רובוט צב DFRobot: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

עד כה, פרויקטי הרובוטים של הסדנאות שלי מונעים לעלות נמוכה וקלות ההרכבה. מה אם הביצועים והדיוק היו המטרות, ולא העלות? מה אם חברת ערכות רובוט הייתה מוכנה לתרום חלקים? ומה אם נצייר עם משהו אחר מלבד טושים?

לכן, מטרת הפרויקט היא ליצור רובוט צבים מדויק באמצעות חלקי מדף שימשוך משהו מעניין לקראת יריד ה- Maker הבא.

צבים הרחק!

שלב 1: חלקים

DFRobot סיפקה את המרכיבים העיקריים. הנה מה שאנחנו משתמשים בו:

• 1 ea., לוח לוח M0 Bluno, מק"ט: DFR0416 או Aroino Uno רגיל
• 1 ea., מגן מנוע צעד כפול דו קוטבי עבור Arduino (DRV8825), מק"ט: DRI0023
• 2 אי., מנוע צעד היברידי, מק"ט: FIT0278
• ערכת צימוד גלגל גומי 5 מ"מ (זוג), מק"ט: FIT0387
• 1 ea., 9G servo SKU: SER0006

לצורך צריכת חשמל, אני הולך להשתמש ב- 18650 תאי ליתיום, אז קניתי:

• 3 אי., סוללה EBL 18650 3.7V
• 1 ea., מטען סוללות חכם KINDEN 18650
• 3 ea., מחזיק סוללות 18650

השתמשתי גם בכמה חומרות שונות:

• 2 אי., גומי Buna-N #343 טבעת O (3/16 "x 3-3/4" מזהה)
• מיסב כדורי 1 ", 1" דלת פחמן דלת פחמן
• 10 בורג, M3x6MM בורג ראש פאן
• 2 בורג, M3x8MM בורג ראש פאן
• 4 בורג, M3x6MM בורג שטוח
• 14 אי., אגוז M3
• 4 בורג, #2 x 1/4 בורג ליצירת חוטים

כמו כן, אנו נזדקק לדרך יצירתית לחלוק את הסוללה בין מגן המנוע לבין הארדואינו מכיוון שלא נראה מקום מתאים לכך. השתמשתי בקצה השקע של חבית בגודל 2.1 מ"מ x 5 מ"מ של ספק כוח מת, או משהו כזה.

כלים:

• מברג קצה פיליפס
• חשפניות חוטים
• אקדח דבק חם (אופציונלי)
• מגהץ והלחמה

ולא פחות מזה:

• סבלנות
• התמדה
• גישה חיובית

שלב 2: חלקי תלת מימד

החלטתי לנסות ולעצב את כל התלת מימד ב- FreeCad עבור הרובוט הזה כדי לעזור לי ללמוד. כל מה שהייתי צריך לעשות זה להעביר מידות לסידור הסרו ועט, ולאחר מכן להגדיל את היתר כך שיתאים למדרגות הגדולות בהרבה.

• גלגלים גדולים יותר המספקים מרווח לסוללות.
• מארז עבה יותר לספק כוח למשקל המוגדל.
• גלגלת גדולה יותר שתתאים לגובה הסיפון המוגבה.
• מודולרי לבדיקות והתאמה אישית קלה.

להלן החלקים שתזדקקו להם. כל הקבצים שוכנים בכתובת

• 1 אי., שלדה
• 1 אי., תמוכת עליון
• 2 אי., גלגל
• 1 אי., חבית
• 1 ea., מחזיק סרוו

שלב 3: הרכבת המארז חלק 1

• התחל בהכנסת אגוזים מסוג M3 במעקפי השלדה. ניתן ללחוץ אותם פנימה או למשוך אותם באמצעות בורג M3.
• הרכבו את המדרגות בעזרת ברגי M3 כאשר המחברים החשמליים פונים לקצה האחורי (הקצר).
• הרכבו את מחזיקי הסוללות באמצעות ברגים שטוחים.

שלב 4: הרכבת המארז חלק 2

• הרכיבו את החבית, החלק העליון והסרוו יחד עם ברגים ואומים M3.
• הרכיבו את החלק העליון המשולב על הצעדים בעזרת ברגי M3.
• הכנס את מיסב הפלדה למחזיק הגלגלים, מחמם אותו במייבש שיער במידת הצורך כדי לרכך אותו.
• הרכיב את הגלגלת לגוף באמצעות ברגי M3.

שלב 5: הרכבת גלגלים

• בעיה בכדי לגרום לרכזות לאחוז בפיר מכיוון שהפירים הם 5 מ"מ והרכזת (שטוענת שהיא בגודל 5 מ"מ) היא למעשה 6 מ"מ. סביר להניח ששימוש במומנט מספיק על ברגי ההידוק יסיר אותם, אז השתמשתי בזוג אחיזות כדי לסגור את הסובלנות תחילה.
• לאחר התאמת הסובלנות, החלק את הרכזת על פיר המדרגות והדק את ברגי ההידוק.
• הנח את גלגל התלת -ממד על הרכזת, הכנס בורג גדול והדק אותו.
• מניחים טבעת O מעל הרכזת.
• וודא שהגלגל מסתובב ללא התנודדות. התאם במידת הצורך.

שלב 6: חיווט

תן לנו להוציא את הכוח מהדרך כדי שנוכל לבדוק את הצעדים. אנחנו צריכים:

• מגן הצעדים דורש בין 8 ל -35 וולט להפעלת המדרגות.
• המדרגות מדורגות עבור 3.4V, אך מונעות בדרך כלל על ידי 12V.
• ל- Bluno (Arduino) יש מתח כניסה מומלץ של 7 - 12V, או שניתן להפעיל אותו ישירות באמצעות USB 5V.

לתאי סוללת הליתיום יש מתח נומינלי של 3.7V. אם שמנו שלושה בסדרות, זה נותן לנו 3 x 3.7V = 11.1 V וכ -3 x 3000 mAh = 9000 mAh. ה- Bluno כנראה שואב רק 20 mA, כך שרוב הניקוז יגיע מהצעדים, שיכולים להגיע עד מגבר או יותר בהתאם לעומס. זה אמור לתת לנו שעות ריצה.

לבדיקה, אתה יכול לספק 12V מוסדר למגן ו- 5V USB ל- Arduino. אולי קל יותר פשוט לחבר את הסוללות להפעלה של שניהם בו זמנית.

• הלחם את מחזיקי הסוללה במקביל לפי הציור.
• הר את הארדואינו באמצעות ברגי יצירת החוט מס '2.
• הנח את מגן המנוע על גבי הארדואינו

• הפשיטו את חוטי השקע בגודל 2.1 מ"מ x 5 מ"מ וסובבו אותם יחד עם מוליכי הסוללה:

  פס לבן הוא חיובי, טוויסט עם עופרת סוללה אדומה

• הכנס את הכבל האדום ל- VCC ואת העופרת השחורה ב- GND על מגן המנוע.

שלב 7: צעד אחר צעד

התקשיתי קצת לחבר מספיק מידע כדי להפעיל את זה, אז אני מקווה שזה יעזור לאחרים. מסמך המפתח שאתה צריך הוא בכתובת

חבר את חוטי המדרגה ואספקת החשמל למגן שלך:

• 2B כחול
• 2A אדום
• 1A שחור
• 1B Grenn

שרטוט הדוגמא שסופק עבד בשבילי, אך אינו מלמד מדי. נצטרך לשלוט במהירות ובסיבוב, כמו גם לשחרר את מנועי הצעד כאשר הם אינם בשימוש כדי לחסוך בחשמל.

מצאתי דוגמה שונה מ https://bildr.org/2011/06/easydriver/ שיש לה פונקציות עוזרות. הוא מניע צעד אחד בלבד בכל פעם, אך ייתן לך ביטחון שאנחנו בדרך הנכונה. נכתוב קוד מתוחכם יותר מאוחר יותר.

שלב 8: סרוו

הסרוו משמש להעלאה והורדה של העט לציור.

• הנח את הזרוע על הרכזת וסובב בעדינות את המדרגה נגד כיוון השעון והביט מטה עליה עד שהוא מגיע לתחנה.
• הסר את הזרוע והנח אותה כלפי מטה (זו תהיה העמדה למטה).
• הכנס את הבורג הקטן ליצירת חוטים והדק אותו.
• הכנס את הסרוו לתושבת עם קצה הרכזת כלפי מעלה והצמד בעזרת שני ברגים גדולים יותר ליצירת חוטים.

שלב 9: כיול

בגלל שינויים בהרכבה ויישור, יש לכייל את הרובוט כך שיוכל להזיז מרחקים וזוויות מדויקים.

• מדוד את קוטר הגלגל מהקצוות החיצוניים של טבעת הגומי.
• מדוד את בסיס הגלגלים ממרכז טבעות ה- O בתחתית הרובוט (שם הוא ייצור קשר עם הרצפה).
• הורד מערכון כיול מצורף
• הזן את הפרמטרים הנמדדים שלך.
• תעלה את הסקיצה..

הכינו את העט:

• הסר את המכסה והחלק את צווארון העט מהקצה.
• הכנס עט למחזיק עם זרוע סרוו ישר כלפי מעלה.
• ודא שהעט אינו נוגע בנייר במצב זה.
• אם העט נקשר בפיר, שלח לנו קובץ להסרת כל חספוס והגדלת קוטר החור.

צייר ריבוע:

• החלק את מתג ההפעלה ל- "מופעל".
• המתן מספר שניות עד שהמטען יתחיל.
• לאחר שהרובוט משלים את הריבוע הראשון, הסר את העט וכבה את הרובוט.

התאם קודם את הפרמטר wheel_dia. מדוד את אורך הצד של הריבוע. זה צריך להיות 100 מ מ:

• אם המרחק הנמדד ארוך מדי, הגדל את הגלגל_דיא.
• אם המרחק הנמדד קצר מדי, הפחית את הגלגל_דיא.

לאחר שיהיה לך כיול המרחק, התאם את פרמטר בסיס הגלגל שמשפיע על זווית הסיבוב. מניחים את הרובוט על דף נייר טרי, מדליקים אותו ונותנים לו לצייר את כל ארבעת הריבועים:

• אם הרובוט מסתובב בחדות רבה מדי (התיבה מסתובבת עם כיוון השעון), הפחת את ערך בסיס הגלגל.
• אם הרובוט לא מסתובב מספיק בחדות (התיבה מסתובבת נגד כיוון השעון), הגדל את ערך בסיס הגלגל.
• בגלל שגיאות עיגול בקוד הצעד והשיפוע בהילוכים של המדרגות הזולות, לעולם לא תקבל אותו מושלם, אז אל תבזבז עליו יותר מדי מאמץ.

שלב 10: ציור

הגיע הזמן לצייר! הורד את הסקיצות המצורפות כדי להתחיל.

שלב 11: עכשיו מה? תכנית לימודים

זה עובד ומצייר ריבועים יפים. עכשיו הכיף מתחיל.

להלן מספר משאבים ללימוד גרפיקת צבים.

• https://blockly-games.appspot.com/ (תכנות חסימה)
• מדריך TinyTurtle (JavaScript)
• קוד עם אנה ואלזה מתוך שעה של קוד

פרסמתי גם הוראה בנושא השימוש ברובוט הצבים אלה מקורות מקוונים עם רובוט הצבים. באופן כללי, ניתן להדביק כל קוד JavaScript של Turtle ולהריץ במערכון הכיול. אתה יכול לבדוק פלט מקוון במחשב תחילה ולאחר מכן להעלות אותו לצב שלך כדי לצייר בחיים האמיתיים!

לסטודנטים, הנה כמה רעיונות לפרויקטים:

• תכנת הרובוט שלך לכתוב את שמך!
• עיצוב ותלת מימד להדפיס לוח שם ב- TinkerCad מתבנית. ניתן לחבר אותו מתחת למנוע הסרוו שלך.
• תן לרובוט שלך קצת אישיות עם קצת דבק חם ובלינג. (רק שמור על הגלגלים והעיניים נקי ממכשולים).
• מתוך סקיצת OSTR_eyes, תכנן ובדוק אלגוריתם לניווט בחדר. מה אתה עושה כאשר עין אחת מזהה משהו. שתי העיניים? האם תוכל לשלב את הפונקציה האקראית () של Arduino.
• בנה מבוך על דף נייר גדול על הרצפה ותכנת את הרובוט שלך לנווט בו.
• בנה מבוך עם קירות ועיצב אלגוריתם לניווט בו אוטומטית.
• הכפתור בין הלדים עדיין לא הופעל לשימוש, והוא מחובר לסיכת Arduino "A3". למה זה יכול לשמש? השתמש בו כדי להדליק ולכבות נורית מלכתחילה.
• אם לא עשית את סעיף החקירה בשלב "קושחה (FW): בדיקה ומהבהבת", חזור ונסה.

שלב 12: אבל רגע, יש עוד

אם שמת לב, שמת לב שהחבית מרובעת. באיזשהו צירוף מקרים קוסמי מוזר, גיר אמן הפסטל הוא ברוחב זהה לקוטר הסמנים של קריולה. כל מה שאנחנו צריכים הוא דרך להפעיל מספיק לחץ על הגיר, ואנחנו אמן מדרכה.

אתה תצטרך:

• חבית ואיל מודפסים בתלת מימד (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• גיר, או גיר האמן המרובע בפסטל או גיר עגול קטן (לא חומר המדרכה השמן).

  https://a.co/6B3SzS5

כביסות בגודל 3/4 אינץ 'למשקל

שלבים:

• הדפס את שני הקבצים המצורפים.
• הסר את סרוו ומחזיק סרוו.
• חבר את חבית ההזנה המרובעת.
• לחדד את הגיר לנקודה קרובה.
• מניחים גיר בחבית.
• מניחים איל בחבית.
• הניחו משקל מכונת כביסה על האיל.