DFRoboti kilpkonnarobot: 12 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Praeguseks on minu töökojarobotite projektid suunatud odavusele ja lihtsale kokkupanekule. Mis siis, kui eesmärgiks on jõudlus ja täpsus, mitte hind? Mis siis, kui robotikomplektide ettevõte oleks valmis osi annetama? Ja mis siis, kui me joonistaksime millegi muu kui markeritega?

Niisiis, selle projekti eesmärk on teha riiuliosadest täpne kilpkonnarobot, mis joonistab järgmisele tegijamessile midagi huvitavat.

Kilpkonnad ära!

Samm: osad

DFRobot andis peamised komponendid. Siin on see, mida me kasutame:

• 1 ea., Bluno M0 emaplaat, SKU: DFR0416 või tavaline Arduino Uno
• 1 ea., Kahekordne bipolaarne samm -mootorikilp Arduino jaoks (DRV8825), SKU: DRI0023
• 2 ea., Hübriid -samm -mootor, SKU: FIT0278
• 1 ea., 5mm kummist rataste haakeseadise komplekt (paar), tootenumber: FIT0387
• 1 ea., 9G servo SKU: SER0006

Toite jaoks kasutan 18650 liitiumelementi, seega ostsin:

• 3 ea., EBL 18650 Aku 3.7V
• 1 ea., KINDEN 18650 nutikas akulaadija
• 3 ea., 18650 Akuhoidik

Kasutasin ka erinevaid riistvara:

• 2 ea., Buna-N kummist #343 O-rõngas (3/16 "x 3-3/4" ID)
• 1 ea., 1 "madala süsinikusisaldusega terasest kuullaager
• 10 ea., M3x6MM Pan -kruvi
• 2 ea., M3x8MM Pan -kruvi
• 4 ea., M3x6MM lapikpeaga kruvi
• 14 ea., M3 mutter
• 4 ea., #2 x 1/4 keerme moodustav kruvi

Meil on vaja ka loomingulist viisi aku voolu jagamiseks Motor Shieldi ja Arduino vahel, kuna tundub, et selleks pole majutust. Kasutasin 2,1 mm x 5 mm tünnipistiku otsa surnud toiteallikas või midagi sellist.

Tööriistad:

• Phillipsi otsa kruvikeeraja
• Traadi eemaldajad
• Kuum liimipüstol (valikuline)
• Jootekolb ja jootekolb

Ja mitte vähem, millest:

• Kannatlikkus
• Püsivus
• Positiivne suhtumine

2. samm: 3D -osad

Otsustasin proovida selle roboti jaoks kõik 3D -d FreeCadis kujundada, et aidata mul õppida. Kõik, mida ma pidin tegema, oli servo ja pliiatsi paigutuse mõõtmete ülekandmine ning seejärel ülejäänud osa suurendamine, et see sobiks palju suuremate astmetega.

• Suuremad rattad tagavad akudele vaba ruumi.
• Paksem šassii, mis tagab tugevuse suurenenud kaalule.
• Suurem ratas, mis sobib tõstetud teki kõrgusega.
• Modulaarne lihtsaks testimiseks ja kohandamiseks.

Siin on tükid, mida vajate. Kõik failid asuvad aadressil

• 1 ea., Šassii
• 1 ea., Ülemine tugipost
• 2 ea., Ratas
• 1 ea., Tünn
• 1 ea., Servohoidik

3. samm: šassii kokkupanek 1. osa

• Alustuseks sisestage M3 mutrid šassii tugipostidesse. Neid saab sisse suruda või M3 kruvi abil sisse tõmmata.
• Paigaldage astmed M3 kruvidega nii, et elektrilised pistikud oleksid tagumise (lühema) otsa poole.
• Paigaldage patareipesad lameda kruvidega.

4. samm: šassii kokkupanek 2. osa

• Paigaldage tünn, ülemine osa ja servo koos M3 kruvide ja mutritega.
• Paigaldage kombineeritud ülemine osa sammudele M3 kruvidega.
• Sisestage teraslaager rattahoidikusse, soojendage seda vajadusel fööniga, et seda pehmendada.
• Paigaldage ratas kere külge, kasutades M3 kruvisid.

Samm: rataste kokkupanek

• Rummade võllist haaramine on probleem, kuna võllid on 5 mm ja rumm (mis väidetavalt on 5 mm) on tegelikult 6 mm. Kui kasutate kinnituskruvidel piisavat pöördemomenti, eemaldate need tõenäoliselt välja, nii et kasutasin tolerantsi sulgemiseks kõigepealt paar haaratsi.
• Pärast tolerantsi reguleerimist libistage rummu astmelisele võllile ja keerake kinnituskruvid kinni.
• Asetage 3D -ratas rummule, sisestage suur polt ja pingutage.
• Asetage O-rõngas rummu kohale.
• Veenduge, et ratas pöörleb ilma võnkumiseta. Vajadusel reguleerige.

6. samm: juhtmestik

Võtame jõu välja, et saaksime steppereid testida. Me vajame:

• Sammukilp vajab astmete käivitamiseks vahemikku 8 kuni 35 V.
• Stepperite võimsus on 3,4 V, kuid tavaliselt töötavad need 12 V pingega.
• Bluno (Arduino) soovitatav sisendpinge on 7–12 V või seda saab toita otse 5 V USB kaudu.

Liitiumpatareide nimipinge on 3,7 V. Kui panna kolm järjestikku, annab see meile 3 x 3,7 V = 11,1 V ja ligikaudu 3 x 3000 mAh = 9000 mAh. Bluno tarbib tõenäoliselt ainult 20 mA, nii et suurem osa äravoolust tuleb stepperitelt, mis võivad sõltuvalt koormusest võtta võimendi või rohkem. See peaks andma meile tunde tööaega.

Katsetamiseks võite varustada 12V reguleeritud kilbi ja 5V USB Arduinoga. Võimalik, et on lihtsam ühendada akud toiteallikaga korraga.

• Jootke akuhoidikud paralleelselt vastavalt joonisele.
• Paigaldage Arduino keermestuskruvide nr 2 abil.
• Asetage mootorikilp Arduino peale

• Eemaldage päästetud 2,1 mm x 5 mm pistikjuhtmed ja keerake need akujuhtmetega kokku:

  Valge triip on positiivne, keerake punase akujuhtmega

• Sisestage punane juhe VCC -sse ja must juhe GND -sse mootorikilbil.

Samm 7: sammude astumine

Mul oli natuke probleeme selle teabe käivitamiseks piisavalt teavet kokku panna, nii et loodetavasti aitab see ka teisi. Põhiline dokument, mida vajate, on aadressil

Ühendage sammjuhtmed ja toiteplokk oma kilbiga:

• 2B Sinine
• 2A Punane
• 1A Must
• 1B Grenn

Esitatud näidisvisand töötas minu jaoks, kuid ei ole liiga õpetlik. Energia säästmiseks peame juhtima kiirust ja pöörlemist ning vabastama samm -mootorid, kui neid ei kasutata.

Leidsin muudetud näite saidilt https://bildr.org/2011/06/easydriver/, millel on abifunktsioonid. See sõidab korraga ainult ühte sammu, kuid annab teile kindlustunde, et oleme õigel teel. Kirjutame hiljem mõne keerukama koodi.

8. samm: servo

Servot kasutatakse pliiatsi tõstmiseks ja langetamiseks joonistamiseks.

• Asetage käsi rummule ja pöörake seda ettevaatlikult vastupäeva vaadates allapoole, kuni see jõuab lõpuni.
• Eemaldage käsi ja asetage see vasakule (see on alumine asend).
• Sisestage väike keerme moodustav kruvi ja pingutage.
• Sisestage servo kinnitusseadmesse, rummu ots ülespoole ja kinnitage kahe suurema keerme moodustava kruvi abil.

9. samm: kalibreerimine

Kokkupaneku ja joondamise erinevuste tõttu tuleb robot kalibreerida nii, et see saaks liikuda täpsete vahemaade ja nurkadega.

• Mõõtke ratta läbimõõt kummist O-rõnga välisservadest.
• Mõõtke teljevahe roboti põhjas olevate O-rõngaste keskelt (sealt, kus see põrandaga kokku puutub).
• Laadige alla lisatud kalibreerimisvisand
• Sisestage oma mõõdetud parameetrid.
• Laadige visand üles..

Valmistage pliiats ette:

• Eemaldage kork ja libistage pliiatsi krae otsa küljelt.
• Sisestage pliiats hoidikusse, servovart otse üles.
• Veenduge, et pliiats ei puuduta selles asendis paberit.
• Kui pliiats seob võlli, kasutage kareduse eemaldamiseks ja ava läbimõõdu suurendamiseks faili.

Joonista ruut:

• Lükake toitelüliti asendisse "Sees".
• Oodake mitu sekundit, kuni alglaadur käivitub.
• Kui robot on oma esimese ruudu lõpetanud, eemaldage pliiats ja lülitage robot välja.

Reguleerige kõigepealt parameetrit wheel_dia. Mõõtke ruudu külje pikkus. See peaks olema 100 mm:

• Kui mõõdetud vahemaa on liiga pikk, suurendage ratta_dia.
• Kui mõõdetud vahemaa on liiga lühike, vähendage ratta_dia.

Pärast vahemaa kalibreerimist reguleerige rattabaasi parameetrit, mis mõjutab pöördenurka. Asetage robot värskele paberilehele, lülitage see sisse ja laske joonistada kõik neli ruutu:

• Kui robot pöörleb liiga järsult (kast pöörleb päripäeva), vähendage rattabaasi väärtust.
• Kui robot ei pööra piisavalt järsult (kast pöörleb vastupäeva), suurendage rattabaasi väärtust.
• Astekoodi ümardamisvigade ja odavate sammude hammasrataste languse tõttu ei saa te seda kunagi täiuslikuks, nii et ärge kulutage sellele liiga palju vaeva.

10. samm: joonistamine

Aeg joonistada! Alustamiseks laadige alla lisatud visandid.

11. samm: mis nüüd? Õppekava

See töötab ja joonistab toredaid ruute. Nüüd algab lõbu.

Siin on paar ressurssi kilpkonnade graafika õppimiseks.

• https://blockly-games.appspot.com/ (plokkide programmeerimine)
• TinyTurtle'i õpetus (JavaScript)
• Kood Anna ja Elsaga koodist Hour of Code

Olen postitanud ka juhendi kilpkonnaroboti nende võrguressursside kasutamiseks koos kilpkonnarobotiga. Üldiselt saab kalibreerimisvisandisse kleepida ja käivitada mis tahes Turtle JavaScripti koodi. Saate esmalt arvutiga võrgus testida väljundit ja seejärel selle oma kilpkonnale üles laadida, et seda päriselus joonistada!

Õpilaste jaoks on siin paar projektiideed:

• Programmeerige oma robot oma nime kirjutama!
• Kujundage ja 3D printige mallilt TinkerCadis nimesilt. Selle saab kinnitada oma servomootori alla.
• Andke oma robotile kuuma liimi ja blingi abil isikupära. (Hoidke rattad ja silmad takistustest eemal).
• Kujundage ja katsetage OSTR_eyes visandist ruumis navigeerimiseks algoritm. Mida teha, kui üks silm midagi tuvastab? Mõlemad silmad? Kas saaksite lisada Arduino juhusliku () funktsiooni.
• Ehitage põrandale suurele paberilehele labürint ja programmeerige oma robot sellel navigeerima.
• Ehitage seintega labürint ja kujundage algoritm selle automaatseks navigeerimiseks.
• LEDide vahel olevat nuppu pole veel kasutusele võetud ja see on ühendatud Arduino tihvtiga "A3". Milleks seda kasutada võiks? Alustamiseks kasutage seda LED -i sisse- ja väljalülitamiseks.
• Kui te ei teinud sammu "Püsivara (FW): testimine ja vilkumine", uurimise jagu, minge tagasi ja proovige.

12. samm: aga oodake, on veel midagi

Kui olete tähelepanu pööranud, märkasite, et tünn on ruudukujuline. Mingil kummalisel kosmilisel kokkusattumusel on pastellkunstniku kriit sama lai kui Crayola markerite läbimõõt. Vajame vaid viisi, kuidas kriidile piisavalt survet avaldada, ja me oleme kõnniteekunstnik.

Sa vajad:

• 3D trükitud tünn ja oin (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• Kriit, kas pastellruudukujuline kunstnikukriit või väike ümmargune kriit (mitte paks kõnnitee värk).

  https://a.co/6B3SzS5

3/4 "seibid kaalu jaoks

Sammud:

• Printige välja kaks lisatud faili.
• Eemaldage servo ja servohoidik.
• Kinnitage ruudukujuline etteandetünn.
• Terita kriit lähedusse.
• Asetage kriit tünni.
• Asetage oin tünni.
• Asetage seibi kaal oinale.