Roboti i breshkave DFRobot: 12 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:25

Deri më sot, projektet e mia të robotëve të punëtorisë janë drejtuar drejt kostos së ulët dhe lehtësisë së montimit. Po sikur performanca dhe saktësia të ishin qëllimet, dhe jo kosto? Po sikur një kompani e pajisjeve robotike të ishte e gatshme të dhuronte pjesë? Po sikur të vizatonim me diçka tjetër përveç shënuesve?

Pra, qëllimi i këtij projekti është të krijojë një Robot Turtle të saktë duke përdorur pjesët e raftit që do të tërheqin diçka interesante për Panairin e ardhshëm të Krijuesve.

Breshkat Larg!

Hapi 1: Pjesët

DFRobot siguroi përbërësit kryesorë. Këtu është ajo që ne përdorim:

• 1 ea., Bluno M0 Mainboard, SKU: DFR0416 ose një Arduino Uno i zakonshëm
• 1 ea., Mburoja e dyfishtë bipolare me motor për Arduino (DRV8825), SKU: DRI0023
• 2 ea., Hipride Hipor Motor, SKU: FIT0278
• Komplet çiftimi rrota prej gome 5 mm (çift), SKU: FIT0387
• 1 ea., 9G servo SKU: SER0006

Për energji, unë do të përdor 18650 qeliza litiumi, kështu që bleva:

• 3 ea., EBL 18650 Bateria 3.7V
• 1 ea., KINDEN 18650 Mbushës i zgjuar i baterisë
• 3 ea., 18650 Mbajtës i baterisë

Kam përdorur gjithashtu disa pajisje të ndryshme:

• 2 ea., Unaza e gomës Buna-N #343 (ID 3/16 "x 3-3/4")
• 1 ea., 1 "kushinetë çeliku me karbon të ulët
• 10 ea., M3x6MM Vidë e kokës së tiganit
• 2 ea., M3x8MM Vidë e kokës së tiganit
• 4 ea., M3x6MM Vidë me kokë të sheshtë
• 14 ea., Arrë M3
• 4 ea., #2 x 1/4 vidë për formimin e fijeve

Ne gjithashtu do të kemi nevojë për një mënyrë krijuese për të ndarë fuqinë e baterisë midis Motor Shield dhe Arduino pasi nuk duket se ka lehtësira për këtë. Kam përdorur skajin e fuçisë 2.1mm x 5mm të një furnizimi me energji elektrike të vdekur, ose diçka të tillë.

Mjetet:

• Vidhosës me majë Phillips
• Zhveshëset e telave
• Armë me zam të nxehtë (opsional)
• Hekur bashkues dhe saldues

Dhe jo më pak nga të cilat:

• Durimi
• Qëndresa
• Qëndrim pozitiv

Hapi 2: Pjesët 3D

Vendosa të provoj dhe të krijoj të gjithë 3D në FreeCad për këtë robot që të më ndihmojë të mësoj. E tëra që më duhej të bëja ishte transferimi i dimensioneve për aranzhimin e servos dhe stilolapsit, dhe pastaj shkallëzimin e pjesës së mbetur për t'iu përshtatur stepave shumë më të mëdha.

• Rrota më të mëdha për të siguruar hapësirë për bateritë.
• Shasi më e trashë për të siguruar forcë për rritjen e peshës.
• Rrota më e madhe që përputhet me lartësinë e kuvertës së ngritur.
• Modulare për testim dhe personalizim të lehtë.

Këtu janë pjesët që do t'ju duhen. Të gjithë skedarët janë vendosur në

• 1 ea., Shasi
• 1 ea., Shirit i lartë
• 2 ea., Rrota
• 1 ea., Fuçi
• 1 ea., Mbajtës servo

Hapi 3: Montimi i Shasisë Pjesa 1

• Filloni duke futur arra M3 në ngërçet e shasisë. Ato ose mund të shtypen ose të tërhiqen duke përdorur një vidë M3.
• Montoni hapat me vida M3 me lidhësit elektrikë të kthyer nga ana e pasme (më e shkurtër).
• Montoni mbajtëset e baterisë duke përdorur vida me kokë të sheshtë.

Hapi 4: Asambleja e Shasisë Pjesa 2

• Montoni fuçinë, pjesën e sipërme dhe servo së bashku me vida dhe arra M3.
• Montoni pjesën e sipërme të kombinuar në stepat me vida M3.
• Futeni mbajtësen e çelikut në mbajtësen e tavës, duke e ngrohur me tharëse flokësh nëse është e nevojshme për ta zbutur.
• Montoni enën në trup duke përdorur vida M3.

Hapi 5: Montimi i rrotave

• Marrja e shpërndarësve për të kapur boshtin është një çështje pasi boshtet janë 5 mm dhe shpërndarësi (i cili pretendon të jetë për 5 mm) është në të vërtetë 6 mm. Përdorimi i çift rrotullues i mjaftueshëm në vidhat e kapjes ka të ngjarë t'i heqë ato, kështu që unë përdor një palë kapëse për të mbyllur së pari tolerancën.
• Pas rregullimit të tolerancës, rrëshqitni shpërndarësin në boshtin e hapit dhe shtrëngoni vidhat e fiksimit.
• Vendoseni rrotën 3D në shpërndarës, futni rrufe në qiell të madh dhe shtrëngoni.
• Vendosni unazën O mbi shpërndarësin.
• Sigurohuni që rrota të rrotullohet pa tundur. Rregulloni nëse është e nevojshme.

Hapi 6: Instalimet elektrike

Le të heqim fuqinë nga rruga në mënyrë që të testojmë stepat. Ne kemi nevojë për:

• Mburoja stepper kërkon midis 8 dhe 35V për të drejtuar stepat.
• Shkallët vlerësohen për 3.4V, por zakonisht nxiten nga 12V.
• Bluno (Arduino) ka një tension të rekomanduar hyrës prej 7 - 12V, ose mund të mundësohet drejtpërdrejt nga USB 5V.

Qelizat e baterisë litium kanë një tension nominal prej 3.7V. Nëse vendosim tre në seri, kjo na jep 3 x 3.7V = 11.1 V dhe afërsisht 3 x 3000 mAh = 9000 mAh. Bluno me siguri tërheq vetëm 20 mA, kështu që shumica e kullimit do të vijë nga stepat, të cilat mund të marrin deri në një amp ose më shumë në varësi të ngarkesës. Kjo duhet të na japë orë punë.

Për testim, mund të furnizoni 12V të rregulluar në mburojë dhe 5V USB në Arduino. Mund të jetë më e lehtë të lidhni bateritë me energji elektrike të dyja në të njëjtën kohë.

• Ngjitni mbajtësit e baterisë paralelisht sipas vizatimit.
• Montoni Arduino duke përdorur vida #2 për formimin e fijeve.
• Vendoseni mburojën e motorit në majë të Arduino

• Zhvidhni telat e krikut të shpëtuar 2.1 mm x 5 mm dhe ktheni ato së bashku me prizat e baterisë:

  Shiriti i bardhë është pozitiv, kthesë me plumb të kuq të baterisë

• Vendosni plumbin e kuq në VCC dhe plumbin e zi në GND në mburojën e motorit.

Hapi 7: Shkallëzimi i Hapit

Unë kisha pak telashe me grumbullimin e informacionit të mjaftueshëm për ta vënë këtë në funksion, kështu që shpresoj se kjo do të ndihmojë të tjerët. Dokumenti kryesor që ju nevojitet është në

Lidhni telat stepper dhe furnizimin me energji në mburojën tuaj:

• 2B Blu
• 2A e kuqe
• 1A E Zezë
• 1B Grenn

Skica e shembullit të dhënë funksionoi për mua, por nuk është shumë udhëzuese. Do të na duhet të kontrollojmë shpejtësinë dhe rrotullimin, si dhe të lëshojmë motorët me hapa kur nuk përdoren për të kursyer energji.

Gjeta një shembull të modifikuar nga https://bildr.org/2011/06/easydriver/ i cili ka funksione ndihmëse. Drejton vetëm një hap pas hapi, por do t'ju japë besim se jemi në rrugën e duhur. Ne do të shkruajmë një kod më të sofistikuar më vonë.

Hapi 8: Servo

Servo përdoret për të ngritur dhe ulur stilolapsin për vizatim.

• Vendoseni krahun në shpërndarës dhe rrotulloni butësisht hapin në drejtim të kundërt të akrepave të orës duke shikuar poshtë mbi të derisa të arrijë në ndalesë.
• Hiqeni krahun dhe pozicionojeni atë në drejtim të majtë (ky do të jetë pozicioni poshtë).
• Vendosni vidën e vogël të formimit të fijeve dhe shtrëngoni.
• Futeni servo-në në montim me fundin e shpërndarësit lart dhe ngjiteni duke përdorur dy vida më të mëdha për formimin e fijeve.

Hapi 9: Kalibrimi

Për shkak të ndryshimeve në montim dhe shtrirje, roboti duhet të kalibrohet në mënyrë që të lëvizë distanca dhe kënde të sakta.

• Matni diametrin e rrotës nga skajet e jashtme të unazës së gomës.
• Matni bazën e rrotave nga qendra e unazave në pjesën e poshtme të robotit (ku do të kontaktojë dyshemenë).
• Shkarkoni skicën e kalibrimit të bashkangjitur
• Vendosni parametrat tuaj të matur.
• Ngarko skicën..

Përgatitni stilolapsin:

• Hiqeni kapakun dhe rrëshqisni jakën e stilolapsit nga ana e majës.
• Vendoseni stilolapsin në mbajtëse me krahun servo drejt lart.
• Sigurohuni që stilolapsi të mos prekë letrën në këtë pozicion.
• Nëse stilolapsi lidhet në bosht, na dërgoni një skedar për të hequr çdo vrazhdësi dhe për të rritur diametrin e gropës.

Vizatoni një katror:

• Rrëshqisni çelësin e energjisë në "On".
• Prisni disa sekonda që të fillojë bootloader.
• Pasi roboti të përfundojë katrorin e parë, hiqeni stilolapsin dhe fikeni robotin.

Rregulloni së pari parametrin wheel_dia. Matni gjatësinë e anës së sheshit. Duhet të jetë 100 mm:

• Nëse distanca e matur është shumë e gjatë, rrisni dijen e rrotave.
• Nëse distanca e matur është shumë e shkurtër, zvogëloni dijen e rrotës.

Pasi të keni kalibrimin e distancës, rregulloni parametrin wheel_base i cili ndikon në këndin e kthesës. Vendoseni robotin në një fletë të freskët letre, ndizeni dhe lëreni të vizatojë të katër katrorët:

• Nëse roboti po kthehet shumë (kutia po rrotullohet në drejtim të akrepave të orës), zvogëloni vlerën e bazës së rrotave.
• Nëse roboti nuk po kthehet mjaftueshëm (kutia po rrotullohet në drejtim të kundërt të akrepave të orës), rrisni vlerën e bazës së rrotave.
• Për shkak të gabimeve të rrumbullakosjes në kodin e hapit dhe pjerrësinë në ingranazhet e stepave të lira, nuk do ta merrni kurrë të përsosur, kështu që mos shpenzoni shumë përpjekje për të.

Hapi 10: Vizatimi

Koha për të bërë një vizatim! Shkarkoni skicat e bashkangjitura për t'ju dhënë një fillim.

Hapi 11: Tani çfarë? Kurrikula

Punon dhe vizaton sheshe të bukura. Tani fillon argëtimi.

Këtu janë disa burime për të mësuar grafikë breshkash.

• https://blockly-games.appspot.com/ (blloko programimin)
• Tutorial TinyTurtle (JavaScript)
• Kodi me Anna dhe Elsa nga Ora e Kodit

Unë gjithashtu kam postuar një Udhëzues për përdorimin e robotit të breshkave këto burime on-line me Robotin e Breshkës. Në përgjithësi, çdo kod JavaScript Turtle mund të ngjitet dhe të ekzekutohet në skicën e kalibrimit. Ju mund të provoni daljen në internet të një kompjuteri së pari dhe pastaj ta ngarkoni atë në breshkën tuaj për t'u tërhequr në jetën reale!

Për studentët, këtu janë disa ide projektesh:

• Programoni robotin tuaj që të shkruajë emrin tuaj!
• Dizajnoni dhe printoni 3D një pllakë emri në TinkerCad nga një shabllon. Mund të ngjitet poshtë servo motorit tuaj.
• Jepini robotit tuaj personalitet me zam të nxehtë dhe bling. (Mbani vetëm rrotat dhe sytë larg pengesave).
• Nga skica e syve OSTR, hartoni dhe testoni një algoritëm për të lundruar në një dhomë. Çfarë bëni kur njëri sy zbulon diçka. Të dy sytë? A mund të përfshini funksionin e rastësishëm () të Arduino -s.
• Ndërtoni një labirint në një fletë të madhe letre në dysheme dhe programoni robotin tuaj të lundrojë nëpër të.
• Ndërtoni një labirint me mure dhe hartoni një algoritëm për ta lundruar atë automatikisht.
• Butoni në mes të LED -ve nuk është vënë ende në përdorim dhe është i lidhur me pinin Arduino "A3". Për çfarë mund të përdoret? Përdoreni atë për të ndezur dhe fikur një LED për të filluar.
• Nëse nuk e keni bërë seksionin e Hetimit të hapit "Firmware (FW): Testimi dhe Blinking", kthehuni dhe provojeni.

Hapi 12: Por Prisni, Ka Më shumë

Nëse i keni kushtuar vëmendje, keni vërejtur që fuçi është katror. Nga një rastësi e çuditshme kozmike, shkumësja e artistit pastel është e njëjtë me gjerësinë e diametrit të shënuesve Crayola. E tëra që na nevojitet është një mënyrë për të bërë presion të mjaftueshëm mbi shkumësin, dhe ne jemi një artist trotuari.

Do t'ju duhet:

• Fuçi dhe dash i printuar 3D (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• Shkumës, ose shkumës pastel i artistit katror ose shkumës i vogël i rrumbullakët (jo sendet e trasha të trotuarit).

  https://a.co/6B3SzS5

Rondele 3/4 "për peshë

Hapat:

• Shtypni dy skedarët e bashkangjitur.
• Hiqni servo dhe mbajtësin e servo.
• Bashkangjitni fuçinë e ushqimit katror.
• Mprehni shkumësin në një pikë të afërt.
• Vendoseni shkumësin në fuçi.
• Vendoseni dashin në fuçi.
• Vendosni peshën e rondele në dash.