PiCar: autonoomse autoplatvormi ehitamine: 21 sammu (piltidega)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-13 06:57

Selles juhendis kirjeldatakse PiCari ehitamiseks vajalikke samme

Mis on PiCar?

PiCar on avatud päritolu autonoomne autoplatvorm. See ei ole iseseisev, kuid saate hõlpsalt lisada andureid, et juhtida autot Arduino või Raspberry Pi abil.

Miks kasutada RC auto asemel PiCari?

PiCari kasutamine on väga sarnane RC auto kasutamisega platvormina. Kuid PiCar annab teile rohkem kontrolli ja seda on lihtsam muuta kui RC -autot. PiCari šassii on 3D -prinditud ja saate 3D -mudelit hõlpsasti redigeerida, et vajadusel autosse rohkem ruumi lisada. Lisaks on kõik osad kas veebis hõlpsasti kättesaadavad või 3D -trükitavad.

Kes tegi PiCari?

PiCar kujundati Washingtoni ülikoolis St. Louis'is Humberto Gonzalezi ja Silvia Zhangi laboris. Auto projekteeriti 2017. aasta mais ja see osales juunis robootikavõistlusel. PiCar jõudis Hiinas Xi'an Jiaotongi ülikoolis toimunud Siiditee robootika uuenduste konkursil 30+ rahvusvahelise meeskonna esikümnesse. Siin on link FlowBoti YouTube'i videole.

Selles juhendis kirjeldatakse ainult PiCari ehitamist. Kui soovite oma PiCariga kasutada näidiskoodi, vaadake meie GitHubi hoidlat näidiskoodile ja lisadokumentidele juurdepääsu saamiseks.

Samm: osade loend

Osade nimekiri:

• Harjadeta mootor ja ESC (32,77 dollarit)
• Aku (10,23 dollarit)
• Servomootor (6,15 dollarit)
• Rattad (28 dollarit; sisestusega ja ratta külge liimitud)
• Telg, 6 mm (19, 38 dollarit)
• Hex ratta adapterid (3,95 dollarit)
• Suur käik (8,51 dollarit)
• Pinion Gear (5,49 dollarit)
• 3 mm avalaagrid, 8 mm välisläbimõõt (8,39 dollarit)
• 2 mm avalaagrid, 5 mm välisläbimõõt (9, 98 dollarit)
• Teljelaagrid (30,68 dollarit)
• M3 ja M2 kruvid (9,99 dollarit)
• Juurdepääs 3D -printerile

Kokku: 176,00 dollarit

Valikuline:

• ESC programmeerimiskaart (8,40 dollarit)

  Turnigy TrackStar ESC programmeerimiskaart

• Aku laadija (24,50 dollarit)

  Turnigy P403 LiPoly / LiFe AC / DC akulaadija (USA pistik)

• Alani mutrivõtme komplekt (9,12 dollarit)

  https://www.amazon.com/TEKTON-Mutrivõti-Metric-13-Pie…

• RC -kontroller vastuvõtjaga (22,58 dollarit)

  https://hobbyking.com/en_us/hobbyking-gt2e-afhds-2…

• Arduino (10,9 dollarit)

  https://www.amazon.com/Elegoo-Board-ATmega328P-ATM…

• Leivalaud (6,99 dollarit)

  https://www.amazon.com/eBoot-Experiment-Solderless…

• Erinevad juhtmed (6,99 dollarit)

  https://www.amazon.com/GenBasic-Female-Solderless-…

Kokku: 89,48 dollarit

Osad valiti kolme kriteeriumi järgi:

• Funktsionaalsus
• Juurdepääsetavus
• Andmelehe kättesaadavus

Osad peavad hästi toimima, et need toimiksid soovitud viisil ja kestaksid kaua. Neid tuleb hõlpsasti veebist osta, et teised inimesed saaksid PiCari kopeerida. See on oluline, kuna meie labor hakkab tulevikus rohkem autosid tootma ja me tahame, et auto oleks inimestele kogu riigis kergesti kättesaadav. Osadel peavad olema andmelehed, sest teeme PiCariga katseid. Akadeemilisi katseid tehes on oluline täpselt teada, mis teie kasutatavatesse seadmetesse läheb. Andmelehtede olemasolu muudab katse korratavaks.

2. samm: juurdepääs 3D -mudelitele

Kuidas pääseda juurde Onshape'i hostitud CAD -failidele:

1. Minge aadressile

2. Kui teile on antud konto andmed, kasutage sisselogimiseks neid mandaate.

3. Vastasel juhul looge uus konto. Kui teie konto on seadistatud ja olete sisse loginud, minge aadressile https://cad.onshape.com/documents/79e37a701364950…, et pääseda juurde Pi Car Assambleele.

4. Lingi avamine viib teid Pi Car Assembly faili, nagu ülaltoodud piltidel näha. Kui kasutate antud mandaati, on teil selle koostuse ja kõigi osade failide redigeerimisõigus. Kui kasutate uut kasutajakonto, saate koostest koopia luua ja seda sel viisil muuta.

5. Onshape'i õppimiseks minge aadressile

6. Ülaltoodud pilt näitab, kuidas pääseda juurde igale osale, koostule, alakoostule või joonisele.

7. Parim viis mõõtmete (osade vaheline kaugus või nurk) kontrollimiseks on minna vastava osa või sõlme joonisele. Enne mõõtmete kontrollimist sünkroonige joonis kindlasti selle vastava koostu või osaga, klõpsates värskendamisnupul, nagu ülaltoodud pildil näha.

8. Konkreetse mõõtme kontrollimiseks kasutage punkt-punkt, punkt-joon, joon-joon, nurk jne mõõtmete tööriista ja klõpsake punktide/joonte paaril, nagu eespool näidatud pilt.

Samm: 3D -mudelite allalaadimine

Nüüd, kui teil on juurdepääs 3D -mudelitele, peate need 3D -printimiseks alla laadima

9 osa, mida peate alla laadima:

• Šassii finaal
• Ackermanni baasilink
• Ackermanni servosarv

• Ratta kuuskant 12 mm

  (x2) Mõlemad küljed on identsed osad

• Ackermanni käsi

  (x2) nii vasak kui ka parem pool; need failid on üksteise peegelpildid

• Ackermanni pin link

  (x2) Mõlemad küljed on identsed osad

1. Ülaltoodud osade allalaadimiseks minge OnShape'i peamisele PiCar Assambleele
2. Paremklõpsake osa, mille soovite alla laadida
3. Klõpsake nuppu Ekspordi
4. Salvestage fail.stl -failina
5. Korrake neid samme, et salvestada kõik 9 faili.stl -failidena

Kui teil tekib probleem, mille tõttu faile ei saa alla laadida, leiate samm -failid või stl -failid meie GitHubist. Avalehel klõpsake nuppu hw, šassii ja lõpuks stl_files või step_files.

Samm 4: 3D -print. STL -failid

Kasutage oma valitud 3D -printerit kõigi.stl -failide printimiseks

Enamik trükiseid tuleb trükkida toega, kuid leidsin, et mõned neist trükivad paremini ilma nendeta. Soovitan printida Ackermanni servosarve, ratta kuuskant 12 mm ja Ackermanni käetükid eraldi trükisena ja ilma tugedeta. See lühendab trükiaega ja parandab prindikvaliteeti.

Trükkisin kõik osad 100% täidisega, kuid see oli isiklik valik. Soovi korral võite täita nii vähe kui 20%. Otsustasin printida nii suure täitega, püüdes osade tugevust suurendada.

Minu trükised olid seatud 0,1 mm kihi kõrgusele. Tegin selle otsuse, kuna minu 3D -printeri vaikeseade on 0,1 mm. Soovitan printida osad vahemikus 0,1 mm kuni 0,2 mm.

Samm: lükake laagrid 3D -trükitud eesmisse roolisüsteemi

3 mm laager läheb mõlemasse Ackermanni Arm 3D trükitud ossa

Peaksite saama laagreid sõrmedega sisse suruda. Kui aga on vaja rohkem jõudu, soovitan suruda lamedat eset laagrisse, et saaksite suurema jõuga suruda. Püüdke mitte kasutada teravaid esemeid ega lööda laagrit järsult.

Vajutage kaks 2 mm laagrit Ackermanni käe mõlemasse ossa

Vajutage 2 mm laager Ackermanni tihvti lingi mõlemasse ossa

Palun vaadake fotodelt, et mõista, kuhu kõik laagrid lähevad. Seda peaks olema lihtne öelda, kuna laagrid lähevad ainult õige suurusega auku.

6. samm: keerake Ackermanni servosarv servole

Vajutage Ackermanni servosarve 3D -prinditud osa servo ülaosale.

Ackermanni servosarv peaks kohe sisse klõpsatama. Kui see ei õnnestu, saate servo otsa lõigata. Nagu näete esimesel fotol, lõikasin oma servo otsa ära, et näidata teile, kuidas see välja näeks.

Kasutage ühte servoga kaasas olnud kruvi, et kruvida Ackermanni servosarv servole

See samm on üsna otse edasi. Kruvi tagab osade usaldusväärse ühendamise.

Samm 7: 3D -prinditud esirataste ühendamine

Ühendage kaks Ackermanni käeosa Ackermanni aluslüli külge kahe M2 kruvi ja mutriga

Selle sammu jaoks kasutage kesklaagrit. Palun vaadake fotodelt, kuhu Ackermanni käe osad kinnitada. Mõlemad küljed peaksid olema üksteise peegelpilt.

Ühendage kaks Ackermanni tihvtiosa Ackermanni käe osade külge, kasutades kahte M2 kruvi ja mutrit.

Ackermanni tihvti lüli, millel EI ole laagrit, on ots, mida kasutate Ackermanni käe kinnitamiseks. Osade õige orientatsiooni saamiseks vaadake palun fotosid.

TÄHTIS: Ackermanni tihvti vasak ja parem osa on üksteise suhtes pööratud

See tähendab, et üks laagriots peaks ujuma teise kohal, nagu fotodel näha.

Samm: kinnitage servo esiratta külge

Kinnitage M2 kruvi ja mutri abil servo esiratta külge

Ackermanni servosarv läheb kahe Ackermanni Pink Linki osa vahele. Osade õige orientatsiooni saamiseks vaadake fotosid.

Samm: ühendage rattad esirataste komplektiga

Sisestage kahe ratta kuusnurkse 12 mm 3D -prinditud osad kahte ratta sisse

See 3D -prinditud osa toimib ratta ja auto vahelise vahekaugusena. See võimaldab rehvidel olla šassiile võimalikult lähedal, kuid samas mitte puudutada.

Kinnitage kaks ratast esirataste külge kahe M3 kruvi ja mutriga

Kruvi pea läheb ratta välisküljele ja mutter seestpoolt. Sellega lõpetatakse esirataste kokkupanek.

Samm: paigaldage hammasratta mootorivõllile

Hammasratas tuleb hammasrattaga mootori võlli külge haamriga haakida

Soovitan kasutada plasthaamrit, et mitte osi kahjustada. Hoidke hammasratast võlli serva lähedal, nagu fotol näha.

Samm: lõigake telg pikkuseks

Lõika telg 69 mm

McMaster Carrilt saabudes on 6 mm läbimõõduga telg 200 mm pikk. Selle konstruktsiooni jaoks tuleb telg lõigata 69 mm -ni.

Soovitan kasutada Dremeli koos pöörleva ketasveskiga. Kuna telg on valmistatud roostevabast terasest, kulub selle lõikamiseks mitu minutit lihvimist. Selle ehituse telje lõikamiseks kulus mul veidi üle 5 minuti. Soovitan Dremeli abil lõigata telje otsa faas. See võimaldab paigaldatud laagritel ja hammasratastel hõlpsamini edasi libiseda.

12. samm: libistage paigaldatud laagrid teljele

Paigaldatud laagrid tuleb libistada teljele

See hakkab ehitama tagaratta komplekti

13. samm: kinnitage hammasratas hammasratta külge

Lükake hammasratas hammasratta telje paremale küljele

Veenduge, et lukustuskruvi on hammasratta siseküljel.

Kruvige kaasasolevat kuuskantvõtit kasutades lukustuskruvi, kuni see on telje vastu tihedalt kinni

Võib -olla on parem hoida lukukruvi praegu lahti ja keerata see hiljem täielikult kinni. See tagab, et hammasratta hambad sobivad hästi hammasrattaga.

Samm: kinnitage kuuskant -adapterid 2 ratta külge

Kruvige kaks kuuskantrattaadapterit rataste külge, kasutades kaasasolevaid kruvisid.

Veenduge, et kruvid on täielikult kinni keeratud.

Samm: kinnitage rattad ja padjaplokkide laagrid telje külge

Lükake mõlemad rattad telje mõlemale otsale

Pingutage lukustuskruvid nii, et rattad fikseeruksid oma kohale

16. samm: paigaldage harjadeta mootor šassiile

Paigaldage mootor šassiile kolme M2 kruvi abil.

Hiljem on abiks juhtmete suunamine nii, et need oleksid šassii sisemuse poole.

17. samm: paigaldage tagaratta komplekt šassiile

Kinnitage tagaratta komplekt šassiile nelja M3 kruvi ja mutri abil.

Veenduge, et hammasratas ja hammasratas on joondatud ja nende hambad sobivad hästi.

Kui hambad ei liitu hästi, keerake hammasratta lukustuskruvi lahti. Liigutage hammasratast mööda telge, kuni see haakub hammasrattaga.

18. samm: kinnitage esirattad šassiile

Paigaldage esiratta komplekt kere külge nelja M3 kruvi ja mutri abil.

Paigaldage servo šassii ristkülikukujulisse servokasti.

Samm: ühendage ESC harjadeta mootoriga

Ühendage mootoril olevad sama värvi juhtmed ESC juhtmetega

Need juhtmed annavad mootorile toite. Mootor on harjadeta mootor, mis tähendab, et seda juhib vahelduvvool kolmes mähises. ESC otsustab, millal voolu muuta, sõltuvalt infokaablist saadavast pwm -signaalist.

Samm 20: ühendage ESC ja mootori teabekaablid vastuvõtjaga

Veenduge, et pluss ja maandus on teie vastuvõtja jaoks õiges kohas. On väga oluline, et positiivsed (punased) juhtmed oleksid kõik ühes reas.

Vaadake oma RC -kontrolleri kasutusjuhendist, et määrata, millisesse kohta iga kaabel peab minema. Minu kontrolleri jaoks on servokaabel esimeses ja ESC kaabel teises.

21. samm: toite kõike LiPo aku abil ja katsetage RC -kontrolleriga

Ühendage LiPo aku ESC -ga, et toita kogu süsteemi. Nüüd saate autot juhtida oma RC -kontrolleriga. Kontrollige, kas kogu süsteem töötab ettenähtud viisil.

Võimalik, et peate servot reguleerima nii, et auto sõidaks otse. Enamik RC -kontrollereid võimaldab teil seda nurka häälestada. Samuti saate häälestada, kui kaugele ratast keerate, kuni auto käivitub. Soovitan lugeda oma RC -kontrolleri kasutusjuhendit, et saaksite aru selle erinevatest funktsioonidest.