PiCar: Ndërtimi i një platforme autonome të makinave: 21 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Ky udhëzues detajon hapat e kërkuar për të ndërtuar një PiCar

Çfarë është PiCar?

PiCar është një platformë autonome me burim të hapur. Nuk është autonome në vetvete, por lehtë mund të shtoni sensorë për të kontrolluar makinën me një Arduino ose Raspberry Pi.

Pse të përdorni PiCar në vend të një makine RC?

Përdorimi i PiCar është shumë i ngjashëm me përdorimin e një makine RC si një platformë. Sidoqoftë, PiCar ju jep më shumë kontroll dhe është më e lehtë për tu modifikuar sesa një makinë RC. Shasia për PiCar është e printuar 3D, dhe ju lehtë mund të modifikoni modelin 3D për të shtuar më shumë hapësirë në makinë nëse është e nevojshme. Për më tepër, të gjitha pjesët ose janë lehtësisht të disponueshme në internet ose mund të printohen 3D.

Kush e krijoi PiCar?

PiCar u krijua në Universitetin e Uashingtonit në St. Louis në laboratorin e Humberto Gonzalez dhe Silvia Zhang. Makina u krijua në maj të 2017 dhe u fut në një garë robotike në qershor. PiCar doli në 10 vendet e para nga 30+ ekipe ndërkombëtare në Konkursin e Inovacioneve të Robotikës në Silk Road në Universitetin Xi'an Jiaotong në Xi'an, Kinë. Këtu keni një lidhje me një video në YouTube të FlowBot.

Ky udhëzues detajon vetëm se si të ndërtoni një PiCar. Nëse dëshironi që kodi shembull të përdoret me PiCar -in tuaj, ju lutemi referojuni depozitës sonë GitHub për të hyrë në kodin shembull dhe dokumentacionin shtesë.

Hapi 1: Lista e Pjesëve

Lista e Pjesëve:

• Motori pa furça dhe ESC (32,77 dollarë)
• Bateria (10.23 dollarë)
• Servo Motor (6.15 dollarë)
• Rrota (28 dollarë; me futur dhe ngjitur në rrotë)
• Bosht, 6 mm (19.38 dollarë)
• Përshtatës të Rrota Hex (3.95 dollarë)
• Larg Gear (8.51 dollarë)
• Pinion Gear ($ 5.49)
• 3 mm kushineta, 8 mm jashtë diametrit ($ 8.39)
• 2 mm kushineta, 5 mm jashtë diametrit (9.98 dollarë)
• Kushineta boshtore (30.68 dollarë)
• Vida M3 dhe M2 (9.99 dollarë)
• Qasja në një printer 3D

Gjithsej: 176,00 dollarë

Opsionale:

• Karta e Programimit ESC (8.40 dollarë)

  Karta e Programimit Turnigy TrackStar ESC

• Ngarkuesi i baterisë (24,50 dollarë)

  Mbushës i baterisë Turnigy P403 LiPoly / LiFe AC / DC (prizë amerikane)

• Seti i Alan Wrench ($ 9.12)

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

• Kontrolluesi RC me Marrës (22.58 dollarë)

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

• Arduino ($ 10.9)

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

• Bordi i bukës ($ 6.99)

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

• Tela të ndryshëm ($ 6.99)

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

Gjithsej: 89.48 dollarë

Pjesët u zgjodhën duke përdorur tre kritere:

• Funksionaliteti
• Aksesueshmëria
• Disponueshmëria e Fletës së të Dhënave

Pjesët e nevojshme për të funksionuar mirë në mënyrë që ato të funksionojnë sipas dëshirës dhe të zgjasin një kohë të gjatë. Ato duhet të blihen lehtësisht në internet në mënyrë që njerëzit e tjerë të mund të përsërisin PiCar. Kjo është e rëndësishme sepse laboratori ynë do të bëjë më shumë makina në të ardhmen, dhe sepse ne duam që makina të jetë e gatshme për njerëzit në të gjithë vendin. Pjesët duhet të kenë fletë të dhënash sepse ne do të kryejmë eksperimente me PiCar. Kur kryeni eksperimente akademike, është e rëndësishme të dini saktësisht se çfarë futet në pajisjet që përdorni. Të kesh fletë të dhënash e bën eksperimentin të përsëritshëm.

Hapi 2: Qasja në Modelet 3D

Si të hyni në skedarët CAD të pritur në Onshape:

1. Shkoni te

2. Nëse ju janë dhënë të dhënat e llogarisë, përdorni ato kredenciale për t'u identifikuar.

3. Përndryshe, krijoni një llogari të re. Pasi të jetë krijuar llogaria juaj dhe të jeni regjistruar, shkoni te: https://cad.onshape.com/documents/79e37a701364950… për të hyrë në Asamblenë e Pi Car.

4. Hapja e lidhjes do t'ju çojë në skedarin e Asamblesë së Pi Car siç shihet në imazhet e mësipërme. Nëse jeni duke përdorur kredencialet e ofruara, do të keni 'redaktim' akses në këtë asamble dhe të gjithë skedarët e pjesëve. Nëse jeni duke përdorur një llogari të re përdoruesi, mund të krijoni një kopje të asamblesë dhe ta modifikoni atë në atë mënyrë.

5. Për të mësuar Onshape, shkoni te

6. Imazhi i mësipërm tregon se si të qaseni në secilën pjesë, asamble, nën-montim ose vizatim.

7. Mënyra më e mirë për të kontrolluar dimensionet (distanca ose këndi midis pjesëve) është të shkoni te vizatimi i pjesës përkatëse ose i montimit. Para se të kontrolloni dimensionet, sigurohuni që të sinkronizoni vizatimin me përbërjen ose pjesën përkatëse duke klikuar në butonin e përditësimit siç shihet në imazhin e mësipërm.

8. Për të kontrolluar një dimension të veçantë, përdorni mjetin e dimensionit pikë për pikë, pikë për rresht, linjë për linjë, kënd, etj., Dhe klikoni në një palë pika/rreshta, siç tregohet në sa më sipër imazhi

Hapi 3: Shkarkimi i modeleve 3D

Tani që keni qasje në modelet 3D, duhet t'i shkarkoni në printim 3D

9 pjesë që duhet të shkarkoni:

• Finalja e Shasisë
• Lidhja bazë Ackermann
• Bri servo Ackermann

• Gjashtë rrota me rrota 12 mm

  (x2) Të dy palët janë pjesë identike

• Krahu Ackermann

  (x2) Të dy anët e majta dhe të djathta; këto skedarë janë imazhe pasqyre të njëri -tjetrit

• Lidhje pin Ackermann

  (x2) Të dy palët janë pjesë identike

1. Për të shkarkuar pjesët e mësipërme, shkoni në Asamblenë kryesore të PiCar në OnShape
2. Klikoni me të djathtën në pjesën që dëshironi të shkarkoni
3. Kliko eksportin
4. Ruani skedarin si një skedar.stl
5. Përsëritni këto hapa për të ruajtur të 9 skedarët si skedarë.stl

Nëse hasni një problem ku skedarët nuk mund të shkarkohen, mund të gjeni skedarët hap ose skedarët stl në GitHub tonë. Nga faqja kryesore klikoni hw, shasi dhe në fund stl_files ose step_files.

Hapi 4: Shtypni 3D skedarët. STL

Përdorni printerin tuaj 3D të zgjedhur për të printuar të gjithë skedarët.stl

Shumica e printimeve duhet të printohen me mbështetëse, por zbulova se disa prej tyre printojnë më mirë pa to. Unë ju rekomandoj që të printoni pjesët e servo Ackermann, Wheel hex 12mm dhe pjesët e krahut Ackermann në një printim të veçantë, dhe pa mbështetëse. Kjo do të zvogëlojë kohën totale të printimit dhe do të rrisë cilësinë e printimeve.

I printova të gjitha pjesët me mbushje 100%, por kjo ishte një zgjedhje personale. Ju mund të arrini deri në 20% mbushje nëse dëshironi. Vendosa të printoja me një mbushje kaq të lartë në një përpjekje për të rritur forcën e pjesëve.

Shtypjet e mia u vendosën në një lartësi prej 0,1 mm shtresë. Unë e mora këtë vendim sepse 0.1 mm është cilësimi i paracaktuar për printerin tim 3D. Unë do të rekomandoja printimin e pjesëve midis 0.1 mm dhe 0.2 mm lartësi shtrese.

Hapi 5: Shtyni kushinetat në sistemin e drejtimit të përparmë të printuar 3D

Një kushinetë 3 mm futet në të dy pjesët e shtypura 3D të Ackermann Arm

Ju duhet të jeni në gjendje të shtyni kushinetat në përdorimin e gishtërinjve tuaj. Sidoqoftë, nëse kërkohet më shumë forcë, unë rekomandoj të shtypni një objekt të sheshtë në kushinetë, në mënyrë që të mund të shtyni me më shumë forcë. Mundohuni të mos përdorni një objekt të mprehtë ose mos e prekni kushinetën papritur.

Shtypni dy kushineta 2 mm në të dy pjesët e krahut Ackermann

Shtypni një mbajtëse 2 mm në të dy pjesët e Ackermann Pin Link

Ju lutemi referojuni fotove për të kuptuar se ku shkojnë të gjitha kushinetat. Duhet të jetë e lehtë të thuhet pasi kushinetat do të hyjnë vetëm në një vrimë me madhësi të saktë.

Hapi 6: Vidhosni Ackermann Servo Horn Onto Servo

Shtypni pjesën e printuar 3D të Ackermann Servo Horn në pjesën e sipërme të servo.

Briri Ackermann Servo duhet të futet menjëherë. Nëse nuk ndodh, mund të shkurtoni majën e servo. Siç mund ta shihni në foton e parë, unë e preva majën e servos tim për t'ju treguar se si do të dukej.

Përdorni një nga vidhat që erdhi me servo tuaj për të vidhosur Ackermann Servo Horn mbi servo

Ky hap është mjaft i drejtë përpara. Vida do të sigurojë që pjesët të jenë të lidhura me besueshmëri.

Hapi 7: Lidhja e montimit të rrotave të përparme të printuara 3D

Lidhni dy pjesët e Krahut Ackermann në Lidhjen Bazë të Ackermann me dy vida dhe arra M2

Përdorni kushinetën qendrore për këtë hap. Ju lutemi referojuni fotove për të parë se ku të ngjitni pjesët e krahut Ackermann. Të dy anët duhet të jenë një pasqyrë e njëri -tjetrit.

Lidhni dy pjesët Ackermann Pin Link në pjesët e Krahut Ackermann duke përdorur dy vida dhe arra M2.

Fundi i lidhjes Ackermann Pin që NUK ka një mbështetje është fundi që përdorni për të bashkuar krahun Ackermann. Ju lutemi referojuni fotove për të marrë orientimin e saktë të pjesëve.

E RORTNDSISHME: Pjesët e majta dhe të djathta të Ackermann Pin Link rrotullohen në lidhje me njëra -tjetrën

Kjo do të thotë që një fund mbajtës duhet të notojë mbi tjetrin, siç shihet në foto.

Hapi 8: Bashkojeni Servo me Asamblenë e Rrotave të Para

Duke përdorur një vidë dhe arrë M2, lidhni servo në montimin e rrotave të përparme

Bri servo Ackermann shkon midis dy pjesëve Ackermann Pink Link. Referojuni fotove në mënyrë që të merrni orientimin e saktë të pjesëve.

Hapi 9: Lidhni rrotat me montimin e rrotave të përparme

Futni dy pjesët e printuara 3D të Wheel Hex 12mm në dy rrota

Kjo pjesë e printuar 3D vepron si një ndarës midis timonit dhe makinës. Kjo lejon që gomat të jenë sa më afër shasisë, ndërsa ende nuk preken.

Përdorni dy vida dhe arra M3 për të bashkuar dy rrota në montimin e rrotave të përparme

Koka e vidës shkon në pjesën e jashtme të timonit, dhe arrë shkon në brendësi. Kjo përfundon montimin e rrotave të përparme.

Hapi 10: Montoni kutinë e ingranazhit në boshtin e motorit

Pajisja me majë duhet të jetë e goditur në boshtin e motorit

Unë rekomandoj të përdorni një çekiç plastik në mënyrë që të mos dëmtoni pjesët. Mbani ingranazhin me majë pranë buzës së boshtit siç shihet në foto.

Hapi 11: Prerë boshtin në gjatësi

Pritini boshtin në 69 mm

Boshti me diametër 6 mm është i gjatë 200 mm kur mbërrin nga McMaster Carr. Boshti duhet të pritet në 69 mm për këtë ndërtim.

Unë rekomandoj të përdorni një Dremel me një shtojcë rrotulluese të mulli të diskut. Meqenëse boshti është bërë prej çeliku inox, do të duhen disa minuta bluarje për ta prerë atë në gjatësi. M’u deshën pak më shumë se 5 minuta për të prerë akselin tim për këtë ndërtim. Unë rekomandoj përdorimin e Dremel për të prerë një kamxhik në fund të boshtit. Kjo do të lejojë kushinetat e montuara dhe pajisjet nxitëse të kenë një kohë më të lehtë të rrëshqasin.

Hapi 12: Rrëshqitni kushinetat e montuara në bosht

Kushinetat e montuara duhet të rrëshqasin në bosht

Kjo fillon ndërtimin e montimit të rrotave të pasme

Hapi 13: Mount Spur Gear Onto Axle

Rrëshqisni ingranazhin nxitës në anën e djathtë të boshtit

Sigurohuni që vida e kyçjes të jetë në anën e brendshme të ingranazhit.

Duke përdorur çelësin allen të dhënë, vidhosni vidën e kyçjes derisa të jetë e shtrënguar kundër boshtit

Mund të jetë mirë që ta mbani vidën e kyçit të lirë tani dhe ta shtrëngoni plotësisht më vonë. Kjo do të sigurojë që dhëmbët e ingranazhit të bashkohen mirë me ingranazhin.

Hapi 14: Bashkojini Përshtatësit Hex në 2 Rrota

Vidhosni dy adaptorët e rrotave gjashtëkëndore mbi rrota duke përdorur vidhat e dhëna.

Sigurohuni që vidhat janë shtrënguar plotësisht.

Hapi 15: Bashkoni rrotat dhe kushinetat e bllokut të jastëkut në bosht

Rrëshqitini të dy rrotat në secilin skaj të boshtit

Shtrëngoni vidhat e kyçjes në mënyrë që rrotat të fiksohen në vend

Hapi 16: Montoni motorin pa furça në shasi

Montoni motorin në shasi duke përdorur tre vida M2.

Isshtë e dobishme për më vonë nëse orientoni telat në mënyrë që ato të shikojnë drejt pjesës së brendshme të shasisë.

Hapi 17: Montoni Asamblenë e Rrotës në Shasi

Montoni montimin e rrotave të pasme në shasi duke përdorur katër vida dhe arra M3.

Sigurohuni që ingranazhi nxitës dhe ingranazhi të jenë të lidhur dhe dhëmbët e tyre të lidhen mirë.

Nëse dhëmbët nuk përzihen mirë, lironi vidën e kyçjes në ingranazhin nxitës. Lëvizni ingranazhin nxitës përgjatë boshtit derisa të bashkohet me ingranazhin e kunjit.

Hapi 18: Bashkojeni Asamblenë e Rrotave të Para në Shasi

Montoni montimin e rrotave të përparme në shasi duke përdorur katër vida dhe arra M3.

Vendoseni servo në servo kuti drejtkëndëshe në shasi.

Hapi 19: Lidhni ESC me motorin pa furça

Lidhni telat me ngjyrë të njëjtë në motor me telat në ESC

Këto tela sigurojnë energji për motorin. Motori është një motor pa furça, që do të thotë se drejtohet nga rryma alternative në tre grupe mbështjelljesh. ESC vendos kur të ndryshojë rrymën në varësi të sinjalit pwm që merr nga kablloja e tij e informacionit.

Hapi 20: Lidhni ESC dhe Kabllot e Informacionit Motor me Marrësin

Sigurohuni që pozitivi dhe baza janë në vendin e duhur për marrësin tuaj. Veryshtë shumë e rëndësishme që telat pozitivë (të kuq) të jenë të gjithë në të njëjtin rresht.

Referojuni manualit të përdoruesit të kontrolluesit tuaj RC për të përcaktuar se në cilin vend duhet të shkojë secili prej kabllove. Për kontrolluesin tim, kabllo servo është në kanalin një ndërsa kabllo ESC është në kanalin e dytë.

Hapi 21: Fuqizoni gjithçka me baterinë LiPo dhe provoni me kontrolluesin RC

Lidheni baterinë LiPo në ESC për të fuqizuar të gjithë sistemin Tani mund ta kontrolloni makinën me kontrolluesin tuaj RC. Provoni që i gjithë sistemi funksionon ashtu siç është menduar.

Ju mund të keni nevojë të rregulloni servo në mënyrë që makina të lëvizë drejt. Shumica e kontrolluesve RC ju lejojnë të rregulloni këtë kënd. Ju gjithashtu mund të rregulloni sa larg e ktheni timonin derisa makina të fillojë. Unë rekomandoj të lexoni manualin tuaj të pronarit për kontrolluesin tuaj RC në mënyrë që të kuptoni funksionet e tij të ndryshme.