DFRobot Turtle Robot: 12 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Մինչ օրս, իմ արհեստանոցային ռոբոտների նախագծերը ուղղված են եղել ցածր գնով և հավաքման հեշտությամբ: Ի՞նչ կլիներ, եթե կատարումը և ճշգրտությունը նպատակներն էին, և ոչ թե ծախսերը: Ի՞նչ կլիներ, եթե ռոբոտների հավաքածու արտադրող ընկերությունը պատրաստ լիներ մասեր նվիրել: Իսկ ի՞նչ կլիներ, եթե մենք նկարեինք այլ բաներով, քան մարկերները:

Այսպիսով, այս նախագծի նպատակն է պատրաստել կրիայի ճշգրիտ ռոբոտ `օգտագործելով դարակից այն մասերը, որոնք հետաքրքիր բան կգրեն հաջորդ Maker Fair- ի համար:

Turtles Away!

Քայլ 1: Մասեր

DFRobot- ը տրամադրեց հիմնական բաղադրիչները: Ահա թե ինչ ենք մենք օգտագործում.

• 1 ե., Bluno M0 Mainboard, SKU: DFR0416 կամ սովորական Arduino Uno
• 1 ե., Երկկողմանի երկկողմանի շարժիչային վահան Arduino- ի համար (DRV8825), Կոդ ՝ DRI0023
• 2 ե., Հիբրիդային սլաքային շարժիչ, ԿՈK `FIT0278
• 1 ե., 5 մմ ռետինե անիվների միացման հավաքածու (զույգ), Կոդ ՝ FIT0387
• 1 ե., 9G սերվո Կոդ: SER0006

Էլեկտրաէներգիայի համար ես պատրաստվում եմ օգտագործել 18650 լիթիումի բջիջներ, ուստի գնեցի.

• 3 ե., EBL 18650 Մարտկոց 3.7 Վ
• 1 ե., KINDEN 18650 Մարտկոցի խելացի լիցքավորիչ
• 3 ե., 18650 Մարտկոցի կրիչ

Ես նաև օգտագործել եմ տարբեր սարքավորումներ.

• 2 ե., Buna-N Rubber #343 O-Ring (3/16 "x 3-3/4" ID)
• 1 ե., 1 "ցածր ածխածնային պողպատից գնդիկավոր առանցքակալ
• 10 ea., M3x6MM Պան գլխի պտուտակ
• 2 ա., M3x8MM Պանրի գլխի պտուտակ
• 4 ea., M3x6MM Flathead պտուտակ
• 14 ե., M3 ընկույզ
• 4 եա., #2 x 1/4 թել ձևավորող պտուտակ

Մեզ նաև կպահանջվի մարտկոցի էներգիան Motor Shield- ի և Arduino- ի միջև կիսելու ստեղծագործական միջոց, քանի որ դրա համար հարմարություններ չկան: Ես օգտագործեցի 2.1 մմ x 5 մմ տրամաչափի խցիկի ծայրը `սնուցման աղբյուրի կամ նման մի բան:

Գործիքներ:

• Phillips հուշում պտուտակահան
• Մետաղալարեր
• Տաք սոսինձ ատրճանակ (ըստ ցանկության)
• Oldոդման և զոդման սարք

Եվ որոնցից ոչ պակասը.

• Համբերություն
• Դիմադրություն
• Դրական վերաբերմունքը

Քայլ 2: 3D մասեր

Ես որոշեցի փորձել և նախագծել 3D- ը FreeCad- ում այս ռոբոտի համար, որը կօգնի ինձ սովորել: Այն, ինչ պետք էր անել, սերվոյի և գրիչի դասավորության չափերն էին փոխանցել, այնուհետև մնացած մասշտաբը բարձրացնել ՝ շատ ավելի մեծ աստիճանների տեղավորելու համար:

• Ավելի մեծ անիվներ `մարտկոցների ազատություն ապահովելու համար:
• Ավելի հաստ շասսի ՝ ուժ ապահովելու ավելացած քաշի համար:
• Ավելի մեծ սկուտեղ, որը կհամապատասխանի բարձրացված տախտակամածի բարձրությանը:
• Մոդուլային ՝ հեշտ փորձարկման և հարմարեցման համար:

Ահա այն կտորները, որոնք ձեզ հարկավոր կլինեն: Բոլոր ֆայլերը տեղադրված են https://www.thingiverse.com/thing:2976527 հասցեով

• 1 ա., Շասսի
• 1 եա., Վերևի սահնակ
• 2 ե., Անիվ
• 1 եա., Տակառ
• 1 ե., Սերվո պահող

Քայլ 3. Շասսիի հավաքում Մաս 1

• Սկսեք ՝ M3 ընկույզները տեղադրելով շասսի կանգառների մեջ: Նրանք կարող են կամ սեղմվել ներս, կամ քաշվել M3 պտուտակով:
• Տեղադրեք քայլերը M3 պտուտակներով, իսկ էլեկտրական միակցիչները հետևում են հետևի (ավելի կարճ) ծայրին:
• Տեղադրեք մարտկոցի ամրակները ՝ օգտագործելով հարթ գլխով պտուտակներ:

Քայլ 4. Շասսիի հավաքում Մաս 2

• Տեղադրեք տակառը, վերին կտորը և servo- ն M3 պտուտակների և ընկույզների հետ միասին:
• Համակցված վերին հատվածը տեղադրեք աստիճանների վրա M3 պտուտակներով:
• Տեղադրեք պողպատե առանցքակալը սկուտեղի պահարանի մեջ, անհրաժեշտության դեպքում այն տաքացրեք վարսահարդարիչով ՝ այն մեղմելու համար:
• Տեղադրեք պտուտակը մարմնի վրա ՝ օգտագործելով M3 պտուտակներ:

Քայլ 5: Անիվի հավաքում

• Խնդիրը լիսեռին բռնելու համար խնդիր է, քանի որ առանցքները 5 մմ են, իսկ հանգույցը (որը պնդում է, որ 5 մմ է) իրականում 6 մմ է: Ամրացուցիչ պտուտակների վրա բավական մեծ ոլորող մոմենտի օգտագործումը, ամենայն հավանականությամբ, կջնջի դրանք, ուստի ես առաջին հերթին հանդուրժողականությունը փակելու համար օգտագործեցի մի զույգ բռնակներ:
• Հանդուրժողականությունը կարգավորելուց հետո սահեցրեք հանգույցը սանդղակի լիսեռի վրա և ամրացրեք սեղմիչ պտուտակները:
• Տեղադրեք 3D անիվը հանգույցի վրա, տեղադրեք մեծ պտուտակ և ամրացրեք:
• Տեղադրեք O-ring- ը հանգույցի վրա:
• Համոզվեք, որ անիվը պտտվում է առանց տատանումների: Անհրաժեշտության դեպքում կարգավորեք:

Քայլ 6: Լարերի տեղադրում

Եկեք ուժը հանենք ճանապարհից, որպեսզի կարողանանք փորձարկել քայլողներին: Կարիք ունենք:

• Տափաստանային վահանի համար պահանջվում է 8 -ից 35 Վ լարման միջակայքում `տափաստաններ գործարկելու համար:
• Քայլերը գնահատվում են 3.4 Վ լարման համար, բայց սովորաբար շարժվում են 12 Վ լարման միջոցով:
• Bluno- ն (Arduino) ունի առաջարկվող մուտքային լարումը 7 - 12 Վ, կամ կարող է սնվել անմիջապես 5 Վ USB- ով:

Լիթիումի մարտկոցի բջիջներն ունեն անվանական լարման 3.7 Վ: Եթե երեքը շարքում ենք, դա մեզ տալիս է 3 x 3.7V = 11.1 V և մոտավորապես 3 x 3000 mAh = 9000 mAh: Bluno- ն, հավանաբար, ձգում է ընդամենը 20 մԱ, այնպես որ արտահոսքի մեծ մասը կգա տափաստանային կայաններից, որոնք կարող են ձգվել մինչև ուժեղացուցիչ կամ ավելի `կախված բեռից: Դա մեզ պետք է աշխատելու ժամեր տա:

Փորձարկման համար կարող եք մատակարարել վահանի վրա կարգավորվող 12 Վ, իսկ Arduino- ին ՝ 5 Վ USB: Գուցե ավելի հեշտ լինի մարտկոցները միացնել երկուսն էլ միաժամանակ:

• Theուգահեռաբար միացրեք մարտկոցի բռնակները ըստ գծագրի:
• Տեղադրեք Arduino- ն ՝ օգտագործելով թել կազմող #2 պտուտակներ:
• Տեղադրեք շարժիչի վահանը Arduino- ի վերևում

• Հեռացրեք փրկված 2.1 մմ x 5 մմ չափի լարերը և ոլորեք դրանք մարտկոցի լարերի հետ միասին.

  Սպիտակ շերտագիծը դրական է, պտտվում է մարտկոցի կարմիր կապարով:

• Տեղադրեք կարմիր կապարը VCC- ում, իսկ սեւ կապարը GND- ում `շարժիչի վահանի վրա:

Քայլ 7: Քայլ անելով

Ես ունեի մի փոքր դժվարություն ՝ հավաքելով բավականաչափ տեղեկատվություն ՝ այս աշխատանքը գործարկելու համար, ուստի հուսով եմ, որ դա կօգնի ուրիշներին: Ձեզ անհրաժեշտ հիմնական փաստաթուղթը գտնվում է

Կապի լարերը և սնուցման աղբյուրը միացրեք ձեր վահանին.

• 2B Կապույտ
• 2A կարմիր
• 1 Ա սև
• 1 Բ Գրեն

Տրված օրինակի ուրվագիծը աշխատեց ինձ համար, բայց այնքան էլ ուսանելի չէ: Մենք պետք է վերահսկենք արագությունը և պտույտը, ինչպես նաև բաց թողնենք քայլող շարժիչները, երբ դրանք չենք օգտագործում էներգիա խնայելու համար:

Ես գտա փոփոխված օրինակ https://bildr.org/2011/06/easydriver/ կայքից, որն ունի օգնական գործառույթներ: Այն միաժամանակ միայն մեկ քայլ է վարում, բայց ձեզ վստահություն կտա, որ մենք ճիշտ ուղու վրա ենք: Ավելի բարդ կոդ կգրենք ավելի ուշ:

Քայլ 8: Սերվո

Servo- ն օգտագործվում է նկարելու համար գրիչը բարձրացնելու և իջեցնելու համար:

• Տեղադրեք թևը հանգույցի վրա և նրբորեն պտտեցրեք սլաքը ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ ՝ ներքևից նայելով ներքև, մինչև այն հասնի կանգառին:
• Հեռացրեք թևը և դիր այն դեպի ձախ (սա կլինի ներքևի դիրքը):
• Տեղադրեք թել կազմող փոքր պտուտակը և ամրացրեք:
• Տեղադրեք servo- ն լեռան մեջ, հանգույցի ծայրը դեպի վեր և ամրացրեք ՝ օգտագործելով երկու ավելի մեծ թել ձևավորող պտուտակներ:

Քայլ 9: Կալիբրացում

Հավաքման և դասավորության տատանումների պատճառով ռոբոտը պետք է ճշգրտվի այնպես, որ կարողանա շարժել ճշգրիտ հեռավորություններ և անկյուններ:

• Չափել անիվի տրամագիծը ռետինե օղակի արտաքին եզրերից:
• Չափեք անիվի բազան ռոբոտի ներքևի օղակների կենտրոնից (որտեղ այն կկապվի հատակին):
• Ներբեռնեք կալիբրացման կցված ուրվագիծը
• Մուտքագրեք ձեր չափված պարամետրերը:
• Վերբեռնեք ուրվագիծը..

Պատրաստեք գրիչը.

• Հեռացրեք գլխարկը և սահեցրեք գրիչի օձիքը ծայրից:
• Տեղադրեք գրիչը պահիչի մեջ ՝ աջ ձեռքը դեպի վեր:
• Համոզվեք, որ գրիչն այս դիրքում չի դիպչում թղթի վրա:
• Եթե գրիչը կապվում է լիսեռի մեջ, մեզ ֆայլ ուղարկեք ՝ հեռացնելու ցանկացած կոպիտություն և ավելացնելու անցքի տրամագիծը:

Նկարեք քառակուսի.

• Սահեցրեք հոսանքի անջատիչը դեպի «Միացված»:
• Սպասեք մի քանի վայրկյան, մինչև բեռնիչը սկսվի:
• Երբ ռոբոտը ավարտի իր առաջին քառակուսին, հեռացրեք գրիչը և անջատեք ռոբոտը:

Նախ կարգավորեք wheel_dia պարամետրը: Չափեք քառակուսի կողմի երկարությունը: Այն պետք է լինի 100 մմ:

• Եթե չափված հեռավորությունը չափազանց երկար է, ավելացրեք անիվի_դիա:
• Եթե չափված հեռավորությունը չափազանց կարճ է, նվազեցրեք անիվի_դիան:

Հեռավորության ճշգրտում կատարելուց հետո կարգավորեք անիվի բազայի պարամետրը, որն ազդում է շրջադարձի անկյունի վրա: Տեղադրեք ռոբոտը թարմ թղթի վրա, միացրեք այն և թողեք, որ գծի բոլոր չորս քառակուսիները.

• Եթե ռոբոտը չափազանց կտրուկ է պտտվում (տուփը պտտվում է ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ), նվազեցրեք անիվի բազայի արժեքը:
• Եթե ռոբոտը բավականաչափ կտրուկ չի պտտվում (տուփը պտտվում է ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ), բարձրացրեք անիվի բազայի արժեքը:
• Քայլերի կոդի կլորացման և էժան քայլողների շարժակների մեջ թեքության պատճառով դուք երբեք այն կատարյալ չեք ստանա, այնպես որ դրա վրա շատ ջանք մի ծախսեք:

Քայլ 10: Նկարչություն

Timeամանակն է զբաղվել նկարչությամբ: Ներբեռնեք կցված էսքիզները ՝ սկսելու համար:

Քայլ 11: Հիմա ի՞նչ: Ուսումնական պլան

Այն աշխատում է և գծում է գեղեցիկ քառակուսիներ: Այժմ սկսվում է զվարճանքը:

Ահա կրիաների գրաֆիկա սովորելու մի քանի ռեսուրս:

• https://blockly-games.appspot.com/ (արգելափակել ծրագրավորումը)
• TinyTurtle ձեռնարկ (JavaScript)
• Կոդ Աննայի և Էլզայի հետ Hour of Code- ից

Ես տեղադրել եմ նաև հրահանգ, որը վերաբերում է կրիա ռոբոտին այս կրիա ռոբոտի հետ առցանց օգտագործման միջոցներին: Ընդհանուր առմամբ, ցանկացած Turtle JavaScript ծածկագիրը կարող է տեղադրվել և գործարկվել ստուգաչափման ուրվագծում: Դուք կարող եք առցանց առցանց ստուգել համակարգչի ելքը, այնուհետև այն վերբեռնել ձեր կրիայի վրա ՝ իրական կյանքում գրավելու համար:

Ուսանողների համար այստեղ կան մի քանի նախագծային գաղափարներ.

• Programրագրեք ձեր ռոբոտին ՝ ձեր անունը գրելու համար:
• Կաղապարից ձևավորեք և 3D տպեք TinkerCad- ում անվանատախտակ: Այն կարող է կցվել ձեր servo շարժիչի ներքևում:
• Տվեք ձեր ռոբոտին ինչ -որ անհատականություն տաք սոսինձով և փայլեցմամբ: (Պարզապես զերծ պահեք անիվներն ու աչքերը խոչընդոտներից):
• OSTR_eys էսքիզից նախագծեք և փորձարկեք սենյակում նավարկելու ալգորիթմ: Ի՞նչ եք անում, երբ մեկ աչքը ինչ -որ բան է հայտնաբերում: Երկու աչք? Կարո՞ղ եք ներառել Arduino- ի պատահական () գործառույթը:
• Կառուցեք լաբիրինթոս հատակին տեղադրված մեծ թղթի վրա և ծրագրավորեք ձեր ռոբոտին նավարկելու դրա միջով:
• Կառուցեք պատերով լաբիրինթոս և նախագծեք դրա վրա ինքնաբերաբար նավարկելու ալգորիթմ:
• LED- ների միջև եղած կոճակը դեռ գործածված չէ և միացված է Arduino «A3» կապին: Ինչի՞ համար այն կարող էր օգտագործվել: Օգտագործեք այն ՝ սկզբից LED- ը միացնելու և անջատելու համար:
• Եթե դուք չեք կատարել «irmրագրաշարի (FW). Փորձարկում և թարթում» քայլի «Հետաքննություն» բաժինը, հետ գնացեք և փորձեք:

Քայլ 12: Բայց սպասիր, ավելին կա:

Եթե ուշադրություն դարձրեցիք, նկատեցիք, որ տակառը քառակուսի է: Տիեզերական ինչ -որ տարօրինակ զուգադիպությամբ, պաստելի նկարչի կավիճը նույն լայնությունն է, ինչ Crayola մարկերների տրամագիծը: Այն, ինչ մեզ անհրաժեշտ է, կավճի վրա բավականաչափ ճնշում գործադրելու միջոց է, և մենք մայթի նկարիչ ենք:

Ձեզ հարկավոր կլինի.

• 3D տպված տակառ և խոյ (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• Կավիճ, կամ պաստելի քառակուսի նկարչի կավիճ, կամ փոքր կլոր կավիճ (ոչ թե մայթի ճարպոտ իրերը):

  https://a.co/6B3SzS5

3/4 "լվացքի քաշի համար:

Քայլեր.

• Տպեք երկու կցված ֆայլերը:
• Հեռացրեք servo և servo holder- ը:
• Կցեք քառակուսի կերակրման տակառը:
• Սրել կավիճը մոտակա կետի:
• Կավիճը դնել տակառի մեջ:
• Տեղադրեք խոյը տակառի մեջ:
• Տեղադրեք լվացքի զանգվածը խոյի վրա: