רובוט ג'וי (רובו דה אלגריה) - קוד פתוח בתלת -ממד מודפס, רובוט מופעל בארדואינו !: 18 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

עקוב אחר מאת המחבר:

אודות: יוצר, מהנדס, מדען וממציא מטורף עוד על IgorF2 »

פרס ראשון בתחרות גלגלי ההוראה, פרס שני בתחרות ארדואינו להדרכה, ורב שני באתגר עיצוב לילדים. תודה לכל מי שהצביע עלינו !!!

רובוטים מגיעים לכל מקום. החל ביישומים תעשייתיים וכלה בחקר מתחת למים וחלל. אבל האהובים עלי הם אלה המשמשים כיף ובידור! בפרויקט זה תוכנן רובוט DIY לשמש לבידור בבתי חולים לילדים, מה שמביא קצת כיף לילדים. הפרויקט מתמקד בשיתוף ידע וקידום חדשנות טכנולוגית כדי לסייע לארגונים לא ממשלתיים המבצעים עבודות צדקה בבתי חולים לילדים.

מדריך זה מראה כיצד לעצב רובוט דמוי אדם המופעל מרחוק, הנשלט באמצעות רשת Wi-Fi, באמצעות Arduino Uno המחובר למודול Wi-Fi ESP8266. הוא משתמש בכמה מנות מנועים מתנועות ראש וזרועות ראש, כמה מנועי DC לניוד מרחקים קטנים ופנים עשויות מטריצות LED. ניתן לשלוט ברובוט מדפדפן אינטרנט רגיל, באמצעות ממשק מעוצב HTML. סמארטפון אנדרואיד משמש לשידור וידאו ושמע מהרובוט לממשק השליטה של המפעיל.

ההדרכה מראה כיצד מבנה הרובוט הודפס והורכב בתלת מימד. מעגלים אלקטרוניים מוסברים, וקוד Arduino מפורט, כך שכל אחד יכול לשכפל את הרובוט.

חלק מהטכנולוגיות המשמשות לרובוט זה כבר פורסמו ב- Instructables. תסתכל על ההדרכות הבאות:

www.instructables.com/id/WiDC-Wi-Fi-Controlled-FPV-Robot-with-Arduino-ESP82/

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED-Matrix-Array-With-Arduino-Uno/

www.instructables.com/id/Wi-Servo-Wi-fi-Browser-Controlled-Servomotors-with/

תודה מיוחדת לחברי הצוות האחרים המעורבים בפרויקט הנ ל, האחראים לגרסה הראשונה של הקוד המוצג במדריך זה:

• תיאגו פראוח
• דייגו אוגוסטוס
• יהאן כריסטיאן
• חלאם מוריירה
• פאולו דה אזבדו ג'וניור
• Guilherme Pupo
• ריקרדו קספירו
• ASEBS

למידע נוסף על הפרויקט:

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-joy-robot

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

www.facebook.com/robodaalegria/

איך אתה יכול לעזור?

פרויקט זה ממומן על ידי חברי צוות ותרומות קטנות ממפעלים מסוימים. אם אהבתם, ישנן כמה דרכים בהן תוכלו לעזור לנו:

• תרומה: תוכל לשלוח לנו טיפים אם ברצונך לתמוך בבניית הרובוט ובשיפורים עתידיים שלו. הטיפים ישמשו לרכישת חומרים מתכלים (אלקטרוניקה, הדפסה תלת מימדית, נימים וכו ') וכדי לסייע בקידום ההתערבויות שלנו בבתי חולים לילדים. שמך יתווסף לזיכויים של הפרויקט! אתה יכול לשלוח טיפים מהעיצוב שלנו בפלטפורמת Thingiverse:
• כמו: הראה לנו כמה אתה מעריך את הפרויקט שלנו. תנו לנו "לייק" בפלטפורמות שאנו מתעדים את הפרויקט שלנו (Facebook, Hackster, Hackaday, Maker Share, Thingiverse …).
• שתף: שתף את הפרויקט באתר המדיה החברתית המועדפת עליך, כדי שנוכל להגיע ליותר אנשים ולהעניק השראה ליצרנים נוספים ברחבי העולם.

האם ידעת שאתה יכול לקנות את Anet A8 במחיר של 169.99 $ בלבד? לחץ כאן וקבל את שלך

שלב 1: קצת היסטוריה …

פרויקט 'רובו דה אלגריה' ('רובוט הג'וי') נולד בשנת 2016, באזור Baixada Santista (ברזיל), במטרה לפתח טכנולוגיה ולמשוך את הקהילה לתנועת היצרנים. בהשראת פרויקטים התנדבותיים שבוצעו על ידי ארגונים לא ממשלתיים בבתי חולים לילדים, הפרויקט מבקש לפתח רובוט, באמצעות חומרה פתוחה וכלי תוכנה, המסוגל להביא קצת כיף לסביבת בתי החולים לילדים ולתרום לעבודה של ארגונים אחרים.

זרע הפרויקט נשתל בסוף 2015. לאחר שיחה על יצירה ופיתוח של טכנולוגיה המקודמת על ידי איגוד הסטארט -אפים של Baixadas Santista (ASEBS). זה היה אידיאליזציה של פרויקט, ללא פרס בכסף, אבל הוא הציג נושא שבו אנשים יתערבו בצורה אלטרואיסטית, במטרה לעזור לאנשים אחרים.

הרובוט עבר טרנספורמציות מגוונות מתפיסתו הראשונית ועד למצב הנוכחי. מראש אחד בלבד, עם עיניים וגבות מכניות, ועד לצורתו ההומנואידית הנוכחית, בוצעו מספר איטרציות שבדקו חומרים בונים ומכשירים אלקטרוניים שונים. מאב טיפוס אקרילי ומ MDF בחיתוך לייזר, עברנו לגוף מודפס בתלת מימד. מממשק פשוט עם שני מנועי סרוו הנשלטים על ידי בלוטות ', ועד גוף המורכב מ -6 מנועי סרוו ו -2 מנועי פקודה DC באמצעות ממשק אינטרנט באמצעות רשת Wi-Fi.

מבנה הרובוט יוצר כולו באמצעות הדפסה תלת -ממדית באמצעות Fusion 360. על מנת לאפשר ייצור של העתקים של רובוטים במעבדות או במעבדות מפוארות, כאשר זמן השימוש המרבי במדפסות הוא קריטי, עיצוב הרובוט חולק לחתיכות פחות משלוש שעות הדפסה כל אחת. סט החלקים מודבק או מוברג להרכבת גוף.

הפנים, המורכבות ממערכי LED, נותנות לרובוט את היכולת להביע רגשות. זרועות וצוואר המונעים על ידי מנוע נותנים לאוטומט הקטנה את הניידות הדרושה לאינטראקציה עם משתמשים. במרכז הבקרה של הרובוט, ממשק Arduino Uno עם כל הציוד ההיקפי, כולל תקשורת עם מודול ESP8266, המעניק למשתמש את היכולת לשלוט בביטויים ותנועות דרך כל התקן המחובר לאותה רשת Wi-Fi.

לרובוט מותקן בחזהו גם סמארטפון, המשמש להעברת אודיו ווידאו בין מפעיל הרובוט לילדים. עדיין ניתן להשתמש במסך המכשיר לאינטראקציה עם משחקים ויישומים אחרים שנועדו ליצור אינטראקציה עם גוף הרובוט.

שלב 2: כלים וחומרים

לפרויקט זה השתמשו בכלים ובחומרים הבאים:

כלים:

• מדפסת תלת מימד - כל גוף הרובוט מודפס בתלת מימד. היה צורך במספר שעות של הדפסה תלת מימדית לבניית המבנה כולו;
• נימה PLA - נימי PLA לבנים ושחורים בשימוש בהדפסת הגוף;
• מברג - רוב החלקים מחוברים באמצעות ברגים;
• דבק סופר - חלק מהחלקים הוצמדו באמצעות דבק סופר;
• צבת וחותכים
• ברזל וחוט הלחמה

מכשירי חשמל

• Arduino Uno (קישור / קישור) - הוא משמש כבקר הראשי של הרובוט. הוא שולח אותות למנועים ומתקשר עם מודול ה- WiFi;
• ESP8266-01 (קישור / קישור)- הוא משמש כ'מודם WiFi '. הוא מקבל אותות מממשק הבקרה שיבוצע על ידי ה- Arduino Uno;
• סרוומוטורים SG90 (x6) (קישור / קישור) - ארבעה סרוויים שימשו לזרועות, ושניים לתנועות ראש;
• מנועי DC עם הפחתה וגלגלי גומי (x2) (קישור / קישור) - הם מאפשרים לרובוט לנסוע למרחקים קטנים;
• L298N כפול ערוץ H (x1) (קישור / קישור) - הוא ממיר יציאות דיגיטליות של Arduino למתח מתח למנועים;
• בקר סרוו בעל 16 ערוצים (קישור / קישור) - עם לוח זה ניתן לשלוט במספר מנועים באמצעות שני יציאות Arduino בלבד;
• תצוגת LED MAX7219 8x8 (x4) (קישור / קישור) - הם משמשים כפנים של הרובוט;
• כבל מיקרו USB - משמש להעלאת הקוד;
• חוטי מגשר נקבה-נקבה (חלקם);
• חוטי מגשר זכר-נקבה (חלקם);
• סמארטפון - נעשה שימוש בסמארטפון מוטורולה 4.3 אינץ 'מוטו E. אחרים בגודל דומה עשויים לעבוד גם כן;
• סוללת 18650 (x2) (קישור) - הם שימשו להפעלת הארדואינו וציוד היקפי אחר;
• מחזיק סוללות 18650 (x1) (קישור / קישור) - הם מחזיקים את הסוללות במקומן;
• דיודות 1N4001 (x2)
• 10 נגדי קוהם (x3)
• מתג הפעלה/כיבוי של 20 מ"מ (x1)
• פרוטושילד (קישור) - זה עוזר בחיווט המעגל.

מֵכָנִיקָה:

• גלגלי כדור (x2)
• ברגים M2x6mm (+-70)
• ברגים M2x10mm (+-20)
• אגוזים M2x1.5 מ"מ (x10)
• ברגים M3x40 מ"מ (x4)
• אגוזים M3x1.5 מ"מ (x4)

הקישורים לעיל הם הצעה לאן תוכל למצוא את הפריטים המשמשים במדריך זה ולתמוך בפיתוח פרויקט זה. אל תהסס לחפש אותם במקומות אחרים ולקנות בחנות המקומית או המקוונת האהובה עליך.

האם ידעת שאתה יכול לקנות את Anet A8 ב -169.99 $ בלבד ב- Gearbest? קבל את שלך:

שלב 3: הדפסה תלת מימדית

מבנה הרובוט יוצר כולו באמצעות הדפסה תלת -ממדית באמצעות Autodesk Fusion 360. על מנת לאפשר ייצור של העתקים של רובוטים במעבדות או במעבדות מפוארות, כאשר זמן השימוש המרבי במדפסות הוא קריטי, עיצוב הרובוט חולק לחתיכות פחות משלוש שעות הדפסה כל אחת. סט החלקים מודבק או מוברג להרכבת גוף.

הדגם מורכב מ -36 חלקים שונים. רובם הודפסו ללא תומכים, עם 10% מילוי.

• ראש למעלה (ימין/שמאל)
• ראש תחתון (ימין/שמאל)
• כובעי צד ראש (ימין/שמאל)
• צלחת גב אחורית
• לוח פנים קדמי
• ציר צוואר 1
• ציר צוואר 2
• ציר צוואר 3
• מרכז צוואר
• זרוע (ימין/שמאל)
• כתף (ימין/שמאל)
• כוס כתף (ימין/שמאל)
• כובע כתף (ימין/שמאל)
• ציר זרוע (ימין/שמאל)
• חזה (ימין/שמאל)
• חזה (ימין/שמאל/קדמי)
• גלגלים (ימין/שמאל)
• בסיס
• מחזיק טלפון
• אחורה (ימין/שמאל)
• ידיות (ימין/שמאל)
• לוקר (ימין/שמאל)

הליך השתקת הרובוט מתואר בשלבים הבאים.

אתה יכול להוריד את כל קבצי ה- stl באתרים הבאים:

• https://www.thingiverse.com/thing:2765192
• https://pinshape.com/items/42221-3d-printed-joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.youmagine.com/designs/joy-robot-robo-da-alegria
• https://cults3d.com/en/3d-model/gadget/joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.myminifactory.com/object/55782

זהו אב טיפוס ניסיוני. חלק מהחלקים זקוקים לשיפורים מסוימים (לעדכונים מאוחרים יותר של הפרויקט). יש כמה בעיות ידועות:

• הפרעה בין החיווט של כמה סרוו לבין הכתף;
• חיכוך בין הראש והחזה;
• חיכוך בין הגלגלים למבנה;
• החור עבור כמה ברגים הדוק מדי, ויש צורך להגדיל אותו בעזרת מקדחה או סכין תחביב.

אם אין לך מדפסת תלת מימד, הנה כמה דברים שאתה יכול לעשות:

• בקש מחבר להדפיס אותו עבורך;
• מצא מקום האקר/יוצר בקרבת מקום. הדגם נחלק למספר חלקים, כך שלכל חלק בנפרד לוקח פחות מארבע שעות להדפיס. חלק ממרחבי האקרים/יוצרים יחייבו אותך רק עבור החומרים בהם נעשה שימוש;
• קנה מדפסת תלת מימד משלך. אתה יכול למצוא Anet A8 תמורת 169.99 $ בלבד ב- Gearbest. קבל את שלך:
• מעוניינים לרכוש ערכת DIY? אם מספיק אנשים מעוניינים, אולי אני מציע ערכות DIY ב- Tindie.com. אם תרצה, שלח לי הודעה.

שלב 4: סקירה כללית על המעגלים

הרובוט נשלט על ידי Arduino Uno בבסיסו. Arduino ממשק מודול ESP8266-01, המשמש לשליטה מרחוק ברובוט ברשת Wi-Fi.

בקר סרוו בעל 16 ערוצים מחובר ל- Arduino באמצעות תקשורת I2C ושולט על 6 מנועי סרוו (שניים לצוואר ושניים לכל זרוע). מערך של חמש מטריצות LED 8x8 מופעל ושולט על ידי ה- Arduino. ארבעה יציאות דיגיטליות של Arduino משמשות לשליטה של שני מנועי DC באמצעות גשר h.

המעגלים מופעלים באמצעות שני בנקים של כוח USB: אחד עבור המנועים ואחד עבור ה- Arduino. ניסיתי להניע את הרובוט כולו באמצעות חבילת חשמל. אבל ESP8266 נהג לאבד את החיבור עקב קוצים כאשר מנועי DC מופעלים/כבים.

בחזהו של הרובוט יש סמארטפון. הוא משמש לשידור וידאו ושמע אל/מממשק הבקרה, המתארח במחשב רגיל. הוא יכול גם לשלוח פקודות ל- ESP6288, ובכך לשלוט בגוף הרובוט עצמו.

אפשר להבחין כי הרכיבים המשמשים כאן אינם עשויים להיות מותאמים למטרה שלו. לדוגמה, ניתן להשתמש ב- NodeMCU במקום בשילוב Arduino + ESP8266. Rapsberry Pi עם מצלמה יחליף את הסמארטפון וישלוט גם במנועים. אפשר אפילו להשתמש בסמארטפון אנדרואיד כ"מוח "של הרובוט שלך. זה נכון … Un Arduino Uno נבחר מכיוון שהוא מאוד נגיש וקל לשימוש לכולם. עד שהתחלנו את הפרויקט הזה, לוח ESP ו- Raspberry Pi עדיין היו יחסית יקרים במקום שאנחנו גרים בו … פעם רצינו לבנות רובוט זול, לוחות ארדואינו הם הבחירה הטובה ביותר באותו הרגע.

שלב 5: הרכבת הפנים

ארבע מטריצות LED 8x8 שימשו על פניו של הרובוט.

המבנה חולק לשני חלקים (פלטת גב אחורית ופלטה קדמית) הדפסה תלת -ממדית באמצעות PLA שחור. לקח לי בערך 2.5 שעות להדפסה בתלת מימד, עם 10% מילוי וללא תומכים.

בשל מגבלות מקום, היה צורך להסיר את מחברי מטריצות ה- LED ולשנות את מיקומם כמתואר להלן:

1. הסר את מטריצת ה- LED;
2. מחברי קלט ויציאה של Dessolder;
3. הלחם מחדש מהצד השני של הלוח, כשהסיכות מצביעות למרכז הלוח.

אתה יכול לראות את התוצאה הסופית בתמונות.

לאחר מכן הוצמדו ארבע מטריצות ה- LED ללוח האחורי, באמצעות 16 ברגים בגודל 2X6 מ מ. הסיכות חוברו בהתאם לסכימות.

המטריצה הראשונה חוברה באמצעות מגשר זכר-נקבה בעל 5 חוטים. קצה הזכר חובר מאוחר יותר לסיכות ארדואינו. קצה הנקבה מחובר על סיכות קלט מטריצה. הפלט של כל מטריצה מחובר לקלט של הבאה באמצעות מגשר נקבה-נקבה.

לאחר חיבור המטריצות, הלוח הקדמי מותקן באמצעות ארבעה ברגי M2. כרוך את המגשרים סביב החלקים האחוריים והקדמיים, כך שלא יהיו חוטים רופפים.

מודול הפנים מותקן מאוחר יותר בתוך ראשו של הרובוט, כפי שיוסבר בשלבים הבאים.

שלב 6: הרכבת הראש

ראש הרובוט היה מחולק לחלקים השמיניים המודפסים בתלת -ממד, כולם מודפסים ב- PLA לבן עם רזולוציה של 0.2 מ מ, 10% מילוי וללא תומכים:

• ראש למעלה (ימין ושמאל)
• ראש תחתון (ימין ושמאל)
• כובע ראש (ימין ושמאל)
• ציר צוואר 1
• ציר צוואר 2

לקח לי כמעט 18 שעות להדפיס את המבנה בקוטר 130 מ מ.

החלק העליון והתחתון של הראש מחולקים לשני חלקים. הם מודבקים יחד באמצעות דבק סופר. מרחו את הדבק והניחו לו לנוח כמה שעות.

מכסי הצד מותקנים לאחר מכן באמצעות ברגים המחוברים לצידי החלק העליון והתחתון של הראש. בדרך זו ניתן לנתק את הראש לתיקון על ידי הסרת ברגים המחוברים לחלקים העליונים של הראש. לפני סגירת הראש, הרכיב את פניו של הרובוט (שתואר בשלב הקודם), ואת החזה (יפורט בשלבים הבאים).

סרווומוטור מס '5 הוצמד לציר הצוואר 1. מיקמתי את הסרוו באמצע הציר, לאחר מכן הצמדתי את הצופר והשתמשתי בבורג כדי לנעול את מיקומו. השתמשתי בשני ברגים מסוג M2x6mm לציר צוואר צוואר 2 על מנוע סרוו זה. Servomotor #6 מחובר לציר צוואר 2 באותו אופן.

ציר צוואר 2 חובר מאוחר יותר למרכז הצוואר, כפי שהוא נראה בשלב הבא.

מודול הפנים מותקן בתוך הראש.

שלב 7: הרכבת הפרץ והכתפיים

חזה וכתף לקח לי בערך 12 שעות להדפיס.

חלק זה בנוי מחמישה חלקים שונים:

• חזה (ימין/שמאל)
• כתפיים (ימין/שמאל)
• מרכז צוואר
• ציר צוואר 3

חלקי החזה הודבקו באמצעות דבק -על. כתפיים הוצמדו בצדדים באמצעות ברגים בגודל M2x10 מ מ, והסרטומוטורים (סרווומוטור מס '2 ו -4) הותקנו בכל צד. הם עוברים דרך חור מלבני בכל כתף (למעשה החוט די קשה לעבור), ומחוברים באמצעות ברגים ואומים של M2x10mm.

לצוואר המרכזי יש חור מלבני, שבו חלק ציר הצוואר 3 מוחדר. ארבעה ברגי M2x6mm שימשו לקישור שני החלקים. לאחר מכן הצוואר המרכזי היה מחובר לכתפיים. הוא משתמש באותם הברגים המשמשים להרכבת הכתף על החזה. ארבעה אגוזים M2x1, 5 מ מ משמשים לנעילת מיקומו.

Servomotor #6 היה מחובר לציר צוואר 3 באמצעות שני ברגים. לאחר מכן התקנתי את ציר הצוואר 3 בתוך החור המלבני המרכזי של הצוואר, והשתמשתי בארבעה ברגים בגודל 2X6 מ מ כדי לנעול את מיקומו.

שלב 8: הרכבת הזרועות

לקח לי בערך 5 שעות להדפיס כל זרוע.

כל זרוע בנויה מארבע חלקים:

• כוס כתף
• כובע כתף
• ציר זרוע
• זְרוֹעַ

ציר הזרוע מרוכז ומורכב על הזרוע עצמה באמצעות שלושה ברגים M2x6mm. קרן סרוו מחוברת בקצה השני של הציר.

מנוע servomotor (מס '1 ו -3) מותקן בתוך כוס הכתף בעזרת כמה ברגים, ולאחר מכן מותקן לו הקרנית (זו המחוברת לציר הזרוע). יש חור בכוס להתקנת צופר אחר, המחובר לסרוו (מס '2 ו -4) שכבר מותקן על הכתפיים, כפי שהוצג בשלב הקודם.

יש חור נוסף על הגביע (ועל הכתף) להעברת כבלי הסרוווס. לאחר מכן, המכסה מותקן לסגירת כתף הרובוט, עם שני ברגים בגודל 2X6 מ מ.

שלב 9: הרכבת החזה

החזה הוא החלק המקשר את החזה לתחתית (הגלגלים והבסיס) של הרובוט. הוא עשוי משני חלקים בלבד (חלקים ימין ושמאל. הדפסתי אותם תוך 4 שעות.

כתפי הרובוט מתאימות לחלק העליון של החזה. יש חור לבורג המסייע ביישור וקיבוע של חלקים אלה. למרות שמומלץ להדביק את שני החלקים האלה.

בתחתית חלקים אלה יש שישה חורים, המשמשים לחיבור לגלגלים, כפי שיוצג בהמשך.

בשלב זה סימנתי את סרווומוטורים בכמה מדבקות, על מנת להקל על חיבור המעגלים.

שלב 10: הרכבת הגלגלים

גלגלי הרובוט משתמשים בשלושה חלקים מודפסים בתלת מימד:

• גלגלים (שמאל/ימין)
• חֲזִית

לקח לי בערך 10 שעות להדפיס את החלקים האלה.

עקבתי אחר השלבים הבאים להרכבת הגלגלים:

• ראשית הייתי צריך להלחים כמה חוטים למחברים של מנועי DC. חוטים אלה שימשו מאוחר יותר להפעלת המנועים באמצעות מעגל גשר H;
• המנועים הוצמדו למבנה באמצעות שני ברגים ואומים M3x40 לכל אחד. למעשה ניתן להשתמש בבורג קצר יותר (אך לא מצאתי באינטרנט);
• לאחר מכן הדבקתי את החלונית הקדמית, המקשרת בין שאר חלקי המבנה;
• בחלק זה יש כמה חורים בחלקו העליון. הם משמשים לחיבורו לחזה, כפי שמוצג קודם לכן.שישה ברגים M2x6mm שימשו לחיבור שני החלקים.

שלב 11: מחזיק טלפון

מחזיק הטלפון הוא חלק אחד המודפס בתלת -ממד, וההדפסה אורכת כשעה.

לרובוט יש סמארטפון בבטן. הוא תוכנן עבור מוטורולה מוטו E. יש לו צג בגודל 4.3 אינץ '. סמארטפונים אחרים בגודל דומה עשויים להתאים גם כן.

חלק מחזיק הטלפון משמש להחזקת הסמארטפון במיקום הרצוי. ראשית הטלפון החכם ממוקם, ולאחר מכן הוא נלחץ על גוף הרובוט באמצעות מחזיק הטלפון וארבעה ברגים מסוג M2x6mm.

חשוב לחבר את כבל ה- USB לסמארטפון לפני הידוק הברגים. אחרת יהיה קשה לחבר אותו מאוחר יותר. למרבה הצער המקום מוגבל מאוד, אז נאלצתי לחתוך חלק ממחבר ה- USB …:/

שלב 12: הרכבת הבסיס

לבסיס יש רק חלק אחד המודפס בתלת מימד. לקח לי בערך 4 שעות להדפיס את החלק הזה.

יש לו כמה חורים להתקנת רכיבים אחרים, כמו גלגלי הכדור, ומעגלים למשל. ההרכב הבסיס שימש להלן:

• התקן את בקר סרוו בעל 16 ערוצים באמצעות ארבעה ברגי M2x6mm;
• התקן את מעגל ה- L298N h-bridge באמצעות ארבעה ברגים M2x6mm;
• התקן את ה- Arduino Uno באמצעות ארבעה ברגים M2x6mm;
• התקן את פרוטושילד בחלקו העליון של הרובוט;
• חבר את המעגלים (כפי שתואר כמה צעדים לאחר מכן);
• התקן את גלגלי הכדור באמצעות שני ברגים לכל אחד. החוטים היו מסודרים כך שהם נלכדים בין הבסיס לברגים המשמשים בהתקנת הגלגלים;
• הבסיס הוצמד לחלק הגלגלים בעזרת כמה ברגים.

שלב 13: גב וחבילת כוח

המכסה האחורי של הרובוט תוכנן כך שניתן לפתוח אותו בקלות לצורך גישה למעגלים, טעינת הסוללות או הפעלה/כיבוי של הסמארטפון.

הוא עשוי משישה חלקים מודפסים בתלת מימד:

• אחורה (שמאל/ימין)
• ידיות (x2)
• מנעולים (שמאל/ימין)

לקח לי בערך 5h30 להדפיס את החלקים. חלקי הגב הימני והשמאלי הודבקו באמצעות דבק -על. המתן עד שהדבק יתייבש לגמרי, אחרת המכסה יישבר בקלות.

מארז החשמל כולל שתי סוללות 18650 ומחזיק סוללות. הייתי צריך להלחים כמה חוטים (בין מוט שלילי של סוללה מספר 1 לקוטב חיובי של סוללה מספר 2). הקוטב השלילי של ערכת החשמל היה מחובר ל- Arduinos GND (באמצעות כמה חוטים ומגשרים). בין הקוטב החיובי לבין קלט הווין של Arduino הותקן סוויץ 'הפעלה/כיבוי.

מתג ההפעלה/כיבוי הוצמד לחלקים האחוריים המודפסים בתלת -ממד באמצעות בורג M2x6mm ואום M2x1.5mm. מחזיק הסוללה היה מחובר לגב באמצעות ארבעה ברגים בגודל 2X6 מ מ.

את החלק הכלילי של המנעולים היה צריך לשייף עם נייר חול להתאמה טובה יותר. הם עוברים דרך החורים שעל הכריכה. הכפתורים מחוברים ומודבקים בצד השני.

המכסה מתאים לגב הרובוט. ניתן לסובב את הכפתורים לנעילת המכסה, להגנה על החלק הפנימי של הרובוט.

שלב 14: חיווט המעגלים

המעגל היה מחובר לפי הסכימות.

ארדואינו:

• סיכת Arduino D2 => L298N pin IN4
• סיכת Arduino D3 => L298N סיכה IN3
• סיכת Arduino D6 => L298N סיכה IN2
• סיכת Arduino D7 => L298N סיכה IN1
• סיכת Arduino D9 => פין DIN MAX7219
• סיכת Arduino D10 => MAX7219 סיכה CS
• סיכת Arduino D11 => MAX7219 סיכה CLK
• סיכת ארדואינו D4 => ESP8266 RXD
• סיכת Arduino D5 => ESP8266 TXD
• סיכת ארדואינו A4 => SDA
• סיכת ארדואינו A5 => SCL
• סיכת Arduino Vin => סוללה V+ (לפני דיודות)
• סיכת Arduino gnd => סוללה V-

ESP8266-01

• סיכת ESP8266 RXD => סיכת ארדואינו D4
• סיכת ESP8266 TXD => סיכת ארדואינו D5
• ESP8266 pin gnd => Arduino pin gnd
• ESP8266 סיכת Vcc => סיכת ארדואינו 3V3
• סיכת ESP8266 CH_PD => סיכת ארדואינו 3V3

גשר h L298N

• סיכה L298N IN1 => סיכת Arduino D7
• סיכה L298N IN2 => סיכת ארדואינו D6
• סיכה L298N IN3 => סיכת Arduino D3
• סיכה L298N IN4 => סיכת Arduino D2
• פין L298N + 12V => סוללה V + (לאחר דיודות)
• L298N סיכת gnd => Arduino gnd
• L298N OUT1 => מנוע 1
• L298N OUT2 => מנוע 2

MAX7219 (מטריצה ראשונה)

• פין MAX7219 DIN => סיכת ארדואינו D9
• סיכה MAX7219 CS => סיכת Arduino D10
• פין MAX7219 CLK => סיכת ארדואינו D11
• סיכה MAX7219 Vcc => סיכת ארדואינו 5V
• MAX7219 סיכת gnd => סיכה Arduino סיכה

MAX7219 (מטריצות אחרות)

• פין MAX7219 DIN => MAX7219 סיכה DOUT (מטריצה קודמת)
• MAX7219 סיכה CS => MAX7219 סיכה CS (מטריצה קודמת)
• סיכת MAX7219 CLK => MAX7219 סיכה CLK (מטריצה קודמת)
• MAX7219 pin Vcc => MAX7219 pin VCC (מטריצה קודמת)
• MAX7219 pin gnd =: MAX7219 pin gnd (מטריצה קודמת)

בקר סרוו בעל 16 ערוצים

• סיכת בקר סרוו SCL => סיכת ארדואינו A5
• סיכת בקר סרוו SDA => סיכת ארדואינו A4
• סיכת בקר סרוו Vcc => סיכת ארדואינו 5V
• סיכת בקר סרוו gnd => Arduino pin gnd
• סיכת בקר סרוו V+ => סוללה V+ (לאחר דיודות)
• סיכת בקר סרוו gnd => Arduino pin gnd

יש הטוענים כי ניתן להפעיל את סרוו Sg90 בין 3.0 ל- 6.0V, אחרים בין 4.0 ל- 7.2V. כדי להימנע מצרות החלטתי לשים שתי דיודות בסדרה אחרי הסוללות. בדרך זו, המתח עבור סרוווס הוא 2*3.7 - 2*0.7 = 6.0V. אותו דבר חל על מנועי DC.

שימו לב שזו לא הדרך היעילה ביותר, אבל זה עבד בשבילי.

שלב 15: קוד ארדואינו

התקן את ה- Arduino IDE העדכני ביותר. לא הייתה צורך בספרייה לתקשורת עם מודול ESP-8266 או שליטה במנועי DC.

אצטרך להוסיף את הספריות הבאות:

• LedControl.h: ספרייה המשמשת לשליטה על מטריצות ה- LED;
• Adafruit_PWMServoDriver.h: ספרייה המשמשת לשליטה במנועי הסרוו.

קוד ארדואינו מחולק ל -9 חלקים:

• RobodaAlegria.ino: זהו המערכון העיקרי, והוא מכנה את החלקים האחרים. ספריות מיובאות לכאן. הוא גם מגדיר ומתחיל משתנים גלובליים;
• _05_Def_Olhos.ino: כאן מוגדרות המטריצות לכל עין. כל עין מיוצגת על ידי מטריצה 8x8 ו -9 אפשרויות בהן הן מוגדרות: נייטרלי, עין רחבה, עצום, עצום, זועם, משועמם, עצוב, מאוהב ועיניים מתות. יש מטריצה אחרת לעיניים ימין ושמאל;
• _06_Def_Boca.ino: כאן מוגדרות המטריצות לפה. הפה מיוצג על ידי מטריצה בגודל 16x8, ו -9 אפשרויות שבהן הן מוגדרות: פה שמח, עצוב, שמח מאוד, עצוב מאוד, ניטרלי, לשון החוצה, פתוח, פתוח לרווחה ומגועל;
• _10_Bracos.ino: תנועות מוגדרות מראש לזרועות ולצוואר מוגדרות בקובץ זה. תשע תנועות, mov1 () ל- mov9 (), הוגדרו;
• _12_Rosto.ino: בקובץ זה יש כמה פונקציות לעדכון פני הרובוט, שילוב המטריצות המוגדרות ב- _05_Def_Olhos.ino ו- _06_Def_Boca.ino;
• _13_Motores_DC: הוא מגדיר את הפונקציות של מנועי DC אחרים;
• _20_Comunicacao.ino: קובץ זה מגדיר פונקציה לשליחת נתונים ל- ESP8266;
• _80_Setup.ino: הוא פועל בהספק של Arduino. זה קבע את הפנים ואת המיקום הפנימי של מנועי הרובוט. הוא גם שולח פקודות לחיבור לרשת Wi-Fi נתונה;
• _90_ לולאה: לולאה ראשית. הוא מחפש פקודות נכנסות מ- ESP8266 וקורא לפונקציות ספציפיות לשליטה על היציאות.

הורד קוד Arduino. החלף את XXXXX על ידי נתב ה- WiFi של נתב ה- Wi -Fi ואת YYYYY באמצעות סיסמת הנתב ב- '_80_Setup.ino'. בדוק את שידור העומס שלך ESP8266 והגדר אותו כראוי בקוד ('_80_Setup.ino'). חבר את לוח ה- Arduino ליציאת ה- USB של המחשב שלך והעלה את הקוד.

שלב 16: אפליקציות אנדרואיד

סמארטפון אנדרואיד שימש לשידור הווידאו והשמע מהרובוט לממשק הבקרה. תוכל למצוא את האפליקציה שבה השתמשתי בחנות Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

המסך של הסמארטפון עשוי להיות מועבר גם לממשק הבקרה, כך שהמפעיל יוכל לראות מה מופיע על המסך. תוכל גם למצוא את האפליקציה שבה השתמשתי כדי לשקף את הסקרנים בחנות Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ajungg.screenmirror).

משחק וידאו אנדרואיד תוכנן גם לאינטראקציה עם הרובוט. זה עדיין לא מאוד יציב, כך שזה לא זמין להורדה.

שלב 17: ממשק בקרה

פרס "loading =" עצלן "בתחרות הגלגלים 2017

סגנית השנייה באתגר עיצוב לילדים

פרס שני בתחרות ארדואינו 2017