Arduino RC робот: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Описание

Издръжлив, 3D отпечатан, дистанционно управляван робот на базата на Arduino с обхват няколкостотин метра. Модулна схема за бързо свързване на двигателя ви позволява бързо да създавате прототипи на различни дизайни на роботи без никакви инструменти. Перфектен за обучение по роботика за деца.

За какво става въпрос?

Значи току -що сте започнали да изучавате Arduino или може би 3D печат и сте готови да създадете нещо готино. Искате да изградите нещо смислено и практично, но забавно … Готови сте да изградите OmniBot. Ако Arduino е швейцарският армейски нож за електроника, тогава OmniBot е швейцарският армейски нож за роботика! OmniBot е резултат от няколкомесечен проект на Академията за създаване на болтове и байтове, който има за цел да проектира универсален и лесен за използване комплект за роботика с дистанционно управление. И сега всичко е с отворен код! OmniBot се захранва от батерии, може да управлява до четири канала с постоянен ток, два серво мотора и има дистанционно управляван обхват от няколкостотин метра! И всичко това се вписва в елегантен 3D принтиран калъф, работещ, предположихте, на Arduino Uno мозък.

Добре, но защо?

Наистина искахме да направим супер лесно за малките деца да вземат картон и лепило и да завършат с работещ персонализиран робот. С традиционните комплекти роботи, които може да закупите онлайн, сте принудени да се справите с много разхвърляни проводници, пишете свой собствен код и - о, да … почти никога не можете да ги контролирате дистанционно. Те просто изпълняват един и същ код в цикъл. С OmniBot просто включвате батерия, включвате мотор и го залепвате или залепвате където искате, и - стрела. робот. Целият код, който сме написали автоматично, работи със същия контролер, който може да използвате за дрон или RC самолет. Това е идеалният комплект за роботи за бързо прототипиране, готови за работа на полето. Когато приключите с изграждането на вашата платформа OmniBot, току -що сте започнали. За десет кратки минути можете да преминете от робот за обезвреждане на критична бомба до футболен бот в стил Rocket-league и това прави OmniBot мощен. Така че нека започнем!

Препоръчителни нива на умения:

• Този проект включва леко запояване, той е доста управляем за начинаещи.
• Общо разбиране за Arduino и как да работите в Arduino IDE качване на скици и добавяне на библиотеки. Не се изисква кодиране, но напредналите потребители могат да персонализират кода си, ако желаят.
• Някои леки хардуерни работи с отвертка и ножове/стрипери. Препоръчва се наблюдение от възрастни за малки деца. (Крайният продукт е подходящ за употреба на всички възрасти!)

Консумативи

Необходими инструменти:

• Поялник и спойка
• Шестограмен гаечен ключ/ключ или отвертка с шестостенна глава
• Филипсова глава или отвертка с плоска глава (в зависимост от клемните блокове на щита на двигателя)
• Пистолет за горещо лепило и клечки за горещо лепило (не е задължително, но силно се препоръчва!)
• Резачки за тел (препоръчват се фрези за промиване, тъй като могат да се използват в други стъпки)
• Машини за сваляне на тел
• Клещи за иглени носове (не са необходими, но правят почистването на 3D принта много по -лесно)
• Достъп до 3D принтер (ако нямате такъв, попитайте местния производител, училище, лаборатория или библиотека!)
• Компютър със софтуера Arduino IDE

Сметка на материалите:

Следните артикули и връзки са получени от Amazon (всички или повечето са елементи от Amazon Prime), но трябва да се отбележи, че повечето, ако не всички от тях, могат да бъдат намерени много по -евтино на уебсайтове като Banggood и AliExpress, ако желаете да изчакате няколко седмици за доставка. Това всъщност може да намали наполовина цената на проекта, ако изглеждате достатъчно добре.

1. Микроконтролер Arduino Uno (типът с чип за повърхностно монтиране работи по -добре за това)
2. Arduino Motor Shield V1
3. Предавател Turnigy Evo (режим 2) (този идва с приемника, но повечето приемници с iBus комуникация трябва да работят)
4. Мъжки и женски JST щепсели (силно препоръчвам типа със силикон, защото са по -гъвкави)
5. 13,5 мм х 9 мм превключвател
6. M3x6mm винтове с вдлъбнатина (всъщност са необходими само 6 винта)
7. 2S Lipo батерия (тази може да бъде заменена с не акумулаторна батерия обратно между 7 и 12 волта)
8. 2S Lipo зарядно устройство (необходимо само при използване на lipo батерия)
9. PETG нишка за 3D принтер (може да се използва PLA, но PETG е по -издръжлив и топлоустойчив на горещо лепило)
10. TT двигатели и колела
11. Серво мотори (могат да се използват и по -големи серво мотори)

Ако имате всичките си инструменти и части, следвайте ме! Имаме роботи за изграждане …

Стъпка 1: 3D отпечатване на вашето шаси на робота

За тази стъпка ще ви трябва:

3D принтер с минимален обем на изработка 4,5 "X x 4,5" Y x 1,5 "Z

Добрата новина е, че вече съм го проектирал за вас! 3D STL файловете са по -долу. Но първо, ето няколко бележки.

Печатът е три отделни плътни модела, разгънат участък, долен участък и врата на батерията. Долната секция наистина изисква помощни материали, но само под секцията, където ще бъде инсталиран превключвателят.

Долната секция и вратата на батерията могат да бъдат отпечатани в един кадър като модел „печат на място“, което означава, че можете да я издърпате направо от принтера, когато приключи и вратата ще работи веднага, без да се инсталира. Някои принтери с по -ниско качество обаче могат да се борят с допустимите отклонения и да разтопят тези две части заедно, така че включих и отделни файлове за печат за всяка врата на батерията и долната секция, за да можете да ги отпечатате поотделно и да ги съберете след това.

Стъпка 2: Почистване на 3D печат

За тази стъпка ще ви трябва:

• Чифт клещи за иглени носове
• Нож за хоби

Внимателно извадете отпечатъка си от плочата за изграждане. Ако сте отпечатали всичко в един кадър, както аз, може да се наложи да изтриете малко нанизване между частите. С помощта на клещи издърпайте опорния материал до отвора, където ще бъде превключвателят. На някои принтери първият слой или два от вратичката на батерията може да се слеят с долната част, ако това е така, можете да използвате нож за хоби, за да изрежете вратата. Ако предпазителят е твърде лош, може да се наложи да отпечатате вратата и долната част отделно и след това да ги сглобите.

Стъпка 3: Подготовка на вашия Arduino Uno

За тази стъпка ще ви трябва:

• Arduino Uno
• Компютър с инсталирана IDE на Arduino (можете да инсталирате IDE от тук)
• USB кабел за програмиране

Кодът на OmniBot зависи от няколко различни библиотеки.

1. "Servo.h" (това е вградено в IDE и не трябва да се изтегля)
2. "AFMotor.h" (тази страхотна библиотека от Adafruit, заедно с ръководството за нейната инсталация можете да намерите тук)
3. "OmniBot.h" (Следвайте инструкциите по -долу, за да инсталирате тази библиотека)

За да инсталирате библиотеката OmniBot, намерете папката си Arduino Libraries (обикновено под Documents> Arduino> Libraries) и създайте нова папка с име OmniBot. Поставете файловете OmniBot.h, OmniBot.cpp и keywords.txt в тази нова папка. Затворете и рестартирайте Arduino IDE, за да завършите инсталацията. Ако сте успели, сега трябва да видите библиотеката OmniBot, като отворите Sketch> Include Library в IDE.

След като библиотеките са инсталирани, просто включете Arduino Uno, изберете правилната дъска под Инструменти> Борд:> Arduino/Genuino Uno, изберете активния COM порт, след което качете скицата!

Стъпка 4: Подготовка на приемника на вашите роботи

За тази стъпка ще ви трябва:

• поялник и спойка
• ножове за тел
• стриптизьори за тел
• Arduino Uno
• Модул на приемник IBus (за предпочитане този, който идва с препоръчителния предавател, но други приемници iBus може да работят)

1. Започнете, като намерите кабелите на заглавката, които идват с вашия модул на приемника. Тя трябва да бъде четири. Жълтият проводник, съответстващ на PPM на нашия модул, не е необходим и може да бъде премахнат или изрязан от заглавната част.
2. Извадете отделната женска глава от края на проводниците и отстранете около 1 см изолация.
3. Професионален съвет: Завъртете откритата многожилна жица, за да предотвратите износване и оформете краищата с спойка.
4. Намерете наличните дупки Gnd, Vcc и Rx на вашия Arduino. (ако използвате препоръчания Arduino, те могат да бъдат намерени близо един до друг точно под щифтовете на ICSP.)
5. Поставете консервираните проводници през съответните им отвори и запоявайте от задната страна. Бяло към RX, червено до 5V, черно към GND.
6. Отрежете останалия проводник на гърба, за да предотвратите късо съединение.
7. Включете женската четворка в модула на приемника червено към VCC, черно към GND и бяло към S. BUS
8. Поставете модула на приемника в Arduino. Открих, че моят приляга плътно между кондензаторите и кристала до USB порта.

Стъпка 5: Подготовка на щита на водача на двигателя

За тази стъпка ще ви трябва:

• Чифт фрези за флъш или ножове.
• Малка плоска глава или отвертка с глава Phillips (в зависимост от клемните блокове, които има вашият щит на двигателя)
• Седем (7) женски адаптера за JST кабели.

1. Опитайте се да натиснете щита на двигателя върху Arduino, като приемникът е поставен между тях.
2. Ако щифтовете на щита на двигателя не се притискат докрай в женските щифтове на Arduino, може да има дълги щифтове от долната страна на щита на двигателя, които се набиват в приемника, предотвратявайки това. Те могат да бъдат подрязани с фрези или ножове, както се вижда на снимка 2.
3. Когато Arduino, Motor Shield, сандвич на приемника е направен (нека го наречем „купчина“), започнете да завинтвате кабелните адаптери JST към клемните блокове, както показват снимките. Червените проводници на кабелите са в края на повечето позиции на клемните блокове, а черните проводници са в центъра. (имайте предвид, че клемите M1 и M2 на щита трябва да имат по два JST кабела, M3 и M4 трябва да имат по един, клемата на батерията трябва да има един)
4. Обърнете много голямо внимание на клемата на акумулатора на щита на двигателя. Свързването на JST кабел към този по грешен начин може да изпържи купчината ви, когато е включена батерия. Не забравяйте, че червеното преминава към M+, черното към GND.
5. Уверете се, че има жълт джъмпер, свързващ щифтовете "PWR" вдясно от клемния блок на батерията. Това осигурява захранване на долните части на стека.
6. Професионален съвет: Когато всички кабели са завинтени, дайте леко на всеки проводник, за да сте сигурни, че е прикрепен добре и няма да падне.

Докато бяхме тук, нека ви кажа какво означават тези конектори. Клемни блокове M1 и M2 (всеки е набор от два отделни гнезда) са съответно за десния и левия задвижващ двигател на робота. В средата на реда има пети контакт, който според мен е свързан към земята и за нашите цели няма да се използва. Клемен блок M3 и M4 ще бъдат "спомагателни двигатели", които са разбити в предната част на OmniBot за всякаква обща функционалност на двигателя, от която се нуждаете. Допълнителният двигател M3 може да бъде настроен между 0% и 100% скорост, въртящ се в една посока и се управлява от лявото джойстик нагоре и надолу. Моторът M4 може да се върти на 100% по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка, контролирана от лявите джойстици наляво и надясно. Тази ос на джойстика има пружина за връщане в центъра, която естествено ще настрои скоростта на двигателя на 0%.

Стъпка 6: Монтиране на Arduino Stack върху долната секция на шасито

За тази стъпка ще ви трябва:

• Завършеният стек от предишните стъпки.
• 3D отпечатаната долна секция на шасито
• Два (2) 6 мм M3 винта за машина
• Шестограмен ключ/ключ или дълъг шестостен.

1. Подредете JST съединителите така, че проводниците от клемния блок M1 да достигат до дясната страна, проводниците от клемния блок M2 да достигат до лявата страна, а проводниците от контура на клемния блок M3 и M4 под стека към предната част. (антената на приемника също може да бъде закрепена под стека)
2. Уверете се, че логото на JST е обърнато нагоре върху червения корпус на конектора, натиснете, за да поставите главите на съединителя JST в съответните им гнезда на отпечатаната долна секция. Редът на кабелите от дясната страна не е важен, тъй като и двамата отиват към клемния блок M1. Същото важи и за съединителите от лявата страна към клемния блок M2.
3. Кабелите M3 и M4 трябва да се свързват директно под купчината и да се включват в гнездото, от което се намират отстрани.
4. С помощта на гаечен ключ Allan и винтове M3, затегнете купчината към стойките на винтовете в долната секция. Може да е полезно да се намери винт с по -малък диаметър на главата, тъй като един от винтовете вероятно ще ухапе женската глава на Arduino. Не се притеснявайте да повредите тази заглавка, тъй като не я използваме за нищо.
5. Пъхнете всички разхлабени кабели под купчината, където е възможно, за да намалите бъркотията.

Стъпка 7: Инсталиране и запояване в превключвателя на захранването

За тази стъпка ще ви трябва:

• Поялник и малко спойка
• ножове за тел
• стриптизьори за тел
• 13,5 мм х 9 мм превключвател

1. Натиснете копчето за превключване в отвора му от долната страна на долната секция, докато щракне на място. Уверете се, че | символът е обърнат отпред, а символ 0 - отзад към отделението за батерията.
2. Разтегнете черния проводник JST от клемата на акумулатора към клемата на превключвателя и го изрежете, като се уверите, че има достатъчно черен проводник, преминаващ от терминала GND, за да достигнете удобно терминала на превключвателя.
3. Отделете и отрежете двата края на отрязаната жица.
4. Запоявайте всеки отрязан край на черния проводник към всеки терминал на превключвателя, както е показано на снимките. (внимавайте да не държите поялника върху клемата на превключвателя твърде дълго, тъй като топлината може лесно да се прехвърли надолу и да започне да стопява пластмасовото тяло на превключвателя!)
5. Завийте края на конектора на кабела на клемата на акумулатора над прореза на отделението за батерията надолу към вратичката на батерията.

Стъпка 8: Затваряне на шасито

За тази стъпка ще ви трябва:

• Алан ключ или отвертка с шестостенна глава.
• Четири (4) 6 мм M3 винта с вдлъбната машина

1. Поставете отпечатаната горна част внимателно върху долната секция, като се уверите, че сега проводникът е притиснат между двете секции. Ако е необходимо, върнете се и пъхнете още малко тел под купчината, за да ги махнете от пътя.
2. Забийте четирите винта отдолу. Професионален съвет: Завинтете всичко за по -голямата част, преди да завиете някоя от тях докрай. Това помага дори за натиска върху отпечатаните части. Затягайте всеки винт все повече и повече, редувайки се по ъглите, докато всички винтове се изравнят.

Стъпка 9: Изграждане на двигатели за бързо свързване

За тази стъпка ще ви трябва:

• Четири (4) двигателя с редуктор TT
• Четири (4) мъжки JST съединителни кабела
• Поялник и малко спойка
• Пистолетът и лепилото за горещо лепило са силно препоръчителни, но не са необходими

1. Запоявайте мъжки съединителен кабел JST към TT двигателя по същия начин, както е показано на снимките. Професионален съвет: Тъй като тези двигатели се движат както по посока на часовниковата стрелка, така и обратно на часовниковата стрелка, полярността на проводниците няма значение, но трябва да осигурите еднаквост на всички двигатели, така че всички да работят по един и същи начин, когато са включени. (Т.е. въпреки това запоявате червеното и черните проводници сега трябва да са същите, каквито запоявате всеки двигател!)
2. Професионален съвет: Добавете кълбо горещо лепило върху спойката на тези двигатели, за да увеличите значително живота им! Тези двигатели имат донякъде крехки медни зъбци, към които трябва да запоявате, и ако се огънат твърде много, те могат да изморят напрежението и веднага да направят двигателя ви безполезен. Горещото лепило предотвратява това огъване!
3. Когато включите двигателя си в OmniBot, двата метални контакта трябва да са обърнати нагоре. Те могат да бъдат малко трудни за включване през първите няколко пъти, защото долната част на шасито може да притисне малко женските JST конектори.

Стъпка 10: Вашият първи OmniBot

За тази стъпка ще ви трябва:

• Някои TT двигатели с бързо свързване с колела
• За предпочитане е лепящата лента с двойно гръбче, но можете да използвате и горещо лепило или обикновена лента.
• Вашият контролер на предавателя
• Батерия (7V до 12V ще работи, но за предпочитане 2S 7.4V Lipo батерии в списъка с материали)

Първо отворете отделението за батерията с помощта на гаечен ключ или малка отвертка, включете батерията и я затворете обратно. След това наистина няма никакви правила за конструкцията, освен: левите задвижващи двигатели се включват от лявата страна, десните задвижващи двигатели се включват от дясната страна, а кафявият/заден проводник на серво моторите е обърнат от на OmniBot. Освен това, направете го свой собствен!

Можете да предавате моите снимки, за да усетите как съм построил моята. Бих препоръчал също така да се използват строителни материали като пръчици от лепило, горещо лепило и картон за други компоненти на тялото или разширяване на размера на шасито.

Стъпка 11: Контрол на вашия OmniBot

За тази стъпка ще ви трябва:

• Вашият завършен OmniBot
• Вашият контролер

Не мога да препоръчам достатъчно предавателя Turnigy Evo от Hobby King. Неговият страхотен 2.4GHz цифров предавател с автоматично скачане на честотата и много страхотни функции, включително сензорен екран! Това е, което използваме в Академията за създаване на болтове и байтове и това ни служи добре. Ако и вие го използвате, не забравяйте да стартирате актуализация на фърмуера, така че да използвате най -новия фърмуер. Връзка за това може да бъде намерена на страницата на продукта на Hobby King.

За да преместите OmniBot, щракнете върху кутията с инструменти на контролера Turnigy Evo и докоснете RX Bind, след това включете захранването (изключете и включете) вашия OmniBot от превключвателя. Контролерът трябва да издаде звук, показващ, че е свързан към приемника вътре в OmniBot.

Сега карайте! Целият код трябва да работи безпроблемно.

Ще откриете, че функциите на контролера Turnigy Evo контролират OmniBot по следните начини:

• Вертикална и хоризонтална дясна пръчка> Ляви портове (2) и десни портове (2) на OmniBots за задвижващи двигатели.
• Ляв стик Хоризонтално> Преден моторен порт 1, скорост на двигателя -100% до 100% и Серво порт 1
• Ляв стик Вертикално> Преден моторен порт 2, скорост на двигателя от 0% до 100% и Серво порт 2
• Централно копче> Регулирайте максималната скорост на задвижване OmniBot
• Централен превключвател> Промяна на схемата за смесване на задвижване, когато дърпате обратно дясната пръчка (има много неща за разопаковане, тъй като смесването на устройства е сложна тема, ще запазя обяснение, ако някой наистина го иска!)
• Ляв превключвател> НАГОРЕ: Позволява управление на предни двигатели и серво мотори, MID: Позволява управление само на серво мотори, НАДОЛУ: позволява управление само на предни двигатели. (това е полезно, ако имате нужда от серво за движение, но не и от преден двигател едновременно)
• Десен превключвател> в момента неизползван

В менюто на контролера ще намерите и функции за „крайни точки“, „заден ход“и „подрязване“, но има много какво да се каже за всеки от тях и ще ги оставя за друго ръководство. Ако се интересувате от някое от тях, търсенето в YouTube по тези термини трябва да разкрие десетки полезни видеоклипове.

Всичко е готово

Ако сте стигнали дотук, поздравления, знам, че беше дълъг.

Нямам търпение да видя какво прави общността с OmniBot. Със сигурност ще очаквам с нетърпение да отговоря на всеки въпрос и бих искал да чуя всяка обратна връзка. Очаквайте по -лека версия на OmniBot в бъдещо ръководство за Instructables!