Build 1KG Sumobot: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מדריך זה ינחה אותך בתהליך של עיצוב ובניית סומובוט של קילוגרם אחד.

אבל קודם כל קצת רקע למה החלטתי לכתוב את זה. עמדתי לתקן את הסומובוט הישן שלי לתחרות כשהבנתי שמעולם לא הכנתי הוראה כיצד להכין סומובוט. הייתי שקט ב- Instructables בשנה האחרונה, אז החלטתי שאחזור עם המדריך הזה כיצד לבנות סומבוט של 1 ק ג.

ראשית, רבים מכם היו תוהים: מהו סומבוט?

ביסודו של דבר, סומובוט הוא סוג של רובוט המשמש בתחרויות סומובוט או רובוט-סומו. כפי שהשם מרמז, המטרה היא לדחוף אחד את השני מתוך טבעת, בדומה להיאבקות סומו. הסומובוט עצמו מעוצב רק במטרה לדחוף סומובוט נוסף מהטבעת. הסובוט במדריך זה הוא קילוגרם אחד. יש, עם זאת, שיעורי משקל אחרים כגון 500 גרם ו -3 ק ג.

דרושים כישורים:

• היכרות עם CAD (עיצוב בעזרת מחשב)
• הַלחָמָה
• תכנות בארדואינו

אין צורך בכישורים רבים לפרויקט זה. רק להיות בנוח עם CAD, הלחמה ותכנות עובר דרך ארוכה. אל תיבהל עד כמה נשמע מסובך עיצוב בעזרת מחשב. Autodesk מספק הדרכות מקיפות בחינם על תוכנות משלהם (אני משתמש ב- Fusion 360 בעצמי) וזה מאוד עוזר למתחילים ללמוד את החבלים. מבחינתי, מה שיותר חשוב הוא הנכונות והנכונות ללמוד, וכמובן ליהנות בכיף.

עם זה, בואו נתחיל.

נ.ב. אני גם מצטרף לתכנית ההנחיה הזו בתחרות Make it Move. אם אתה מוצא את ההוראה המדהימה הזו, אנא הצביע גם לי. (אני רוצה את החולצה; זה נראה ממש מגניב:))

שלב 1: רשימת חלקים

רשימת חלקים:

יריעת אלומיניום בגודל 0.090 אינץ '6061 - 12 אינץ' x 12 אינץ '(או כל יריעת אלומיניום של 0.090 אינץ'/2.2 מ מ הניתנת לביצוע CNC. בחרתי ב 6061 כיוון ששימש אותה לגוף הראשי, ול- 6061 יש כמות לא מבוטלת של חוזק)

יריעת אלומיניום 0.5 מ"מ - 12 "x 12" (כל סגסוגת תעבוד; זה מיועד רק לכריכה העליונה והלהב. השתמשתי בשאריות אלומיניום רזרביות)

יריעת אלומיניום 5 מ מ (שוב, כל סגסוגת תעבוד. שלי היו 7075 שאריות אלומיניום).

מנוע 2 x 12V DC בעל מומנט גבוה (כל מנוע בעל מומנט גבוה יעבוד, כמו זה של אמזון).

חישוק 2 x גלגל (שוב, כל חישוק גלגלים יעבוד, תלוי במנוע שלך. אם יש לך פיר מנוע 5 מ מ, הגלגלים האלה יעבדו יפה. שלי הם בעצם כמה גלגלי סיליקון ישנים שהיו לי)

4 חיישני מרחק IR (אני משתמש בחיישני מרחק IR Sharp, אותם ניתן לרכוש במספר חנויות, כגון זה מפולו וזאת מ- Sparkfun.)

2 חיישני IR (קיבלתי כאן כמה מ- Sparkfun שוב.)

לוח מיקרו -בקר אחד (אני משתמש ב- ATX2 רק בגלל שהוא נדרש. Uno רגיל של ארדואינו היה עדיף למעשה לנוחות השימוש בו).

סוללת ליתיום פולימר 1S (LiPo. 3S LiPos היא 12 וולט. קיבולת בכל מקום בין 800 ל 1400 mah תעבוד).

1 נהג מנוע (שוב, זה תלוי בכמה כוח המנוע שלך יכול לצייר. זה עובר ישירות על גבי Arduino Uno ויכול לספק עד 5A של זרם).

חוטים, כבלים ומחברים (לחיבור החיישנים ללוח ולממשק עם מחשב נייד.)

ברגים ואומים M3

אפוקסי

קַרטוֹן

מחשב נייד (לתכנת הלוח)

כלים כגון מספריים, חשפניות תיל ומלחם.

שלב 2: הרכבת המארז

השתמשתי בתוכנת Fusion 360, תוכנת CAD/CAM תלת מימדית הכוללת ענן אחד, לתכנון המארז. Autodesk מספקת כאן הדרכות יפות. למדתי מצפייה בעיקר בסרטונים ולאחר מכן ניסיון לעשות אותם בעצמי. לא אנסה ללמד אותך כיצד להשתמש ב- Fusion 360; אני אתן לאנשי מקצוע לעשות את שלהם.

העיצוב עצמו מורכב מבסיס מרכזי אחד, להב אחד, כיסוי עליון אחד, שני סוגרי מנוע ושניים (או ארבעה) פלטות תלת מימד מודפסות. הבסיס העיקרי הוא אלומיניום 2.2 מ"מ, סוגרי המנוע הם 5 מ"מ אלומיניום, הלהב הוא 0.5 מ"מ אלומיניום, בעוד שהכריכה העליונה יכולה להיות אלומיניום 0.5 מ"מ או קרטון רגיל. השתמשתי בקרטון מכיוון שהאלומיניום שוקל עוד כמה גרם, ועברתי את מגבלת הקילוגרם ב 10 גרם. הפלטות המודפסות בתלת מימד לעומת זאת מודפסות עם ABS, במילוי 50%.

העיצובים שקראו לאלומיניום יוצאו לקבצי.dxf ונשלחו לחברת חיתוך לייזר מקומית כאן בפיליפינים. בינתיים החלקים המודפסים בתלת -ממד יוצאו ל- STL ושוב נשלחו לחברת הדפסה תלת -ממדית מקומית.

כתב ויתור: השתמשתי מחדש בסומובוט ישן שלי שאינו עובד יותר אך משתמש בעיצוב זה, כך שחלק מהחלקים כבר מורכבים בתמונות. עם זאת, אני אלווה אותך בתהליך הרכבת כל החלקים יחד.

לאחר חיתוך החלקים, תוכל להתחיל עם המכסה העליון, הפלטה והלהב, או סוגר המנוע.

הכריכה העליונה בעיצוב עשויה אלומיניום, אך בשל מגבלות משקל השתמשתי בקרטון. חתכתי קרטון במפרטים כמו בעיצוב.

הפלטה המודפסת בתלת -ממד מאובטחת מלפנים באמצעות ברגים, ומשמשת לחיזוק הלהב ממש. הלהב נדבק לבסיס באמצעות אפוקסי. חורי הברגה בלהב ובבסיס הראשי משמשים להנחיית המיקום ולוודא שהוא מחובר במדויק. ישנם חורים עגולים בבסיס הראשי שניתן למלא באפוקסי כדי להדביק את הלהב לבסיס הראשי. שטח הפנים הגדול של החורים מאפשר לאפוקסי לאחוז טוב יותר בלהב ולמנוע ממנו להיקרע מהבסיס. חיישן ה- IR יכול להיות תקוע גם לתחתית הלהב באמצעות אפוקסי, ממש כמו בתמונות. וודא כי תחתית החיישן מאונכת לרצפה.

כדי להרכיב את המנוע לבסיס, תחילה הברג את המנוע לתושבת המנוע. עם זאת, תחילה עליך להלחים חוטי מנוע, מכיוון שהלידים נמצאים בחלק האחורי של המנוע ויהיה קשה להגיע אליהם ברגע שהם מחוברים לבסיס. המנוע מסתדר עם סוגר המנוע ומוחזק על ידי ברגים. כלומר, אם קיבלת את המנוע שכללתי ברשימת החלקים. אם לא, תוכל לשנות את העיצוב כך שיתאים למנוע שלך. בשלב זה תוכל גם לחבר את חישוק הגלגל למנוע. סוגר המנוע מתברג לאחר מכן על החורים האחוריים של הבסיס הראשי.

אם אתה משתמש במנהג מנוע שאינו יכול לעלות על גבי הארדואינו, או מסיבה כלשהי שיש לנהג המנוע להיות בעל שטח משלו, יש מקום בין המנועים והלהב עבורו. מקום זה מוקצה לסוללת הליפו ולנהג המנוע, למקרה שתזדקק לשטח הנוסף. מכיוון שאנו כבר עובדים על החלק התחתון של הרובוט, ויהיה קשה לגשת אליו מאוחר יותר לאחר חיבור המכסה העליון, תוכל למקם את נהג המנוע בין הלהב למנועים, בדיוק כמו בתמונות. סרט דו צדדי עשוי לסייע בהצמדתו לבסיס.

שלב 3: אלקטרוניקה

הבא הוא האלקטרוניקה, כגון החיישנים, נהג המנוע והלוח.

אם שוב אתה משתמש במנהג מנוע שאינו עולה על ארדואינו, התחל לצרף את החוטים הדרושים כדי ליצור ממשק עם המיקרו -בקר. לנהג המנוע שלי, כל מה שאני צריך הוא חוט אות (כחול) וקרקע (שחור). זה תלוי בנהג עצמו. מה שכל הנהגים צריכים זה חוטים לחיבור לסוללה או למקור החשמל. המוליכים המחוברים ל- XT-60 שלי (אותו תקע ברוב סוללות הליפו) היו עבים מדי, ולכן נאלצתי לקצץ אותו כך שיתאים לבלוקים המחברים הצרים.

המיקרו-בקר שלי גם חולק את אותו מקור הכוח של מנהלי המנועים, ולכן נאלצתי להלחם חוטים ישירות אל מוליכי מחבר ה- XT-60 במנהגי המנוע.

ייתכן שחייבי מרחק ה- IR עצמם יצטרכו לרתך עליהם סיכות כותרת, תלוי איזה חיישן תקבל. הם בדרך כלל כוללים חלק מהחבילה אם אתה רוכש אותם, אז פשוט הלחם אותם לפי הצורך.

ייתכן שיהיה עליך גם להלחם חוטים יחד כדי לחבר את המיקרו -בקר לחיישנים, בדיוק כמוני. לחיישן יש מחבר משלו; חלקם משתמשים ב- JST, בעוד שחלקם משתמשים בכותרות סרוו. עם ארדואינו רגיל, אתה יכול להצמיד כבלי מגשר לארדואינו ולאחר מכן להלחם את הקצה השני של הכבל לכבל היוצא מהחיישן. התהליך עובד באותו אופן עם בקרי מיקרו אחרים. חוטים המגיעים מהמיקרו -בקר מולחמים לחוטים המגיעים מהחיישן.

שלב 4: חיבור כל החלקים

החיישנים והמיקרו -בקר עוברים על הצלחת העליונה. הרכבתי את חיישני המרחק IR על צרור קרטון כדי להעלות אותו מעל הבקר, מכיוון שהחוטים מאחורי החיישן מתנגשים עם המיקרו. שימו לב לתמונה יש רק שלושה חיישנים. רק ברגע האחרון החלטתי להוסיף חיישן מרחק רביעי בחלק האחורי של הרובוט. לרוע המזל, לא היה יותר מקום אז הייתי צריך להרכיב אותו על הבסיס הראשי עצמו, ממש מאחורי המנועים.

לאחר מכן, המיקרו -בקר מחובר לצלחת העליונה. שום דבר קשה מדי; רק תקעתי כמה חורים בקרטון והברגתי את כל הלוח על הצלחת העליונה. אם אתה משתמש באלומיניום, מקדחה ידנית תהיה חובה.

לאחר שהכל מאובטח בצלחת העליונה, השתמש בקלטת דו צדדית כדי להדביק אותו לחלק העליון של המנועים.

בשלב זה, תוכל להתחיל לחבר את כל האלקטרוניקה יחד, כגון חיבור החיישנים ומנהג המנוע למיקרו -בקר. אם אתה משתמש במנהג המנוע שפשוט נדבק בחלקו העליון של הארדואינו, אין בעיה עבורך. אם לא, יהיה עליך לחבר אותו על פי מפרט הנהג ללוח, בדיוק כמו שעשיתי.

לאחר שהכל מחובר, הנח את הליפו בחלל התחתון בין המנועים לבין הלהב ולאחר מכן הפעל את הבקר והנהגים שלך כדי לראות אותו נדלק בפעם הראשונה.

שלב 5: תכנות

ברגע שהכל מורכב, יש דבר אחרון לעשות: לתכנת את הרובוט שלך.

תכנות הרובוט שלך תלוי באיזו אסטרטגיה אתה רוצה. אני מניח כאן שאתה מוכשר לתכנות, כי נהג המנוע שלי משתמש בתקשורת טורית (UART), ולכן התוכנית שלי לא תעבוד עבור נהגי מנועים אחרים. אחרי הכל, אין מידה אחת שמתאימה לכולם בתכנות.

כדי לעזור לך, הנה תרשים זרימה בסיסי של התוכנית שלי.

אם יש מישהו קרוב מאוד מלפנים, לך במלוא עוצמתו אם חיישן הצבע השמאלי או הימני מזהה קו לבן, חזור אחורה ואז הסתובב אם חיישן המרחק השמאלי או הימני מזהה משהו, פנה לכיוון הזה אם החיישן האחורי מזהה משהו, פנה לכיוון זה אם מישהו נמצא רחוק מלפנים, קדימה, המשך להתקדם

להלן כל התוכנית אם אתה סקרן:

#לִכלוֹל

// A5 - חיישן צבע שמאלי // A4 - חיישן צבע ימין // A6 - חיישן מרחק אחורי // A2 - חיישן מרחק שמאל // A3 - חיישן מרחק ימינה // A1 - חיישן מרחק קדמי // מנוע 1 - ימין // מנוע 2 - הגדרת חלל שמאלי () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); בסדר(); ביפ (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, "מאתחל"); עיכוב (4900); }

לולאת חלל () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int rearDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); אם (frontDistanceValue> 250) {// מישהו ממש מלפנים, הספק מרבי Serial1.write (127); Serial1.write (128); } אחרת אם (leftColorValue == 0) {// נגע בקצה // הפוך Serial1.write (1); Serial1.write (255); עיכוב (400); Serial1.write (1); Serial1.write (128); עיכוב (300); } אחרת אם (rightColorValue == 0) {// נגע בקצה // הפוך Serial1.write (1); Serial1.write (255); עיכוב (400); Serial1.write (127); Serial1.write (255); עיכוב (300); } אחרת אם (frontDistanceValue> 230) {// די רחוק Serial1.write (127); Serial1.write (128); } אחרת אם (leftDistanceValue> 250) {// פנה שמאלה Serial1.write (127); Serial1.write (255); עיכוב (450); } אחרת אם (rightDistanceValue> 250) {// פנה ימינה Serial1.write (1); Serial1.write (128); עיכוב (450); } אחרת אם (rearDistanceValue> 150) {// ליד הגב Serial1.write (1); Serial1.write (128); עיכוב (1050); } אחרת אם (frontDistanceValue> 180) {// רחוק מלפנים Serial1.write (127); Serial1.write (128); } אחר {Serial1.write (100); Serial1.write (155); }}

שלב 6: תמונות

מוצגות כמה תמונות של הסומובוט המוגמר.

אני מקווה שלמדת משהו מההנחיה הזו. אם אתה אוהב את המדריך הזה, אנא הצביע עבורי בתחרות Make it Move. אם לא, אשמח לתקן כל דבר שיכול לשפר את המדריך הזה.

למידה מהנה!