„Arduino RC Robot“: 11 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

apibūdinimas

Patvarus, 3D spausdintas, nuotoliniu būdu valdomas „Arduino“robotas, veikiantis kelis šimtus metrų. Modulinė greito prijungimo variklio schema leidžia greitai prototipuoti skirtingų tipų robotus be jokių įrankių. Puikiai tinka robotikos mokymui vaikams.

Apie ką visa tai?

Taigi jūs ką tik pradėjote mokytis „Arduino“, o gal 3D spausdinimo ir esate pasiruošęs sukurti kažką įdomaus. Norite sukurti kažką prasmingo ir praktiško, bet smagaus … Esate pasiruošę sukurti „OmniBot“. Jei „Arduino“yra Šveicarijos armijos elektronikos peilis, tai „OmniBot“yra Šveicarijos armijos robotikos peilis! „OmniBot“yra kelių mėnesių trukmės „Bolts and Bytes Maker Academy“projekto, kurio tikslas buvo sukurti universalų ir lengvai naudojamą nuotoliniu būdu valdomą robotikos rinkinį, rezultatas. O dabar viskas atviro kodo! „OmniBot“maitinamas baterijomis, gali valdyti iki keturių nuolatinės srovės variklių kanalų, du servo variklius, o nuotoliniu būdu valdomas kelių šimtų metrų nuotolis! Ir visa tai telpa į aptakų 3D spausdintą dėklą, veikiantį, kaip jūs atspėjote, „Arduino Uno“smegenis.

Gerai, bet kodėl?

Mes tikrai norėjome, kad mažiems vaikams būtų labai lengva pasiimti kartono ir klijuoti ir galų gale gauti pritaikytą robotą. Naudodami tradicinius robotų rinkinius, kuriuos galite nusipirkti internetu, esate priversti susidoroti su daugybe netvarkingų jungiamųjų laidų, rašyti savo kodą ir - o taip … beveik niekada negalite jų valdyti nuotoliniu būdu. Jie tiesiog paleidžia tą patį kodą cikle. Naudodami „OmniBot“tiesiog prijunkite akumuliatorių, prijunkite variklį ir priklijuokite lipnia juosta arba klijuokite ten, kur norite, ir - strėlės. robotas. Visas mūsų parašytas kodas automatiškai stebuklingai veikia su tuo pačiu valdikliu, kurį galite naudoti dronei ar RC lėktuvui. Tai puikus rinkinys, skirtas greitai paruošti laukų robotų prototipus. Kai baigsite kurti „OmniBot“platformą, jūs ką tik pradėjote. Per dešimt trumpų minučių galite pereiti nuo svarbios misos bombos, pašalinančios robotą, iki „Rocket“lygos stiliaus futbolo roboto, ir tai daro „OmniBot“galingą. Taigi pradėkime!

Rekomenduojami įgūdžių lygiai:

• Į šiuos projektus įeina lengvas litavimas, tai gana lengvai valdomas pradedantiesiems.
• Bendras „Arduino“supratimas ir kaip dirbti „Arduino IDE“įkeliant eskizus ir pridedant bibliotekas. Kodavimas nereikalingas, tačiau pažengusieji vartotojai gali tinkinti savo kodą, jei to nori.
• Kai kurios lengvosios aparatūros veikia su atsuktuvu ir vielos pjaustytuvais/nuėmikliais. Mažiems vaikams rekomenduojama suaugusiųjų priežiūra. (Galutinis produktas tinka naudoti bet kokio amžiaus!)

Prekės

Reikalingi įrankiai:

• Lituoklis ir lituoklis
• Šešiakampis veržliaraktis/raktas arba šešiakampis atsuktuvas
• „Phillips“galvutė arba atsuktuvas su plokščia galvute (priklausomai nuo variklio skydo gnybtų)
• Karštų klijų pistoletas ir karštų klijų lazdelės (nebūtina, bet labai rekomenduojama!)
• Vielos pjaustytuvai (rekomenduojami praplovimo pjaustytuvai, nes juos galima naudoti kituose etapuose)
• Vielos nuėmikliai
• Adatinės replės (nebūtinos, tačiau labai palengvina 3D spausdinimo valymą)
• Prieiga prie 3D spausdintuvo (jei jo neturite, kreipkitės į vietos kūrėjo vietą, mokyklą, laboratoriją ar biblioteką!)
• Kompiuteris su „Arduino IDE“programine įranga

Sąmata:

Šie elementai ir nuorodos buvo gauti iš „Amazon“(visi arba dauguma jų yra „Amazon Prime“elementai), tačiau reikia pažymėti, kad daugumą, jei ne visus, galima rasti daug pigiau tokiose svetainėse kaip „Banggood“ir „AliExpress“, jei norite palaukti kelias savaites siuntimui. Tai iš tikrųjų gali sumažinti projekto išlaidas perpus, jei atrodysite pakankamai gerai.

1. „Arduino Uno“mikrovaldiklis (tipas su paviršiaus tvirtinimo lustu tam tinka geriau)
2. „Arduino Motor Shield V1“
3. „Turnigy Evo“siųstuvas (2 režimas) (šis yra su imtuvu, tačiau dauguma imtuvų su „iBus“ryšiu turėtų veikti)
4. Vyrų ir moterų JST kištukai (aš labai rekomenduoju tipą su silikonu, nes jie yra lankstesni)
5. 13,5 mm x 9 mm svirties jungiklis
6. M3x6 mm varžtai (iš tikrųjų reikalingi tik 6 varžtai)
7. 2S „Lipo“baterija (ją galima pakeisti 7–12 voltų neįkraunama baterija)
8. 2S lipo įkroviklis (reikalingas tik naudojant lipo bateriją)
9. PETG 3D spausdintuvo siūlas (galima naudoti PLA, tačiau PETG yra patvaresnis ir atsparus karščiui
10. TT varikliai ir ratai
11. Servo varikliai (galima naudoti ir didesnius servo variklius)

Jei turite visus savo įrankius ir dalis, sekite mane! Turime kurti robotus …

1 žingsnis: 3D roboto korpuso spausdinimas

Šiam žingsniui jums reikės:

3D spausdintuvas, kurio minimalus tūris yra 4,5 x 4,5 x Y x 1,5 colio Z

Geros naujienos yra tai, kad aš jau suprojektavau jums! Žemiau yra visi 3D STL failai. Bet pirmiausia čia yra keletas pastabų.

Spausdinimas yra trys atskiri tvirti modeliai: aukštesnioji dalis, apatinė dalis ir akumuliatoriaus dangtis. Apatinei sekcijai reikia atraminių medžiagų, tačiau tik toje dalyje, kurioje bus sumontuotas jungiklis.

Apatinę sekciją ir akumuliatoriaus dureles galima atspausdinti vienu šūviu kaip „spausdinimo vietoje“modelį, o tai reiškia, kad galite ją ištraukti tiesiai iš spausdintuvo, kai tai bus padaryta, ir durelės iškart veiks be montavimo. Tačiau kai kurie žemesnės kokybės spausdintuvai gali kovoti su leistinais nuokrypiais ir ištirpdyti šias dvi dalis, todėl taip pat įtraukiau atskirus spausdinimo failus kiekvienai akumuliatoriaus durelei ir apatinei sekcijai, kad galėtumėte juos atspausdinti atskirai ir surinkti vėliau.

2 veiksmas: 3D spausdinimo valymas

Šiam žingsniui jums reikės:

• Pora adatinių replių
• Hobio peilis

Atsargiai nuimkite spaudinį nuo konstrukcijos plokštės. Jei viską atspausdinsite vienu kadru, kaip ir aš, gali tekti nuvalyti eilutes tarp dalių. Naudodami reples, ištraukite atraminę medžiagą už angos, kurioje bus jungiklis. Kai kuriuose spausdintuvuose pirmasis ar du akumuliatoriaus dangtelio sluoksniai gali būti sulydyti su apatine dalimi, jei taip, galite naudoti pomėgio peilį, kad iškirptumėte dureles. Jei lydiklis yra per blogas, gali tekti atskirai atspausdinti dureles ir apatinę dalį, o po to jas sujungti.

3 žingsnis: „Arduino Uno“paruošimas

Šiam žingsniui jums reikės:

• „Arduino Uno“
• Kompiuteris, kuriame įdiegta „Arduino IDE“(IDE galite įdiegti čia)
• USB programavimo kabelis

„OmniBot“kodas priklauso nuo kelių skirtingų bibliotekų.

1. „Servo.h“(tai yra integruota į IDE ir jos nereikia atsisiųsti)
2. „AFMotor.h“(šią puikią „Adafruit“biblioteką ir jos diegimo vadovą rasite čia)
3. „OmniBot.h“(vadovaukitės toliau pateiktomis instrukcijomis, kad įdiegtumėte šią biblioteką)

Norėdami įdiegti „OmniBot“biblioteką, suraskite savo „Arduino“bibliotekų aplanką (paprastai skiltyje „Dokumentai“> „Arduino“> „Bibliotekos“) ir sukurkite naują aplanką pavadinimu „OmniBot“. Į šį naują aplanką įklijuokite failus „OmniBot.h“, „OmniBot.cpp“ir „keywords.txt“. Uždarykite ir iš naujo paleiskite „Arduino IDE“, kad užbaigtumėte diegimą. Jei jums pasisekė, dabar turėtumėte pamatyti „OmniBot“biblioteką, eidami į eskizą> Įtraukti biblioteką IDE.

Įdiegę bibliotekas, tiesiog prijunkite „Arduino Uno“, skiltyje „Įrankiai“> „Lenta“pasirinkite tinkamą plokštę:> „Arduino/Genuino Uno“, pasirinkite aktyvų COM prievadą, tada įkelkite eskizą!

4 žingsnis: paruoškite robotų imtuvą

Šiam žingsniui jums reikės:

• lituoklis ir lituoklis
• vielos pjaustytuvai
• vielos nuėmikliai
• Arduino Uno
• „IBus“imtuvo modulis (pageidautina tas, kuris pateikiamas kartu su rekomenduojamu siųstuvu, bet kiti „iBus“imtuvai gali veikti)

1. Pradėkite ieškodami antraštės laidų, gautų kartu su imtuvo moduliu. Tai turėtų būti keturių grandinė. Geltona viela, atitinkanti mūsų modulio PPM, nereikalinga ir gali būti pašalinta arba nukirpta nuo antraštės.
2. Nupjaukite atskirą moterišką antgalį nuo laidų galo ir nuimkite maždaug 1 cm izoliaciją.
3. Profesionalus patarimas: pasukite atvirą srieginę vielą, kad nesudrūgtų, o galus skardinkite lydmetaliu.
4. Raskite „Arduino“galimas „Gnd“, „Vcc“ir „Rx“skyles. (jei naudojate rekomenduojamą „Arduino“, juos galima rasti visai šalia vienas kito, tiesiai po ICSP kaiščiais.)
5. Įdėkite alavuotus laidus per atitinkamas skyles ir lituokite galinėje pusėje. Balta - RX, raudona - 5 V, juoda - GND.
6. Nupjaukite likusį laidą ant nugaros, kad išvengtumėte trumpojo jungimo.
7. Prijunkite keturių moterų antraštę prie imtuvo modulio raudonai prie VCC, juodos spalvos prie GND ir baltos prie S. BUS
8. Įdėkite imtuvo modulį į „Arduino“. Radau, kad manoji gerai priglunda tarp kondensatorių ir kristalo prie USB prievado.

5 žingsnis: variklio vairuotojo skydo paruošimas

Šiam žingsniui jums reikės:

• Pora praplaunamų pjaustytuvų ar žnyplių.
• Mažas plokščias arba Phillips galvutės atsuktuvas (priklausomai nuo gnybtų, kuriuos turi jūsų variklio skydas)
• Septyni (7) moteriški JST kabelių adapteriai.

1. Pabandykite paspausti variklio skydą ant „Arduino“, o imtuvas yra tarp jų.
2. Jei variklio skydo kaiščiai nesispaudžia iki galo į „Arduino“kaiščius, apatinėje variklio skydo pusėje gali būti ilgų kaiščių, kurie kišasi į imtuvą. Juos galima apipjaustyti pjovimo mašinėlėmis arba žnyplėmis, kaip parodyta 2 paveiksle.
3. Kai bus pagamintas „Arduino“, „Motor Shield“, imtuvo sumuštinis (pavadinkime tai „krūva“), pradėkite įsukti JST kabelio adapterius prie gnybtų blokų, kaip parodyta paveikslėlyje. Raudoni kabelių laidai yra galinėje gnybtų blokų padėtyje, o juodi - centre. (atkreipkite dėmesį, kad skydo M1 ir M2 gnybtuose turi būti po du JST kabelius, M3 ir M4 - po vieną, akumuliatoriaus gnybtas - vieną)
4. Labai atidžiai stebėkite akumuliatoriaus gnybtą ant variklio skydo. Netinkamai prijungus prie jo JST kabelį, gali būti iškepta krūva, kai prijungtas akumuliatorius. Atminkite, kad raudona - M+, juoda - GND.
5. Įsitikinkite, kad akumuliatoriaus gnybtų dešinėje yra geltonas trumpiklis, jungiantis „PWR“kaiščius. Tai suteikia energijos apatinėms kamino dalims.
6. Profesionalus patarimas: kai visi kabeliai yra atsukti, kiekvieną laidą lengvai priveržkite, kad įsitikintumėte, jog jis gerai pritvirtintas ir nenukris.

Kol buvote čia, leiskite man pasakyti, su kuo šios jungtys susijusios. M1 ir M2 gnybtų blokai (kiekvienas yra dviejų atskirų lizdų rinkinys) yra skirti atitinkamai dešiniojo ir kairiojo roboto pavaros varikliams. Eilės viduryje yra penktas lizdas, kuris, mano manymu, yra prijungtas prie žemės, ir mūsų tikslams nebus naudojamas. M3 ir M4 gnybtų blokas bus „pagalbiniai varikliai“, kurie yra išardyti „OmniBot“priekyje, kad būtų užtikrintos visos jums reikalingos bendros variklio funkcijos. Pagalbinį variklį M3 galima nustatyti nuo 0% iki 100% sukimosi greičiu viena kryptimi ir jis valdomas kairiuoju vairasvirte aukštyn ir žemyn. M4 variklis gali suktis 100% pagal laikrodžio rodyklę ir prieš laikrodžio rodyklę, valdomas kairiuoju valdikliu kairėn ir dešinėn. Ši vairasvirtės ašis turi „grįžimo į centrą“spyruoklę, kuri natūraliai nustatys variklio greitį iki 0%.

6 žingsnis: „Arduino“kamino montavimas ant apatinės važiuoklės dalies

Šiam žingsniui jums reikės:

• Užbaigtas krūva iš ankstesnių veiksmų.
• 3D spausdinta apatinė važiuoklės dalis
• Du (2) 6 mm M3 mašinos varžtai
• Šešiakampis veržliaraktis/raktas arba ilgas šešiakampis vairuotojas.

1. Išdėstykite JST jungtis taip, kad laidai iš M1 gnybtų bloko pasiektų dešinę pusę, laidai iš M2 gnybtų bloko - į kairę pusę, o laidai iš M3 ir M4 gnybtų bloko kilpos po krūva į priekį. (imtuvo antena taip pat gali būti kilpinėta po kamino)
2. Įsitikinę, kad JST logotipas nukreiptas į viršų ant raudono jungties korpuso, paspauskite JST jungčių galvutes į atitinkamas spausdinto apatinio skyriaus lizdus. Dešinės pusės kabelių tvarka nesvarbi, nes jie abu eina į M1 gnybtų bloką. Tas pats pasakytina apie kairės pusės jungtis prie M2 gnybtų bloko.
3. M3 ir M4 kabeliai turi kilpoti tiesiai po kaminu ir kišti į lizdą, kurio šone jie yra.
4. Naudodami „Allan“veržliaraktį ir M3 varžtus, prisukite kaminą prie apatinio skyriaus varžtų atramų. Gali būti naudinga rasti smulkesnį varžtą su mažesniu galvutės skersmeniu, nes vienas iš varžtų greičiausiai įkąs į „Arduino“galvutę. Nesijaudinkite, kad sugadinsite šią antraštę, nes mes jos niekam nenaudojame.
5. Jei įmanoma, sukiškite visus palaidus laidus po krūva, kad sumažintumėte netvarką.

7 veiksmas: diegimas ir litavimas maitinimo jungiklyje

Šiam žingsniui jums reikės:

• Lituoklis ir šiek tiek lituoklio
• vielos pjaustytuvai
• vielos nuėmikliai
• 13,5 mm x 9 mm svirtinis jungiklis

1. Stumkite svirtinį jungiklį į skylę iš apatinės apatinės dalies pusės, kol jis užsifiksuos. Įsitikinkite, kad | simbolis nukreiptas į priekį, o 0 simbolis - į galą link akumuliatoriaus skyriaus.
2. Ištempkite juodą JST laidą nuo akumuliatoriaus gnybto iki jungiklio gnybto ir nukirpkite jį, užtikrindami, kad iš GND gnybto eina pakankamai juodos vielos, kad būtų patogu pasiekti jungiklio gnybtą.
3. Nulupkite ir skardinkite abu nukirptos vielos galus.
4. Lituokite kiekvieną nupjautą juodos vielos galą prie kiekvieno jungiklio gnybto, kaip parodyta paveikslėliuose. (būkite atsargūs, kad per ilgai nelaikytumėte lituoklio ant jungiklio gnybto, nes šiluma gali lengvai pereiti žemyn ir pradėti tirpti jungiklio plastikinį korpusą!)
5. Akumuliatoriaus gnybto laido jungties galą užlenkite per akumuliatoriaus skyriaus įpjovą žemyn link akumuliatoriaus dangtelio.

8 žingsnis: važiuoklės uždarymas

Šiam žingsniui jums reikės:

• Alano veržliaraktis arba šešiabriaunis atsuktuvas.
• Keturi (4) 6 mm M3 įleistos mašinos varžtai

1. Atsargiai uždėkite atspausdintą viršutinę dalį virš apatinės dalies ir įsitikinkite, kad dabar tarp dviejų sekcijų yra įspausta viela. Jei reikia, grįžkite atgal ir įkiškite dar vieną vielą po kamino, kad juos pašalintumėte.
2. Įsukite visus keturis varžtus iš apačios. Profesionalus patarimas: Prieš įsukdami bet kurį iš jų, beveik visą laiką įsukite. Tai sumažina spaudimą spausdintoms dalims. Vis labiau priveržkite kiekvieną varžtą, pakaitomis kampuose, kol visi varžtai bus lygūs.

9 veiksmas: sukurkite „Quick Connect“variklius

Šiam žingsniui jums reikės:

• Keturi (4) TT pavarų varikliai
• Keturi (4) vyriški JST jungčių kabeliai
• Lituoklis ir šiek tiek lituoklio
• Karštus klijų pistoletus ir klijus primygtinai rekomenduojama, bet nebūtina

1. Lituokite JST jungties kabelį prie TT variklio taip, kaip parodyta paveikslėlyje. Pro patarimas: kadangi šie varikliai važiuoja tiek pagal laikrodžio rodyklę, tiek prieš laikrodžio rodyklę, laidų poliškumas nesvarbus, tačiau turėtumėte užtikrinti visų variklių vienodumą, kad jie visi veiktų vienodai, kai yra prijungti. (T. Y. juodi laidai dabar turėtų būti tokie patys, kaip lituojate kiekvieną variklį!)
2. Patarimas „Pro“: pridėkite karštų klijų rutulį virš šių variklių lydmetalio, kad žymiai pailgėtų jų tarnavimo laikas! Šie varikliai turi šiek tiek varganus varinius skirtukus, prie kurių turite lituoti, ir jei jie per daug sulenks, jie gali nuovargio įtampą ir iš karto išnyks, todėl jūsų variklis bus nenaudingas. Karšti klijai apsaugo nuo lenkimo!
3. Kai prijungiate variklį prie „OmniBot“, abu metaliniai kontaktai turi būti nukreipti į viršų. Pirmuosius kelis kartus juos prijungti gali būti šiek tiek sudėtinga, nes apatinė važiuoklės dalis gali šiek tiek suspausti moteriškas JST jungtis.

10 veiksmas: pirmasis „OmniBot“

Šiam žingsniui jums reikės:

• Kai kurie greitai prijungiami TT varikliai su ratukais
• Pageidautina dviguba lipni juosta, tačiau taip pat galite naudoti karštus klijus arba įprastą juostą.
• Jūsų siųstuvo valdiklis
• Baterija (veiks nuo 7V iki 12V, bet pageidautina, kad medžiagų sąraše esančios 2S 7.4V Lipo baterijos)

Pirmiausia atidarykite akumuliatoriaus skyrelį naudodami šešiakampį veržliaraktį arba mažą atsuktuvą, prijunkite akumuliatorių ir vėl uždarykite. Po to tikrai nėra jokių kitų konstrukcijos taisyklių, išskyrus: kairiojo pavaros varikliai prijungiami kairėje pusėje, dešinės pavaros varikliai - dešinėje, o servo variklių ruda/galinė viela nukreipta nuo „OmniBot“. Išskyrus tai, padarykite tai savo!

Galite perteikti mano nuotraukas, kad suprastumėte, kaip aš sukūriau savo. Taip pat rekomenduočiau naudoti statybines medžiagas, tokias kaip „Popsicle“lazdelės, karšti klijai ir kartonas kitiems kėbulo komponentams, arba padidinti važiuoklės dydį.

11 veiksmas: valdykite „OmniBot“

Šiam žingsniui jums reikės:

• Baigėte „OmniBot“
• Jūsų valdiklis

Negaliu pakankamai rekomenduoti „Hobby King“„Turnigy Evo“siųstuvo. Tai puikus 2,4 GHz skaitmeninis siųstuvas su automatiniu dažnio šokinėjimu ir daugybe puikių funkcijų, įskaitant jutiklinį ekraną! Būtent tai mes naudojame „Bolts and Bytes Maker Academy“ir tai mums labai pasitarnavo. Jei taip pat naudojate, būtinai paleiskite programinės įrangos naujinimą, kad galėtumėte naudoti naujausią programinę -aparatinę įrangą. Nuorodą į tai rasite „Hobby King“produkto puslapyje.

Norėdami paleisti „OmniBot“, spustelėkite įrankių dėžę „Turnigy Evo“valdiklyje ir bakstelėkite RX Bind, tada įjunkite (išjunkite ir įjunkite) „OmniBot“iš jungiklio. Valdiklis turėtų skleisti garsą, rodantį, kad jis prijungtas prie imtuvo „OmniBot“viduje.

Dabar vairuok! Visas kodas turėtų veikti sklandžiai.

Pamatysite, kad „Turnigy Evo“valdiklio funkcijos valdo „OmniBot“šiais būdais:

• Dešinysis lazdele vertikaliai ir horizontaliai> Kairysis prievadas (2) ir dešinysis „OmniBots“prievadas (2) pavaros varikliams.
• Kairysis strypas horizontalus> Priekinis variklio prievadas 1, variklio greitis nuo 100% iki 100% ir 1 servo prievadas
• Kairysis strypas vertikaliai> Priekinis variklio prievadas 2, variklio greitis nuo 0% iki 100% ir 2 servo prievadas
• Centrinė rankenėlė> Sureguliuokite maksimalų „OmniBot“pavaros greitį
• Centrinis jungiklis> Traukdami atgal į dešinę lazdą, pakeiskite pavaros maišymo schemą (ten yra daug ką išpakuoti, nes pavaros maišymas yra sudėtinga tema, išsaugosiu paaiškinimą, jei kas nors to tikrai nori!)
• Kairysis jungiklis> AUKŠTYN: leidžia valdyti priekinius variklius ir servo variklius, MID: leidžia valdyti tik servo variklius, žemyn: leidžia valdyti tik priekinius variklius. (tai naudinga, jei judėti reikia servo, bet tuo pačiu metu ne priekinio variklio)
• Dešinysis jungiklis> šiuo metu nenaudojamas

Valdiklio meniu taip pat rasite „galinių taškų“, „atvirkštinio“ir „apipjaustymo“funkcijų, tačiau apie kiekvieną iš jų galima daug pasakyti ir paliksiu jas kitam vadovui. Jei jus domina bet kuris iš jų, „YouTube“paieška šiais terminais turėtų atskleisti dešimtis naudingų vaizdo įrašų.

Viskas padaryta

Jei pavyko taip toli, sveikinu, žinau, kad tai buvo ilgas.

Nekantrauju pamatyti, ką bendruomenė veikia su „OmniBot“. Tikrai lauksiu atsakymų į bet kurį klausimą ir norėčiau išgirsti bet kokį atsiliepimą. Laikykitės lengvesnės „OmniBot“versijos būsimame „Instructables“vadove!