liiga paksud, nii et pidin selle kitsaste pistikuplokkide jaoks ära trimmima.

Minu mikrokontrolleril on samuti sama toiteallikas kui mootoridraiveritel, nii et ma pidin jootma juhtmed otse mootorijuhtide XT-60 pistiku juhtmete külge.

Sõltuvalt sellest, millise anduri saate, võivad infrapunakaugusandurid ise jootma päisepoldid. Tavaliselt sisaldavad need ostmisel mõnda paketti, nii et lihtsalt jootke need vastavalt vajadusele.

Samuti peate võib -olla juhtmeid kokku jootma, et ühendada mikrokontroller anduritega, nagu mina. Anduril on oma pistik; mõned kasutavad JST -i, mõned aga servopäiseid. Tavalise Arduino abil saate kleepida kaablid Arduino külge ja seejärel joota kaabli teine ots andurist väljuva kaabli külge. Protsess töötab samamoodi teiste mikrokontrolleritega. Mikrokontrollerist tulevad juhtmed on joodetud andurist tulevate juhtmete külge.

Samm: kõik osad kokku panna

Andurid ja mikrokontroller asuvad ülemisel plaadil. Paigaldasin infrapuna kauguse andurid hunnikule papile, et tõsta see mikrokontrolleri kohale, kuna anduri taga olevad juhtmed põrkuvad mikrokontrolleriga kokku. Pange tähele, kuidas fotol on ainult kolm andurit. Alles viimasel minutil otsustasin lisada roboti tagaküljele neljanda kaugusanduri. Kahjuks polnud enam ruumi, nii et pidin selle paigaldama põhialusele, otse mootorite taha.

Seejärel kinnitatakse mikrokontroller ülemise plaadi külge. Mitte midagi liiga rasket; Ma lihtsalt torkasin mõned augud pappi ja kruvisin kogu plaadi ülemisele plaadile. Kui kasutate alumiiniumi, on käsipuur hädavajalik.

Kui kõik on ülemisele plaadile kinnitatud, kasutage kahepoolset kleeplinti, et kleepida see mootorite ülemise osa külge.

Siinkohal võite alustada kogu elektroonika ühendamist, näiteks andurite ja mootorijuhi ühendamist mikrokontrolleriga. Kui kasutate mootorijuhti, mis lihtsalt jääb Arduino ülaosale, pole teil probleeme. Kui ei, siis peate selle juhtme spetsifikatsioonide kohaselt juhtpaneelile ühendama, nagu ka mina.

Kui kõik on ühendatud, asetage lipo mootorite ja laba vahel asuvasse alumisse ruumi, seejärel lülitage mikrokontroller ja draiverid sisse, et näha, kuidas see esimest korda süttib.

Samm: programmeerimine

Kui kõik on kokku pandud, on viimane asi, mida teha: programmeerida oma robot.

Roboti programmeerimine sõltub sellest, millist strateegiat soovite. Eeldan siinkohal, et olete programmeerimisel pädev, sest minu mootorsõidukijuht kasutab jadaühendust (UART) ja seega ei tööta minu programm teiste mootorsõidukijuhtide puhul. Lõppude lõpuks ei ole programmeerimisel ühte sobivat suurust.

Aitamiseks on siin minu programmi põhiline vooskeem.

kui ees on keegi väga lähedal, minge täisvõimsusele, kui vasak- või parempoolne värviandur tuvastab valge joone, minge tagasi ja pöörake ümber, kui vasak- või paremkaugusandur tuvastab midagi, pöörake selles suunas, kui tagumine andur tuvastab midagi, pöörduge selle poole, kui keegi on kaugele ette, mine edasi, liigu edasi

Siin on kogu programm, kui olete uudishimulik:

#kaasake

// A5 - vasak värvisensor // A4 - parem värvisensor // A6 - tagumine kaugusandur // A2 - vasakpoolne kaugusandur // A3 - parem kaugusandur // A1 - eesmine kaugusandur // mootor 1 - parem // mootor 2 - left void setup () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); OKEI(); piiks (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, "Initsialiseeritud"); viivitus (4900); }

void loop () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int backDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); if (frontDistanceValue> 250) {// keegi ees, maksimaalne võimsus Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftColorValue == 0) {// puudutatud serv // tagurpidi Serial1.write (1); Sarja1. Kirjuta (255); viivitus (400); Seeria1.kirjutage (1); Serial1.write (128); viivitus (300); } else if (rightColorValue == 0) {// puudutatud serv // tagurpidi Serial1.write (1); Sarja1. Kirjuta (255); viivitus (400); Sarja1. Kirjuta (127); Sarja1. Kirjuta (255); viivitus (300); } else if (frontDistanceValue> 230) {// suht kaugel ees Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftDistanceValue> 250) {// pööra vasakule Serial1.write (127); Sarja1. Kirjuta (255); viivitus (450); } else if (rightDistanceValue> 250) {// pööra paremale Serial1.write (1); Serial1.write (128); viivitus (450); } else if (backDistanceValue> 150) {// tagaosa lähedal Serial1.write (1); Serial1.write (128); viivitus (1050); } else if (frontDistanceValue> 180) {// kaugel ees Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else {Serial1.write (100); Sarja1. Kirjuta (155); }}

6. samm: fotod

Näidatud on mõned fotod valmis sumobotist.

Loodetavasti õppisite sellest õpetlikust midagi. Kui teile see juhend meeldib, palun hääletage minu poolt konkursil Make it Move. Kui ei, siis parandan hea meelega kõik, mis võib seda juhendit paremaks muuta.

Head õppimist!