רובוט RC Arduino: 11 שלבים (עם תמונות)

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

תיאור

רובוט עמיד, מודפס תלת מימד, נשלט מרחוק מבוסס ארדואינו עם טווח של כמה מאות מטרים. ערכת מנועים מודולרית לחיבור מהיר מאפשרת לך ליצור אב טיפוס מהיר לעיצובי רובוט שונים ללא כלים. מושלם לחינוך רובוטי לילדים.

במה מדובר?

אז רק התחלת ללמוד ארדואינו, או אולי הדפסה בתלת מימד ואתה מוכן לבנות משהו מגניב. אתה רוצה לבנות משהו משמעותי ומעשי, אבל כיף … אתה מוכן לבנות את OmniBot. אם הארדואינו הוא סכין הצבא השוויצרי של האלקטרוניקה, אז OmniBot הוא סכין הצבא השוויצרי של רובוטיקה! ה- OmniBot הוא תוצאה של פרויקט באורך מספר חודשים של Bolts and Bytes Maker Academy שמטרתו לעצב ערכת רובוטיקה בשלט רחוק רב תכליתי וקל לשימוש. ועכשיו הכל קוד פתוח! ה- OmniBot מופעל באמצעות סוללה, יכול להניע עד ארבעה ערוצי מנוע DC, שני מנועי סרוו, ויש לו טווח שלט רחוק של כמה מאות מטרים! והכל מתאים בתוך מארז אלגנטי מודפס בתלת -ממד, שרץ על, ניחשתם נכון, מוח ארדואינו אונו.

בסדר, אבל למה?

מאוד רצינו להקל על הילדים הצעירים לאסוף קרטון ולהדביק ולסיים עם רובוט מותאם אישית שעובד. עם ערכות רובוט מסורתיות שאתה עשוי לקנות באינטרנט, אתה נאלץ להתמודד עם הרבה חוטי מגשר מבולגנים, לכתוב קוד משלך, ו - אה כן … אתה כמעט ולא יכול לשלוט בהם מרחוק. הם פשוט מריצים את אותו הקוד בלולאה. עם OmniBot, אתה פשוט מחבר סוללה, מחבר מנוע, ומדביק אותו או מדביק אותו היכן שאתה רוצה, ו - בום. רוֹבּוֹט. כל הקוד שכתבנו פועל באופן קסום באופן אוטומטי עם אותו בקר בו תוכל להשתמש עבור מזל ט או מטוס RC. זוהי הערכה המושלמת לרובוטים מוכנים לשדה אב טיפוס מהיר. לאחר שסיימת לבנות את פלטפורמת OmniBot שלך, רק התחלת. תוך עשר דקות קצרות אתה יכול לעבור מרובוט מניעת פצצות קריטיות למשימה לבוט כדורגל בסגנון רוקט, וזה מה שעושה את OmniBot עוצמתי. אז בואו נתחיל!

רמות מיומנות מומלצות:

• פרויקטים אלה כוללים הלחמה קלה, היא ניתנת לניהול די למתחילים.
• הבנה כללית של Arduino וכיצד לעבוד ב- Arduino IDE העלאת סקיצות והוספת ספריות. אין צורך בקידוד אך משתמשים מתקדמים יכולים להתאים אישית את הקוד שלהם אם רוצים.
• חלק מהחומרה הקלה עובדת עם מברג וחותכי חוטים/חשפנים. השגחת מבוגרים מומלצת לילדים צעירים. (המוצר הסופי מתאים לשימוש בכל הגילאים!)

אספקה

כלים נדרשים:

• מלחם והלחמה
• מברג מפתח/מפתח או ראש מקס
• ראש פיליפס או מברג ראש שטוח (תלוי בלוקי הטרמינל של מגן המנוע)
• אקדח דבק חם ומקלות דבק חמים (לא חובה אך מומלץ בחום!)
• חותכי חוטים (מומלץ לחתוך סומק מכיוון שניתן להשתמש בהם בשלבים אחרים)
• חשפניות חוטים
• צבת אף מחט (לא חובה אבל זה הופך את ניקוי ההדפסה התלת מימדית לקלה בהרבה)
• גישה למדפסת תלת מימד (אם אין לך, שאל את מקום היצרנים המקומי, בית הספר, המעבדה או הספרייה שלך!)
• מחשב עם תוכנת Arduino IDE

כתב חומרים:

הפריטים והקישורים הבאים הגיעו מאמזון (כולם או רובם פריטי אמזון פריים) אך יש לציין כי ניתן למצוא את רובם, אם לא את כולם, בזול בהרבה באתרים כמו Banggood ו- AliExpress אם אתם מוכנים לחכות מספר שבועות למשלוח. זה בעצם יכול לקצץ במחיר את עלות הפרויקט אם אתה נראה מספיק טוב.

1. מיקרו -בקר Arduino Uno (הסוג עם שבב הר השטח עובד טוב יותר בשביל זה)
2. מגן מנוע Arduino V1
3. משדר Turnigy Evo (מצב 2) (זה מגיע עם המקלט אבל רוב המקלטים עם תקשורת iBus אמורים לעבוד)
4. תקני JST זכר ונקבה (אני ממליץ בחום על הסוג עם סיליקון מכיוון שהם גמישים יותר)
5. מתג נדנדה בגודל 13.5 מ"מ x 9 מ"מ
6. ברגים שקועים M3x6 מ"מ (יש צורך בפועל רק 6 ברגים)
7. סוללת ליפו 2S (ניתן להחליף זאת עם סוללה לא נטענת בגובה בין 7 ל -12 וולט)
8. מטען ליפו 2S (נדרש רק אם משתמשים בסוללת ליפו)
9. נימה מדפסת תלת מימד PETG (ניתן להשתמש ב- PLA אך PETG עמיד יותר ועמיד בחום לדבק חם)
10. מנועים וגלגלים TT
11. מנועי סרוו (ניתן להשתמש גם במנועי סרוו גדולים יותר)

אם יש לך את כל הכלים והחלקים שלך אז עקוב אחריי! יש לנו רובוטים לבנות…

שלב 1: הדפסת תלת מימד הרובוט שלך בתלת מימד

לשלב זה תזדקק ל:

מדפסת תלת מימד עם נפח בנייה מינימלי של 4.5 "X x 4.5" Y x 1.5 "Z

החדשות הטובות הן שכבר עיצבתי עבורך! קבצי ה- 3D STL נמצאים ממש למטה. אבל ראשית, הנה כמה הערות.

ההדפסה היא שלושה דגמים מוצקים נפרדים, החלק העליון, החלק התחתון ודלת הסוללה. החלק התחתון אכן דורש חומרי תמיכה, אך רק מתחת לקטע בו יותקן המתג.

ניתן להדפיס את החלק התחתון ודלת הסוללה בזריקה אחת כדגם "הדפס במקום", כלומר תוכל למשוך אותו ישר מהמדפסת כשהיא תסתיים והדלת תעבוד מיד ללא התקנה. עם זאת, כמה מדפסות באיכות נמוכה יותר עשויות להיאבק בסובלנות ולהמיס את שני החלקים הללו יחד, כך שכללתי גם קבצי הדפסה נפרדים לכל דלת הסוללה ולקטע התחתון, כך שתוכל להדפיס אותם בנפרד ולהרכיב אותם לאחר מכן.

שלב 2: ניקוי ההדפסה התלת -ממדית

לשלב זה תזדקק ל:

• צבת אף מחט
• סכין תחביב

הסר בזהירות את ההדפסה מלוח הבנייה. אם הדפסת את כל זה בזריקה אחת כמוני, ייתכן שיהיה עליך לצחצח חוטים בין חלקים. בעזרת צבת, שלוף את חומר התמיכה ליד החור שאליו יעבור המתג. במדפסות מסוימות השכבה או שתיים הראשונות של דלת הסוללה עשויות להתמזג עם החלק התחתון, אם זה המצב תוכל להשתמש בסכין תחביב כדי לפרוץ את הדלת. אם ההתמזגות גרועה מדי, ייתכן שיהיה עליך להדפיס את הדלת ואת החלק התחתון בנפרד ולצמד אותם לאחר מכן.

שלב 3: הכנת ה- Uno Arduino שלך

לשלב זה תזדקק ל:

• אונו ארדואינו
• מחשב עם ה- Arduino IDE מותקן (תוכל להתקין את ה- IDE מכאן)
• כבל תכנות USB

קוד OmniBot תלוי בכמה ספריות שונות.

1. "Servo.h" (זה מובנה ב- IDE ואין צורך להוריד אותו)
2. "AFMotor.h" (הספרייה הנהדרת הזו של Adafruit, יחד עם המדריך להתקנתה ניתן למצוא כאן)
3. "OmniBot.h" (עקוב אחר ההוראות שלהלן להתקנת הספרייה הזו)

כדי להתקין את ספריית OmniBot, אתר את תיקיית ספריות Arduino שלך (בדרך כלל תחת מסמכים> Arduino> Libraries) וצור תיקייה חדשה בשם OmniBot. הדבק את קובצי OmniBot.h, OmniBot.cpp ו- keywords.txt בתיקייה החדשה הזו. סגור והפעל מחדש את Arduino IDE להשלמת ההתקנה. אם הצלחת, כעת עליך לראות את ספריית OmniBot על ידי ניווט אל Sketch> Include Library, ב- IDE.

לאחר התקנת הספריות פשוט חבר את ה- Arduino Uno, בחר את הלוח הנכון תחת כלים> לוח:> Arduino/Genuino Uno, בחר את יציאת ה- COM הפעילה ולאחר מכן העלה את הסקיצה!

שלב 4: הכנת מקלט הרובוטים שלך

לשלב זה תזדקק ל:

• מלחם והלחמה
• מספרי תיל
• חשפניות תיל
• ארדואינו אונו
• מודול מקלט IBus (רצוי זה שמגיע עם המשדר המומלץ אך מקלטי iBus אחרים עשויים לעבוד)

1. התחל באיתור חוטי הכותרת המצורפים למודול המקלט שלך. זה צריך להיות גדיל של ארבעה. אין צורך בחוט הצהוב המתאים ל- PPM במודול שלנו וניתן להסירו או לחתוך מחבורת הכותרת.
2. חתכו את הכותרת הנשית האישית מקצה החוטים והסירו כ- 1 ס"מ של בידוד.
3. טיפ למקצוענים: סובב את החוט הגדילי החשוף למניעת קריסה והדף את הקצוות בעזרת הלחמה.
4. אתר חורי Gnd, Vcc ו- Rx זמינים ב- Arduino שלך. (אם אתה משתמש בארדואינו המומלץ, הם יכולים להימצא אחד ליד השני ממש מתחת לסיכות ICSP).
5. הכנס את החוטים השחורים דרך החורים המתאימים שלהם והלחם בצד האחורי. לבן עד RX, אדום עד 5V, שחור ל- GND.
6. חתכו את החוט הנותר בגב כדי למנוע קיצור.
7. חבר את כותרת הארבע הנשית למודול המקלט אדום ל- VCC, שחור ל- GND ולבן ל- S. BUS
8. הכנס את מודול המקלט לארדואינו. גיליתי ששלי מתאימה היטב בין הקבלים לגביש באמצעות יציאת ה- USB.

שלב 5: הכנת מגן נהג המנוע

לשלב זה תזדקק ל:

• זוג חותכי שטיפה או סכינים.
• מברג ראש קטן או מברג ראש פיליפס (תלוי בחסימות הטרמינל שיש למגן המנוע שלך)
• שבעה (7) מתאמי כבלי JST נקביים.

1. ניסיון ללחוץ על מגן המנוע על הארדואינו כשהמקלט דחוק בין לבין.
2. אם סיכות המגן של המנוע אינן נלחצות עד הסיכות הנשיות של Arduino, יתכנו סיכות ארוכות בצד התחתון של המגן המוטרי שנוקבות לתוך המקלט ומונעות זאת. ניתן לחתוך את אלה בעזרת חותכי סומק או סכינים כפי שניתן לראות בתמונה 2.
3. כאשר הוכנס סנדוויץ 'המקלט Arduino, Motor Shield, מקלט (אפשר לקרוא לזה "הערימה"), התחל להבריג את מתאמי כבל JST לבלוקי הטרמינל כפי שמופיע בתמונות. החוטים האדומים של הכבלים נמצאים כולם בקצה רוב המיקומים של בלוקים המסוף והחוטים השחורים נמצאים במרכז. (שים לב שעל מסופי M1 ו- M2 במגן צריכים להיות שני כבלי JST כל אחד, M3 ו- M4 צריכים לכלול אחד, ולמסוף הסוללה צריך להיות אחד)
4. שימו לב מאוד למסוף הסוללה שבמגן המנוע. חיבור כבל JST לכביש הזה בצורה לא נכונה יכול לטגן את הערימה שלך כאשר סוללה מחוברת. זכור, אדום מגיע ל- M+, שחור הולך ל- GND.
5. ודא שיש מגשר צהוב המחבר את סיכות "PWR" מימין לבלוק מסוף הסוללה. זה מספק כוח לחלקים התחתונים של הערימה.
6. טיפ למקצוענים: כאשר כל הכבלים מוברגים, תנו לכל חוט משיכה קלה כדי לוודא שהוא מחובר היטב ולא ינשור.

בזמן שהיית כאן, הרשה לי לספר לך למה המחברים האלה קשורים. בלוקים מסוף M1 ו- M2 (כל אחד מהם הוא קבוצה של שני שקעים נפרדים) מיועדים למנועי הנעה ימני ושמאלי של הרובוט, בהתאמה. באמצע השורה יש שקע חמישי שלדעתי קשור לקרקע, ולמטרותינו לא ישמש אותו. בלוק הטרמינל M3 ו- M4 יהיו "מנועי עזר" שנפרצים בחזית ה- OmniBot לכל תפקוד מנוע כללי שתזדקק לו. ניתן להגדיר את מנוע העזר M3 בין 0% ל -100% מהירות המסתובבת בכיוון אחד ונשלט על ידי תנועת הג'ויסטיק השמאלית למעלה ולמטה. מנוע M4 יכול להסתובב 100% עם כיוון השעון ונגד כיוון השעון הנשלט על ידי הג'ויסטיקים השמאליים שמאלה וימינה. לציר הג'ויסטיק הזה יש קפיץ "חזרה למרכז" שבאופן טבעי יקבע את מהירות המנועים ל -0%.

שלב 6: הרכבת ערימת הארדואינו על החלק התחתון של המארז

לשלב זה תזדקק ל:

• הערימה שהושלמה מהשלבים הקודמים.
• החלק התחתון המודפס בתלת מימד של השלדה
• שני (2) 6 ברגי מכונה M3
• מפתח ברגים/מפתח או מפתח משושה ארוך.

1. מסדרים את מחברי JST כך שהחוטים מבלוק הטרמינל M1 מגיעים לצד הימני, החוטים מבלוק הטרמינל M2 מגיעים לצד השמאלי והחוטים מלולאת בלוק הטרמינל M3 ו- M4 מתחת לערימה לחזית. (ניתן לחבר את אנטנת המקלט גם מתחת לערימה)
2. וודא כי הלוגו של JST פונה כלפי מעלה על גוף המחבר האדום, לחץ על התאמת ראשי המחברים JST לשקעים המתאימים שלהם בחלק התחתון המודפס. הסדר של כבלי הצד הימני אינו משנה כאשר שניהם עוברים לבלוק הטרמינל M1. אותו הדבר לגבי המחברים בצד שמאל לבלוק המסוף M2.
3. כבלי M3 ו- M4 צריכים לולאה ישירות מתחת לערימה ולהתחבר לשקע שהם נמצאים בצד שלו.
4. בעזרת מפתח ברגים של אלן וברגי M3, הברג את הערימה לסטנדים הבורגים של החלק התחתון. זה עשוי להיות שימושי למצוא בורג לעזאזל עם קוטר ראש קטן יותר, שכן סביר שאחד הברגים ינשך בכותרת הנשית של הארדואינו. אל תדאג לפגוע בכותרת זו מכיוון שאיננו משתמשים בה לשום דבר.
5. הכנס את כל החיווט הרופף מתחת לערימה במידת האפשר כדי לצמצם את העומס.

שלב 7: התקנה והלחמה במתג ההפעלה

לשלב זה תזדקק ל:

• מגהץ וקצת הלחמה
• מספרי תיל
• חשפניות תיל
• מתג נדנדה בגודל 13.5 מ"מ x 9 מ"מ

1. דחוף את מתג הנדנדה לתוך החור שלה מהצד התחתון של החלק התחתון עד שנקיש במקום. ודא כי | הסמל פונה לחזית והסמל 0 פונה לאחור לכיוון תא הסוללה.
2. למתוח את חוט ה- JST השחור ממסוף הסוללות למסוף המתגים ולחתוך אותו ולוודא כי מספיק חוט שחור פועל ממסוף GND כדי להגיע בנוחות למסוף המתגים.
3. רצועה והפחיתו את שני קצות החוט החתוך.
4. הלחם כל קצה חתוך של החוט השחור לכל מסוף מתג כפי שמוצג בתמונות. (היזהר שלא להחזיק את מגהץ ההלחמה במסוף המתג זמן רב מדי מכיוון שהחום יכול להעביר בקלות למטה ולהתחיל להמיס את גוף הפלסטיק של המתג!)
5. לולף את קצה המחבר של כבל מסוף הסוללה מעל החריץ של תא הסוללה כלפי מטה לכיוון דלת הסוללה.

שלב 8: סגירת המארז

לשלב זה תזדקק ל:

• מברג אלן או מברג ראש משושה.
• ארבעה (4) 6 מ"מ ברגי מכונה שקועים

1. הנח את החלק העליון המודפס בזהירות מעל החלק התחתון וודא שעכשיו חוט נצבט בין שני החלקים. במידת הצורך, חזור ותחוב עוד חוט מתחת לערימה כדי להוציא אותם מהדרך.
2. הכנס את כל ארבעת הברגים מלמטה. טיפ למקצוענים: הברג את כולם ברוב הדרך לפני שאתה מברג אחד מהם עד הסוף. זה עוזר אפילו ללחץ על החלקים המודפסים. הדק כל בורג יותר ויותר, לסירוגין לרוחב הפינות עד שכל הברגים נשטפים.

שלב 9: בניית מנועי החיבור המהיר

לשלב זה תזדקק ל:

• ארבעה (4) מנועי TT
• ארבעה (4) כבלי מחבר JST זכר
• מגהץ וקצת הלחמה
• אקדח דבק חם ודבק מומלץ בחום אך אין צורך

1. הלחם כבל מחבר JST זכר למנוע TT באותו אופן כפי שמוצג בתמונות. טיפ למקצוענים: מכיוון שמנועים אלה נוהגים הן בכיוון השעון והן נגד כיוון השעון, הקוטביות של החוטים לא משנה, אך עליך להבטיח אחידות בין כל המנועים כך שכולם יפעלו באותה דרך כאשר הם מחוברים לחשמל. (כלומר, עם הלחמת האדום וה חוטים שחורים עכשיו צריכים להיות זהים לך ולוחמים כל מנוע!)
2. טיפ למקצוענים: הוסף כדור דבק חם על מפרק ההלחמה של מנועים אלה כדי להאריך את תוחלת החיים שלהם מאוד! למנועים אלה יש לשוניות נחושת דקיקות במידה שאליהן אתה אמור להלחם ואם הן מתכופפות יותר מדי הן יכולות לעייף מתח ולהיצמד מיד ולהפוך את המנוע שלך לחסר תועלת. דבק חם מונע כיפוף זה!
3. כאשר אתה מחבר את המנוע שלך ל- OmniBot, שני מגעי המתכת צריכים להיות כלפי מעלה. הם יכולים להיות קצת מסובכים לחבר את הפעמים הראשונות מכיוון שהקטע התחתון של השלדה יכול לסחוט מעט את מחברי ה- JST הנשיים.

שלב 10: OmniBot הראשון שלך

לשלב זה תזדקק ל:

• כמה מנועי TT המחוברים במהירות עם גלגלים
• עדיף סרט דביק בגב כפול אך ניתן להשתמש גם בדבק חם או סרט רגיל.
• בקר המשדר שלך
• סוללה (7V עד 12V תפעל, אך עדיף 2S 7.4V Lipo ברשימת החומרים)

ראשית פתח את תא הסוללות באמצעות מפתח ברגים או מברג קטן, חבר את הסוללה וסגור אותו חזרה. לאחר מכן, אין באמת כללים לבנייה מלבד: מנועי הנעה שמאל מתחברים בצד שמאל, מנועי הנעה ימנית מחוברים בצד ימין, והחוט החום/אחורי של מנועי הסרוו פונים אל את OmniBot. חוץ מזה, הפוך אותו לשלך!

אתה יכול להעביר את התמונות שלי כדי להבין איך בניתי את שלי. אני ממליץ גם להשתמש בחומרי בניין כמו מקלות ארטיק, דבק חם וקרטון עבור רכיבי גוף אחרים או הרחבת גודל המארז.

שלב 11: שליטה ב- OmniBot שלך

לשלב זה תזדקק ל:

• OmniBot המוגמר שלך
• הבקר שלך

אני לא יכול להמליץ מספיק על משדר טרניגי איבו מהובי קינג. הוא משדר דיגיטלי נהדר עם 2.4GHz עם דילוג תדרים אוטומטי והרבה תכונות נהדרות כולל מסך מגע! זה מה שאנחנו משתמשים באקדמיה של בולטס ובייטס מייקר וזה שירת אותנו היטב. אם אתה משתמש בו גם כן, הקפד להפעיל עדכון קושחה כך שתשתמש בקושחה העדכנית ביותר. קישור לכך ניתן למצוא בדף המוצר ב- Hobby King.

כדי להניע את OmniBot שלך, לחץ על תיבת הכלים שבבקרת Turnigy Evo והקש על RX Bind, ולאחר מכן הקש על מחזור ההפעלה (כבה והפעל את) ה- OmniBot שלך מהמתג. הבקר צריך להשמיע צליל המציין שהוא התחבר למקלט בתוך ה- OmniBot.

עכשיו סע! כל הקוד צריך לעבוד בצורה חלקה.

תגלו שתכונות בקר Turnigy Evo שולטות ב- OmniBot בדרכים הבאות:

• ימין Stick אנכי ואופקי> יציאות שמאליות (2) ויציאות ימניות (2) של OmniBots עבור מנועי הנעה.
• מקל שמאלי אופקי> יציאת מנוע קדמית 1, מהירות מנוע -100% עד 100% ויציאת סרוו 1
• מקל שמאלי אנכי> יציאת מנוע 2 קדמית, מהירות מנוע 0% עד 100% ויציאת סרוו 2
• כפתור מרכז> כוונן את מהירות הכונן המרבית של OmniBot
• מרכזת מתג> שנה את ערכת ערבוב הכוננים בעת משיכה לאחור במקל הימני (יש הרבה מה לפרוק שם מכיוון שערבוב כונן הוא נושא מורכב, אשמור הסבר אם מישהו באמת רוצה את זה!)
• מתג שמאלי> UP: מאפשר שליטה על מנועים קדמיים ומנועי סרוו, MID: מאפשר שליטה במנועי סרוו בלבד, למטה: מאפשר שליטה על מנועים קדמיים בלבד. (זה שימושי אם אתה צריך סרוו לזוז אבל לא מנוע קדמי בו זמנית)
• מתג ימינה> כרגע לא בשימוש

תוכלו למצוא גם תכונות בתפריט הבקר עבור "נקודות קצה", "הפוך" ו"קצץ ", אבל יש הרבה מה לומר על כל אלה ואשאיר אותם למדריך אחר. אם אתה מעוניין באחד מאלה, חיפוש ביוטיוב במונחים אלה אמור לחשוף עשרות סרטונים מועילים.

הכל מוכן

אם הגעת עד לכאן, מזל טוב, אני יודע שזה היה ארוך.

אני לא יכול לחכות לראות מה הקהילה עושה עם OmniBot. בהחלט אשמח לענות על כל שאלה ואשמח לשמוע כל תגובה. המשך לעקוב אחר גרסה קלילה יותר של OmniBot במדריך הוראות עתידי!