Arduino RC robot: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Leírás

Tartós, 3D nyomtatott, távirányítású Arduino alapú robot, több száz méteres hatótávolsággal. A moduláris gyorscsatlakozós motorrendszer lehetővé teszi a különböző robottervek gyors prototípusát szerszám nélkül. Tökéletes a gyerekek robotika oktatásához.

Miről van szó?

Tehát most kezdte el tanulni az Arduino -t, vagy esetleg a 3D -s nyomtatást, és készen áll arra, hogy valami klassz dolgot készítsen. Értelmes és praktikus, de szórakoztató dolgokat szeretne létrehozni … Készen áll az OmniBot felépítésére. Ha az Arduino a svájci elektronikai kés, akkor az OmniBot a robotika svájci kése! Az OmniBot a Bolts and Bytes Maker Academy több hónapos projektjének eredménye, amelynek célja egy sokoldalú és könnyen használható távirányítású robotkészlet tervezése. És most minden nyílt forráskódú! Az OmniBot elemmel működik, akár négy egyenáramú motorcsatorna, két szervomotor meghajtására képes, és több száz méteres távvezérelt hatótávolsággal rendelkezik! És mindez elfér egy elegáns, 3D nyomtatott tokban, fut, ahogy sejtette, egy Arduino Uno agy.

Oké, de miért?

Nagyon szerettük volna megkönnyíteni a kisgyermekek számára, hogy kartonpapírt és ragasztót vegyenek fel, és végül egy működő egyedi robotot kapjanak. A hagyományos robotkészletekkel, amelyeket esetleg online vásárol, kénytelen sok rendetlen jumper vezetéket kezelni, saját kódot írni, és - ó igen … szinte soha nem tudja irányítani őket távolról. Csak ugyanazt a kódot futtatják egy ciklusban. Az OmniBot segítségével egyszerűen csatlakoztathat egy akkumulátort, csatlakoztathat egy motort, ragaszthatja vagy ragaszthatja a kívánt helyre, és - gém. robot. Az összes kód, amit automatikusan írtunk, ugyanazzal a vezérlővel működik, amelyet drónhoz vagy RC géphez használhat. Ez a tökéletes készlet a gyors prototípus -készítéshez. Ha befejezte az OmniBot platform építését, csak most kezdte el. Tíz rövid perc alatt eljuthat a küldetéskritikus bombák hatástalanító robotjától a Rocket-ligás stílusú futballbotig, és ez teszi az OmniBot-ot erőteljessé. Kezdjük hát!

Ajánlott képzettségi szintek:

• Ez a projekt magában foglal néhány könnyű forrasztást, ez kezdők számára meglehetősen kezelhető.
• Az Arduino általános ismerete és az Arduino IDE -ben való munkavégzés vázlatok feltöltése és könyvtárak hozzáadása. Nincs szükség kódolásra, de a haladó felhasználók tetszés szerint testre szabhatják kódjukat.
• Néhány könnyű hardver csavarhúzóval és huzalvágókkal/lehúzókkal működik. Kisgyermekek számára felnőtt felügyelet ajánlott. (A végtermék minden korosztály számára használható!)

Kellékek

Szükséges eszközök:

• Forrasztópáka és forrasztópáka
• Imbuszkulcs/kulcs vagy hatlapfejű csavarhúzó
• Phillips fej vagy laposfejű csavarhúzó (a motorpajzs sorkapocsától függően)
• Forró ragasztópisztoly és forró ragasztópálca (nem kötelező, de nagyon ajánlott!)
• Drótvágók (süllyesztett vágók használata ajánlott, mivel más lépésekben is használhatók)
• Huzalhúzók
• Tűfogó (nem szükséges, de sokkal könnyebbé teszi a 3D nyomtatás tisztítását)
• Hozzáférés egy 3D nyomtatóhoz (ha nincs, kérje a helyi készítői helyet, iskolát, laborot vagy könyvtárat!)
• Számítógép Arduino IDE szoftverrel

Darabjegyzékben:

A következő elemek és linkek az Amazon -ból származnak (mindegyik vagy legtöbbjük az Amazon Prime tételei), de meg kell jegyezni, hogy a legtöbb, ha nem mindegyik, sokkal olcsóbban elérhető az olyan webhelyeken, mint a Banggood és az AliExpress, ha hajlandó várni néhány hét szállításra. Ez valójában a felére csökkenti a projekt költségeit, ha elég jól nézel ki.

1. Arduino Uno mikrokontroller (a felületre szerelhető chip jobb erre a típusra)
2. Arduino Motor Shield V1
3. Turnigy Evo adó (2. mód) (ez a vevővel együtt jár, de az iBus kommunikációval rendelkező legtöbb vevőnek működnie kell)
4. Férfi és női JST dugók (erősen ajánlom a szilikonos típust, mert rugalmasabbak)
5. 13,5 mm x 9 mm billenőkapcsoló
6. M3x6 mm süllyesztett csavarok (csak 6 csavarra van szükség)
7. 2S Lipo akkumulátor (ez helyettesíthető 7-12 voltos, vissza nem tölthető akkumulátorral)
8. 2S Lipo töltő (csak akkor szükséges, ha lipo akkumulátort használ)
9. PETG 3D nyomtatószál (PLA használható, de a PETG tartósabb és hőálló a forró ragasztóval szemben)
10. TT motorok és kerekek
11. Szervomotorok (nagyobb szervomotorok is használhatók)

Ha minden eszköze és alkatrésze megvan, kövessen! Robotokat kell építenünk…

1. lépés: A robotváz 3D nyomtatása

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

3D nyomtató, minimális építési térfogata 4,5 "X x 4,5" Y x 1,5 "Z

A jó hír az, hogy már megterveztem neked! A 3D STL fájlok az alábbiakban találhatók. De először itt van néhány megjegyzés.

A nyomtatás három különálló szilárd modellből áll, a Felső részből, az Alsó részből és az Ajtófedélből. Az alsó részhez szükség van támogató anyagokra, de csak azon rész alatt, ahol a kapcsolót telepítik.

Az alsó rész és az elemtartó egy nyomással kinyomtatható "nyomtatás helyben" modellként, ami azt jelenti, hogy azonnal lehúzhatja a nyomtatóról, ha elkészült, és az ajtó telepítés nélkül azonnal működni fog. Néhány gyengébb minőségű nyomtató azonban küzdhet a tűrésekkel, és összeolvaszthatja ezt a két részt, ezért külön nyomtatási fájlokat is mellékeltem az akkumulátor -ajtóhoz és az alsó részhez, így külön -külön kinyomtathatja és összeállíthatja őket.

2. lépés: A 3D nyomtatás tisztítása

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Egy pár tűfogó
• Hobbi kés

Óvatosan távolítsa el a nyomatot az építőlemezről. Ha mindezt egy képben kinyomtatta, mint én, akkor előfordulhat, hogy le kell ecsetelnie néhány húrt az alkatrészek között. Egy fogóval húzza ki a támasztóanyagot a lyuknál fogva, ahol a kapcsoló fog menni. Egyes nyomtatók esetén az elemtartó fedelének első vagy két rétege összeolvadhat az alsó résszel, ebben az esetben hobbikéssel vághatja ki az ajtót. Ha a beégetés túl rossz, előfordulhat, hogy külön kell kinyomtatni az ajtót és az alsó részt, majd össze kell pattintani őket.

3. lépés: Az Arduino Uno előkészítése

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Egy Arduino Uno
• Számítógép, amelyen telepítve van az Arduino IDE (innen telepítheti az IDE -t)
• USB programozókábel

Az OmniBot kód néhány különböző könyvtáratól függ.

1. "Servo.h" (ez be van építve az IDE -be, és nem kell letölteni)
2. "AFMotor.h" (ez az Adafruit nagyszerű könyvtára, valamint a telepítési útmutató itt található)
3. "OmniBot.h" (Kövesse az alábbi utasításokat a könyvtár telepítéséhez)

Az OmniBot könyvtár telepítéséhez keresse meg az Arduino Libraries mappát (általában a Dokumentumok> Arduino> Könyvtárak alatt), és hozzon létre egy új, OmniBot nevű mappát. Illessze be az OmniBot.h, OmniBot.cpp és a keywords.txt fájlokat ebbe az új mappába. A telepítés befejezéséhez zárja be és indítsa újra az Arduino IDE -t. Ha sikeres volt, most láthatja az OmniBot könyvtárat, ha navigál a Vázlat> Könyvtár beillesztése lehetőséghez az IDE -ben.

Miután telepítette a könyvtárakat, egyszerűen csatlakoztassa az Arduino Uno -t, válassza ki a megfelelő táblát az Eszközök> Tábla:> Arduino/Genuino Uno alatt, válassza ki az aktív COM -portot, majd töltse fel a vázlatot!

4. lépés: A robotfogadó előkészítése

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• forrasztópáka és forrasztópáka
• drótvágók
• huzalcsupaszítók
• Arduino Uno
• IBus vevőmodul (lehetőleg az ajánlott adóhoz mellékelt modul, de más iBus vevőkészülékek is működhetnek)

1. Kezdje azzal, hogy megkeresi a vevőmodulhoz tartozó fejvezetékeket. Négy szálnak kell lennie. A modulunk PPM -jének megfelelő sárga vezetékre nincs szükség, és eltávolítható vagy levágható a fejlécből.
2. Vágja le az egyes hüvelyeket a vezetékek végéről, és távolítsa el körülbelül 1 cm szigetelést.
3. Profi tipp: Csavarja ki a szabadon álló sodrott drótot, hogy megakadályozza a kopást, és ónozza be a végeit forrasztással.
4. Keresse meg a rendelkezésre álló Gnd, Vcc és Rx lyukakat Arduino -ján. (ha az ajánlott Arduino -t használja, egymás közelében, közvetlenül az ICSP csapok alatt találhatók.)
5. Helyezze be az ónozott huzalokat a megfelelő lyukakon és a hátsó oldalon lévő forrasztáson. Fehér - RX, piros - 5 V, fekete - GND.
6. Vágja le a hátul lévő vezetéket a rövidzárlat elkerülése érdekében.
7. Csatlakoztassa a női négyfejű fejlécet a vevőmodulhoz: piros a VCC -hez, fekete a GND -hez, fehér pedig az S. BUS -hoz
8. Dugja be a vevőmodult az Arduino -ba. Azt tapasztaltam, hogy az enyém jól illeszkedik a kondenzátorok és a kristály közé az USB -porton keresztül.

5. lépés: A motorvezérlő pajzsának előkészítése

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Egy pár öblítővágó vagy maró.
• Egy kis laposfej vagy Phillips fejű csavarhúzó (a motorvédő sorkapocsától függően)
• Hét (7) női JST kábel adapter.

1. Próbálja a motorpajzsot az Arduino -ra nyomni úgy, hogy a vevőkészülék között van.
2. Ha a motorpajzs csapjai nem nyomódnak be teljesen az Arduino hüvelyi csapokba, előfordulhat, hogy a motorvédő alsó oldalán hosszú csapok vannak, amelyek a vevőkészülékbe böknek, és ezt megakadályozzák. Ezeket a 2. ábrán látható módon öblítővágókkal vagy csipeszekkel vághatja le.
3. Amikor elkészült az Arduino, Motor Shield, vevő szendvics (nevezzük ezt "kötegnek"), kezdje el csavarni a JST kábeladaptereket a sorkapocsra, ahogy a képek mutatják. A kábelek piros vezetékei mind a sorkapcsok végső helyzetében vannak, a fekete vezetékek pedig középen. (vegye figyelembe, hogy az árnyékolás M1 és M2 kivezetéseinek két JST -kábellel kell rendelkezniük, az M3 -nak és az M4 -nek egy -egy, az akkumulátor kivezetésének pedig egy)
4. Nagyon figyeljen a motorpajzson lévő akkumulátor kivezetésére. Ha rosszul csatlakoztatja a JST kábelt ehhez, akkor megsülhet a köteg, amikor az akkumulátort csatlakoztatja. Ne feledje, a piros az M+, a fekete a GND.
5. Győződjön meg arról, hogy van egy sárga áthidaló, amely a "PWR" csapokat az akkumulátor kapocslécétől jobbra köti. Ez áramot biztosít a köteg alsó részeinek.
6. Pro tipp: Ha az összes kábelt lecsavarja, adjon minden huzalnak egy könnyű húzót, hogy biztos legyen abban, hogy jól van rögzítve és ne essen ki.

Amíg itt volt, hadd mondjam el, mire vonatkoznak ezek a csatlakozók. Az M1 és M2 sorkapcsok (mindegyik két különálló foglalatból áll) a robot jobb- és baloldali meghajtású motorjaihoz tartoznak. A sor közepén van egy ötödik aljzat, amelyről úgy vélem, hogy földhöz van kötve, és a mi céljainkhoz nem fogjuk használni. Az M3 és M4 sorkapcsok "segédmotorok" lesznek, amelyek az OmniBot elején találhatók, bármilyen általános motorfunkcióra van szüksége. Az M3 segédmotor 0% és 100% közötti fordulatszámra állítható egy irányba, és a bal joystick fel -le mozgatásával vezérelhető. Az M4 motor 100% -ban foroghat az óramutató járásával megegyező irányban és az óramutató járásával ellentétes irányba, a bal joystick bal és jobb mozgatásával. Ennek a joystick tengelynek van egy "visszatérés középre" rugója, amely természetesen 0%-ra állítja a motor fordulatszámát.

6. lépés: Az Arduino verem felszerelése az alváz alsó szakaszára

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Az előző lépésekből álló kész verem.
• Az alváz 3D nyomtatott alsó része
• Két (2) 6 mm -es M3 gépcsavar
• Egy imbuszkulcs/kulcs vagy hosszú hatszögletű meghajtó.

1. A JST csatlakozókat úgy rendezze el, hogy az M1 sorkapocs vezetékei a jobb oldalra érjenek, az M2 sorkapocs vezetékei a bal oldalra, míg a vezetékek az M3 és M4 sorkapocs hurokból a verem alatt előre. (a vevőantenna a verem alá is hurkolható)
2. Győződjön meg arról, hogy a JST logó felfelé néz a piros csatlakozótesten, és nyomja be a JST csatlakozófejeket a nyomtatott alsó rész megfelelő foglalatába. A jobb oldali kábelek sorrendje nem lényeges, mivel mindkettő az M1 sorkapocshoz megy. Ugyanez vonatkozik az M2 sorkapocs bal oldali csatlakozóira is.
3. Az M3 és M4 kábeleket közvetlenül a köteg alatt kell hurkolni, és bedugni az aljzatba, amelynek oldalán vannak.
4. Allan csavarkulcs és M3 csavarok segítségével csavarja fel a köteget az alsó rész csavaros rögzítőelemeihez. Hasznos lehet egy kisebb csavarfejű csavart találni, mivel az egyik csavar valószínűleg beleharap az Arduino hüvelyébe. Ne aggódjon a fejléc károsodása miatt, mivel nem használjuk semmire.
5. A rendetlenség csökkentése érdekében húzza az összes laza vezetéket a verem alá.

7. lépés: Telepítés és forrasztás a főkapcsolóba

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Forrasztópáka és némi forrasztópáka
• drótvágók
• huzalcsupaszítók
• 13,5 mm x 9 mm billenőkapcsoló

1. Nyomja a billenőkapcsolót a lyukba az alsó rész aljáról, amíg a helyére nem kattan. Győződjön meg arról, hogy a | szimbólum elöl, a 0 szimbólum pedig hátul az akkumulátorrekesz felé néz.
2. Nyújtsa ki a fekete JST vezetéket az akkumulátor kivezetéséről a kapcsoló terminálra, és vágja el, biztosítva, hogy elegendő fekete vezeték futjon a GND terminálról, hogy kényelmesen elérje a kapcsoló terminált.
3. Vágja le és ónozza a levágott huzal mindkét végét.
4. Forrasztja a fekete vezeték minden vágott végét minden kapcsolócsatlakozóra, ahogy a képeken látható. (vigyázzon, hogy ne tartsa túl sokáig a forrasztópárat a kapcsoló terminálján, mert a hő könnyen le tud szállni, és elkezdi olvasztani a kapcsoló műanyag testét!)
5. Hurgassa az akkumulátor csatlakozó kábelének csatlakozó végét az akkumulátorrekesz bevágásán keresztül lefelé az elemtartó ajtaja felé.

8. lépés: Az alváz lezárása

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Allan csavarkulcs vagy hatlapfejű csavarhúzó.
• Négy (4) 6 mm -es M3 süllyesztett gépcsavar

1. Helyezze a nyomtatott felső részt óvatosan az alsó rész fölé, ügyelve arra, hogy a huzal a két rész közé szoruljon. Ha szükséges, menjen vissza, és húzzon még néhány vezetéket a verem alá, hogy eltegye őket az útból.
2. Csavarja be mind a négy csavart alulról. Profi tipp: Csavarja be az út nagy részét, mielőtt bármelyiket teljesen becsavarja. Ez még a nyomott részekre gyakorolt nyomást is csökkenti. Húzza meg egyre jobban a csavarokat, váltakozva a sarkokon, amíg minden csavar egy síkba nem kerül.

9. lépés: A gyorscsatlakozó motorok építése

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Négy (4) TT hajtóműves motor
• Négy (4) hüvelyes JST csatlakozó kábel
• Forrasztópáka és némi forrasztópáka
• A forró ragasztópisztoly és a ragasztó erősen ajánlott, de nem szükséges

1. Forrasztjon egy férfi JST csatlakozó kábelt a TT motorhoz a képeken látható módon. Pro tipp: Mivel ezek a motorok az óramutató járásával megegyező és az óramutató járásával ellentétes irányban is közlekednek, a vezetékek polaritása nem számít, de gondoskodnia kell az összes motor egyenletességéről, hogy mindegyik ugyanúgy működjön, amikor csatlakoztatva van. A fekete vezetékeknek most ugyanazoknak kell lenniük, mint minden motor forrasztása!)
2. Profi tipp: Adjon hozzá egy gömb forró ragasztót a motorok forrasztási kötéseihez, hogy jelentősen megnövelje élettartamukat! Ezek a motorok kissé gyenge réz fülekkel rendelkeznek, amelyekhez forrasztani kell, és ha túlságosan hajlítanak, fáradtságot okozhatnak, és azonnal leállhatnak, és használhatatlanná teszik a motort. A forró ragasztó megakadályozza a hajlítást!
3. Amikor csatlakoztatja a motort az OmniBot készülékhez, a két fém érintkezőnek felfelé kell néznie. Kicsit bonyolult lehet a csatlakoztatásuk az első néhány alkalommal, mert az alváz alsó része kissé összenyomhatja a női JST csatlakozókat.

10. lépés: Az első OmniBot

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Néhány gyorscsatlakozó TT motor kerekekkel
• Előnyben részesítjük a dupla hátsó ragasztószalagot, de használhatunk forró ragasztót vagy normál ragasztószalagot is.
• Az adó vezérlője
• Akkumulátor (7V -12V működik, de lehetőleg a 2S 7,4V -os Lipo elemek az anyaglistában)

Először nyissa ki az elemtartót imbuszkulccsal vagy kis csavarhúzóval, csatlakoztassa az akkumulátort, majd zárja vissza. Ezt követően valóban nincs más szabály az építésre, mint: a baloldali meghajtású motorok a bal oldalon, a jobb hajtású motorok a jobb oldalon, a szervomotorok barna/hátsó huzalja pedig kifelé néznek az OmniBot. Ettől eltekintve tegye magáévá!

Folytathatja a képeimet, hogy megértse, hogyan építettem az enyémet. Azt is javaslom, hogy használjon építőanyagokat, például Popsicle botokat, forró ragasztót és kartont más karosszériaelemekhez, vagy növelje az alváz méretét.

11. lépés: Az OmniBot vezérlése

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• Kész OmniBot
• A vezérlője

Nem tudom eléggé ajánlani a Turnigy Evo jeladót a Hobby King -től. Ez egy nagyszerű 2,4 GHz -es digitális adó automatikus frekvencia ugrással és sok nagyszerű funkcióval, beleértve az érintőképernyőt! Ezt használjuk a Bolts and Bytes Maker Academy -nél, és jól szolgált nekünk. Ha Ön is ezt használja, akkor feltétlenül futtasson firmware -frissítést, hogy a legújabb firmware -t használja. Ennek linkje megtalálható a Hobby King termékoldalán.

Az OmniBot mozgatásához kattintson a Turnigy Evo vezérlő eszköztárára, és koppintson az RX Bind elemre, majd kapcsolja be (kapcsolja ki, majd be) az OmniBot kapcsolót. A vezérlőnek hangot kell adnia, jelezve, hogy az OmniBot belsejében lévő vevőhöz csatlakozott.

Most vezess! Minden kódnak zökkenőmentesen kell működnie.

Megállapítja, hogy a Turnigy Evo vezérlő a következő módokon vezérli az OmniBotot:

• Jobb bot függőleges és vízszintes> Az OmniBots bal portjai (2) és jobb oldali portjai (2) a hajtómotorokhoz.
• Bal bot vízszintes> Első motorport 1, motor fordulatszám -100% és 100% között, szervo port 1
• Bal bot függőleges> Első motorport 2, motor fordulatszám 0% és 100% között, szervo port 2
• Középső gomb> Állítsa be az OmniBot maximális sebességét
• Középső kapcsoló> Változtassa meg a meghajtó keverési sémáját, amikor visszahúzza a jobb botot (ott sok mindent ki kell pakolni, mivel a meghajtókeverés összetett téma, elmentem a magyarázatot, ha valaki nagyon akarja!)
• Bal kapcsoló> FEL: Lehetővé teszi az első motorok és a szervomotorok vezérlését, MID: Csak a szervomotorok vezérlését teszi lehetővé, LE: csak az első motorok vezérlését teszi lehetővé. (ez akkor hasznos, ha szervóra van szükség a mozgatáshoz, de nem elülső motorra)
• Jobb kapcsoló> jelenleg nem használt

A "végpontok", a "fordított" és a "trim" funkciók a vezérlő menüjében is megtalálhatók, de mindegyikről sok mondanivaló van, és ezeket egy másik útmutatóra hagyom. Ha ezek bármelyike érdekel, akkor a YouTube -keresés ezeken a kifejezéseken tucatnyi hasznos videót tár fel.

Minden kész

Ha idáig eljutott, gratulálok, tudom, hogy hosszú volt.

Alig várom, hogy lássam, mit tesz a közösség az OmniBot -tal. Természetesen minden kérdésre szívesen válaszolok, és szívesen várok minden visszajelzést. Maradjon velünk az OmniBot könnyebb verzióját illetően a jövőbeli Instructables útmutatóban!