DFRobot Turtle Robot: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Към днешна дата моите проекти за роботи в работилници са насочени към евтини и лесни за сглобяване. Ами ако целите бяха ефективността и точността, а не цената? Какво ще стане, ако компания за комплекти роботи е готова да дари части? И какво, ако рисуваме с нещо различно от маркери?

И така, целта на този проект е да се направи точен робот Костенурка, който да използва части от рафта, които ще нарисуват нещо интересно за следващия панаир на създателите.

Костенурките далеч!

Стъпка 1: Части

DFRobot предостави основните компоненти. Ето какво използваме:

• 1 ед., Дънна платка Bluno M0, артикул: DFR0416 или обикновен Arduino Uno
• 1 ед., Двоен биполярен стъпков щит за Arduino (DRV8825), SKU: DRI0023
• 2 еа., Хибриден стъпков двигател, SKU: FIT0278
• 1 ед., 5 мм комплект гумени колела (двойка), SKU: FIT0387
• 1 ед., 9G серво SKU: SER0006

За захранване ще използвам 18650 литиеви клетки, затова купих:

• 3 е., EBL 18650 Батерия 3.7V
• 1 ед., KINDEN 18650 Интелигентно зарядно устройство за батерии
• 3 ед., 18650 държач за батерия

Използвах и различен хардуер:

• 2 е., Buna-N каучук #343 О-пръстен (3/16 "x 3-3/4" ID)
• 1 ед., 1 "сачмен лагер с нисковъглеродна стомана
• 10 ед., M3x6MM винт с тава
• 2 ед., M3x8MM винт с тиган
• 4 е., M3x6MM винт с плоска глава
• 14 ед., Гайка М3
• 4 е., #2 x 1/4 винт за образуване на резба

Също така ще се нуждаем от творчески начин да споделим захранването на батерията между Motor Shield и Arduino, тъй като изглежда няма възможности за това. Използвах 2,1 мм х 5 мм край на барел на мъртво захранване или нещо подобно.

Инструменти:

• Отвертка с накрайник Phillips
• Машини за сваляне на тел
• Пистолет за горещо лепило (по избор)
• Поялник и спойка

И не на последно място:

• Търпение
• Устойчивост
• Позитивно отношение

Стъпка 2: 3D части

Реших да опитам и да проектирам всички 3D във FreeCad за този робот, който да ми помогне да науча. Всичко, което трябваше да направя, е да прехвърля размерите за подреждането на серво и писалката, а след това да мащабирам остатъка нагоре, за да пасне на много по -големите стъпала.

• По -големи колела за осигуряване на свободно пространство за батериите.
• По -дебело шаси за осигуряване на здравина за увеличеното тегло.
• По -голям колело, за да съответства на повдигнатата височина на палубата.
• Модулен за лесно тестване и персонализиране.

Ето парчетата, които ще ви трябват. Всички файлове се съхраняват на

• 1 ед., Шаси
• 1 ед., Горна опора
• 2 е., Колело
• 1 ед., Бъчва
• 1 ед., Държач за серво

Стъпка 3: Монтаж на шасито, част 1

• Започнете, като поставите гайки M3 в стойките на шасито. Те могат или да се натиснат, или да се изтеглят с помощта на винт М3.
• Монтирайте стъпките с винтове М3 с електрическите съединители, обърнати към задния (по -къс) край.
• Монтирайте държачите на батериите с винтове с плоска глава.

Стъпка 4: Монтаж на шаси, част 2

• Монтирайте цевта, горната част и серво заедно с винтове и гайки М3.
• Монтирайте комбинираната горна част към степерите с винтове М3.
• Поставете стоманения лагер в държача на колелото, като го нагреете със сешоар, ако е необходимо, за да го омекотите.
• Монтирайте колелото към тялото с помощта на винтове М3.

Стъпка 5: Монтаж на колелото

• Привличането на главините за захващане на вала е проблем, тъй като валовете са 5 мм, а главината (която твърди, че е за 5 мм) всъщност е 6 мм. Използването на достатъчно въртящ момент върху затягащите винтове вероятно ще ги отстрани, затова използвах чифт винтови дръжки, за да затворя първо толеранса.
• След регулиране на толеранса плъзнете главината на стъпковия вал и затегнете затягащите винтове.
• Поставете 3D колелото върху главината, поставете голям болт и затегнете.
• Поставете О-пръстена върху главината.
• Уверете се, че колелото се върти без колебание. Коригирайте, ако е необходимо.

Стъпка 6: Окабеляване

Нека извадим мощността, за да можем да тестваме степерите. Имаме нужда от:

• Стъпковият щит изисква между 8 и 35V за работа на степърите.
• Стъпките са за 3.4V, но обикновено се задвижват от 12V.
• Bluno (Arduino) има препоръчително входно напрежение 7 - 12V или може да се захранва директно от 5V USB.

Клетките на литиевата батерия имат номинално напрежение 3.7V. Ако поставим три последователно, това ни дава 3 x 3.7V = 11.1 V и приблизително 3 x 3000 mAh = 9000 mAh. Bluno вероятно черпи само 20 mA, така че по -голямата част от източването ще дойде от степерите, които могат да изтеглят до усилвател или повече в зависимост от натоварването. Това трябва да ни даде часове на работа.

За тестване можете да подадете 12V регулирано към щита и 5V USB към Arduino. Може да е по -лесно просто да свържете батериите, за да захранвате и двете едновременно.

• Запоявайте държачите на батериите паралелно според чертежа.
• Монтирайте Arduino с помощта на винтове за формиране на резба #2.
• Поставете щита на двигателя върху Arduino

• Отстранете спасените проводници на жак 2.1 мм x 5 мм и ги завъртете заедно с проводниците на батерията:

  Бялата ивица е положителна, усучете с червен проводник на батерията

• Поставете червения проводник във VCC и черния проводник в GND на щита на двигателя.

Стъпка 7: Стъпване на стъпката

Имах малко проблеми да събера достатъчно информация, за да стартирам това, така че се надявам, че това ще помогне на другите. Ключовият документ, от който се нуждаете, е на адрес

Свържете стъпковите проводници и захранването към щита си:

• 2B Синьо
• 2A Червено
• 1А Черен
• 1B Грен

Предоставената примерна скица ми работи, но не е твърде поучителна. Ще трябва да контролираме скоростта и въртенето, както и да освободим стъпковите двигатели, когато не се използват за пестене на енергия.

Намерих модифициран пример от https://bildr.org/2011/06/easydriver/, който има помощни функции. Той задвижва само един стъпал наведнъж, но ще ви даде увереност, че сме на прав път. По -късно ще напишем по -сложен код.

Стъпка 8: Серво

Сервото се използва за повдигане и спускане на писалката за рисуване.

• Поставете рамото върху главината и леко завъртете стъпката обратно на часовниковата стрелка, гледайки я надолу, докато достигне ограничителя.
• Извадете ръката и я поставете обърната наляво (това ще бъде долната позиция).
• Поставете малкия винт за образуване на резба и затегнете.
• Поставете серво в стойката с края на главината нагоре и я прикрепете с помощта на два по-големи винта за образуване на резба.

Стъпка 9: Калибриране

Поради разликите в сглобяването и подравняването роботът трябва да бъде калибриран така, че да може да премества прецизни разстояния и ъгли.

• Измерете диаметъра на колелото от външните ръбове на гумения о-пръстен.
• Измерете междуосието от центъра на о-пръстените в долната част на робота (там, където той ще докосне пода).
• Изтеглете приложената скица за калибриране
• Въведете измерените си параметри.
• Качете скицата..

Пригответе писалката:

• Свалете капачката и плъзнете яката на писалката от върха.
• Поставете писалката в държача със серво рамо нагоре.
• Уверете се, че писалката не докосва хартия в това положение.
• Ако писалката се свърже във вала, използвайте пила, за да премахнете всякаква грапавост и да увеличите диаметъра на отвора.

Начертайте квадрат:

• Плъзнете превключвателя на захранването в положение „Включено“.
• Изчакайте няколко секунди, за да стартира зареждащият механизъм.
• След като роботът завърши първия си квадрат, извадете писалката и изключете робота.

Първо регулирайте параметъра wheel_dia. Измерете дължината на страната на квадрата. Тя трябва да бъде 100 мм:

• Ако измереното разстояние е твърде дълго, увеличете колелото_diadia.
• Ако измереното разстояние е твърде кратко, намалете wheel_dia.

След като калибрирате разстоянието, регулирайте параметъра wheel_base, който влияе върху ъгъла на завоя. Поставете робота върху нов лист хартия, включете го и го оставете да нарисува четирите квадрата:

• Ако роботът се върти твърде рязко (кутията се върти по часовниковата стрелка), намалете стойността на колесната база.
• Ако роботът не се върти достатъчно рязко (кутията се върти обратно на часовниковата стрелка), увеличете стойността на колесната база.
• Поради грешки при закръгляване в стъпковия код и напукване в предавките на евтините степери, никога няма да го направите перфектен, така че не харчете твърде много усилия за това.

Стъпка 10: Рисуване

Време е да рисуваме! Изтеглете приложените скици, за да започнете.

Стъпка 11: Какво сега? Учебна програма

Работи и рисува хубави квадратчета. Сега забавлението започва.

Ето няколко ресурса за изучаване на графики на костенурки.

• https://blockly-games.appspot.com/ (блоково програмиране)
• Урок за TinyTurtle (JavaScript)
• Код с Анна и Елза от Hour of Code

Публикувал съм и инструкция за използването на тези онлайн ресурси с костенурката робот с костенурката. По принцип всеки код на Turtle JavaScript може да бъде поставен и пуснат в калибриращата скица. Можете първо да тествате изхода на компютъра онлайн и след това да го качите във вашата костенурка, за да го изтеглите в реалния живот!

За студенти, ето няколко идеи за проекти:

• Програмирайте робота си да напише вашето име!
• Дизайн и 3D отпечатване на табелка с име в TinkerCad от шаблон. Може да се прикрепи под вашия серво мотор.
• Придайте на робота някаква индивидуалност с малко горещо лепило и блясък. (Просто дръжте колелата и очите далеч от препятствия).
• От скицата на OSTR_eyes проектирайте и тествайте алгоритъм за навигация в стая. Какво правите, когато едното око открие нещо. И двете очи? Можете ли да включите функцията random () на Arduino.
• Изградете лабиринт върху голям лист хартия на пода и програмирайте робота си да се движи през него.
• Изградете лабиринт със стени и проектирайте алгоритъм за автоматично навигиране в него.
• Бутонът между светодиодите все още не е използван и е свързан с щифт "A3" на Arduino. За какво може да се използва? Използвайте го, за да включите и изключите светодиод, за да започнете.
• Ако не сте направили раздела „Разследване“на стъпката „Фърмуер (FW): Тестване и мигане“, върнете се и опитайте.

Стъпка 12: Но изчакайте, има още

Ако сте обръщали внимание, забелязахте, че цевта е квадратна. По някакво странно космическо съвпадение креда от пастелни художници е със същата ширина като диаметъра на маркерите Crayola. Всичко, от което се нуждаем, е начин да окажем достатъчно натиск върху тебешира, а ние сме художник на тротоара.

Ще имаш нужда:

• 3D печатна цев и овен (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• Креда, или креда от пастелни квадратни художници, или малка кръгла креда (не дебелите тротоарни неща).

  https://a.co/6B3SzS5

3/4 "шайби за тегло

Стъпки:

• Разпечатайте двата прикачени файла.
• Извадете серво и държача на серво.
• Прикрепете квадратната подаваща цев.
• Заточете креда до близка точка.
• Поставете креда в цевта.
• Поставете овена в цевта.
• Поставете тежестта на шайбата върху овена.