DIY mitmeotstarbeline robotbaas ja mootorikilp: 21 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Tere kõigile, hiljuti hakkasin Arduino abil töötama robootikaprojektide kallal. Kuid mul polnud õiget alust, mille kallal töötada, lõpptulemus ei tundunud suurepärane ja ainus asi, mida ma nägin, on kõik minu komponendid juhtmetesse takerdunud. Probleemide lahendamine iga vea puhul, mis kulus igavesti ja asjade uuesti ja uuesti ühendamine, oli mõnikord masendav. Nii otsustasin teha koos mootorijuhiga mitmeotstarbelise roboti, millele saaksin hõlpsalt oma teisi komponente kinnitada, ilma et tekiks segadust, ning monteerisin ja demonteerisin selle muudatuste tegemiseks.

Kui olete algaja ja soovite alustada robootikaga või isegi siis, kui kavatsete esmalt väikeses mahus suurema robotiprojekti prototüübi valmistada, tuleb prototüüpimisbaas alati kasuks.

See juhend hõlmab kogu teie akrüülpõhja ettevalmistamise protsessi, lisades mootoreid, rattaid ja valmistades ka DIY mootorikilbi, valmistades kodus kahepoolse trükkplaadi. Lõpus on põhiprojekt, et kontrollida, kas kõik on õigesti tehtud, ja anda ligikaudne ettekujutus sellest, mida saate oma robotiga teha. Pärast ehitamist saate proovida mõnda väga lihtsat robotit, näiteks neid:

1. Lihtne kaugjuhtimisega robot (juhtmega)
2. Liini järgnev robot
3. Takistus vältides robotit
4. Bluetooth -juhitav robot
5. Juhtmevaba kaugjuhtimisega robot (raadiosaatja ja vastuvõtja / IR -puldi abil)

See on minu esimene õpetatav, nii et andestage mulle kõik vead ja konstruktiivne kriitika on teretulnud.

Samm: koguge tööriistad ja materjalid

Kuna see on kaheosaline konstruktsioon 1. Šassii ja 2. Mootori kilp, on tööriistade ja osade loend jagatud vastavalt kaheks osaks.

Šassii jaoks:

Tööriistad:

• Juurdepääs laserlõikurile (saate seda otsida läheduses asuvast tegijaruumist või otsida veebist kohalikke laserlõikamisteenuse pakkujaid)
• Kruvikeeraja
• Traadi lõikur
• Jootekolb + traat

Osad:

• 3 mm akrüülleht (mis tahes teie valitud värv)
• Hammasülekandega mootorid (100 kuni 200 p / min) x 2
• Rattad x 2
• Ratas X1
• M3 x 10 mm mutrid ja poldid x 20 (või rohkem, kui mõni kaob)
• 6 elemendiline AA patareipesa x 1 (pole vaja, kui kasutate 12v akut või li-po pakki)
• Servomootor x 1 (valikuline)
• M2 x 25 mm mutrid ja poldid x (mootorite kinnitamiseks)
• Lüliti x 1
• Isoleeritud traat (ühenduste jaoks)

Mootorikilbi jaoks:

Tööriistad:

• Jootekolb + traat
• Raud
• Minitrell või käsitrell
• Kummist käsikindad
• Metallikoorija
• Väike plastmahuti
• Mitme meetri (testimiseks)
• Veekindel marker

Nõutavad kemikaalid:

• FeCl3 pulber VÕI lahus
• Atsetoon või vedeldaja (võib kasutada ka küünevärvi eemaldajat)

Osad:

• Kahepoolne vasest plaat
• Läikiv paber või fotopaber
• 16 kontaktiga IC pesa x 2
• 14 kontaktiga IC pesa x 2
• L293D mootorijuhi IC x 2
• 74HC04 EI värava IC x1
• Elektrolüütkondensaatorid: 100uf, 10uf, 47uf (iga X 1)
• 0.1uf keraamiline kondensaator x 2
• 7805 pingeregulaator IC x 1
• Naissoost päisriba pikk tihvt X 1
• Naise päisriba lühike tihvt x1
• Isane päisriba X 1
• Kruviklemmiplokid (2 tihvti 3,5 mm kaugusel) x 6
• LED x 1
• Takisti (220 oomi ja 330 oomi vahel sobib) x 1

2. samm: šassii

Meie roboti mootorite, rataste, andurite jms paigaldamiseks vajame šassii, mis hoiab kõik asjad paigas ja on roboti põhiosa. Selle asemel, et seda osta, otsustasin selle ise teha, millele saab hõlpsasti vajalikke osi paigaldada ja seda vajadusel muuta. Läksin akrüüliga, et anda sellele professionaalne välimus.

Enne šassii arvutisse joonistamist kasutasin pliiatsit ja paberit ning joonistasin ligikaudse visandi koos kõigi mõõtmiste ja mõõtmetega. See oli esimest korda akrüüliga töötamine, nii et olin parameetrite ja kujunduse osas pisut segaduses, kuid pärast mõningaid katseid ja "oomlout" postitatud Instructable'i viitamist ei olnud see enam keeruline ülesanne.

Lõplik kujundus tehti Inkscape'is ja saadeti laserlõikamiseks.

Nüüd peate failid alla laadima ja teenusepakkuja küsitud vormingus eksportima ning laseriga lõikama. Fail ''.svg "on mõeldud Inkscape'i jaoks ja".cdr "Corel draw jaoks.

InkScape'i allalaadimislink:

Failide allalaadimiseks:

Samm: alustame kokkupanekut

Koguge kokku laserlõigatud osad ning ülaltoodud tööriistad ja materjalid.

Samm: valmistage kõigepealt mootorid ette

Roboti liikuma panemiseks vajame mingeid täiturmehhanisme. Täiturmehhanismidena kasutame hammasülekandega alalisvoolumootoreid.

Jootke mootoritele kahe erineva värvi (kummagi umbes 5–6 tolli pikkused) juhtmed. Polaarsuse kontrollimiseks ühendage juhtmed akuga ja kontrollige pöörlemist. Kui mootorid pöörlevad vastupidises suunas, vahetage juhtmed.

Samm 5: Aeg „pähkelda” ja „kinnitada”

Alustuseks kinnitage külgplaadid alumise alusplaadi külge, asetades need piludesse. Asetage mutter T-pilusse ja sisestage polt põhjaplaadi august ning kinnitage see kruvikeerajaga. Ärge kinnitage liiga tihedalt, muidu võite akrüüli puruneda. Kontrollige plaatide suunda (mootoripool all, nagu näidatud).

Seejärel kinnitage mootorid, ratas, esiplaat, akuhoidik ja lõpuks ülemine plaat

Kui soovite paigutada suure servomootori, võite selle otse sellesse pilusse kruvida või mikroservo paigaldamiseks kinnitage esmalt servo plaat ja seejärel servomootor

Kinnitage rattad mootorite külge

Ühendage lüliti akuga nagu näidatud ja keerake see oma kohale

Lõpuks keerake sisse oma arduino/ arduino mega VÕI Vaarika pi

Ja oletegi valmis !!

6. samm: mootorikilp/ mootori juhtahel

Mootorid on roboti täiturmehhanismid, mis nõuavad töötamiseks rohkem energiat, mida meie mikrokontroller ei suuda pakkuda, nii et otse selle külge haakimine praadib selle kindlasti. Mootorite toiteks ning selle suuna ja kiiruse juhtimiseks vajame H-silda. Mis on H-sild ja kuidas see toimib? Ma arvan, et see video vastab teie küsimusele: Video (video pole minu oma)

Kui usute, et teete kõike ise, siis võite kaaluda ka mootorsõidukijuhi vooluringi valmistamist iseseisvalt, selle asemel, et osta valmis. Kuna ma kasutan Arduino plaati, otsustasin murdeplaadi asemel teha mootorikilbi.

Kilbi eelis purunemisplaadi ees on see, et see ühendub hõlpsalt teie Arduino plaadi ülaosaga, mis säästab ruumi ja selle juhtmete ühendamine muutub lihtsaks ja vähem segadust tekitatakse.

Kilbi valmistamiseks tegin kahepoolse trükkplaadi (trükkplaadi), kuna ühest PCB kihist ei piisanud kõigi ühenduste tegemiseks. PCB valmistamiseks kasutasin tooneri ülekande meetodit.

Kui te ei tea, kuidas trükkplaati teha, siis ärge muretsege, ma kirjeldan kõiki selle valmistamise samme.

7. samm: trükkplaadi kujunduse tegemine

Enne kohandatud PCB -plaadi loomist peate kujundama oma PCB -paigutuse. Paigutuse saate kujundada korraliku PCB projekteerimistarkvara abil. Minu jaoks on parim PCB projekteerimistarkvara järgmine.

• Autodesk EAGLE
• Fritzing

Mootorikilbi valmistamiseks peate lihtsalt failid alla laadima järgmiste sammude järgi ja järgima juhiseid.

8. samm: trükkplaadi paigutuse printimine

Kuna me teeme kahepoolset trükkplaati, vajame kahte kihti 1. Ülemine kiht 2. Alumine kiht.

Laadige pdf -failid alla ja printige need eraldi mis tahes läikivale paberile (ka ajakirjapaber sobib), kasutades laserprinterit.

Tindiprinterid ei töötaks, kuna selle tint on vees lahustuv, nii et see ei kanna tinti trükkplaadile.

Nõuanded:

• Enne printimist seadke printer kõrgele eraldusvõimele
• Enne printimist valige tegeliku suuruse valik

Miks vajame trükkplaadi valmistamiseks paberit ja tinti ??

Nagu varem mainitud, nimetatakse ehitamiseks kasutatud meetodit tooneri ülekandmiseks.

Kuidas see töötab:

1. Esmalt trükite oma plaadipaigutuse laserprinteriga läikivale paberile.
2. Printeris kasutatav tooner on ainult plastik, mis sulab ja kleepub teie paberile.
3. Nüüd kannate tooneri rauast vaskplaadile, st sulatate tooneri uuesti ja see kleepub vase külge.
4. Tint toimib kaitsekihina, et katta vasest osa, mida ei tohiks söövitada.
5. Kuna söövituslahus töötab ainult metalliga, mitte tindiga, kannate tindi trükkplaadi vaskpoolsele küljele nii, et teatud muster teie PCB -plaadil söövitab ja tindiga kaetud osa mitte.

Samm: lõigake ja puhastage oma vaskplaat

• Võtke oma trükitud vooluring ja märkige tahvlile jooned ja tõmmake jooned. Lõikamiseks võite kasutada Dremeli või rauasaega.
• Pärast lõikamist puhastage plaati seebi ja metallipuhastusvahendiga, kuni plaat näeb kena ja läikiv välja.

Plaadi puhastamine eemaldab sellelt oksiidikihi, mustuse ja rasva ning paljastab värske vasekihi, millele tooner võib kindlalt kinni jääda.

Samm 10: Tooneri ülekandmine plaadile

1. Võtke trükist mis tahes kiht (alumine või ülemine peegel) ja asetage see vasega kaetud plaadile prinditud külg allapoole.
2. Joondage tahvel ja trükk. Triikige trükitud trükkplaadi paigutus plaadile triikrauaga.
3. Trükitud paigutuse triikimine kannab tindi paberilt trükkplaadile.

Nõuanded:

• Seadke triikraud kõrgeimale temperatuurile (paks paber) või keskmisele
• Pideva kuumuse tagamiseks asetage triikraud plaadile ja avaldage sellele umbes 1 kuni 2 minutit survet.
• Liigutage triikrauda õrnalt paberil umbes 2-3 minutit.
• Veenduge, et nurkades ja külgedel oleks sobiv kuumus

Kogu protsess peaks kestma umbes 5-6 minutit (võib olla rohkem või vähem, sõltuvalt paberi paksusest ja temperatuurist).

11. samm: juhatuse paberi eemaldamine

Pärast kuumtöötlemist leotage tahvlit kraaniveega umbes 5-7 minutit anumas. Oodake kindlasti, kuni tahvlil olev paber muutub märjaks, ja hõõruge seda õrnalt, nii et tinti ei eemaldata paberi eemaldamisel. pardal.

12. samm: teine kiht

Nüüd on aeg teha teine kiht. Kuna tegemist on kahepoolse trükkplaadiga, peaks ülemine ja alumine kiht olema ideaalselt joondatud, vastasel juhul oleksid tulemused ebasoovitavad. Kahe kihi ühendamiseks kasutatakse vias.

PCB tootjatel on masinad, mis suudavad kaks kihti täpselt joondada. Aga kuidas me nii täpset tööd kodus teeme? Seega mõtlesin välja triki, mis selle probleemi lahendab. Kahe kihi joondamiseks toimige järgmiselt.

1. Puurige augud PCB nurkadesse, kasutades esimest kihti võrdlusena.
2. Võtke välja teise kihi trükk ja tehke augud samasse kohta, mis eelmise kihi puhul.
3. Joondage tahvel ja trükk nii, et valgus läbiks kõik augud.
4. Kleepige küljed mõne maalriteibiga ja tehke sama kuumtöötlus. Leotage plaat vees ja eemaldage paber

13. samm: radade kinnitamine

Mõnikord ei kanta toonerit plaadile korralikult üle, mis toob kaasa mõned puudulikud ühendused.

Selle probleemi lahendamiseks võtke terav püsiv marker ja joonistage mittetäielikud rajad.

14. samm: tahvli söövitamine

Söövitamislahuseid on erinevaid, kuid kõige tavalisem on raudkloriid. Saate seda pulbrina või lahusena.

Lahenduse valmistamiseks:

1. Võtke plastmahuti veega. (umbes 1,5 tassi).
2. Lisage sellele 2-3 supilusikatäit FeCl3 ja segage hästi. (lisage vette kergelt segades hapet)

Kemikaalidega töötades kandke kindlasti kindaid ja olge hästi ventileeritavas kohas.

Asetage plaat lahusesse umbes 20-30 minutiks. Umbes 20–30 minuti pärast eemaldage see mahutist, jättes selle pikaks ajaks söövitama tindiga kaitstud ala, nii et eemaldage see, kui see on tehtud.

Pärast söövitamist loputage plaat veega.

Samm: eemaldage tooner

Tooneri eemaldamiseks võite kasutada atsetooni või lahjendit (sobib ka küünte värvi eemaldaja). Võtke puuvillast või niiskest riidest rahu ja leotage see hästi lahusti/atsetooniga. Hõõruge tooner maha ja puhastage plaat veega.

Ja teil on kodus pruulitud "kahepoolne PCB".

16. samm: aukude puurimine

Puurige augud vertikaalse minipuuriga või käsipuuriga.

Kasutage kruviklemmide ja pingeregulaatori aukude puurimiseks 1 mm ja muude aukude jaoks 0,8 mm otsikut

Pärast puurimist puhastage tolm.

17. samm: on aeg jootmiseks

Enne jootmist hoidke kindlasti paigutuse trükis endaga kaasas, et saaksite seda osutada ja osade paigutust teada saada. Alustage viatide jootmisega, juhtides juhtme läbi aukude ja jootke mõlemal küljel, lõigake üleliigne traat. Enne ülejäänud komponentide jootmist kasutage multimeetrit ja kontrollige ülemise ja alumise kihi jälgede järjepidevust ning kontrollige ka pärast jootmist lühiseid."

Ülejäänud osad jootma. Kontrollige kindlasti komponentide polaarsust ja paigutust.

Samm: kontrollige vooluringi

Enne IC -de pistikupesadesse paigutamist ja vooluahela sisselülitamist veenduge, et poleks lühiseid ja kontrollige pinget vastavatel tihvtidel. Kui kõik on korras, asetage IC -d ja lülitage ahel sisse.

Samm: mootori draiveri installimine ja testimine

Kilp sobib tihedalt teie Arduino plaadi peale ja vooluahel on kontrollitud, nii et selle toiteallikas pole probleem.

Enne katsetamist vaatame mootorikilbi struktuuri ja omadusi.

Struktuur ja omadused:

• Kasutab nelja mootori juhtimiseks kahte L293D H-silla IC-d.
• 74HC04 inverter IC, et vähendada h-sildade juhtimiseks kasutatavate tihvtide arvu.
• Eraldi +5V ja GND rööp.
• Nööpnõelad 4 servomootori paigaldamiseks eraldi toitepiirikuga
• Tahvli lähtestamiseks lülitage sisse
• Isegi pärast 4 mootori juhtimist järelejäänud digitaalsete tihvtide arv: 6 (2 neist PWM -na)

Vooluahela testimine:

Ühendage kaks mootorit kruviklemmi väljundiga M1 ja M2, ühendage toitepinge ja lülitage vooluahela toide alalisvoolu toiteallikaga 9-12 V (polaarsust ja ühendusi vaadake skeemilt). Pärast TEST -visandi üleslaadimist arduino -plaadile ühendage mootorikilp ja lülitage toide sisse.

Teise mootorijuhi testimiseks ühendage mootorid M3 ja M4 -ga ja asendage koodis olevad tihvtide numbrid

• VasakuleEN = 3
• Vasak nööpnõel = 2
• ParemEN = 5
• RightPin = 6

20. samm: paneme selle liikuma

On aeg oma robot ellu äratada

Nüüd on teil robot, kuhu on paigaldatud kõik vajalikud komponendid, teeme selle abil lihtsa projekti, et saada aimu, kui kiiresti saate mõne minuti jooksul ilma probleemideta ja jama prototüüpida.

Alustuseks on parim takistusest hoiduv robot. Nii et saame hakkama.

Vajalikud osad:

1. HC -SR04 Ultraheli andur
2. Mikroservomootor (kui pole paigaldatud)
3. Mõned juhtmed

Ühendused:

• Ühendage anduri Vcc ja GND tihvt vastavalt +5 V ja GND -ga
• Ühendage päästiku tihvt A1 -ga ja Echo tihvt A2 -ga arduinos
• Asetage J5 hüppaja kilbile ja ühendage servo servarööpa tihvtiga 10 (vt diagrammi)
• Paigaldage andur servole

Laadige allolev visand oma arduinolauale ja vaadake, kuidas teie robot takistusi väldib.

Nii et tegite paari minutiga lihtsa autonoomse roboti.

21. samm: lõpp

Sa oled valmis !

Nautige oma robotiga mängimist ja tehke sellega lõbusaid projekte. Saadaval on mitmesuguseid andureid ja arendusplaate, mida on lihtne kasutada ja mõista, kasutage neid, et see soovitud viisil liikuda.

Ja kui olete robootikaga uus, soovitan teil proovida mõnda sissejuhatavas osas esitatud põhiprojekti.

See on selle Instructable'i jaoks. Loodan, et leidsite selle huvitavaks.

Kui teil on ehituse osas kahtlusi/küsimusi, küsige julgelt. Tänan vaatamast:)