Модификация на Wild Thing - Управление с джойстик: 9 стъпки (със снимки)

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

ОТКАЗ ОТ ОТГОВОРНОСТ: Училището Barstow и екипът на FRC 1939 или някой от неговите членове не носят отговорност за каквито и да било наранявания на някое лице или щети по какъвто и да е обект, включително колата, причинени от модификациите. Всеки вид модификация ще анулира и гаранцията, предоставена от производителя на автомобила.

Създаден през 2006 г., The Barstow KUHNIGITS е ПЪРВИЯ екип от състезания по роботика, разположен в училището Barstow в Канзас Сити, Мисури. Вижте повече за нас на: www.frcteam1939.com

Нашият награден старши треньор, Gavin Wood, учи своите ученици как техните STEM умения могат да помогнат да направят света по-добро място и да вдъхновят днешните младежи да продължат кариерата си в STEM областите и да създават лидерите на утрешния ден.

През 2015 г. започнахме партньорството си с Variety KC GoBabyGo Осъществено от университета Rockhurst, ръководено от Кендра Ганьон в Канзас Сити, Mo. GoBabyGo е международна организация, основана от д -р Коул Галоуей, за да предостави възможност на децата с увреждания да се движат самостоятелно. Variety KC щедро е дарил средства за закупуване на всички необходими части и автомобили за модификация.

Power Wheels ® Wild Thing от Fisher-Price (LINK) е създаден и модифициран в резултат на сътрудничеството

между нашия екип и GoBabyGo. Zuhair Hawa и Joey Holliday от The Barstow School ръководят модификацията на колата и съставят тези инструкции. Гавин Ууд, Майлс Найт, Джордж Уайтхил, Софи Джонсън, Аасим Хава, Ейдън Джейкъбс, Ашли Декър и няколко други членове на екипа също помогнаха с адаптациите. Д -р Кендра Ганьон от университета Рокхърст също допринесе за това ръководство.

Модификациите включват:

• PVC екзоскелет, подплатен с юфка за басейн за омекотяване.
• Кикборд към облегалката на седалката за увеличаване на опората за гърба на детето.
• Конвертиране на контролите с два джойстика в един джойстик. Тази адаптация изискваше добавяне на процесор и контролери на скоростта.
• Потенциометър, подобен на превключвател за димер, така че родителите могат лесно да регулират скоростта.
• (По избор) ултразвуков сензор в предната част на колата за откриване на препятствия и пиезо за излъчване на звук, който да предупреди детето.

ВАЖНА ЗАБЕЛЕЖКА: Ако детето, за което модифицирате, използва добре както ръцете, така и ръцете, съберете само частите и инструментите от скелета от PVC и преминете към стъпка 6 след това. Ако искате един джойстик и PVC екзоскелет, започнете от стъпка 1. Когато завършвате проекта, не забравяйте да следите всички винтове/болтове, отстранени от колата.

Стъпка 1: Събиране на части и консумативи

По -долу са дадени списъците с всички части, необходими за модификациите. Повечето от тях ще бъдат намерени в магазини за хардуер като Home Depot или Lowe’s, освен ако не е посочено друго. Електрониката има хипервръзки, насочени към продуктовите страници за поръчка. Допълнителна тел може да се купи в магазини като _. Вътрешните модификации изискват умения за запояване, окабеляване и програмиране.

Ако завършите само екзоскелета от PVC, съберете инструментите само до пистолета за горещо лепило

PVC екзоскелет:

• PVC тръба - ¾”
• Връзки с цип
• PVC колена (3/4 ") - 6 броя
• PVC t -конектор (3/4 ") - 1 брой
• 1/4”болтове - 2" дълги - 1 малка кутия (около 25 бр.)
• 1/4”ядки - 1 малка кутия (около 25 броя)
• 1/4”шайби - 1 малка кутия (около 25 броя)
• Къси, малки винтове за дърво, с дължина не по -голяма от 1/2” - 1 кутия

Електроника:

• Дрънкулка от Adafruit:

  • Компютърът е четял от джойстик и управляващи двигатели
  • Всеки вариант на Arduino ще работи
  • https://www.adafruit.com/products/2000

• Ултразвуков сензор (по избор):

  • Използва се за откриване на разстояние до обект пред колата
  • Всеки ултразвуков сензор трябва да работи
  • https://www.adafruit.com/products/172

• Джойстик:

  • Всеки двуосен аналогов потенциометър трябва да работи
  • https://www.adafruit.com/products/3102?gclid=CIyvt6bzjNACFQooaQodII0Onw

• Пиезо (по избор):

  • Използва се за предоставяне на автоматична обратна връзка за близост до обекти пред автомобила
  • https://www.adafruit.com/products/1739

• Шина за разпределение на мощността (x2):

  • Използва се за опростяване на окабеляването
  • https://www.adafruit.com/products/737

• Потенциометър (по избор):

  • Използва се за регулиране на скоростта на автомобила
  • Всеки потенциометър трябва да работи
  • https://www.adafruit.com/product/562

• Кондензатори (x2):

  • Използва се за изравняване на напрежението в системата. Силно препоръчително.
  • Всеки резервен кондензатор трябва да бъде класиран за по -голямо напрежение от батерията
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472MHD/UVK1E472MHD-ND/2539398?curr=usd&WT.z_cid=ref_octopart_dkc_buynow&site=us

• Превключвател:

  • Използва се за включване и изключване на колата
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Silver-Metallic-Light-Switch/50107274
• ШИМ кабели или проводник с малък диаметър

• Контролер на скоростта (x2):

  • Използвахме регулатори на скоростта Talon SR, които се прекратяват.
  • Препоръчваме контролера Spark Motor
  • https://www.revrobotics.com/spark/
  • Можете също да използвате всеки PWM съвместим 12V контролер на скоростта, който намерите

• 30 ампера Прекъсвач/Предпазител

  Използва се за предотвратяване на пожари и изгаряния на компоненти

• Малка топка от пяна за джойстика (по избор)

  Това може да бъде закупено от доларовия магазин или от всеки хоби магазин като този на Michael

• 10/32 болта - 1 кутия
• 10/32 ядки - 1 кутия
• Велкро - Индустриална якост - 1 ролка
• Пръстени клеми за окабеляване

Инструменти:

• Измервателна лента/линийка
• PVC фрези (Hack трионът ще работи като заместител)
• PVC лепило
• Пробивна машина
• Свредла - 3/16”, 1/4”, 1/8”
• Отвертки
• Молив, молив или маркер
• Гаечни ключове
• Hack Saw
• Файл
• Клещи
• Пистолет и пръчки за горещо лепило
• Машини за сваляне на тел
• Поялник
• Припой
• Резачки за тел
• Тел
• Кримпери
• Електрическо тиксо
• Пистолет за горещ въздух

Стъпка 2: Премахване на двата джойстика (това трябва да бъде завършено първо, ако искате един джойстик)

1. Извадете акумулатора от автомобила
2. Извадете пластмасовото парче, което защитава платката под седалката
3. Изключете всички проводници от платката и извадете платката.
4. Развийте винтовете, които държат всяка гума и свалете гумите. Развийте винта, който държи гумата към оранжевата ос. Свалете оранжевата скоба и шайбата в края на всяка от осите.
5. Отстранете всеки от четирите винта от всяка страна, които свързват предпазителите на гумите с каросерията на автомобила. 2 от винтовете са под всеки от протекторите на гумите, а другите 2 винта са от вътрешната страна на всеки протектор на гумата.
6. Развийте двата винта в предната част на превозното средство, които държат пластмасовата поставка за крачета към металната основа на автомобила.
7. Извадете всеки джойстик, като премахнете страничните метални рамена, които са прикрепени към протектора на гумата.
8. Поставете отново всеки протектор на гумата и след това всяка от гумите, като завиете всеки от винтовете, които се развиват обратно на първоначалните им места. Уверете се, че всеки винт има шайба.
9. Избутайте металното парче, което съдържа поставката за крачета, обратно в двата метални слота, които държат металната шина. Завийте всеки винт, който държи металното парче, прикрепено към пластмасовата поставка за крачета.

Стъпка 3: Монтиране на електрониката без запояване

Тази стъпка се отнася предимно за монтиране на част от електрониката, която не изисква никакво запояване. Просто монтирате тази електроника и свързвате проводници

1. Прикрепете двете захранващи шини към основата на превозното средство, като пробиете четири дупки 3/16 инча и ги затегнете. Монтирахме го в предната част на отделението. Вижте изображение 1 като справка.
2. За всеки двигател отрежете проводниците от проводниците, като държите проводниците възможно най -дълго.
3. Отстранете 1/4”изолация на всеки проводник и го прегънете на пръстеновидна клема (пръстенна пръчка).
4. Идентифицирайте страната на двигателя на регулаторите на скоростта. Свържете двата проводника към първия двигател към страната на двигателя на първия регулатор на скоростта и повторете за втория двигател на отделен контролер. Положителното и отрицателното нямат значение от страна на двигателя.
5. Монтирайте двата регулатора на скоростта. Използвахме велкро. Монтирахме ги точно над силовите шини. Вижте четвъртото изображение.
6. Пробийте дупка в задната част на колата, за да поставите превключвателя. Използвайте свредло, което е приблизително с размера на резбите на превключвателя. Пробийте дупка в колата, за да насочите проводниците към дупката отзад. Вижте 6 -то изображение за местоположение.
7. Прокарайте положителния проводник (бял) на конектора на батерията през отвора и в превключвателя.
8. Свържете другата страна на превключвателя обратно в колата и в прекъсвача/предпазителя вътре. Свържете другата страна на прекъсвача/предпазителя в положителната шина на автомобила. (Няма значение кой автобус е положителен или отрицателен, но не забравяйте да бъдете последователни.)
9. Свържете отрицателния проводник (черен) на конектора на акумулатора към отрицателната шина на захранването.
10. Кабел от положителната шина към положителния извод от страната на батерията на двата регулатора на скоростта.
11. Проводник от отрицателната шина към отрицателната клема от страната на батерията на двата регулатора на скоростта. Крайният резултат трябва да изглежда подобно на изображение 8, но с повече проводници.
12. (По избор, но силно препоръчително) Вземете всеки кондензатор и завъртете краката, за да образувате контури, подобно на изображение 9. За всеки регулатор на скоростта вземете кондензатор и увийте отрицателния крак около отрицателния извод от страната на батерията и обвийте положителния крак около положителния извод от страната на батерията. Крайният резултат трябва да е като изображение 10.
13. Проверете отново всички проводници. Уверете се, че положителните връзки се включват само в положителната шина. Уверете се, че отрицателните връзки се включват само към отрицателната шина. Уверете се, че сте свързали захранването на батерията към страната на батерията на регулаторите на скоростта. Уверете се, че никъде негативът на батерията не се свързва директно с положителния на батерията.

Стъпка 4: Основа и капак на джойстика за 3D печат

Тази стъпка изисква 3D принтер, за да създаде основата и капака. Можете да си купите такъв онлайн или да получите достъп до него чрез местен производител или университет.

1. Използвайте следната връзка и превъртете надолу, за да изтеглите STL файловете за 3D принтера:
2. Използвайте 3D принтер, за да отпечатате първо Joystick Base. Поставете файла в софтуера на принтера. Ако изглежда твърде малък, увеличете размера до 1000%.
3. Разпечатайте капака на джойстика. Когато поставяте в програмата, обърнете капака отгоре, за да направите чист печат. Ако изглежда твърде малък, увеличете размера до 1000%
4. Ако смятате, че ръбовете или ъглите са твърде остри, можете да използвате файл, за да ги изгладите.
5. Поставете ги отстрани, тъй като те ще са необходими за стъпка 5.

Стъпка 5: Електроника за запояване и монтирането им

Тази стъпка се занимава с запояване на останалата електроника и монтирането им към колата. Тази стъпка изисква технически опит, за да завърши правилно.

1. Изберете място за монтиране на Arduino. Запояйте върху червен проводник към щифт BAT+ и го свържете към положителната шина. Запояйте черен проводник към щифта GND и го свържете към отрицателната шина.
2. Запоявайте проводници към джойстика, за предпочитане един ШИМ кабел, отиващ към един потенциометър, свързвайте червените и черните между двата потенциометра и един бял проводник към втория потенциометър. Вижте приложеното изображение на джойстика.
3. Извадете основата на джойстика, като премахнете винтовете отдолу. Поставете останалата част от джойстика в 3D отпечатаната основа, като се уверите, че проводниците преминават през правоъгълните прорези. Натиснете плътно джойстика, като се уверите, че горният пръстен е изравнен с горната част на основата. С помощта на винтовете затегнете джойстика през отворите в долната част
4. Извадете пластмасовия пръстен в горната част на джойстика. Поставете 3D отпечатания капак върху него, като се уверите, че дупките се подравняват. Завийте капака с помощта на болтовете.
5. Когато се прикачвате към колата, попитайте семейството за разстоянието на достигане на детето. Това ще определи колко далеч напред се поставя джойстика.
6. Измерете това разстояние и маркирайте върху PVC тръбата.
7. Подравнете центъра на джойстика към тази маркировка.
8. С помощта на свредло 1/4”пробийте отворите, които са на монтажната скоба на основата на джойстика. Не забравяйте да пробиете през PVC.
9. Използвайте 1/4”болт и шайба и поставете през отвора, като първо преминете през основата на джойстика. От другата страна използвайте 1/4”гайка. Затегне. Залепете капака към основата.
10. Пробийте отвор 3/16”в дъното на топката от пяна. Монтирайте топката към джойстика. Може да искате да добавите капка лепило, за да сте сигурни, че се залепва.
11. Прокарайте проводниците на джойстика през стария отвор на джойстика и монтирайте сигналните проводници на джойстика и спойка към Arduino. Единият бял проводник трябва да отиде към порта A0, а другият към порта A1.
12. Свържете ШИМ кабел към всеки регулатор на скоростта, като използвате единия край. Отрежете конектора от другия край и отделете проводниците. Запоявайте белите, сигнални проводници към Arduino. Един бял проводник трябва да отиде към порт 10, а другият към порт 11.
13. (Незадължително) Прикрепете ултразвуковия сензор отпред на колата и направете проводниците отстрани и в старото отделение за джойстик, както и в каросерията и сигналния проводник за спойка към Arduino. Белият проводник трябва да отиде към порт 6.
14. (Незадължително) Прикрепете пиезото към корпуса на джойстика и прокарайте проводниците през отвора на стария джойстик в корпуса и спойте сигналния проводник към Arduino. Белият проводник трябва да отиде към порт 9.
15. (По избор) Пробийте дупка в задната част на колата за циферблата за регулиране на скоростта и дупка зад нея в тялото. Запоявайте ШИМ кабел към потенциометъра. Монтирайте потенциометъра и прокарайте кабела в тялото. Запояйте белия сигнален проводник към Arduino. Това трябва да отиде на порт A1.
16. Запояйте червен проводник към 5V щифта на Arduino. Свържете всички червени проводници към сензорите, регулаторите на скоростта и т.н. към този проводник, като използвате или гайка, спойка или макет.
17. Завийте черен проводник в отрицателната шина. Свържете всички черни проводници към сензорите, регулаторите на скоростта, пиезото и т.н. към този проводник, като използвате или гайка, спойка или макет.
18. Проверете отново всички проводници. Уверете се, че проводниците на сензора и регулатора на скоростта са свързани само с 5V щифт, а не с 12V шина. Уверете се, че всички основания са свързани към отрицателната шина. Уверете се, че всички сигнални проводници са закрепени към Arduino. Уверете се, че спойката на Arduino не преодолява щифтовете.

Стъпка 6: Изграждане на хоризонтален PVC екзоскелет

В тази стъпка ще създадете хоризонтален PVC екзоскелет, който ще лежи върху калниците. В предната част на автомобила ще има и вертикален компонент.

1. Измерете две 28”PVC тръби, които ще се използват като дясна и лява опора. Тези PVC тръби ще бъдат поставени върху всеки от калниците.
2. Използвайте PVC резачка (Hack трионът също работи добре), за да изрежете двете 28 -инчови PVC тръби
3. Добавете лакът към всеки край на 28 -инчовите PVC тръби.
4. Измерете една 20,5 -инчова PVC тръба, която ще се използва като задна напречна греда. Използвайте PVC резачки, за да го изрежете.
5. Поставете една 20,5 -инчова PVC тръба вътре в задните лакти, така че тръбата да бъде поставена като задната напречна греда.
6. Изрежете две 10”PVC тръби, които ще се използват като предна напречна греда.
7. Използвайте T-конектор, за да прикрепите двете 10”PVC тръби, така че да прави права линия. Използвайте PVC резачка, за да изрежете една 6.5”PVC тръба.
8. Прикрепете тази 6.5”PVC тръба към дъното на T-конектора, така че да е обърната надолу
9. Свържете този раздел към предната част на 28 -инчовите PVC тръби. Получената структура трябва да изглежда като приложената снимка на PVC на масата.
10. Поставете върху колата, като поставите по -дългите парчета върху калниците. Вижте второто изображение.
11. Използвайте две 14”връзки с цип, за да свържете задната напречна греда към задната стоманена опора. Можете също така да изберете да използвате болтове. Вижте третото изображение и вижте бележката.
12. С помощта на свредло 1/4”пробийте отвор на всяка странична опора на 12,5” от предната страна на PVC опорите
13. Използвайки същата бормашина 1/4”, от предпазителя на гумите от всяка страна, пробийте дупка директно под отвора 1/4” на опорите.
14. Завийте 2”дълъг, 1/4” болт през страничните опори и предпазителите на гумите. Поставете болта, така че главата на винта да е върху PVC. Поставете шайба между винта и PVC опората.
15. Завийте 1/4”гайка към дъното на болта. Затегне.
16. На вертикалния стълб отпред пробийте малък пилотен отвор 1”от дъното на PVC. Не забравяйте да пробиете както PVC, така и плоското лого на Power Wheels. Вижте последното изображение за справка.
17. Завийте винт през PVC и лого
18. Изрежете излишната дължина на болта с трион. Пилете надолу, за да осигурите гладко завършване
19. От всяка страна на коленете и Т-образните съединители пробийте малък пилотен отвор с помощта на свредлото 1/8”и завийте винт, за да предотвратите движението на PVC тръбите.
20. Използвайте трион/джобен нож (PVC резачките също работят добре), за да изрежете 22”дълга (червена) юфка за басейн
21. Използвайте трион/джобен нож, за да прорежете едната страна на 22 -инчовата юфка за басейн. Тя трябва да бъде нарязана по начин, така че юфката за басейна да се отвори и да може да се увие около PVC. След като приключи, трябва да изглежда подобно на кифличка за хот -дог.
22. Оградете тази 22 -инчова юфка за басейн около предната опора

Стъпка 7: Изграждане на вертикален PVC екзоскелет

В тази стъпка ще създадете вертикален PVC екзоскелет и приставка за дъска, което ще създаде опора за гърба.

1. Измерете една 18,25 -инчова PVC тръба, която ще се използва като хоризонтална опора за вертикалните стойки. Използвайте PVC резачка, за да го изрежете.
2. Измерете две 19,25 -инчови PVC тръби, които ще се използват като вертикални стойки. Използвайте резачка от PVC, за да изрежете двете части.
3. От двете страни на превозното средство поставете двете вертикални стойки директно да припокриват най -дясната страна на логото на Wild Things. Дъното на стойките трябва да е равно на дъното на основата на превозното средство. Уверете се, че стойките са опряни към винта на оранжевата опора. Тези стойки трябва да правят ъгъл приблизително 95 градуса. Погледнете първото изображение, за да получите визуална справка.
4. С помощта на свредло 1/4”пробийте отвор 1” от дъното на PVC тръбата от всяка страна. Не забравяйте да преминете през PVC и пластмасата. Вижте бележките към второто изображение.
5. Използвайте 1/4”болт, за да прикрепите PVC към колата. Уверете се, че главата отива отстрани на PVC, а от тази страна на болта има шайба. Използвайте 1/4”гайка, за да запазите местоположението си.
6. С помощта на свредло 1/4”пробийте отвор 3” от съединителя на лакътя на хоризонталните опори. Вижте бележката към второто изображение. Уверете се, че преминавате през вертикалните и хоризонталните PVC тръби. Направете това за всяка страна.
7. Използвайте 1/4”болт, за да свържете PVC заедно. Главата на болта трябва да е от вътрешната страна на конструкцията, най -близо до центъра на колата. Поставете гайката от външната страна на болта.
8. Прикрепете лакът, обърнат през превозното средство, към горната част на всяка от вертикалните стойки.
9. Поставете 18,25 -инчовата PVC тръба между тези колена.
10. Използвайте PVC лепило, за да прикрепите 18,25 -инчовата PVC тръба между лактите на стойките или, от всяка страна на лактите, пробийте малък пилотен отвор с помощта на свредло 1/8”и завийте винт, за да предотвратите движението на PVC тръби.
11. Изрежете излишната дължина на болта с трион. Пилете надолу, за да осигурите гладко завършване
12. Поставете кикборда срещу стойките и на седалката.
13. Пробийте два чифта отвори, един отгоре, а другият под PVC тръбата с 3/16”свредло. Горещо лепило 1/4”шайби от всяка страна на отвора на таблото, за да не се развали дупката.
14. Използвайте ципове, за да прикрепите кикборда към колата. Дръжте ги малко разхлабени, за да позволите завъртането на таблото върху горната част на колата. Вижте третото изображение за цялата кола.

Стъпка 8: Кодиране и отстраняване на грешки

В тази стъпка ще качите кода в процесора. Тази стъпка изисква известни познания по програмиране.

Код

1. Изтеглете и инсталирайте Arduino IDE
2. Настройка на IDE за Trinket
3. Изтеглете кода и го отворете в IDE
4. Конфигурирайте настройките в горната част на кода. Използвайте ключовата дума „true“, за да активирате настройка, и „false“, за да я деактивирате.
5. Проверете всички изводи, изброени в кода, и проверете щифтовете, към които са свързани проводниците.
6. Свържете USB кабел към Trinket и след това към компютъра.
7. В IDE отидете на Tools-> Board-> Pro Trinket 5V/16MHz (USB)
8. След това щракнете върху качване. Кодът трябва да бъде качен в Arduino.

Отстраняване на грешки в кода

1. Следвайте това ръководство само ако кодът не работи както очаквате и след като проверите всички електрически връзки и кодови конфигурации.
2. Закупете FTDI приятел или еквивалент
3. Запоявайте шест -пиновата заглавка към края на Arduino.
4. В кода задайте „DEBUG“на „true“и качете новия код.
5. Свържете FTDI конектора към Arduino и USB кабела към компютъра.
6. В IDE отидете на Tools-> Serial Monitor
7. Ще се появи прозорец със списък на стойностите на всички сензори и изходи на автомобила.
8. Използвайте тази информация, за да проверите дали всички сензори работят правилно.

Стъпка 9: Съвети за тест драйв и поддръжка на позицията

Съвети за тест драйв:

За първото тестово шофиране стартирайте с най -ниската скорост. Може да има голяма крива на обучение с контролите на джойстика и на някои деца отнема много време, за да се справят с „оценяването“на движенията на джойстика, за да управляват колата. Може да искате да практикувате в голяма открита зона с много място за движение и „игра“с контрола на джойстика. Детето може първо да се нуждае от помощ на ръка, но също така трябва да му се предостави много възможност да използва колата „на разстояние“, за да научи как работи чрез причина и следствие.

Постурална подкрепа:

Добрата опора на позата е от ключово значение за осигуряването на стабилен багажник на детето, така че да може да се съсредоточи върху използването на ръката си. Можете да разработите решения за опора на позата, като използвате велкро, юфка за басейн, пяна и др. Можете да създадете предпазен колан, като прикрепите две, 12-инчови парчета велкро с индустриална здравина към седалката. Ако детето се нуждае от по-голяма стабилност на багажника, можете да опитате наличен в търговската мрежа колан (имахме успех с помощта на колана GoGoBabyz, пресичащ гръдните ремъци за допълнителна опора). Можете да използвате няколко ленти велкро, за да закрепите колана към седалката. Преносимите адаптивни седалки, като например седалката Firely GoTo, се вписват добре и в колата. Няма един „правилен“начин за изграждане на опора на позата - бъдете креативни!