DIY ko'p maqsadli robot bazasi va dvigatel qalqoni: 21 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Hammaga salom, yaqinda men Arduino yordamida robototexnika loyihalari ustida ishlay boshladim. Lekin menda ishlash uchun to'g'ri asos yo'q edi, natija juda yaxshi ko'rinmadi va men ko'rgan yagona narsa - bu mening barcha komponentlarim simlarga o'ralgan. Har doimgidek xatolarni bartaraf etish muammosi, narsalarni qayta -qayta ulashda ba'zida asabiylashish mumkin edi. Shunday qilib, men ko'p funktsiyali robot yaratishga qaror qildim, unga dvigatel haydovchisi bilan bemalol boshqa komponentlarimni hech qanday chalkashliksiz ulab, har qanday o'zgartirish uchun osongina yig'ib olib tashlashim mumkin edi.

Agar siz yangi boshlovchi bo'lsangiz va robototexnika bilan shug'ullanishni xohlasangiz yoki hatto katta hajmdagi robot loyihasini prototiplashni rejalashtirayotgan bo'lsangiz ham, prototip bazasi har doim yordam beradi.

Bu ko'rsatma sizning akril bazangizni tayyorlash, dvigatellar, g'ildiraklar qo'shish va o'z qo'llaringiz bilan ikki tomonlama PCB ishlab chiqarish bilan DIY motorli qalqon yasash jarayonini o'z ichiga oladi. Oxirida, hamma narsa to'g'ri bajarilganligini tekshirish va robot bilan nima qilish mumkinligi haqida qo'pol tasavvur berish uchun asosiy loyiha bo'ladi. Qurilish tugagandan so'ng, siz quyidagi asosiy robotlarni sinab ko'rishingiz mumkin:

1. Oddiy masofadan boshqariladigan robot (simli)
2. Robotni ta'qib qilish
3. To'siqlardan qochadigan robot
4. Bluetooth boshqariladigan robot
5. Simsiz masofadan boshqariladigan robot (RF uzatuvchi va qabul qilgich / IQ masofadan boshqarish pulti yordamida)

Bu mening birinchi o'rgatuvchim, shuning uchun meni xatolarim uchun kechir va konstruktiv tanqid qabul qilinadi.

1 -qadam: asboblar va materiallarni yig'ing

Bu ikki qismli tuzilish bo'lgani uchun 1. Shassi va 2. Dvigatel qalqoni asboblar va ehtiyot qismlar ro'yxati mos ravishda ikki qismga bo'lingan.

Shassi uchun:

Asboblar:

• Lazerni kesish moslamasiga kirish (siz yaqin atrofdagi ishlab chiqaruvchidan qidirishingiz yoki mahalliy lazerni kesish xizmati provayderlarini Internetda qidirishingiz mumkin)
• Tornavida
• Tel kesuvchi
• Lehimlash temir + sim

Qismlar:

• 3 mm akril varaq (xohlagan rangingiz)
• Tishli dvigatellar (100 dan 200 rpm) x 2
• G'ildiraklar x 2
• G'ildirak g'ildiragi x1
• M3 x 10 mm yong'oq va murvat x 20 (yoki undan ko'pini yo'qotsa)
• 6 xujayrali AA batareya ushlagichi x 1 (12v batareya yoki li-po to'plamidan foydalanishga hojat yo'q)
• Servo dvigatel x 1 (ixtiyoriy)
• M2 x 25 mm yong'oq va murvat x (motorlarni mahkamlash uchun)
• Ochish x 1
• Izolyatsiya qilingan sim (ulanish uchun)

Motor qalqoni uchun:

Asboblar:

• Lehimlash temir + sim
• Temir
• Mini matkap yoki qo'lda matkap
• Qo'l rezina qo'lqoplar
• Metall skrab
• Kichik plastik idish
• Ko'p metrli (sinov uchun)
• Doimiy marker

Kerakli kimyoviy moddalar:

• FeCl3 kukuni yoki eritmasi
• Aseton yoki ingichka (tirnoq bo'yoqlarini tozalash vositasidan ham foydalanish mumkin)

Qismlar:

• Ikki tomonlama mis qoplamali taxta
• Yaltiroq qog'oz yoki foto qog'oz
• 16 pinli IC soket x 2
• 14 pinli IC soket x 2
• L293D dvigatel drayveri IC x 2
• 74HC04 IC X1 darvozasi emas
• Elektrolitik kondansatkichlar: 100uf, 10uf, 47uf (har biri X 1)
• 0.1uf seramika kondansatör x 2
• 7805 kuchlanish regulyatori IC x 1
• Ayol sarlavhasi uzun pimi X 1
• Qisqa pinli ayol bosh sarlavhasi tasmasi x1
• Erkak sarlavha chizig'i X 1
• Vintli terminal bloklari (2 pinli 3,5 mm oralig'i) x 6
• LED x 1
• Rezistor (220 ohmdan 330 ohmgacha) x 1

2 -qadam: Shassi

Robotimizga dvigatellar, g'ildiraklar, datchiklar va boshqalarni o'rnatish uchun bizga hamma narsani joyida ushlab turadigan va robotning asosiy korpusi bo'ladigan shassi kerak bo'ladi. Men uni sotib olishning o'rniga, kerakli qismlarni osongina o'rnatib, kerak bo'lganda o'zgartirishga qaror qildim. Men professional ko'rinish berish uchun akril bilan bordim.

Shassini kompyuterga chizishdan oldin men qalam va qog'ozdan foydalanganman va barcha o'lchovlar va o'lchamlar bilan qo'pol eskizni chizganman. Men birinchi marta akril bilan ishlaganman, shuning uchun men parametrlar va dizayn haqida bir oz chalkash edim, lekin bir necha marta urinib, "oomlout" tomonidan joylashtirilgan ko'rsatmaga murojaat qilganimdan so'ng, bu boshqa qiyin ish emas edi.

Oxirgi dizayn Inkscape -da qilingan va lazer bilan kesish uchun yuborilgan.

Endi siz fayllarni yuklab olishingiz va xizmat ko'rsatuvchi provayder tomonidan so'ralgan formatda eksport qilishingiz va lazer bilan kesishingiz kerak. ". Svg" fayli Inkscape uchun, ".cdr" esa Corel draw uchun.

InkScape uchun yuklab olish havolasi:

Fayllarni yuklab olish uchun:

3 -qadam: Assambleyani boshlaymiz

Lazerli kesilgan qismlaringizni va yuqorida ko'rsatilgan asboblar va materiallarni yig'ing.

4 -qadam: Avval motoringizni tayyorlang

Robotning harakatlanishi uchun bizga qandaydir aktuatorlar kerak. Biz aktuator sifatida tishli doimiy dvigatellardan foydalanamiz.

Dvigatellarga ikki xil rangdagi lehim simlari (har birining uzunligi taxminan 5 dan 6 dyuymgacha). Kutupluluğu tekshirish uchun simlarni batareyaga ulang va aylanishni tekshiring. Agar dvigatellar teskari yo'nalishda aylansa, simlarni almashtiring.

5 -qadam: Hammasini "yong'oq" va "murvat" qilish vaqti

Yon plitalarni uyalarga joylashtirish orqali pastki taglik plastinkasiga mahkamlashdan boshlang. T-uyasiga gaykani joylashtiring va pastki plastinkadagi teshikdan boltni joylashtiring va vintli vint yordamida mahkamlang. Mahkam bog'lamasligingizga ishonch hosil qiling, aks holda siz akrilni sindirib tashlashingiz mumkin. Plitalarning yo'nalishini tekshiring (rasmda motor tomoni pastga).

Keyin dvigatellarni, g'ildirak g'ildiragini, old plastinani, batareya ushlagichini va nihoyat yuqori plastinani mahkamlang

Agar siz katta servo dvigatelni joylashtirmoqchi bo'lsangiz, uni to'g'ridan -to'g'ri berilgan uyaga burab qo'yishingiz mumkin yoki mikro servo o'rnatish uchun avval servo uchun plastinkani, so'ng servo dvigatelni mahkamlang

G'ildiraklarni motorlarga ulang

Kalitni batareyalar to'plami bilan ko'rsatilgan tarzda ulang va joyiga burab qo'ying

Nihoyat, arduino/ arduino mega OR Raspberry pi -ni kiriting

Va siz tugatdingiz !!

6 -qadam: Dvigatel qalqoni/ dvigatel haydovchisi davri

Dvigatellar - bu bizning mikrokontrolerimiz ta'minlay olmaydigan ko'proq kuch talab qiladigan robotning harakatlantiruvchi kuchlari, shuning uchun uni to'g'ridan -to'g'ri unga ulash, albatta, uni qovuradi. Dvigatellarni quvvat bilan ta'minlash va uning yo'nalishi va tezligini nazorat qilish uchun bizga H-ko'prigi kerak. H-Bridge nima va u qanday ishlaydi? O'ylaymanki, bu video sizning savolingizga javob beradi: Video (video meniki emas)

Agar siz hamma narsani o'zingiz bajarishga ishongan bo'lsangiz, unda siz tayyor dvigatelni sotib olishning o'rniga, motor haydovchisining sxemasini o'zingiz qilishingiz mumkin. Men Arduino taxtasidan foydalanganim uchun, uzilish taxtasi o'rniga dvigatel qalqoni yasashga qaror qildim.

Qalqonning sindiruvchi taxtadan ustunligi shundaki, u Arduino kartasini yuqori qismiga osongina ulab qo'yadi, bu esa joyni tejaydi va unga simlarni ulash osonlashadi va tartibsizlik kamroq bo'ladi.

Men qalqonni tayyorlash uchun ikki tomonlama tenglikni (bosilgan elektron karta) yasadim, chunki barcha ulanishlarni o'rnatish uchun tenglikni teng qatlami etarli emas edi. Men PCB ishlab chiqarish uchun "Toner uzatish" usulini qo'lladim.

Agar siz PCB ni qanday yasashni bilmasangiz, xavotir olmang, men uni qanday yasash bo'yicha barcha bosqichlarni ko'rib chiqaman.

7 -qadam: O'chirish platasining dizayni

O'zingizning shaxsiy PCB taxtangizni yasashdan oldin siz o'zingizning tenglikni tartibini loyihalashingiz kerak. Tartibni tenglikni loyihalash uchun yaxshi dastur yordamida dizaynni yaratishingiz mumkin. Men uchun quyidagilar eng yaxshi PCB dizayn dasturlari.

• Autodesk EAGLE
• Qichishish

Dvigatel qalqoni yaratish uchun quyidagi bosqichlarda fayllarni yuklab olish va ko'rsatmalarga amal qilish kifoya.

8 -qadam: PCB sxemasini chop etish

Biz ikki tomonlama tenglikni ishlab chiqarayotganimiz uchun bizga ikkita qatlam kerak bo'ladi 1. Yuqori qavat 2. Pastki qavat.

Pdf -fayllarni yuklab oling va ularni har qanday yaltiroq qog'ozga alohida chop eting (jurnal qog'ozi ham shunday qiladi), lazerli printer yordamida.

Inkjet printerlar ishlamaydi, chunki uning siyohi suvda eriydi, shuning uchun u siyohni tenglikni kartasiga o'tkazmaydi.

Maslahatlar:

• Chop etishdan oldin printerni yuqori aniqlikka o'rnating
• Chop etishdan oldin haqiqiy o'lcham variantini tanlang

Kompyuter yaratish uchun bizga qog'oz va siyoh nima uchun kerak?

Yuqorida aytib o'tilganidek, qurilish uchun ishlatiladigan usul tonerni uzatish deb ataladi.

U qanday ishlaydi:

1. Avval siz lazer printer yordamida yaltiroq qog'ozga taxtangiz maketining rasmini olasiz.
2. Printerda ishlatiladigan toner plastmassadan boshqa narsa emas, u eriydi va qog'ozga yopishadi.
3. Endi siz tonerni mis bilan qoplangan taxtangizga temir yordamida o'tkazasiz, ya'ni tonerni yana eritib yuborasiz va u misga yopishadi.
4. Murakkab ishlov berilmaydigan mis qismini yopish uchun himoya qatlami bo'lib xizmat qiladi.
5. Chizma eritmasi siyoh bilan emas, balki faqat metall bilan ishlaganligi sababli, siz tenglikni misning yon tomoniga o'tkazasiz, shunda sizning tenglikni kartangizdagi ma'lum bir naqsh qolib ketadi va siyohli qism bo'lmaydi.

9 -qadam: Mis qopqog'ini kesib oling va tozalang

• Chiziq chizish va kesish uchun bosilgan sxemani oling va taxtadagi nuqtalarni belgilang. Kesish uchun siz Dremel yoki Hacksaw -dan foydalanishingiz mumkin.
• Kesishdan so'ng, taxta chiroyli va yaltiroq ko'rinmaguncha, sovun va metall tozalagich yordamida taxtani tozalang.

Taxtani tozalash oksid qatlamini, axloqsizlik va yog'ni olib tashlaydi va toner mahkam yopishib oladigan yangi mis qatlamini ochib beradi.

10 -qadam: Tonerni taxtaga o'tkazish

1. Chop etishning istalgan qatlamini (pastki yoki yuqori oynani) oling va uni bosilgan tomoni pastga qaragan holda mis qoplamaga qo'ying.
2. Chiziq va taxtani tekislang. Sizning bosilgan PCB sxemasini taxtangizga dazmollash uchun kir yuvish vositasidan foydalaning.
3. Bosilgan tartibni dazmollash siyohni qog'ozdan tenglikni kartasiga o'tkazadi.

Maslahatlar:

• Dazmolingizni eng yuqori haroratga qo'ying (qalin qog'oz uchun) yoki o'rta
• Doimiy issiqlik bilan ta'minlash uchun dazmolni taxtaga qo'ying va unga 1-2 daqiqa davomida bosim o'tkazing.
• Taxminan 2-3 daqiqa davomida dazmolni qog'ozga sekin siljiting.
• Burchaklar va yon tomonlarga to'g'ri issiqlik berilganligiga ishonch hosil qiling

Butun jarayon 5-6 daqiqa davom etishi kerak (qog'ozning qalinligi va haroratiga qarab ko'p yoki kamroq bo'lishi mumkin).

11 -qadam: Kengash qog'ozini olib tashlash

Issiqlik bilan ishlov berilgandan so'ng, taxtani taxminan 5-7 daqiqa davomida suv bilan to'kib tashlang va taxtadagi qog'oz nam bo'lguncha kutib turing. taxta.

12 -qadam: Ikkinchi qavat

Endi ikkinchi qatlamni tayyorlash vaqti keldi. Bu ikki tomonlama tenglama bo'lgani uchun, yuqori va pastki qatlam mukammal tekislangan bo'lishi kerak, aks holda natijalar istalmagan bo'lardi. Ikki qatlamni ulash uchun vias ishlatiladi.

PCB ishlab chiqaruvchilari ikkita qatlamni aniq tekislaydigan mashinalarga ega. Ammo biz uyda qanday qilib aniq vazifani bajaramiz? Shunday qilib, men bu muammoni hal qila oladigan bir hiyla bilan keldim. Ikki qatlamni tekislash uchun quyidagi amallarni bajaring:

1. Birinchi qatlamdan foydalanib, tenglikni burchaklaridagi teshiklarni burang.
2. Ikkinchi qatlamning nusxasini oling va oldingi qatlam uchun qilingan joyni teshik qiling.
3. Yorug'lik barcha teshiklardan o'tadigan qilib, taxtani va nashrni tekislang.
4. Yon tomonlarini niqobli lenta bilan yopishtiring va xuddi shu issiqlik bilan ishlov bering, taxtani suvga botirib, qog'ozni olib tashlang

13 -qadam: treklarni tuzatish

Ba'zida toner taxtaga to'g'ri o'tkazilmaydi, bu esa to'liq bo'lmagan ulanishlarga olib keladi.

Ushbu muammoni hal qilish uchun doimiy markerni oling va tugallanmagan yo'llarni chizib oling.

14 -qadam: taxtani kesish

Eritmaning har xil turlari mavjud, lekin eng keng tarqalgani temir xloriddir. Siz uni chang shaklida yoki eritma shaklida olishingiz mumkin.

Yechimni tayyorlash uchun:

1. Bir oz suv bilan plastik idishni oling. (taxminan 1,5 stakan).
2. Unga 2-3 osh qoshiq FeCl3 qo'shing va yaxshilab aralashtiring. (har doim suvga ozgina aralashtirib kislota qo'shing)

Kimyoviy moddalar bilan ishlaganda qo'lqop kiyishni va yaxshi gazlangan joyda bo'lishni unutmang.

Plitani eritma ichiga taxminan 20-30 daqiqa joylashtiring. Taxminan 20-30 daqiqadan so'ng uni idishdan olib tashlang va uni uzoq vaqt ushlab turing, siyoh bilan himoyalangan joyni qirib tashlaydi, shuning uchun uni tugatgandan so'ng olib tashlang.

Tugatgandan keyin taxtani suv bilan yuvib tashlang.

15 -qadam: Tonerni olib tashlang

Tonerni olib tashlash uchun siz aseton yoki tinerdan foydalanishingiz mumkin (tirnoqlarni tozalash vositasi ham shunday qiladi). Paxta yoki nam mato bilan tinchlaning va uni yupqaroq/aseton bilan yaxshilab namlang. Tonerni artib oling va taxtani suv bilan tozalang.

Va sizning uyingizda "Ikki tomonlama PCB" bor.

16 -qadam: teshiklarni burg'ulash

Kichik vertikal matkap yoki qo'l matkap yordamida teshiklarni burg'ulang.

Vintli terminallar va voltaj regulyatori uchun teshiklarni burg'ilash uchun 1 mm va boshqa teshiklar uchun 0,8 mm

Burg'ilashdan keyin changni tozalang.

17 -qadam: Lehimlash vaqti keldi

Lehimlashdan oldin, ma'lumot olish uchun siz bilan tartibni chop etishni unutmang va qismlarning joylashishini bilib oling. Viyasni lehim bilan boshlang, simni teshiklardan o'tkazing va ikkala tomondan lehimlang, ortiqcha simni kesib oling. Qolgan qismlarni lehimlashdan oldin ko'p metrli o'lchagichdan foydalaning va yuqori va pastki qatlam izlarining uzluksizligini tekshiring, shuningdek lehimdan keyin qisqa chiziqlar borligini tekshiring.

Qolgan qismlarni lehimlang. Komponentlarning qutblanishini va joylashishini tekshirishga ishonch hosil qiling.

18 -qadam: O'chirish davrini tekshiring

IClarni rozetkalarga joylashtirishdan va kontaktlarning zanglashini yoqishdan oldin, qisqa tutashuvlar yo'qligiga ishonch hosil qiling va tegishli pimlardagi kuchlanishni tekshiring. Agar hamma narsa yaxshi bo'lsa, IClarni joylashtiring va kontaktlarning zanglashiga olib boring.

19 -qadam: Dvigatel drayverini o'rnatish va sinovdan o'tkazish

Qalqon Arduino kartangizning yuqori qismiga mahkam o'rnashadi va kontaktlarning zanglashi tekshiriladi, shuning uchun uni quvvatlantirish hech qanday muammo tug'dirmaydi.

Sinovdan oldin dvigatel qalqoni tuzilishi va xususiyatlarini ko'rib chiqaylik.

Tuzilishi va xususiyatlari:

• To'rt dvigatelni boshqarish uchun ikkita L293D H-ko'prikli IC ishlatiladi.
• H-ko'priklarni boshqarish uchun ishlatiladigan pinlar sonini kamaytirish uchun 74HC04 inverter IC.
• Alohida +5V va GND temir yo'li.
• Alohida quvvat relsli 4 ta servo dvigatelni o'rnatish uchun pinlar
• Kengashni qayta o'rnatish uchun almashtiring
• 4 ta dvigatelni boshqargandan keyin ham qolgan raqamli pinlar soni: 6 (ulardan 2 tasi PWM)

Devrenni sinovdan o'tkazish:

M1 va M2 vintli terminalga ikkita dvigatelni ulang, quvvat ulagichini ulang va 9-12V doimiy quvvat manbai yordamida kontaktlarning zanglashiga olib keling (kutupluluk va ulanishlar uchun diagramaga qarang). TEST eskizini arduino kartasiga yuklaganingizdan so'ng, dvigatel qalqonini ulang va quvvat manbaini yoqing.

Ikkinchi dvigatel drayverini sinab ko'rish uchun dvigatellarni M3 va M4 ga ulang va pin raqamlarini kod bilan almashtiring

• Chapda = 3
• LeftPin = 2
• O'ng = 5
• RightPin = 6

20 -qadam: harakat qilaylik

Robotingizni hayotga qaytarish vaqti keldi !

Endi sizda barcha kerakli komponentlar o'rnatilgan robot bor, keling, uning yordamida oddiy loyihani bir necha daqiqada hech qanday muammosiz va tartibsiz tarzda prototip qila olasiz.

To'siqlardan qochadigan robotni boshlash eng yaxshisidir. Shunday qilib, keling.

Kerakli qismlar:

1. HC -SR04 Ultrasonik sensor
2. Mikro servo vosita (agar o'rnatilmagan bo'lsa)
3. Ba'zi simlar

Ulanishlar:

• Sensorning Vcc va GND pinini mos ravishda +5V va GND ga ulang
• Trigger pinini A1 ga va Echo pinini A2 ga arduino -ga ulang
• J5 o'tish moslamasini qalqonga joylashtiring va servo yo'lni 10 -pinga ulang (diagramaga qarang).
• Sensorni servoga joylashtiring

Quyidagi eskizni arduino kartangizga yuklang va robotning to'siqlardan qochishini kuzating.

Shunday qilib, siz bir necha daqiqada oddiy avtonom robot yaratdingiz.

21 -qadam: Oxir

Ishingiz tugadi !!

Robotingiz bilan o'ynashdan zavqlaning va u bilan qiziqarli loyihalar qiling. Datchiklar va ishlab chiqarish panellari mavjud, ularni ishlatish va tushunish oson, siz xohlagan tarzda harakatlanishi uchun ulardan foydalaning.

Va agar siz robototexnika sohasida yangi bo'lsangiz, men sizga kirish qismida berilgan asosiy loyihalarni sinab ko'rishni maslahat beraman.

Bu ko'rsatma uchun shunday. Umid qilamanki, sizga bu qiziqarli bo'ldi.

Agar sizda qurilish bilan bog'liq shubhalar/savollar bo'lsa, so'rashdan tortinmang. Ko'rganingiz uchun tashakkur:)