Robot DFRobot Turtle: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Până în prezent, proiectele mele de roboți de atelier au fost orientate către costuri reduse și ușurință de asamblare. Ce se întâmplă dacă performanța și acuratețea au fost obiectivele și nu costurile? Ce se întâmplă dacă o companie de truse de robot ar fi dispusă să doneze piese? Și dacă am desena cu altceva decât markeri?

Deci, scopul acestui proiect este de a realiza un robot Turtle exact folosind piesele de pe raft care vor atrage ceva interesant pentru următorul târg Maker.

Turtles Away!

Pasul 1: Piese

DFRobot a furnizat principalele componente. Iată ce folosim:

• 1 buc., Bluno M0 Mainboard, SKU: DFR0416 sau un Arduino Uno obișnuit
• 1 buc., Scut motor bipolar pas cu pas pentru Arduino (DRV8825), SKU: DRI0023
• 2 buc., Motor pas cu pas hibrid, SKU: FIT0278
• 1 buc., Kit de cuplare a roții din cauciuc de 5 mm (pereche), SKU: FIT0387
• 1 buc., Servo 9G SKU: SER0006

Pentru putere, voi folosi 18650 celule de litiu, așa că am cumpărat:

• 3 buc., EBL 18650 Baterie 3,7V
• 1 buc., Încărcător inteligent de baterie KINDEN 18650
• 3 buc., 18650 Suport baterie

De asemenea, am folosit diverse hardware:

• 2 buc., Inel O-cauciuc Buna-N # 343 (3/16 "x 3-3 / 4" ID)
• 1 u., 1 "rulment cu bile din oțel cu emisii reduse de carbon
• 10 buc., Șurub M3x6MM cu cap pan
• 2 buc., Șurub cu cap Pan M3x8MM
• 4 buc., Șurub cu cap plat M3x6MM
• 14 buc., Piuliță M3
• 4 buc., Șurub de formare a filetului # 2 x 1/4

De asemenea, vom avea nevoie de o modalitate creativă de a împărți puterea bateriei între Motor Shield și Arduino, deoarece nu pare să se potrivească asta. Am folosit capătul jack de 2,1 mm x 5 mm al unei surse de alimentare moarte sau ceva de genul acesta.

Instrumente:

• Șurubelniță tip Phillips
• Decapanti de sârmă
• Pistol de lipit la cald (opțional)
• Fier de lipit & lipit

Și nu cea mai mică dintre care:

• Răbdare
• Persistență
• Atitudine pozitiva

Pasul 2: Părți 3D

Am decis să încerc să proiectez toate 3D-urile din FreeCad pentru ca acest robot să mă ajute să învăț. Tot ce trebuia să fac era să transfer dimensiunile pentru aranjamentul servo și stilou și apoi să scalați restul în sus pentru a se potrivi cu stepper-urile mult mai mari.

• Roți mai mari pentru a oferi spațiu liber pentru baterii.
• Șasiu mai gros pentru a oferi rezistență pentru greutatea crescută.
• Rola mai mare pentru a se potrivi cu înălțimea ridicată a punții.
• Modular pentru testare și personalizare ușoară.

Iată piesele de care veți avea nevoie. Toate fișierele sunt găzduite la

• 1 buc., Șasiu
• 1 buc., Strut superior
• 2 buc., Roată
• 1 buc., Butoi
• 1 buc., Suport servo

Pasul 3: Ansamblul șasiului Partea 1

• Începeți prin introducerea piulițelor M3 în standurile șasiului. Acestea pot fi presate sau trase cu ajutorul unui șurub M3.
• Montați treptele cu șuruburi M3 cu conectorii electrici orientați spre capătul din spate (mai scurt).
• Montați suporturile bateriei cu șuruburi cu cap plat.

Pasul 4: Ansamblul șasiului Partea 2

• Montați butoiul, piesa superioară și servo împreună cu șuruburi M3 și piulițe.
• Montați piesa superioară combinată pe trepte cu șuruburi M3.
• Introduceți lagărul de oțel în suportul rotorului, încălzindu-l cu un uscător de păr, dacă este necesar, pentru a-l înmuia.
• Montați rola pe corp folosind șuruburi M3.

Pasul 5: Asamblarea roții

• Obținerea butucilor să prindă arborele este o problemă, deoarece arborii sunt de 5 mm, iar butucul (care pretinde a fi pentru 5 mm) este de fapt 6 mm. Folosirea unui cuplu suficient pe șuruburile de prindere este probabil să le scoată, așa că am folosit o pereche de manșoane pentru a închide mai întâi toleranța.
• După ajustarea toleranței, glisați butucul pe arborele pas cu pas și strângeți șuruburile de prindere.
• Așezați roata 3D pe butuc, introduceți șurubul mare și strângeți.
• Așezați inelul O peste butuc.
• Asigurați-vă că roata se rotește fără oscilații. Reglați dacă este necesar.

Pasul 6: Cablare

Haideți să scoatem puterea din cale, astfel încât să putem testa steppers. Avem nevoie:

• Scutul pas cu pas necesită între 8 și 35V pentru a rula pasii.
• Stepper-urile sunt evaluate pentru 3.4V, dar sunt de obicei acționate de 12V.
• Bluno (Arduino) are o tensiune de intrare recomandată de 7 - 12V sau poate fi alimentată direct de 5V USB.

Celulele bateriei cu litiu au o tensiune nominală de 3,7V. Dacă punem trei în serie, asta ne dă 3 x 3,7 V = 11,1 V și aproximativ 3 x 3000 mAh = 9000 mAh. Bluno, probabil, atrage doar 20 mA, astfel încât majoritatea scurgerii vor proveni de la steppers, care ar putea ajunge la un amplificator sau mai mult, în funcție de sarcină. Asta ar trebui să ne ofere ore de funcționare.

Pentru testare, puteți furniza 12V reglat la ecran și 5V USB la Arduino. Poate fi mai ușor să conectați bateriile până la alimentarea ambelor în același timp.

• Lipiți suporturile bateriei în paralel conform desenului.
• Montați Arduino folosind șuruburile de formare a firului # 2.
• Așezați scutul motorului deasupra Arduino

• Îndepărtați firele jack de 2,1 mm x 5 mm recuperate și răsuciți-le împreună cu cablurile bateriei:

  Banda albă este pozitivă, răsuciți cu cablul roșu al bateriei

• Introduceți cablul roșu în VCC și cablul negru în GND pe ecranul motorului.

Pasul 7: Pas cu pas

Am avut un pic de probleme legate de piese împreună, suficient de multe informații pentru a pune acest lucru în funcțiune, așa că sperăm că acest lucru îi va ajuta pe alții. Documentul cheie de care aveți nevoie este la

Conectați firele pas cu pas și sursa de alimentare la scut:

• 2B Albastru
• 2A Roșu
• 1A Negru
• 1B Grenn

Exemplul de schiță furnizat a funcționat pentru mine, dar nu este prea instructiv. Va trebui să controlăm viteza și rotația, precum și să eliberăm motoarele pas cu pas atunci când nu sunt utilizate pentru a economisi energie.

Am găsit un exemplu modificat de la https://bildr.org/2011/06/easydriver/ care are funcții de ajutor. Conduce doar un pas cu pas, dar vă va oferi încredere că suntem pe drumul cel bun. Vom scrie un cod mai sofisticat mai târziu.

Pasul 8: Servo

Servo-ul este utilizat pentru ridicarea și coborârea stiloului pentru desen.

• Așezați brațul pe butuc și rotiți ușor pasul în sens invers acelor de ceasornic, privind în jos, până când ajunge la oprire.
• Scoateți brațul și poziționați-l orientat spre stânga (aceasta va fi poziția în jos).
• Introduceți șurubul mic de formare a firului și strângeți-l.
• Introduceți servo-ul în suport cu capătul butucului în sus și atașați-l folosind două șuruburi mai mari de formare a firului.

Pasul 9: Calibrare

Datorită variațiilor de asamblare și aliniere, robotul trebuie calibrat astfel încât să poată deplasa distanțe și unghiuri precise.

• Măsurați diametrul roții de la marginile exterioare ale inelului din cauciuc.
• Măsurați ampatamentul din centrul garniturilor inelare de pe partea de jos a robotului (unde va intra în contact cu podeaua).
• Descărcați schița de calibrare atașată
• Introduceți parametrii măsurați.
• Încărcați schița..

Pregătiți stiloul:

• Scoateți capacul și glisați gulerul stiloului din partea vârfului.
• Introduceți stiloul în suport cu brațul servo în sus.
• Asigurați-vă că stiloul nu atinge hârtia în această poziție.
• Dacă stiloul se leagă în arbore, ne aruncăm un fișier pentru a îndepărta orice rugozitate și pentru a crește diametrul găurii.

Desenați un pătrat:

• Glisați comutatorul de alimentare la „Activat”.
• Așteptați câteva secunde până când bootloader-ul începe.
• După ce robotul completează primul pătrat, scoateți stiloul și opriți robotul.

Ajustați mai întâi parametrul wheel_dia. Măsurați lungimea laturii pătratului. Ar trebui să fie de 100 mm:

• Dacă distanța măsurată este prea mare, creșteți wheel_dia.
• Dacă distanța măsurată este prea mică, micșorați wheel_dia.

După ce ați calibrat distanța, reglați parametrul wheel_base care afectează unghiul de viraj. Așezați robotul pe o foaie de hârtie proaspătă, porniți-l și lăsați-l să deseneze toate cele patru pătrate:

• Dacă robotul se rotește prea brusc (cutia se rotește în sensul acelor de ceasornic), reduceți valoarea ampatamentului roții.
• Dacă robotul nu se învârte suficient de brusc (cutia se rotește în sens invers acelor de ceasornic), măriți valoarea ampatamentului roții.
• Din cauza erorilor de rotunjire ale codului de pas și a înclinării în treptele de viteză ale stepper-urilor ieftine, nu veți obține niciodată perfectitatea, deci nu depuneți prea mult efort pe el.

Pasul 10: Desen

E timpul să faci niște desene! Descărcați schițele atașate pentru a începe.

Pasul 11: Acum ce? Curriculum

Funcționează și desenează pătrate frumoase. Acum începe distracția.

Iată câteva resurse pentru învățarea graficii broaște țestoase.

• https://blockly-games.appspot.com/ (blocarea programării)
• Tutorial TinyTurtle (JavaScript)
• Cod cu Anna și Elsa din Ora de cod

De asemenea, am postat un Instructable despre utilizarea robotului broasca țestoasă aceste resurse on-line cu robotul broasca țestoasă. În general, orice cod JavaScript Turtle poate fi lipit și rulat în schița de calibrare. Puteți testa mai întâi ieșirea online a computerului și apoi încărcați-o pe broasca țestoasă pentru a o extrage în viața reală!

Pentru studenți, iată câteva idei de proiect:

• Programați robotul să vă scrie numele!
• Proiectați și imprimați 3D o plăcuță de identificare în TinkerCad dintr-un șablon. Poate fi atașat sub servomotorul dvs.
• Oferă-i robotului tău o personalitate cu adeziv fierbinte și bling. (Doar păstrați roțile și ochii feriți de obstacole).
• Din schița OSTR_eyes, proiectați și testați un algoritm pentru a naviga într-o cameră. Ce faci când un ochi detectează ceva. Ambii ochi? Ați putea încorpora funcția random () a lui Arduino.
• Construiți un labirint pe o foaie mare de hârtie pe podea și programați robotul pentru a naviga prin el.
• Construiți un labirint cu pereți și proiectați un algoritm pentru a-l naviga automat.
• Butonul dintre LED-uri nu a fost încă folosit și este conectat la pinul Arduino „A3”. Pentru ce ar putea fi folosit? Folosiți-l pentru a porni și a opri un LED pentru a începe.
• Dacă nu ați făcut secțiunea Investigație a pasului „Firmware (FW): Testare și clipire”, reveniți și încercați.

Pasul 12: Dar Stai, mai sunt

Dacă ai fost atent, ai observat că butoiul este pătrat. Printr-o coincidență cosmică ciudată, creta de pastel are aceeași lățime ca și diametrul marcatorilor Crayola. Tot ce ne trebuie este un mod de a pune suficientă presiune pe cretă și suntem un artist pe trotuar.

Vei avea nevoie:

• Butoaie și berbec imprimate 3D (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• Creta, fie creta pătrată pastelată, fie creta mică rotundă (nu lucrurile grase ale trotuarului).

  https://a.co/6B3SzS5

Șaibe de 3/4 "pentru greutate

Pași:

• Imprimați cele două fișiere atașate.
• Scoateți servo și suportul servo.
• Atașați butoiul pătrat de alimentare.
• Ascuți creta până aproape.
• Așezați creta în butoi.
• Așezați berbecul în butoi.
• Așezați greutatea șaibei pe berbec.