DFRobot toshbaqa roboti: 12 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Bugungi kunga kelib, mening ustaxonalarim robotlari loyihalari arzon va yig'ilish qulayligiga yo'naltirilgan. Xo'sh, agar xarajatlar emas, balki maqsad va aniqlik bo'lsa? Agar robot to'plamlari ishlab chiqaruvchi kompaniya ehtiyot qismlarni hadya qilishga tayyor bo'lsa -chi? Va agar biz markerlardan boshqa narsa bilan chizgan bo'lsak?

Shunday qilib, ushbu loyihaning maqsadi, keyingi ishlab chiqaruvchilar yarmarkasi uchun qiziqarli narsalarni tortib oladigan qismlardan foydalanib, to'g'ri toshbaqa robotini yasashdir.

Toshbaqalar chetda!

1 -qadam: qismlar

DFRobot asosiy komponentlarni taqdim etdi. Mana biz foydalanadigan narsa:

• 1 ta, Bluno M0 anakart, SKU: DFR0416 yoki oddiy Arduino Uno
• 1 ta, Arduino uchun ikkita bipolyar qadamli dvigatel qalqoni (DRV8825), SKU: DRI0023
• 2 ta, gibrid qadamli motor, SKU: FIT0278
• 1 ta, 5 mm rezina g'ildirak biriktiruvchi to'plami (juftlik), SKU: FIT0387
• 1 ta, 9G servo SKU: SER0006

Quvvat uchun men 18650 lityum hujayradan foydalanmoqchiman, shuning uchun sotib oldim:

• 3 ta, EBL 18650 Batareya 3.7V
• 1 ta, KINDEN 18650 aqlli batareya zaryadlovchi
• 3 ta, 18650 Batareya ushlagichi

Bundan tashqari, men turli xil uskunalardan foydalanardim:

• 2 ta, Bun-N kauchuk #343 O-Ring (3/16 "x 3-3/4" ID)
• 1 ta, 1 "past karbonli po'latdan yasalgan rulman
• 10 ta, M3x6MM panjara boshli vint
• 2 ta, M3x8MM panjara boshli vint
• 4 ta, M3x6MM tekis boshli vint
• 14 ta, M3 yong'oq
• 4 ta ea., #2 x 1/4 ip hosil qiluvchi vint

Bundan tashqari, biz Motor Shield va Arduino o'rtasida batareya quvvatini taqsimlashning ijodiy usuliga muhtojmiz, chunki buning uchun turar joy yo'q. Men o'lik quvvat manbai yoki shunga o'xshash narsaning 2,1 mm x 5 mm barrelli uyasi uchidan foydalanardim.

Asboblar:

• Phillips tipidagi tornavida
• Tel -chiziqlar
• Issiq yopishtiruvchi qurol (ixtiyoriy)
• Lehimlash temir va lehim

Va hech bo'lmaganda:

• Sabr
• Qat'iylik
• Ijobiy munosabat

2 -qadam: 3D qismlari

Men o'rganishga yordam berish uchun FreeCad -dagi barcha 3D -larni yaratishga harakat qildim. Menga faqat servo va ruchkaning o'lchamlarini uzatish kerak edi, so'ngra qolganini kattaroq pog'onalarga mos ravishda kattalashtirish kerak edi.

• Batareyalarni tozalash uchun katta g'ildiraklar.
• Qalinroq shassi og'irlikni oshirishga kuch beradi.
• Ko'tarilgan pastki balandlikka mos keladigan katta g'ildirak.
• Oson sinov va sozlash uchun modulli.

Mana sizga kerak bo'laklar. Barcha fayllar https://www.thingiverse.com/thing:2976527 manzilida joylashgan

• 1 ta, shassi
• 1 ta, yuqori ustun
• 2 ta, g'ildirak
• 1 ta, barrel
• 1 ta, servo ushlagich

3 -qadam: Shassisni yig'ish 1 -qism

• M3 yong'oqlarini shassi to'xtash joylariga joylashtirishdan boshlang. Ularni bosish yoki M3 vint yordamida tortish mumkin.
• Bosqichlarni M3 vintlardek, elektr ulagichlari orqa tomonga (qisqaroq) qaragan holda joylashtiring.
• Batareya ushlagichlarini tekis vintlar yordamida mahkamlang.

4 -qadam: Shassisni yig'ish 2 -qism

• Barrelni, yuqori qismni va servoni M3 vintlardek va yong'oqlar bilan birga joylashtiring.
• Birlashtirilgan yuqori qismni M3 vintlari bilan pog'onalarga mahkamlang.
• Po'lat rulmani g'ildirak ushlagichiga joylashtiring, agar kerak bo'lsa, uni sochlarini fen bilan isitib, yumshating.
• G'ildirakni korpusga M3 vintlar yordamida mahkamlang.

5 -qadam: g'ildiraklarni yig'ish

• Quvurlarni milni ushlab turish muammodir, chunki vallar 5 mm va uyasi (5 mm deb aytiladi) aslida 6 mm. Qisqartirish vintlarida etarlicha torkni ishlatish, ularni echib yuborishi mumkin, shuning uchun men avval bardoshlikni yopish uchun bir juft vintzadan foydalandim.
• Bardoshlilik sozlangandan so'ng, uyani qadam miliga siljiting va vintlarni mahkamlang.
• 3D g'ildirakni uyaga joylashtiring, katta murvatni joylashtiring va torting.
• O-ringni uyaning ustiga qo'ying.
• G'ildirak tebranmasdan aylanishiga ishonch hosil qiling. Agar kerak bo'lsa, sozlang.

6 -qadam: simlarni ulash

Keling, qadam tashlovchilarni sinab ko'rishimiz uchun kuchni o'chirib qo'yaylik. Bizga kerak:

• Stepper qalqoni stepperlarni ishga tushirish uchun 8 dan 35 V gacha bo'lishi kerak.
• Bosqichlar 3,4 V ga teng, lekin odatda 12 V quvvatlanadi.
• Bluno (Arduino) uchun tavsiya etilgan kirish voltaji 7 - 12V ni tashkil qiladi yoki uni 5V USB orqali to'g'ridan -to'g'ri quvvatlantirish mumkin.

Lityum batareya xujayralari nominal zo'riqishida 3,7V. Agar biz uchta ketma -ket joylashtirsak, bu bizga 3 x 3.7V = 11.1 V va taxminan 3 x 3000 mAh = 9000 mA / soatni beradi. Bluno, ehtimol, faqat 20 mA ni tortadi, shuning uchun drenajning ko'p qismi yukga qarab kuchaytirgichga yoki undan ko'pgacha ko'tarilishi mumkin bo'lgan stepperlardan keladi. Bu bizga soatlab ishlash vaqtini berishi kerak.

Sinov uchun siz qalqonga 12V va Arduino -ga 5V USB -ni boshqarishingiz mumkin. Batareyalarni bir vaqtning o'zida quvvatlantirish uchun ulash osonroq bo'lishi mumkin.

• Batareya ushlagichlarini rasmga muvofiq parallel ravishda lehimlang.
• 2 -sonli ipni vintlar yordamida Arduino -ni o'rnating.
• Dvigatel qalqonini Arduino tepasiga joylashtiring

• Qutqarilgan 2,1 mm x 5 mm raz'emli simlarni ajratib oling va ularni akkumulyator simlari bilan bog'lang:

  Oq chiziq musbat, qizil batareyali sim bilan burilgan

• Qizil simni VCC -ga, qora simni GND -ga dvigatel qalqoniga joylashtiring.

7 -qadam: Stepperni qadam bosish

Menda ozgina muammo bor edi, men bu ma'lumotni ishga tushirdim, shuning uchun umid qilamanki, bu boshqalarga yordam beradi. Sizga kerak bo'lgan asosiy hujjat -

Stepper simlari va quvvat manbaini qalqonga ulang:

• 2B ko'k
• 2A qizil
• 1A qora
• 1B Grenn

Taqdim etilgan eskiz men uchun ishlagan, lekin unchalik o'rgatuvchi emas. Quvvatni tejash uchun biz tezlikni va aylanishni nazorat qilishimiz, shuningdek, ishlatilmaganda step motorlarini bo'shatishimiz kerak bo'ladi.

Men yordamchi funktsiyalari bo'lgan https://bildr.org/2011/06/easydriver/ dan o'zgartirilgan misol topdim. Bu bir vaqtning o'zida faqat bir qadamni boshqaradi, lekin biz to'g'ri yo'lda ekanligimizga ishonch hosil qiladi. Keyinchalik biroz murakkab kod yozamiz.

8 -qadam: Servo

Servo chizish uchun qalamni ko'tarish va tushirish uchun ishlatiladi.

• Qo'lni uyaga qo'ying va to'xtash joyiga etib borguncha qadamni soat sohasi farqli ravishda pastga aylantiring.
• Qo'lni echib oling va uni chapga qarating (bu pastki holat bo'ladi).
• Kichkina ip hosil qiluvchi vintni joylashtiring va torting.
• Servo uyasiga uyaning uchi yuqoriga qarab joylashtiriladi va ikkita katta vint yordamida vint yordamida biriktiriladi.

9 -qadam: Kalibrlash

O'rnatish va hizalamadagi farqlar tufayli robot aniq masofalar va burchaklarni harakatlantira oladigan darajada sozlanishi kerak.

• G'ildirak diametrini rezina halqaning tashqi chetidan o'lchab ko'ring.
• G'ildirak bazasini robotning pastki qismidagi halqalar markazidan o'lchang (u erga tegadi).
• Kalibrlash eskizini biriktirilgan holda yuklab oling
• O'lchagan parametrlaringizni kiriting.
• Eskizni yuklang..

Qalam tayyorlang:

• Qopqoqni echib oling va qalam yoqasini uchidan siljiting.
• Qalamni ushlagichga servo qo'lini tepaga joylashtiring.
• Bu holatda qalam qog'ozga tegmasligiga ishonch hosil qiling.
• Agar qalam milga bog'lab qo'ysa, biz har qanday pürüzlülüğü olib tashlash va teshik diametrini oshirish uchun faylni ishlatamiz.

Kvadrat chizish:

• Quvvat kalitini "Yoqish" holatiga o'tkazing.
• Bootloader ishga tushguncha bir necha soniya kuting.
• Robot birinchi kvadratni to'ldirgandan so'ng, qalamni olib tashlang va robotni o'chiring.

Avval wheel_dia parametrini rostlang. Kvadrat tomonining uzunligini o'lchang. 100 mm bo'lishi kerak:

• Agar o'lchangan masofa juda uzun bo'lsa, wheel_dia ni oshiring.
• Agar o'lchangan masofa juda qisqa bo'lsa, wheel_dia ni kamaytiring.

Masofani kalibrlashdan so'ng, burilish burchagiga ta'sir qiladigan wheel_base parametrini rostlang. Robotni yangi qog'oz varag'iga qo'ying, uni yoqing va to'rt kvadratni chizishga ruxsat bering:

• Agar robot juda keskin burilsa (quti soat yo'nalishi bo'yicha aylansa), g'ildirak bazasi qiymatini kamaytiring.
• Agar robot etarlicha keskin burilmagan bo'lsa (quti soat sohasi farqli o'laroq), g'ildirak bazasi qiymatini oshiring.
• Qadam kodining yaxlitlashidagi xatolar va arzon pog'onali viteslardagi qiyalik tufayli, siz uni hech qachon mukammal qila olmaysiz, shuning uchun ko'p kuch sarflamang.

10 -qadam: chizish

Rasm chizish vaqti keldi! Ishni boshlash uchun biriktirilgan eskizlarni yuklab oling.

11 -qadam: Endi nima? O'quv dasturi

U ishlaydi va chiroyli kvadratchalar chizadi. Endi o'yin -kulgi boshlanadi.

Bu erda toshbaqa grafikasini o'rganish uchun bir nechta manbalar mavjud.

• https://blockly-games.appspot.com/ (dasturlarni blokirovka qilish)
• TinyTurtle qo'llanmasi (JavaScript)
• Kod soatlaridan Anna va Elza bilan kod

Men, shuningdek, kaplumbağa robotidan foydalangan holda, kaplumbağa robotidan foydalanish bo'yicha ko'rsatma berdim. Umuman olganda, har qanday Turtle JavaScript kodini yopishtirish va kalibrlash eskizida ishlatish mumkin. Siz birinchi navbatda kompyuterda chiqishni kompyuterda sinab ko'rishingiz mumkin, so'ng uni toshbaqangizga yuklab, haqiqiy hayotda ko'rishingiz mumkin!

Talabalar uchun bu erda bir nechta loyiha g'oyalari:

• Robotingizni ismingizni yozish uchun dasturlashtiring!
• Shablondan TinkerCad -da taxtali dizayn va 3D chop etish. U servo dvigatel ostiga o'rnatilishi mumkin.
• Robotingizga iliq yopishtiruvchi va yopishtiruvchi bilan o'ziga xoslikni bering. (Faqat g'ildiraklar va ko'zlarni to'siqlardan saqlang).
• OSTR_eyes eskizidan xona bo'ylab harakatlanish algoritmini tuzing va sinab ko'ring. Bir ko'z bir narsani sezsa nima qilasiz? Ikkala ko'zmi? Siz Arduino tasodifiy () funktsiyasini qo'sha olasizmi?
• Erga katta qog'oz varag'iga labirint yarating va robotni u orqali o'tishni dasturlashtiring.
• Devorli labirintni qurib, avtomatik ravishda harakatlanish algoritmini tuzing.
• LEDlar orasidagi tugma hali ishlatilmagan va Arduino pinli "A3" ga ulangan. Uni nima uchun ishlatish mumkin edi? Boshlash uchun LEDni yoqish va o'chirish uchun foydalaning.
• Agar siz "Firmware (FW): Testing and Blinking" qadamining Tergov bo'limini qilmagan bo'lsangiz, orqaga qayting va urinib ko'ring.

12 -qadam: Lekin kuting, yana ko'p narsalar bor

Agar siz diqqat bilan qarasangiz, barrel to'rtburchaklar ekanligini ko'rdingiz. G'alati kosmik tasodifga ko'ra, pastel rassom bo'ri Crayola markerlarining diametri bilan bir xil. Bizga bo'rga etarlicha bosim o'tkazishning bir usuli kerak va biz yo'lak rassomi.

Sizga kerak bo'ladi:

• 3D bosilgan barrel va qo'chqor (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• Bo'r, yoki pastel kvadrat rassomi bo'r yoki mayda dumaloq bo'r (yog'li piyodalar uchun emas).

  https://a.co/6B3SzS5

Og'irligi uchun 3/4 dyuymli yuvish moslamalari

Qadamlar:

• Qo'shilgan ikkita faylni chop eting.
• Servo va servo ushlagichini echib oling.
• Kvadrat besleme barrelini ulang.
• Bo'ronni yaqin nuqtaga o'tkirlang.
• Bochkani bochkaga joylashtiring.
• Qo'chqorni barrelga joylashtiring.
• Qo'chqor ustidagi kir yuvish mashinasining og'irligi.