Инструктируем робот с много функции: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Здравейте приятели, в тази инструкция ще представя фантастичен робот, който може да изпълнява следните задачи:

1- Може да се движи и контролът върху неговите движения се осъществява чрез Bluetooth

2- Може да почиства като прахосмукачка

3- Може да възпроизвежда песни чрез Bluetooth

4- Може да промени състоянието на очите и устата си от Arduino

5- Има мигащ светодиод

6- Веждите и периферията на полата му са изработени от LED лента

Така че този уникален инструктаж е много добър клас за тези, които искат прост, но многофункционален робот.

Трябва да добавя, че много функции на този робот са взети от статии в сайта на Instructables и аз го потвърждавам, като цитирам статията във всеки подходящ раздел.

Стъпка 1: Размери и характеристики

1- Общи размери на робота:

-Размерите на основата: 50 * 50 см, височина от земята 20 см, включително колела

- Размерът на колелата: Диаметри на предните колела: 5 см, Задни колела 12 см

- Размерите на резервоара за прахосмукачка: 20 * 20 * 15 см

- Диаметрите на тръбите: 35 мм

- Размери на отделението за батерии: 20 * 20 * 15 см

- Размерите на робота Istructables: 45 * 65 * 20 см

Характеристика:

- движение от два двигателя, въртящи задните колела и две предни колела без захранване, въртенето на двигателите се контролира от устройство, което се контролира чрез Bluetooth и софтуер, който може да бъде инсталиран в смартфон.

- Функция за вакуумно почистване с превключвател

- Мигащи LED ленти с червени и сини цветове

- Промяна на състоянието на очите и устата на всеки 10 секунди

- Веждите и полето на полите на червения светодиод на робота с постоянна светлина могат да бъдат включени-изключени

-Bluetooth високоговорителите са включени-изключени на тялото на робота и могат да се управляват от Android смартфон чрез Bluetooth.

Стъпка 2: Сметка за материали, модули и компоненти

Материалите, модулите и компонентите, използвани в този робот, са както следва:

1- Две моторни скоростни кутии ZGA28 (фиг. 1):

Модел - ZGA28RO (RPM) 50, Производител: ZHENG, Диаметър на вала: 4 mm, Напрежение: 12 V, дължина на вала 11.80 mm, Ток на натоварване: 0.45 A, диаметър на скоростната кутия: 27.90 mm, макс. въртящ момент: 1,7 кг.см, височина на скоростната кутия: 62,5 мм, постоянен въртящ момент: 1,7 кг.см, дължина: 83 мм, съотношение на скоростта: 174, диаметър: 27,67 мм

2- Един Bluetooth драйвер за роботизирани двигатели (фиг. 2):

BlueCar v1.00, оборудван с Bluetooth модул HC-O5 (Фиг. 3)

Софтуер за Android, наречен BlueCar v1.00, може да бъде инсталиран в смартфони с Android и просто да контролира движенията на двигателите.

Софтуерът за Android е показан на фигури (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) и може да бъде изтеглен

3- Една 12 V, 4.5 A-h оловно-киселинна батерия (Фиг.5)

4- Две скоби за мотор 28 * 23 * 32 мм (фиг. 6, фиг. 7)

5- Две моторни съединители 10*10*(4-6) mm (Фиг. 8)

6- Два вала на двигателя с диаметър 6 мм * дължина 100 мм

7- Две задвижващи задни колела с диаметър 12 см (фиг. 9)

8- Две предни колела с диаметър 5 см (фиг. 10)

9- A 50 cm * 50 cm, квадратно парче PC (поликарбонатен) лист с дебелина 6 mm

10- Електрически канал, изработен от PVC, се използва за подсилване и рамкиране на основата, размерите са 3*3 cm

11- PVC тръба с диаметър 35 mm за тръби за прахосмукачки (включително коляно)

12- Резервоарът или контейнерът за прахосмукачка е пластмасов контейнер, който имах в отпадъците си с размери 20* 20* 15 см

13 - Мотор -вентилатор на прахосмукачка, 12 V мотор с директно свързан центробежен вентилатор

14- Шест копчета

15- Един модул Arduino Uno

16- Един усилвател модул зелен PAM8403

www.win-source.net/en/search?q=PAM8403

17- Два високоговорителя, всеки 8 Ohm, 3 W

18- Пет 8*8 матрични модула с чип Max7219 и SPI конектор (Фиг. 12)

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

19- Два силови транзистора 7805

20- два диода 1N4004

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

21- Два кондензатора 3.3 uF

22- Два кондензатора 100 uF

23- Два транзистора BC547

www.win-source.net/en/search?q=BC547

24- Два резистора 100Ohm

25- Два резистора 100 kOhm

26- Два кондензатора 10 uF

27- Три проектни дъски 6*4 см

28- Достатъчно жици за платки и едножилни 1 мм проводници

29- Един женски USB конектор (използвах изгорял USB концентратор и извадих един от неговия женски USB!)

30- Един Bluetooth приемник BT163

31- Електрически канал от PVC 1*1 cm

32- Винтове

33- Осем бордови терминала

Стъпка 3: Необходими инструменти

1- Фреза

2- Ръчен трион

3- Поялник

4- Клещи

5- Резачка за тел

6- Малка бормашина с различни глави (свредла - мелници, фрези)

7- Владетел

8- Припой

9- супер лепило

10- малки и средни отвертки

Стъпка 4: Оразмеряване на задвижващи двигатели

За да оразмеря задвижващите двигатели използвах инструмент за оразмеряване на задвижване на следния сайт:

www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizin…

Основите са следните:

Инструментът за определяне на размера на задвижващия двигател е предназначен да даде представа за типа на задвижващия двигател, необходим за вашия конкретен робот, като вземе известни стойности и изчисли стойностите, необходими при търсене на двигател. Двигателите с постоянен ток обикновено се използват за задвижващи системи с непрекъснато въртене, въпреки че могат да се използват и за частично (ъгъл до ъгъл) въртене. Те се предлагат в почти безкрайно разнообразие от скорости и въртящи моменти, за да задоволят всяка нужда. Без прекъсване, DC двигателите се въртят много бързо (хиляди обороти в минута (об / мин)), но имат малък въртящ момент. За да получите обратна връзка за ъгъла или скоростта на двигателя, помислете за двигател с опция за енкодер. Редукторните двигатели са по същество DC двигатели с добавено разстояние. Добавянето на преграда намалява скоростта и увеличава въртящия момент. Например, ненатоварен DC мотор може да се върти при 12000 об / мин и да осигури 0,1 kg-cm въртящ момент. Добавя се разрез 225: 1 за пропорционално намаляване на скоростта и увеличаване на въртящия момент: 12000 об / мин / 225 = 53.3 об / мин и 0.1 х 225 = 22.5 кг-см. Моторът вече ще може да премества значително повече тегло при по -разумна скорост. Ако не сте сигурни каква стойност да въведете, опитайте се да направите добро „образовано“предположение. Щракнете върху всяка връзка за повече обяснения относно ефекта на всяка входна стойност. Препоръчваме ви също да разгледате урока за определяне на размера на задвижващия двигател, където ще намерите всички уравнения, използвани в този инструмент, пълни с обяснения.

Следователно моите входове към инструментите са показани на фиг. 1

И изходите са показани на фиг.2

Причините за избора ми бяха, първо наличността и второ цената, така че трябваше да адаптирам дизайна си към наличното и затова трябваше да направя много компромиси, включително ъгъла на наклона, скоростта и оборотите в минута, така че въпреки стойността от 80 оборота в минута предложеният инструмент избрах двигател с 50 оборота в минута.

Можете да намерите много сайтове в Интернет, които са разпределени за задвижване на избора на двигатели, на следния сайт има много добро ръководство във формат pdf, което дава безценни съвети относно избора на двигатели за мобилни роботи:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Стъпка 5: Как да направите механични части

Изработването на механичните части може да се извърши на етапи, както следва:

1- Изработване на основата: изрязване на 50*50 см лист от компютър (поликарбонат) с дебелина 6 мм и използване на 3*3 електрически канали, за да се подсили както като правоъгълник, така и като две напречни скоби за по-добра здравина.

2- Прикрепете две вертикални части от електрически канали към основата и я направете достатъчно здрава за задвижване на колела, направете отделение за задвижване на двигатели и фиксирайте всичко това към основата с винтове, за да направите твърда конструкция за носене на товара и опора на колелото.

3- Свързване на проводници достатъчно дълго към двигателите и запояване и свързване на двигатели чрез скоби към отделението на двигателя.

4- свързване на колела към валове чрез винтове и залепване, за да се направят тези възли достатъчно здрави, които да издържат натоварването и скоростта, и след поставяне на валовете в отворите, предвидени във вертикални части (виж точка 2) и добавяне на две пластмасови шайби от двете страни, за да се направят лагер за въртене на вала, свържете валовете към моторните съединители и използвайте винтове за закрепване, в противен случай валовете могат да се отделят от двигателите и да затруднят живота ви. Подравняването на двигателите е важно и се нуждае от внимателна и точна задача и достатъчно търпение, за да направи задвижването здраво и свободно да се движи.

5- Свързване на предните колела (в моя случай един вид ролки, използвани при движещи се столове) към малката основа и завинтване на основата им към вертикални 35 мм PVC тръби, за да ги накараме свободно да се въртят без никакви пречки и захващане, е по-добре да се използва малко силиконово масло за всички колела, носещи отвори и върху търкалящите се колела, за да ги накара да работят свободно със скорост.

6- Свързване на отделението за батерията, което е направено от поликарбонатни листове и завинтване на отделението към основата и поставяне на батерията в отделението, готово за по-късни връзки.

7- Свързвайки резервоара на прахосмукачката към основата чрез лепило и винтове и прикрепяйки тръбите към него, използвах лакът и направих тройник от тръби, които бяха нарязани по подходящ начин, за да се използват като всмукателен отвор за почистване с прахосмукачка. Свързване също на моторно-вентилаторния модул за вакуумно почистване (клемите на двигателя трябва да бъдат свързани към проводници достатъчно дълго за по-късни работи, също така проводниците биха били най-малко 0,5 mm^2 за силен ток от двигателя на прахосмукачката) към горната част резервоар.

8- В тази стъпка роботът с инструкции ще бъде изрязан от поликарбонатен лист (дебелина 6 мм) и свързан с основата, така че резервоарът на прахосмукачката да се намира вътре в него и главата на робота, на която е разпределен куб 20*20*20 към електронните компоненти и модулите. в предното тяло на робота трябва да се направят три дупки за превключватели.

Стъпка 6: Как да направите електронни части:

За да направите електронните части, стъпките са следните:

1- Осъществяване на мигащ светодиод

Веригата и компонентите на тази част са взети точно от предишните ми инструкции, както следва:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- Създаване на светодиод с матрична точка за състоянието на очите и устата:

Всичко, което направих в тази стъпка, беше взето от следните инструкции:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

освен че не съм променил софтуера му и вместо да го контролирам чрез серийния монитор, добавих някои кодове за промяна на състоянието на очите и устата на всеки 10 секунди. В раздела за софтуер ще обясня повече за това и ще включа софтуера за изтегляне. Включих малка верига за преобразуване на 12 V напрежение на батерията в 5 волта за Arduino UNO входна връзка, подробностите за такава схема са в предишните ми инструкции, както следва:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- Изработване на Bluetooth задвижващи двигатели

Свързването на двигатели към модула на Bluetooth задвижващ мотор (фиг. 3) е лесно и съгласно гореспоменатата фигура, т.е., и захранването от батерията към клемите за захранване и заземяване на водача, в които на отделението за батерии е монтиран превключвател за включване-изключване. Софтуерът на тази част ще бъде обяснен в софтуерната част.

4- Изработване на Bluetooth високоговорители

Тази част е лесна и е взета точно от следните инструкции:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

С две изключения, първо не съм скъсал Bluetooth приемника и съм използвал женски USB, за да го свържа към захранването си (същото като точка 2 по -горе, т.е. 12 V/ 5 V верига) и женски жак, за да го свържа към моя усилвател модул. Второ, използвах усилвател модул, зелен PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (Фиг. 11), вместо усилвателя, използван в тази инструкция, и свързах левия ми високоговорител към левите клеми на PAM8403 и свързвам десния високоговорител към десните терминали на PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), като взема предвид полярността, I използвах 5V вход от същото захранване по -горе и свързах трите терминала на PAM8403 към изходния жак на Bluetooth приемника според фигурата.

Стъпка 7: Софтуер

В тази инструкция има два софтуера, 1- за Bluetooth драйвер на мотор и 2) за Dot-matrix очи и уста

- Софтуерът за драйвера на двигателя е включен тук за изтегляне, можете да инсталирате този apk във вашия смарт телефон и да управлявате робота чрез софтуер чрез Bluetooth.

-Софтуерът за Arduino е същият като софтуера, включен в горепосочените инструкции за промяна на състоянието на очите и устата чрез използване на Dot-Matrix LED-и, но аз промених някои от кодовете, за да накарам Arduino да промени състоянията в на всеки 10 секунди и този софтуер е включен тук за изтегляне.

Стъпка 8: Заключение:

Най -сетне, но не на последно място, надявам се, че можете да си направите свой собствен робот и да му се насладите като мен, когато виждам моя робот с инструкции всеки ден да върши фантастична работа и това ми напомня, че съм част от творческа общност, наречена INSTRUCTABLES