Cho'ntak ayg'oqchi robot: 5 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Karantin paytida zerikdingizmi? Yashash xonasi divanining ostidagi qorong'i dunyoni o'rganmoqchimisiz? Keyin cho'ntak o'lchamidagi josus robot sizga mos keladi! Balandligi 25 mm bo'lgan bu kichkina robot odamlar bora olmaydigan juda kichik joylarga chiqishga qodir va ko'rganlarini telefonning qulay ilovasi orqali qaytaradi!

Talablar:

O'rta darajadagi elektronika tajribasi

Python va malina pi haqida asosiy bilimlar

Katta vaqt

Ta'minotlar

Qismlar:

• Raspberry pi Zero W (WH emas, chunki biz berilgan sarlavhalarni ishlatmaymiz)
• Raspberry pi kamera
• Pi uchun SD -karta (8 gigabayt yoki undan ko'pi yaxshiroq)
• 2x 18650 ta batareya va ushlagich (zaryadlovchi zanjirga o'rnatilmaganligi uchun ham yordam beradi!)
• 2x 300 RPM 6V mikro tishli motorlar
• L293D dvigatel boshqaruvchisi
• LM7805 kuchlanish regulyatori
• 22 mF kondansatör
• 10 mF kondansatör
• 2,54 mm SIL sarlavhali pin va rozetkalar (har biri 2 x 8 uzunlikdagi qismlar)
• 2,54 mm 90 graduslik burchakli pim
• 10x M3 x 8mm tayanchli boltlar
• 4x M3 x 12 mm tayanchli murvat
• 14x M3 nylockli yong'oqlar
• Dupont ulagichi to'plami (buni qila oladi, lekin bu hayotni ancha osonlashtiradi)
• 5 mm x 80 mm alyuminiy yoki po'latdan yasalgan novda
• Turli xil simlar
• Lehim taxtasi

Asboblar:

• Lehimlash temir va lehim
• Fayllar to'plami
• Har xil tornavidalar
• Har qanday turdagi pichoq
• Super yopishtiruvchi
• Tel kesgichlar
• Tel -chiziqlar
• Elektr matkaplar va matkaplar to'plami (bosma teshiklarni tozalash uchun 3 mm va 5 mm ishlatiladi)
• 3D -printer (qismlarni bosib chiqarish va sizga bunday xizmatlarning ko'pchiligidan yuborish mumkin bo'lsa ham)
• Mini arra
• Multimetr
• Elektr tasmasi

1 -qadam: Shassisni qurish

Men juda erta tushunib etdimki, gaffer tasmasi aql bovar qilmas ekan, uni mustahkam shassi qilish uchun ishlatmaslik kerak, shuning uchun 3D bosib chiqarish keyingi aniq tanlov edi (bir nuqtada men uni o'chirib tashlayman. Men yuklayman.) Qismlar yuqoridagi fotosuratlarda ko'rsatilgan bir -biriga bog'langan qismlar bilan yopishtirish uchun mo'ljallangan, chunki men Elegoo Mars printeridan foydalanaman, u chiroyli nashrlarni chiqaradi, lekin afsuski, juda kichik plastinkaga ega. Bu erda fayllar va super yopishtiruvchi keladi, yuqorida ko'rsatilgan chekkalarni keyingi qismning uyalariga mahkam o'rnashguncha to'ldirish kerak bo'ladi, men shuni aniqladimki, 3D -printerlar mukammal emas, bu olishning eng yaxshi usuli mukammal moslik. Shunday qilib, topshirish tugagandan so'ng, qismlarni bir -biriga yopishtiring! (Barmoqlaringiz emas, men buni bir necha bor o'rgandim) Qismlarni bir -biriga yopishtirganda, men ularni tekis yuzaga yotqizishni maslahat beraman, chunki ular to'g'rilanadi. (Ularni tortish bu ishda yordam berishi mumkin)

Bir nechta teshiklarni 5 millimetrli burg'ulash kerak bo'ladi (5 -rasmda ko'rsatilgan), bu juda ehtiyotkorlik bilan bajarilishi yoki qismni uzish xavfini kamaytirish uchun dumaloq fayl yordamida. Keyinchalik yig'ishni osonlashtirish uchun, murvatlarning yaxshi joylashishini ta'minlash uchun shassidagi barcha 3 mm teshiklarni 3 mm bit bilan burg'ulash kerak. Bundan tashqari, shassi tagida nyloklar joylashishi uchun olti burchakli kesmalar o'rnatilgan, agar yong'oqlar osonlik bilan mos kelmasa, ularni kengaytirish uchun kichik faylni ishlatishga arziydi. Men aniq o'lchamdagi dizaynni, keyin kerak bo'lganda materialni olib tashlashni yaxshiroq deb topdim, chunki bu eng mos keladi.

Bosib chiqarish uchun qismlar:

• Shassi1.stl
• Shassis2.stl
• Shassi 3.stl
• Chassis4.stl
• 2x motor_housing.stl
• 2x g'ildirak1.stl
• 2x g'ildirak2.stl
• top.stl

2 -qadam: O'chirish davri

Loyihaning butun nuqtasi ixcham bo'lgani uchun, pi va dvigatellarni quvvatlantiruvchi sxemalar bitta panelga o'rnatilgan bo'lib, u HAT ga o'xshash pi tepasida joylashgan bo'lib, ularni GPIO ga lehimlangan sarlavhalarga ulash orqali ulanadi. Dvigatellar juda kichik va juda ko'p oqim talab qilmagani uchun, men ularni quvvatlantirish uchun L293D ikkita H-ko'prikli dvigatel boshqaruvchisidan foydalandim, chunki dvigatellarni haydash uchun ishlatilsa, Pi GPIO shikastlanishi mumkin (orqa EMF va boshqalar.). Ikkita H-ko'prigi NPN va PNP tranzistorlari to'plamidan foydalanadi, agar Q1 va Q4 tranzistorlari quvvatlansa va shu orqali tok o'tishiga imkon bersa, vosita oldinga siljiydi. Agar Q2 va Q3 quvvatlansa, oqim dvigateldan teskari yo'nalishda o'tadi va uni orqaga buradi. Bu shuni anglatadiki, dvigatelni ikkala yo'nalishda ham o'rni yoki boshqa komponentlardan foydalanmasdan aylantirish mumkin va bu bizga dvigatelni tortib olishdan ko'ra, uni alohida pi -ga ulash imkonini beradi.

LM7805 pi -ni 5v GPIO -pin orqali quvvat bilan ta'minlaydi, lekin L293D -ni quvvatlantirish uchun ishlatilmasligi kerak, chunki pi 7805 -ning deyarli barcha 1A chiqishlarini talab qilishi mumkin, shuning uchun uni eritish xavfini tug'dirmaslik yaxshiroqdir.

Xavfsizlik:

Agar kontaktlarning zanglashiga olib noto'g'ri o'rnatilgan bo'lsa va pi ga 5v dan ortiq kuchlanish berilsa yoki boshqa pin orqali o'tkazilsa, pi tuzatib bo'lmaydigan darajada shikastlanadi. Eng muhimi, kontaktlarning zanglashiga olib borilishi uchun, ayniqsa, batareyaning kirish joylarida sinchkovlik bilan tekshirilishi va sinovdan o'tkazilishi kerak, chunki LiPO muammolarga, *yo'tal *, qisqa tutashganda portlashlarga olib keladi. Men buni sinab ko'rishning eng yaxshi usulini 4 blokli AA batareyalarini kirishga ulash va chiqish voltajini ko'p metrli o'lchash orqali o'lchashni topdim. Qanday bo'lmasin, xavfsizlik ishlari tugadi, keling, lehim qilaylik!

Kengash yuqoridagi sxema bo'yicha va mening sxemamga o'xshash konfiguratsiyada qurilgan bo'lishi kerak, chunki bu tartib pi -ga to'g'ri joylashtirilgan va hali LiPosni portlatmagan (barmoqlar kesishgan). Quyidagi tartibni bajarish juda muhim, chunki simlar boshqa simlar va pimlarga yaqin yoki ustidan o'tkaziladi, bu shuni ko'rsatadiki, bu simlar qisqa tutashuvdan saqlanish uchun oxirgi marta qilingan. Qopqoq pinlariga lehimlashda, ularni qizdirilganda qimirlamasligiga ishonch hosil qilish uchun ularni sarlavhaning zaxira qismiga joylashtiring.

Qadamlar:

1. Kengashni o'lchamiga qarab kesib oling va qirrasini tekis qilib qo'ying (meniki 11 satrdan 20 qatorga to'g'ri keladi va ularni kodlash uchun harflar va raqamlar yordam beradi) Men hayotni osonlashtirish uchun bu koordinata tizimi bilan bortdagi pinlarning o'rnini beraman. Kengash ikki tomonlama bo'lgani uchun, men pi tomon qaragan tomonni 'B' tomoni va pi-dan uzoq bo'lgan tomonni 'A' tomoni deb atayman.
2. L293D va LM7805 lehimlari, L293D yuqori chap burchagi C tomonida B tomonda joylashgan. LM7805 uchun chiqish pinlari egilishi kerak bo'ladi, shunday qilib chipning metall orqa tomoni taxtaga tekkiziladi, chap pin P8 holatida bo'lishi kerak.
3. Sarlavhali pimlarni joyiga lehimlang, avval pimlarning qisqaroq qismini qora blokdan yuqoriga tekis bo'lguncha itarish kerak. Ular A tomonidan, o'ng pastki burchagi T1 teshigidan o'tib, yuqoridan rasmlarda ko'rsatilgandek va B tomondan lehimlangan bo'lishi kerak. Bu bajarilgach, qora bloklarni muloyimlik bilan kesib oling va 2 qatorli pinlarni mos keladigan sarlavhalarga joylashtiring, ular hali pi ga lehimlanmasligi kerak, bu esa ularni payvandlashda pimlarning qimirlamasligiga ishonch hosil qiladi.
4. Keyinchalik, dvigatelda va akkumulyator pinlarida lehim, dvigatel uchun 4 keng, batareya uchun 2 keng. Batareya pimlarini B tomonidagi J4 va K4 uyalariga, B tomonida L2 va O2 orasidagi motor pinlarini joylashtirish kerak.
5. Hozirda ikkita kondansatör B tarafidan lehimlanishi kerak. 22 mF kondansatkichli anod (muskul oyog'i) B tomonning P10 uyasida bo'lishi kerak va qolgan qismini qirqishdan oldin oyoqning qolgan qismi bilan P8 ga lehimlanishi kerak. Katod (manfiy oyoq) P7 uyasi orqali o'tkazilishi va rasmda ko'rinib turganidek, P7 (7805 katodi) bilan bog'lanish uchun egilgan bo'lishi kerak. 10 mF kondansatör anodini P4 uyasi orqali va oyog'ini P9 piniga lehimlab qo'yish kerak, katodni P3 uyasi orqali o'tkazib, P7 ga boshqa kondansatör singari ulash lozim.
6. Bog'lanish simlari yuqoridagi rasmlarda ko'rsatilgan yo'llarni bosib o'tishi kerak, shuning uchun o'qish vaqtini tejash uchun men ular bilan bog'langan pimlarning ro'yxatini tuzdim, ular belgilangan tartibda va belgilangan tomonlari bilan, ko'rsatilgan tomoni - izolyatsiya qilingan qism. simning ustida joylashgan. Koordinatalar shunday formatlanadiki, birinchi harf tomonni bildiradi, keyin koordinata. Misol uchun, agar men L293D pinini chiqishga ulashim kerak bo'lsa, pin ishlatilgan teshikni ishlatib bo'lmaydi, shuning uchun ulashgan teshik bo'ladi, sim ulanadigan pin ular o'tadigan teshiklarning har ikki tomoniga joylashtiriladi.. Bu A2 va G4 teshiklaridan o'tuvchi sim bilan B: A1-A2 dan G4-H4 ga o'xshaydi. Eslatma: Mening suratlarimda A tomonida hech qanday yozuv yo'q, bu chapdan o'ngga to'g'ri keladi deb faraz qiling.
7. Siz allaqachon lehimlantiruvchi temirni olib tashlaganingizdek, hozirda dvigatel va akkumulyator simlarini lehimlashning eng yaxshi vaqti, joyni tejash uchun dvigatelning orqa plastinkasiga gorizontal tarzda lehimlanadigan motor simlari uchun taxminan 15 sm masofani tavsiya qilaman., yuqoridagi fotosurat. Dvigatel simlarining boshqa uchiga ulagichlar kerak bo'ladi, men mustahkam bog'lanishni ta'minlash uchun siqilganidan keyin ularga oz miqdorda lehim qo'yishni maslahat beraman. Batareya ushlagichining qizil simini ikkinchisining qora simiga lehimlash kerak, ular orasidagi masofa taxminan 4 sm, qolgan ikkita simga har biri 10 sm atrofida bo'lishi kerak, lekin uning o'rniga taxtaga ulanish uchun oxirigacha ulangan ulagich kerak.

Ulanish:

1. B: C4-B4 dan F11-G11 gacha
2. B: C9-B9 dan O1-O2 gacha
3. B: G11-H11 dan K5-K4 gacha
4. B: F9-G9 dan M1-M2 gacha
5. B: F8-G8 dan I4-J4 gacha
6. B: F6-G6 dan L1-L2 gacha
7. B: K4-L4 dan O10-P10 gacha
8. B: F7-H7 dan N7-O7 gacha
9. Bir tomondan, barcha simlar u tomonga lehimlangan, simlar o'tkazilmaydi, shuning uchun faqat 2 ta koordinata kerak.
10. Javob: O4 dan O2 gacha
11. Javob: O5 dan N2 gacha
12. Javob: O10 dan M2 gacha
13. Javob: O7 dan P2 gacha
14. Javob: R4dan Q2gacha
15. Javob: O7, O8, R7 va R8 topraklama pinlari ulangan bo'lishi kerak.
16. Javob: E7 dan K4 gacha
17. Javob: O1 dan R10 gacha
18. Javob: M1dan R11gacha
19. Javob: E4 dan T1gacha
20. Javob: G2 dan R6 gacha

Sinovdan oldin simlarning to'g'ri ulanishini ta'minlash uchun buni yuqoridagi sxema bo'yicha tekshirishni tavsiya qilaman. O'chirish testi ulanishni tekshirish uchun ko'p metrli asboblar yordamida amalga oshirilishi kerak, tekshirilishi kerak bo'lgan pimlar quyidagicha, lekin agar siz elektronika bilan yaxshi tanish bo'lsangiz, iloji boricha sinab ko'ring. Tekshirish uchun: Batareya kirish pimlari, dvigatel pinlari, pi uchun sarlavhaning barcha pimlari va erga qarshi 7805 kirish va chiqishi.

3 -qadam: Pi -ni sozlash

Ushbu qo'llanmada, sizning pi rasmingiz allaqachon o'rnatilgan va Internetga ulangan deb o'ylayman, agar siz pi -ni birinchi marta o'rnatayotgan bo'lsangiz, rasmni o'rnatish uchun o'z veb -saytidan quyidagi qo'llanmani ishlatishingizni maslahat beraman:

www.raspberrypi.org/downloads/

Men shuni tushunib etdimki, agar robot bilan hali ham pi bilan ishlash mumkin bo'lsa, hayot ancha osonlashadi, lekin HDMI porti to'xtab qolganda, keyingi ish stoli uzoqdan ish stoli bo'ladi. Buni xrdp va Microsoft RDP protokoli deb nomlangan paket yordamida sozlash juda oson (derazalarga o'rnatilgan, shuning uchun u erda hech qanday joy yo'q).

Xrdp-ni o'rnatish uchun avval "sudo apt-get update" va "sudo apt-get upgrade" buyruqlarini bajarib, pi yangilanganligiga ishonch hosil qiling. Keyin, "hostname -I" buyrug'ini bajaring, u pi -ning mahalliy IP -manzilini qaytaradi va siz borishga tayyormiz! Kompyuteringizdagi "Windows" tugmachasini bosing va "Masofaviy ish stoliga ulanish" deb nomlangan dasturni oching, keyin "Kompyuter" maydoniga sizning IP manzilingizni kiriting, keyin "pi" foydalanuvchi nomini kiriting, agar siz buni o'zgartirmagan bo'lsangiz, "Enter" va "Ulanish" ni bosing. pi bilan o'rnatiladi.

Sizga kerak bo'lgan birinchi paket - bu kamera uchun, chunki bu mening tajribam emas, men bunga rasmiy qo'llanmaning havolasini qo'shdim, bu men uchun juda yaxshi ishladi.

projects.raspberrypi.org/en/projects/getti…

Agar siz ushbu qo'llanmani bajarib, dasturiy ta'minotni o'rnatgan bo'lsangiz, keyingi bosqichga o'tishga tayyormiz!

4 -qadam: Kod

Dastlab kod bilan birinchi narsa, dasturlash robototexnika mening eng sevimli qismimdan uzoqda, shuning uchun dastur to'liq ishlayotganda ham, tuzilishi shubhasiz mukammal emas, shuning uchun agar siz u bilan bog'liq muammolarni sezsangiz, men fikr -mulohazalarni juda qadrlayman!

Qo'shilgan python faylini pi-ga yuklab oling va uni Hujjatlar papkasiga joylashtiring, so'ngra avtomatik ishga tushirishni sozlash uchun terminalni oching. Har safar robotdan foydalanmoqchi bo'lganingizda, ish stolini masofadan turib pi-ga o'tkazishingiz shart emasligiga ishonch hosil qilish uchun biz dasturni ishga tushirish vaqtida pi-ni sozlashimiz mumkin. O'rnatishni terminalga "sudo nano /etc/rc.local" yozib boshlang, u terminalga asoslangan Nano nomli matn muharririni ochadi, faylning pastki qismiga o'ting va "chiqish 0" degan qatorni toping. yuqoridagi yangi qatorga "sudo python/home/pi/Documents Spy_bot.py &" yozing. Bu python faylini ishga tushirish jarayonining bir qismi sifatida ishga tushirish buyrug'ini qo'shadi, chunki bizning dasturimiz uzluksiz ishlaydi, biz "&" ni qo'shamiz, bu jarayonni o'chirishni emas, balki pi -ni yuklashni tugatishga imkon beradi. Nanodan chiqish uchun ctrl+x va y tugmalarini bosing. Terminalga qaytganingizdan so'ng, pi -ni qayta ishga tushirish va o'zgarishlarni qo'llash uchun "sudo reboot" turini kiriting.

Agar dvigatellar noto'g'ri yo'nalishda aylanayotgan bo'lsa, matn muharriri bilan Spy_bot.py faylini oching va kodning motor qismiga o'ting, u erda aylantirish uchun aniq raqamlar ko'rsatma berilgan. Agar chap va o'ng dvigatellar almashtirilsa, u kodga o'rnatilishi mumkin yoki simlarni aylana bilan almashtirish mumkin, agar siz hammasini qayta ajratmaslikni xohlasangiz, dvigatel funktsiyasidagi 12 -ni 13 -ga, 7 -ni 15 -ga almashtiring..

Kod har bir bo'limning tafsilotlari bilan izohlangan, shuning uchun uni o'zgartirish va tushunish oson.

5 -qadam: Hammasini bir joyga to'plash

Dvigatellarni o'rnatish:

Shassisni yopishtirib, pi -ni o'rnatganingizdan so'ng, siz robotni yig'ishga tayyormiz! Boshlash uchun eng yaxshi joy - bu motorlar, ularning ushlagichlari mahkam o'rnashtirilgan, shuning uchun yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan ichki qismidagi kichik nublarga ozgina to'ldirish kerak bo'ladi. Ularning oxiridagi teshiklarni biroz kengaytirish kerak bo'lishi mumkin, shunda dvigatellar uchidagi ko'tarilgan oltin qismi uning ichiga joylashadi. Dvigatellar korpusga mahkam o'rnashib olgach, siz dvigatelni olib tashlashingiz va korpusni M3 x 8 mm murvat va nyloklar yordamida robotning orqa uchiga mahkamlashingiz mumkin.

Elektronikani ulash:

Keyinchalik, batareyalar ushlagichlari va malina pi ni M3 x 8 mm boltlar va nyloklar yordamida mahkamlash mumkin, fotosuratlarga ko'ra, pi nolga o'rnatish teshiklari biroz kengayishi kerak bo'lishi mumkin, chunki murvat mahkamlanadi, bu eng xavfsiz va eng yaxshi usul. bu kichik dumaloq fayl va juda ehtiyotkorlik bilan. Batareya va dvigatel simlarini pi qaerga qo'ysa arziydi, chunki bu hamma joyni bo'sh simlarsiz o'rnatishni ancha toza qiladi.

Kamerani qo'shish vaqti keldi, uni shassining old qismidagi 4 ta qoziqqa ulash mumkin, uning kabeli orqa tomonda, tasma kabelining ikkinchi uchi pinning kamera portiga joylashishi uchun muloyimlik bilan buklanishi kerak., kabelning kontaktlari pastga qaragan holda, lenta kabelini qattiq egmaslikka harakat qiling, chunki ular juda mo'rt bo'ladi.

Yuqori plastinkani o'rnatish:

6 ta to'xtash joyining uzunligi 19 mm bo'lishi kerak, agar shunday bo'lmasa, bu ishni yaxshi metall fayl bajarishi kerak, agar shunday bo'lsa, ular shassisning yuqori qismiga, agar iloji bo'lsa, plastmassaga qarshi yangi uchi bilan mahkamlanadi. Endi ustki plastinani bularga mahkamlash mumkin, uning ostidagi tasma kabelini muloyimlik bilan buking.

G'ildiraklarni qo'shish:

Oxirgi bosqichga, g'ildiraklar! Kichikroq markaziy teshiklari bo'lgan ikkita g'ildirakni dvigatel o'qlariga o'rnatish uchun 3 mm gacha burish kerak, lekin agar sizning 3D printeringiz yuqori darajada sozlangan bo'lsa, bu kerak emas. Barcha g'ildiraklardagi to'rtburchaklar teshiklarni biroz kengaytirish kerak bo'ladi, shunda ular nayzani joylashtirilishi mumkin, agar u M3 x 12 mm o'lchamda bo'lsa va har bir g'ildirakning ichki qismiga murvatning boshi tekis bo'ladigan darajada mahkamlash kerak. g'ildirakning chekkasi. Qolgan ikkita g'ildirak boshqalarga o'xshab kengayishi kerak, aksincha o'qga mos kelishi uchun 5 mm gacha. G'ildiraklar tayyor bo'lgandan so'ng, ularga yopishqoq sirt qo'shish uchun elektr tasma yoki rezina tasma ishlatishni maslahat beraman, agar lenta ishlatilsa, g'ildirakni bir marta aylanib o'tish uchun taxminan 90 mm etarli. Endi orqa g'ildiraklar biriktirilishga tayyor, buni eng oson yo'li-motor milini tekis yuzasi yuqoriga qaragan holda burish va g'ildirakni murvat bilan pastga burab, murvat bilan g'ildirak o'rtasida 1-2 mm masofada qoldirish. ushlamaslik uchun motorli korpus. Old o'qni endi oldingi bloklar orqali va g'ildiraklarni biriktirib qo'yish mumkin.

Bu qadam loyihani yakunlashi kerak, umid qilamanki, bu ma'lumotli va bajarilishi oson va, eng muhimi, qiziqarli! Agar sizda takliflar, savollar yoki men qila oladigan yaxshilanishlar bo'lsa, iltimos, menga xabar bering, men har qanday savollarga javob berishdan va kerak bo'lganda ushbu ko'rsatmalarni yangilashdan xursandman.