Robot RC Arduino: 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Descriere

Un robot durabil, imprimat 3D, controlat de la distanță, bazat pe Arduino, cu o rază de acțiune de câteva sute de metri. O schemă modulară de conectare rapidă a motorului vă permite să prototipați rapid diferite modele de robot fără niciun instrument. Perfect pentru educația robotică pentru copii.

Despre ce e vorba?

Așa că tocmai ați început să învățați Arduino sau poate imprimarea 3D și sunteți gata să construiți ceva interesant. Vrei să construiești ceva semnificativ și practic, dar distractiv … Ești gata să construiești OmniBot. Dacă Arduino este cuțitul elvețian de electronică, atunci OmniBot este cuțitul elvețian de robotică! OmniBot este rezultatul unui proiect lung de câteva luni al Bolts and Bytes Maker Academy, care urmărea să proiecteze un kit de robotică controlat de la distanță, versatil și ușor de utilizat. Și acum totul este open source! OmniBot este alimentat de la baterie, poate conduce până la patru canale de motor DC, două servo-motoare și are o autonomie controlată de la distanță de câteva sute de metri! Și totul se potrivește într-o carcasă elegantă imprimată 3D, care funcționează, ai ghicit, un creier Arduino Uno.

Bine, dar de ce?

Ne-am dorit cu adevărat să facem foarte ușor pentru copiii mici să ridice carton și lipici și să ajungă cu un robot personalizat funcțional. Cu seturile de robot tradiționale pe care le-ați putea cumpăra online, sunteți forțați să faceți față cu o mulțime de fire jumper dezordonate, scriind propriul cod și - oh da … aproape că nu le puteți controla de la distanță. Pur și simplu rulează același cod într-o buclă. Cu OmniBot, pur și simplu conectați o baterie, conectați un motor și o lipiți sau lipiți acolo unde doriți și - boom. robot. Tot codul pe care l-am scris în mod automat funcționează cu același controler pe care l-ați putea folosi pentru o dronă sau un avion RC. Este kitul perfect pentru prototipuri rapide roboți gata de câmp. Când ați terminat de construit platforma dvs. OmniBot, abia ați început. În zece minute scurte ați putea trece de la un robot de dezactivare a misiunii critice, la un robot de fotbal în stilul Rocket-league și asta face ca OmniBot să fie puternic. Deci sa începem!

Niveluri recomandate de abilități:

• Acest proiect include unele lipiri ușoare, este destul de ușor de gestionat pentru începători.
• Înțelegere generală a Arduino și cum să lucrați în Arduino IDE încărcând schițe și adăugând biblioteci. Nu este necesară codificarea, dar utilizatorii avansați își pot personaliza codul dacă doresc.
• Unele feronerie ușoare funcționează cu șurubelniță și tăietoare / decupatoare de sârmă. Supravegherea adulților recomandată copiilor mici. (Produsul final este potrivit pentru utilizare cu toate vârstele!)

Provizii

Instrumente necesare:

• Fier de lipit și lipit
• Cheie hexagonală / cheie sau șurubelniță cu cap hexagonal
• Șurubelniță cu cap Phillips sau cu cap plat (în funcție de blocurile de borne ale ecranului motorului)
• Pistol de lipit fierbinte și bețișoare de lipici fierbinți (nu sunt necesare, dar foarte recomandat!)
• Freze de sârmă (frezele de spălare sunt recomandate deoarece pot fi utilizate în alte etape)
• Decapanti de sârmă
• Cleste pentru nas cu ac (nu sunt necesare, dar facilitează curățarea imprimării 3D)
• Acces la o imprimantă 3D (dacă nu aveți una, adresați-vă spațiului, școlii, laboratorului sau bibliotecii producătorului local!)
• Un computer cu software-ul Arduino IDE

Proiect de lege de materiale:

Următoarele articole și linkuri au fost obținute de la Amazon (toate sau majoritatea sunt articole Amazon Prime), dar trebuie remarcat faptul că majoritatea, dacă nu toate acestea, pot fi găsite cu mult mai ieftine pe site-uri precum Banggood și AliExpress dacă doriți să așteptați un câteva săptămâni pentru transport. Acest lucru poate reduce costul proiectului la jumătate dacă arăți suficient de bine.

1. Microcontroler Arduino Uno (tipul cu cip de montare la suprafață funcționează mai bine pentru asta)
2. Arduino Motor Shield V1
3. Transmițător Turnigy Evo (modul 2) (acesta vine cu receptorul, dar majoritatea receptoarelor cu comunicație iBus ar trebui să funcționeze)
4. Mufe JST masculine și feminine (recomand cu tărie tipul cu silicon, deoarece sunt mai flexibile)
5. Comutator basculant de 13,5 mm x 9 mm
6. Șuruburi înfundate M3x6mm (sunt necesare doar 6 șuruburi)
7. Baterie Lipo 2S (aceasta poate fi înlocuită cu o baterie nereîncărcabilă în spate între 7 și 12 volți)
8. Încărcător 2S Lipo (necesar numai dacă utilizați o baterie lipo)
9. Filament pentru imprimantă 3D PETG (PLA poate fi utilizat, dar PETG este mai durabil și rezistent la căldură la lipici fierbinți)
10. Motoare și roți TT
11. Servomotoare (pot fi utilizate și servomotoare mai mari)

Dacă ai toate instrumentele și piesele tale, urmărește-mă! Avem roboți de construit …

Pasul 1: Imprimarea 3D a șasiului robotului

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

O imprimantă 3D cu un volum minim de construcție de 4,5 "X x 4,5" Y x 1,5 "Z

Vestea bună este că deja l-am proiectat pentru dvs.! Fișierele 3D STL sunt toate de mai jos. Dar mai întâi, iată câteva note.

Imprimarea este formată din trei modele solide separate, secțiunea Upped, secțiunea inferioară și ușa bateriei. Secțiunea inferioară necesită materiale de susținere, dar numai sub secțiunea unde va fi instalat comutatorul.

Secțiunea inferioară și ușa bateriei pot fi tipărite dintr-o singură fotografie sub forma unui model „tipărit în loc”, ceea ce înseamnă că îl puteți scoate direct de pe imprimantă când este gata și ușa va funcționa imediat fără instalare. Unele imprimante de calitate inferioară ar putea însă să se lupte cu toleranțele și să topească aceste două părți împreună, așa că am inclus și fișiere de imprimare separate pentru fiecare ușă a bateriei și secțiunea inferioară, astfel încât să le puteți imprima individual și să le asamblați după.

Pasul 2: Curățarea imprimării 3D

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• O pereche de clești pentru nas
• Un cuțit hobby

Scoateți cu atenție imprimarea de pe placa de construcție. Dacă ați imprimat totul într-o singură fotografie, așa cum am făcut-o, ar putea fi necesar să îndepărtați câteva șiruri între părți. Folosind o pereche de clești, scoateți materialul de susținere de gaura unde va merge comutatorul. Pe unele imprimante, primul strat sau două ale ușii bateriei pot fi îmbinate cu secțiunea inferioară, dacă este cazul, puteți folosi un cuțit hobby pentru a tăia ușa. Dacă fuziunea este prea proastă, poate fi necesar să imprimați ușa și secțiunea inferioară separat și să le fixați împreună.

Pasul 3: Pregătirea Arduino Uno

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• Un Arduino Uno
• Un computer cu Arduino IDE instalat (puteți instala IDE de aici)
• Un cablu de programare USB

Codul OmniBot depinde de câteva biblioteci diferite.

1. „Servo.h” (acesta este încorporat în IDE și nu ar trebui să fie descărcat)
2. „AFMotor.h” (această mare bibliotecă de la Adafruit, împreună cu ghidul de instalare a acestuia, pot fi găsite aici)
3. „OmniBot.h” (urmați instrucțiunile de mai jos pentru a instala această bibliotecă)

Pentru a instala biblioteca OmniBot, localizați folderul Arduino Libraries (de obicei în Documente> Arduino> Biblioteci) și creați un folder nou numit OmniBot. Lipiți fișierele OmniBot.h, OmniBot.cpp și keywords.txt în acest nou folder. Închideți și reporniți Arduino IDE pentru a finaliza instalarea. Dacă ați avut succes, ar trebui să vedeți acum biblioteca OmniBot navigând la Sketch> Include Library, în IDE.

Odată ce bibliotecile sunt instalate, pur și simplu conectați Arduino Uno, alegeți placa corectă în Instrumente> Placă:> Arduino / Genuino Uno, selectați portul COM activ, apoi încărcați schița!

Pasul 4: Pregătirea receptorului de roboți

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• fier de lipit și lipit
• freze de sârmă
• stripuri de sârmă
• Arduino Uno
• Modul receptor IBus (de preferință cel care vine cu transmițătorul recomandat, dar alte receptoare iBus pot funcționa)

1. Începeți prin localizarea firelor antet care vin împreună cu modulul receptor. Ar trebui să fie un fir de patru. Firul galben corespunzător PPM de pe modulul nostru nu este necesar și poate fi îndepărtat sau tăiat din grupul de antet.
2. Scoateți antetul individual al femeii de la capătul firelor și îndepărtați aproximativ 1 cm de izolație.
3. Sfat Pro: Răsuciți firul expus pentru a preveni sfărâmarea și staniți capetele cu lipit.
4. Găsiți găurile Gnd, Vcc și Rx disponibile pe Arduino. (dacă utilizați Arduino recomandat, acestea pot fi găsite aproape unul de celălalt chiar sub pinii ICSP.)
5. Introduceți firele conservate prin orificiile respective și lipiți pe partea din spate. Alb spre RX, roșu la 5V, negru spre GND.
6. Tăiați firul rămas pe spate pentru a preveni scurtcircuitul.
7. Conectați antetul quad feminin în modulul receptorului roșu la VCC, negru la GND și alb la S. BUS
8. Introduceți modulul receptor în Arduino. Am constatat că al meu se potrivește perfect între condensatori și cristalul de la portul USB.

Pasul 5: Pregătirea ecranului driverului motorului

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• O pereche de tăietoare sau de buzunare la culoare.
• O mică șurubelniță cu cap plat sau Phillips (în funcție de blocurile de borne pe care le are ecranul motorului)
• Șapte (7) adaptoare de cabluri feminine JST.

1. Încercați să apăsați scutul motorului pe Arduino cu receptorul în mijloc.
2. Dacă știfturile scutului motorului nu se apasă până la capăt în știfturile femele Arduino, pot exista știfturi lungi pe partea inferioară a scutului motorului care se bagă în receptor împiedicând acest lucru. Acestea pot fi tăiate cu tăietoare sau cu buzunare, așa cum se vede în imaginea 2.
3. Când s-a făcut sandwich-ul receptorului Arduino, Motor Shield (să numim acest lucru „stiva”), începeți să înșurubați adaptorii de cablu JST la blocurile terminale așa cum arată imaginile. Cablurile roșii ale cablurilor se află la capătul majorității pozițiilor blocurilor de borne, iar firele negre sunt în centru. (rețineți că bornele M1 și M2 de pe ecran trebuie să aibă două cabluri JST fiecare, M3 și M4 să aibă fiecare unul, terminalul bateriei să aibă unul)
4. Acordați o atenție deosebită bornei bateriei de pe ecranul motorului. Atașarea unui cablu JST la acesta într-un mod greșit vă poate prăji stiva atunci când o baterie este conectată. Amintiți-vă, roșu merge la M +, negru merge la GND.
5. Asigurați-vă că există un jumper galben care conectează pinii "PWR" din dreapta blocului de borne al bateriei. Aceasta oferă energie părților inferioare ale stivei.
6. Sfat Pro: Când toate cablurile sunt înșurubate, dați fiecărui fir un ușor remorcher pentru a vă asigura că este bine atașat și că nu va cădea.

Când am fost aici, permiteți-mi să vă spun cu ce se referă acești conectori. Blocurile de conexiuni M1 și M2 (fiecare este un set de două prize individuale) sunt pentru motoarele de acționare dreapta și stânga ale robotului, respectiv. Există un al cincilea soclu în mijlocul rândului care cred că este conectat la masă și, în scopurile noastre, nu va fi utilizat. Blocul de conexiuni M3 și M4 va fi „Motoare auxiliare” care sunt defalcate în partea din față a OmniBot pentru orice funcționalitate generală a motorului aveți nevoie. Motorul auxiliar M3 poate fi setat între 0% și 100% viteza rotind într-o direcție și este controlat de joystick-ul stâng în sus și în jos. Motorul M4 se poate roti 100% în sensul acelor de ceasornic și în sens invers acelor de ceasornic controlat de joystick-urile din stânga în mișcare la stânga și la dreapta. Această axă a joystick-ului are un arc de „revenire la centru” care va seta în mod natural viteza motoarelor la 0%.

Pasul 6: Montarea stivei Arduino pe secțiunea inferioară a șasiului

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• Stiva finalizată din pașii anteriori.
• Secțiunea inferioară imprimată 3D a șasiului
• Două (2) șuruburi M3 de 6 mm
• O cheie Allen / cheie sau driver hexagonal lung.

1. Aranjați conectorii JST astfel încât firele din blocul de borne M1 să ajungă în partea dreaptă, firele din blocul de borne M2 să ajungă în partea stângă și cablurile din bucla blocurilor de borne M3 și M4 de sub stivă în față. (antena receptorului poate fi buclată și sub teanc)
2. Asigurându-vă că sigla JST este orientată în sus pe corpul conectorului roșu, apăsați pentru a introduce capetele conectorului JST în prizele respective de pe secțiunea inferioară tipărită. Ordinea cablurilor laterale din dreapta nu este importantă, deoarece ambii merg la blocul de conexiuni M1. Același lucru este valabil și pentru conectorii din partea stângă a blocului de borne M2.
3. Cablurile M3 și M4 ar trebui să se fixeze direct sub teanc și să se conecteze la priza din care se află.
4. Folosind o cheie Allan și șuruburi M3, înșurubați teancul la șuruburile din secțiunea inferioară. Ar putea fi util să găsiți un șurub cu un diametru mai mic al capului, deoarece unul dintre șuruburi va mușca probabil în capul feminin al Arduino. Nu vă faceți griji cu privire la deteriorarea acestui antet, deoarece nu îl folosim pentru nimic.
5. Puneți toate cablurile libere sub stivă acolo unde este posibil pentru a reduce aglomerația.

Pasul 7: Instalarea și lipirea în comutatorul de alimentare

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• Un fier de lipit și ceva lipit
• freze de sârmă
• stripuri de sârmă
• Comutator basculant de 13,5 mm x 9 mm

1. Împingeți comutatorul basculant în orificiul său din partea inferioară a secțiunii inferioare până când se fixează în poziție. Asigurați-vă că | simbolul este orientat spre față și simbolul 0 este orientat spre spate spre compartimentul bateriei.
2. Intindeți firul negru JST de la terminalul bateriei la terminalul comutatorului și tăiați-l asigurându-vă că există suficient fir negru care rulează de la terminalul GND pentru a ajunge confortabil la terminalul comutatorului.
3. Îndepărtați și tăiați ambele capete ale firului tăiat.
4. Lipiți fiecare capăt tăiat al firului negru la fiecare terminal de comutare, așa cum se arată în imagini. (aveți grijă să nu țineți fierul de lipit pe terminalul întrerupătorului prea mult timp, deoarece căldura se poate transfera cu ușurință în jos și începe să topească corpul de plastic al întrerupătorului!)
5. Buclați capătul conectorului cablului terminalului bateriei peste crestătura compartimentului bateriei în jos spre ușa bateriei.

Pasul 8: Închiderea șasiului

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• Cheie Allan sau șurubelniță cu cap hexagonal.
• Patru (4) șuruburi cu mașină de 3 mm M3 sonde

1. Așezați cu atenție secțiunea superioară tipărită peste secțiunea inferioară, asigurându-vă că sârmele sunt strânse între cele două secțiuni. Dacă este necesar, întoarceți-vă și mai puneți câteva fire sub teanc pentru a le scoate din cale.
2. Introduceți toate cele patru șuruburi de jos. Sfat Pro: înșurubați-l pentru tot parcursul înainte de a înșuruba oricare dintre ele până la capăt. Acest lucru ajută chiar și presiunea asupra pieselor imprimate. Strângeți fiecare șurub din ce în ce mai mult, alternând peste colțuri până când toate șuruburile sunt la același nivel.

Pasul 9: Construirea motoarelor de conectare rapidă

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• Patru (4) motoare cu transmisie TT
• Patru (4) cabluri de conector JST tată
• Un fier de lipit și ceva lipit
• Pistolul cu adeziv fierbinte și adezivul sunt foarte recomandate, dar nu sunt necesare

1. Lipiți un cablu conector JST tată la motorul TT în același mod ca în imagini. Sfat Pro: Deoarece aceste motoare acționează atât în sensul acelor de ceasornic cât și în sens invers acelor de ceasornic, polaritatea firelor nu contează, dar ar trebui să vă asigurați uniformitatea tuturor motoarelor, astfel încât să funcționeze în același mod atunci când sunt conectate. acum firele negre ar trebui să fie la fel în care lipiți fiecare motor!)
2. Sfat Pro: Adăugați un glob de adeziv fierbinte peste articulația de lipit a acestor motoare pentru a le mări durata de viață! Aceste motoare au cleme de cupru oarecum fragile pe care sunteți menit să le lipiți și, dacă se îndoaie prea mult, pot obosi stresul și se pot opri imediat, făcând motorul inutil. Adezivul fierbinte împiedică îndoirea!
3. Când conectați motorul la OmniBot, cele două contacte metalice trebuie să fie orientate în sus. Acestea pot fi puțin dificile de conectat în primele rânduri, deoarece secțiunea inferioară a șasiului poate stoarce puțin conectorii JST feminini.

Pasul 10: Primul dvs. OmniBot

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• Unele motoare TT conectate rapid cu roți
• Este preferată banda adezivă dublă în spate, dar puteți utiliza și lipici fierbinte sau bandă obișnuită.
• Controlerul dvs. de emițător
• O baterie (7V la 12V va funcționa, dar de preferință bateriile Lipo 2S 7.4V din lista materialelor)

Mai întâi deschideți compartimentul bateriei folosind o cheie hexagonală sau o șurubelniță mică, conectați bateria și închideți-o înapoi. După aceea, nu există cu adevărat alte reguli pentru construcție decât: motoarele de acționare din stânga sunt conectate pe partea stângă, motoarele de acționare din dreapta sunt conectate în partea dreaptă, iar firul maro / spate al servomotorelor este îndepărtat de OmniBot. În afară de asta, fă-o a ta!

Puteți transmite imaginile mele pentru a avea o idee despre modul în care am construit-o pe a mea. Aș recomanda, de asemenea, utilizarea materialelor de construcție, cum ar fi bețe de gheață, lipici fierbinte și carton pentru alte componente ale caroseriei sau extinderea dimensiunii șasiului.

Pasul 11: Controlul OmniBot

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• OmniBot-ul tău terminat
• Controlorul dvs.

Nu pot recomanda suficient emițătorul Turnigy Evo de la Hobby King. Este un excelent transmițător digital de 2,4 GHz cu salt automat de frecvență și o mulțime de caracteristici excelente, inclusiv un ecran tactil! Este ceea ce folosim la Bolts and Bytes Maker Academy și ne-a servit bine. Dacă îl utilizați, asigurați-vă că rulați o actualizare de firmware, astfel încât să utilizați cel mai recent firmware. Un link pentru aceasta poate fi găsit pe pagina produsului de pe Hobby King.

Pentru a vă deplasa OmniBot, faceți clic pe caseta de instrumente de pe controlerul Turnigy Evo și atingeți RX Bind, apoi porniți (opriți apoi porniți) OmniBotul de pe comutator. Controlerul ar trebui să emită un sunet care să indice faptul că s-a conectat la receptor în interiorul OmniBot.

Acum conduceți! Tot codul ar trebui să funcționeze perfect.

Veți descoperi că caracteristicile controlerului Turnigy Evo controlează OmniBot în următoarele moduri:

• Stick dreapta vertical și orizontal> Porturi stânga (2) și porturi dreapta (2) ale OmniBots pentru motoare de acționare.
• Stânga stick orizontal> Portul motor frontal 1, viteza motorului -100% până la 100% și portul Servo 1
• Stânga verticală> Portul motor frontal 2, turația motorului de la 0% la 100% și portul Servo 2
• Buton central> Reglați viteza maximă a unității OmniBot
• Comutator central> Schimbați schema de amestecare a unității atunci când trageți înapoi pe butonul drept (există multe lucruri de despachetat acolo, deoarece amestecarea unității este un subiect complex, voi salva o explicație dacă cineva o dorește cu adevărat!)
• Comutator stânga> SUS: Permite controlul motoarelor și servomotorelor din față, MID: Permite controlul numai servomotorelor, JOS: permite controlul numai al motoarelor frontale. (acest lucru este util dacă aveți nevoie de un servo pentru a vă deplasa, dar nu de un motor frontal în același timp)
• Comutator dreapta> momentan neutilizat

Veți găsi, de asemenea, caracteristici în meniul controlerului pentru „puncte finale”, „inversare” și „tăiere”, dar există multe de spus despre fiecare dintre acestea și le voi lăsa pentru un alt ghid. Dacă sunteți interesat de oricare dintre acestea, o căutare YouTube pe acești termeni ar trebui să dezvăluie zeci de videoclipuri utile.

Totul a fost făcut

Dacă ați ajuns până aici, felicitări, știu că a fost una lungă.

Abia aștept să văd ce face comunitatea cu OmniBot. Cu siguranță voi aștepta cu nerăbdare să răspund la orice întrebare și mi-ar plăcea să aud orice feedback. Rămâneți atent la o versiune mai ușoară a OmniBot într-un viitor ghid Instructables!