Arduino RC robots: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Apraksts

Izturīgs, 3D drukāts, ar tālvadību vadāms robots ar Arduino, kura darbības rādiuss ir vairāki simti metru. Moduļu ātrā savienojuma motora shēma ļauj ātri prototipēt dažādus robotu dizainus bez instrumentiem. Lieliski piemērots robotikas izglītībai bērniem.

Par ko tas viss?

Tātad jūs tikko esat sācis apgūt Arduino vai varbūt 3D drukāšanu un esat gatavs izveidot kaut ko foršu. Jūs vēlaties izveidot kaut ko jēgpilnu un praktisku, bet jautru … Jūs esat gatavs izveidot OmniBot. Ja Arduino ir Šveices armijas elektronikas nazis, tad OmniBot ir Šveices robotikas nazis! OmniBot ir vairāku mēnešu ilga Bolts and Bytes Maker Academy projekta rezultāts, kura mērķis bija izstrādāt daudzpusīgu un viegli lietojamu tālvadības robotikas komplektu. Un tagad viss ir atvērts avots! OmniBot darbojas ar akumulatoru, var vadīt līdz četriem līdzstrāvas motora kanāliem, diviem servomotoriem, un tā attālums ir vairāki simti metru! Un tas viss iekļaujas gludā 3D drukātā korpusā, kas darbojas, jūs uzminējāt, Arduino Uno smadzenēs.

Labi, bet kāpēc?

Mēs patiešām vēlējāmies, lai maziem bērniem būtu ļoti viegli uzņemt kartonu un pielīmēt un galu galā iegūt pielāgotu robotu. Izmantojot tradicionālos robotu komplektus, kurus, iespējams, iegādājaties tiešsaistē, esat spiests tikt galā ar daudziem netīriem džemperu vadiem, rakstot savu kodu, un - ak jā … jūs gandrīz nekad nevarat tos vadīt attālināti. Viņi vienkārši palaiž to pašu kodu cilpā. Izmantojot OmniBot, jums vienkārši jāpievieno akumulators, jāpievieno motors un jāpielīmē lente vai jāpielīmē, kur vēlaties, un - uzplaukums. robots. Viss mūsu rakstītais kods automātiski maģiski darbojas ar to pašu kontrolieri, kuru varētu izmantot dronam vai RC lidmašīnai. Tas ir ideāls komplekts ātrai prototipēšanai uz lauka gataviem robotiem. Kad esat pabeidzis veidot OmniBot platformu, esat tikai sācis. Desmit īsās minūtēs jūs varētu pāriet no misijas kritisko bumbu iznīcinošā robota uz Rocket-League stila futbola robotu, un tas padara OmniBot spēcīgu. Tātad, sāksim!

Ieteicamie prasmju līmeņi:

• Šis projekts ietver vieglu lodēšanu, tas ir diezgan viegli pārvaldāms iesācējiem.
• Vispārīga izpratne par Arduino un to, kā strādāt Arduino IDE, augšupielādējot skices un pievienojot bibliotēkas. Kodēšana nav nepieciešama, bet pieredzējuši lietotāji, ja vēlas, var pielāgot savu kodu.
• Dažas vieglas aparatūras darbojas ar skrūvgriezi un stiepļu griezējiem/noņēmējiem. Maziem bērniem ieteicama pieaugušo uzraudzība. (Galaprodukts ir piemērots lietošanai visu vecumu cilvēkiem!)

Piegādes

Nepieciešamie rīki:

• Lodāmurs un lodēt
• Sešstūra atslēga/atslēga vai sešstūra skrūvgriezis
• Phillips galva vai plakana skrūvgriezis (atkarībā no motora vairoga spaiļu blokiem)
• Karstās līmes pistole un karstās līmes spieķi (nav obligāti, bet ļoti ieteicams!)
• Stiepļu griezēji (ieteicams izmantot skalošanas griezējus, jo tos var izmantot citos posmos)
• Stiepļu noņēmēji
• Adatu knaibles (nav nepieciešamas, bet tas ievērojami atvieglo 3D izdrukas tīrīšanu)
• Piekļuve 3D printerim (ja jums tāda nav, jautājiet vietējai ražotāja vietai, skolai, laboratorijai vai bibliotēkai!)
• Dators ar Arduino IDE programmatūru

Materiālu rēķins:

Tālāk minētie vienumi un saites tika iegūti no Amazon (visi vai lielākā daļa ir Amazon Prime preces), taču jāatzīmē, ka lielāko daļu, ja ne visus, var atrast daudz lētāk tādās vietnēs kā Banggood un AliExpress, ja vēlaties gaidīt dažas nedēļas piegādei. Tas faktiski var samazināt projekta izmaksas uz pusi, ja izskatāties pietiekami labi.

1. Arduino Uno mikrokontrolleris (tips ar virsmas stiprinājuma mikroshēmu šim nolūkam darbojas labāk)
2. Arduino motora vairogs V1
3. Turnigy Evo raidītājs (2. režīms) (šis tiek piegādāts kopā ar uztvērēju, bet lielākajai daļai uztvērēju ar iBus sakariem vajadzētu darboties)
4. Vīriešu un sieviešu JST kontaktdakšas (es ļoti iesaku tipu ar silikonu, jo tie ir elastīgāki)
5. 13,5 mm x 9 mm svirslēdzis
6. M3x6mm iegremdētas skrūves (faktiski nepieciešamas tikai 6 skrūves)
7. 2S Lipo akumulators (to var aizstāt ar neuzlādējamu akumulatoru no 7 līdz 12 voltiem)
8. 2S lipo lādētājs (nepieciešams tikai tad, ja tiek izmantots lipo akumulators)
9. PETG 3D printera pavediens (var izmantot PLA, bet PETG ir izturīgāks un karstumizturīgs pret karstu līmi)
10. TT motori un riteņi
11. Servo motori (var izmantot arī lielākus servomotorus)

Ja jums ir visi instrumenti un detaļas, sekojiet man! Mums ir jābūvē roboti …

1. darbība. Robota šasijas 3D drukāšana

Šim solim jums būs nepieciešams:

3D printeris ar minimālo uzbūves tilpumu 4,5 "X x 4,5" Y x 1,5 "Z

Labā ziņa ir tā, ka es to jau izstrādāju jums! 3D STL faili ir redzami zemāk. Bet vispirms šeit ir dažas piezīmes.

Apdruka ir trīs atsevišķi cietie modeļi - augšējā daļa, apakšējā daļa un akumulatora vāks. Apakšējai daļai ir nepieciešami atbalsta materiāli, bet tikai zem sadaļas, kurā tiks uzstādīts slēdzis.

Apakšējo sekciju un akumulatora vāku var drukāt vienā kadrā kā “drukāt vietā” modeli, kas nozīmē, ka varat to izvilkt taisni no printera, kad tas ir pabeigts, un durvis darbosies uzreiz bez uzstādīšanas. Tomēr daži zemākas kvalitātes printeri var cīnīties ar pielaidēm un izkausēt šīs divas daļas kopā, tāpēc esmu iekļāvis arī atsevišķus drukas failus katrai akumulatora vāciņam un apakšējai daļai, lai jūs varētu tos izdrukāt atsevišķi un pēc tam salikt.

2. darbība: 3D drukas tīrīšana

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Pāris adatas knaibles
• Hobija nazis

Uzmanīgi noņemiet izdruku no konstrukcijas plāksnes. Ja jūs to visu izdrukājat vienā kadrā tāpat kā es, iespējams, jums būs jānoņem virkne starp daļām. Izmantojot knaibles, izvelciet atbalsta materiālu aiz atveres, kur iet slēdzis. Dažiem printeriem akumulatora nodalījuma pirmais vai divi slāņi var būt sapludināti ar apakšējo daļu, ja šādā gadījumā varat izmantot hobija nazi, lai izgrieztu durvis. Ja kausēšana ir pārāk slikta, iespējams, būs jāizdrukā durvis un apakšējā daļa atsevišķi un pēc tam jāsaliek kopā.

3. darbība: Arduino Uno sagatavošana

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Arduino Uno
• Dators ar instalētu Arduino IDE (IDE varat instalēt šeit)
• USB programmēšanas kabelis

OmniBot kods ir atkarīgs no dažām dažādām bibliotēkām.

1. "Servo.h" (tas ir iebūvēts IDE, un tas nav jālejupielādē)
2. "AFMotor.h" (šo lielisko Adafruit bibliotēku kopā ar tās instalēšanas rokasgrāmatu var atrast šeit)
3. "OmniBot.h" (izpildiet tālāk sniegtos norādījumus, lai instalētu šo bibliotēku)

Lai instalētu OmniBot bibliotēku, atrodiet mapi Arduino Libraries (parasti sadaļā Dokumenti> Arduino> Bibliotēkas) un izveidojiet jaunu mapi ar nosaukumu OmniBot. Šajā jaunajā mapē ielīmējiet failus OmniBot.h, OmniBot.cpp un keywords.txt. Aizveriet un restartējiet Arduino IDE, lai pabeigtu instalēšanu. Ja jums veicās, tagad vajadzētu redzēt OmniBot bibliotēku, IDE pārejot uz Skice> Iekļaut bibliotēku.

Kad bibliotēkas ir instalētas, vienkārši pievienojiet Arduino Uno, sadaļā Tools> Board:> Arduino/Genuino Uno izvēlieties pareizo tāfeli, atlasiet aktīvo COM portu un pēc tam augšupielādējiet skici!

4. solis: robotu uztvērēja sagatavošana

Šim solim jums būs nepieciešams:

• lodāmurs un lodētava
• stiepļu griezēji
• stieples noņēmēji
• Arduino Uno
• IBus uztvērēja modulis (vēlams tas, kas tiek piegādāts kopā ar ieteicamo raidītāju, bet var darboties arī citi iBus uztvērēji)

1. Sāciet, atrodot uztvērēja moduļa komplektācijā iekļautos galvenos vadus. Tam vajadzētu būt četrām daļām. Dzeltenais vads, kas atbilst mūsu moduļa PPM, nav vajadzīgs, un to var noņemt vai nogriezt no galvenes saišķa.
2. Noņemiet atsevišķo sieviešu galviņu no vadu gala un noņemiet apmēram 1 cm izolāciju.
3. Profesionāļa padoms: pagrieziet atklāto dzīslu vadu, lai tas nesabojātos, un tiniet galus ar lodmetālu.
4. Atrodiet pieejamos Gnd, Vcc un Rx caurumus savā Arduino. (ja izmantojat ieteicamo Arduino, tos var atrast tuvu viens otram tieši zem ICSP tapām.)
5. Ievietojiet konservētos vadus caur attiecīgajiem caurumiem un lodējiet aizmugurē. Balta līdz RX, sarkana līdz 5 V, melna līdz GND.
6. Nogrieziet atlikušo vadu aizmugurē, lai novērstu īssavienojumu.
7. Pievienojiet sieviešu četrgalvas galveni uztvērēja modulim sarkanā krāsā līdz VCC, melnu - GND un baltu - S. BUS
8. Ievietojiet uztvērēja moduli Arduino. Es atklāju, ka manējais cieši pieguļ starp kondensatoriem un kristālu pie USB porta.

5. darbība. Motora vadītāja vairoga sagatavošana

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Pāris skalošanas griezēji vai naži.
• Maza plakana galva vai Phillips galvas skrūvgriezis (atkarībā no motora vairoga spaiļu blokiem)
• Septiņi (7) sieviešu JST kabeļu adapteri.

1. Mēģiniet piespiest motora vairogu uz Arduino ar uztvērēju, kas atrodas starp tām.
2. Ja motora vairoga tapas līdz galam nesaspiež Arduino sievišķās tapas, motora vairoga apakšā var būt garas tapas, kas iespiežas uztvērējā un novērš to. Tos var apgriezt ar skalošanas griezējiem vai nažiem, kā redzams 2. attēlā.
3. Kad Arduino, Motor Shield, uztvērēja sviestmaize ir izgatavota (sauksim to par "kaudzīti"), sāciet ieskrūvēt JST kabeļa adapterus spaiļu blokiem, kā parādīts attēlos. Kabeļu sarkanie vadi atrodas spaiļu bloku lielākajā daļā, bet melnie vadi atrodas centrā. (ņemiet vērā, ka uz vairoga M1 un M2 spailēm jābūt diviem JST kabeļiem, M3 un M4 - pa vienam, akumulatora spailei jābūt vienam)
4. Pievērsiet īpašu uzmanību akumulatora spailei uz motora vairoga. Pievienojot JST kabeli šim kabelim nepareizā veidā, akumulators ir pievienots kontaktligzdai. Atcerieties, ka sarkans ir M+, melns - GND.
5. Pārliecinieties, ka pa labi no akumulatora spaiļu bloka ir dzeltenais džemperis, kas savieno "PWR" tapas. Tas nodrošina jaudu kaudzes apakšējām daļām.
6. Profesionāļa padoms: Kad visi kabeļi ir pieskrūvēti, ļaujiet katram vadam viegli pavilkt, lai pārliecinātos, ka tas ir labi piestiprināts un neizkrist.

Kamēr bijāt šeit, ļaujiet man jums pastāstīt, uz ko šie savienotāji attiecas. M1 un M2 spaiļu bloki (katrs ir divu atsevišķu kontaktligzdu komplekts) ir attiecīgi robota labās un kreisās piedziņas motoriem. Rindas vidū ir piektā kontaktligzda, kas, manuprāt, ir savienota ar zemi un mūsu vajadzībām netiks izmantota. M3 un M4 spaiļu bloks būs "palīgmotori", kas ir sadalīti OmniBot priekšpusē, lai nodrošinātu nepieciešamo vispārējo motora funkcionalitāti. M3 palīgdzinēju var iestatīt no 0% līdz 100% ātruma, kas griežas vienā virzienā, un to kontrolē ar kreiso kursorsviru uz augšu un uz leju. M4 motors var griezties 100% pulksteņrādītāja virzienā un pretēji pulksteņrādītāja virzienam, ko kontrolē kreisās kursorsviras pa kreisi un pa labi. Šai kursorsviru asij ir atspere "atgriešanās centrā", kas dabiski noteiks dzinēja ātrumu līdz 0%.

6. darbība: Arduino kaudzes uzstādīšana uz šasijas apakšējās daļas

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Pabeigta kaudze no iepriekšējām darbībām.
• 3D drukātā šasijas apakšējā daļa
• Divas (2) 6 mm M3 mašīnas skrūves
• Sešstūra uzgriežņu atslēga/atslēga vai garš sešstūra vadītājs.

1. Sakārtojiet JST savienotājus tā, lai vadi no spaiļu bloka M1 nonāktu labajā pusē, vadi no spaiļu bloka M2 - uz kreiso pusi un vadi no spaiļu bloka cilpas M3 un M4 zem skursteņa uz priekšu. (uztvērēja antenu var novietot arī zem kaudzes)
2. Pārliecinoties, ka JST logotips ir vērsts uz augšu uz sarkanā savienotāja korpusa, nospiediet un ievietojiet JST savienotāja galviņas attiecīgajās ligzdās drukātajā apakšējā daļā. Labās puses kabeļu secība nav svarīga, jo tie abi nonāk pie M1 spaiļu bloka. Tas pats attiecas uz kreisās puses savienotājiem ar spaiļu bloku M2.
3. M3 un M4 kabeļiem jābūt cilpām tieši zem skursteņa un iespraudiet kontaktligzdā, kuras sānos tie atrodas.
4. Izmantojot Allan uzgriežņu atslēgu un M3 skrūves, pieskrūvējiet kaudzīti pie apakšējās sekcijas skrūvju atdurēm. Varētu būt noderīgi atrast heck skrūvi ar mazāku galvas diametru, jo viena no skrūvēm, iespējams, iekodīsies Arduino sieviešu galviņā. Neuztraucieties par šīs galvenes sabojāšanu, jo mēs to nekam neizmantojam.
5. Ievietojiet visus vaļējos vadus zem kaudzes, kur iespējams, lai samazinātu jucekli.

7. darbība: uzstādīšana un lodēšana barošanas slēdzī

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Lodāmurs un kāds lodēt
• stiepļu griezēji
• stieples noņēmēji
• 13,5 mm x 9 mm svirslēdzis

1. Nospiediet svirslēdzi savā caurumā no apakšējās sekcijas apakšas, līdz tas noklikšķ. Pārliecinieties, ka | simbols ir vērsts uz priekšpusi, bet simbols 0 ir vērsts pret aizmuguri pret akumulatora nodalījumu.
2. Izstiepiet melno JST vadu no akumulatora spailes līdz slēdža spailei un nogrieziet to, nodrošinot, ka no GND spailes iet pietiekami daudz melnas stieples, lai ērti sasniegtu slēdža spaili.
3. Nogrieziet un alvas pārgriezto vadu abus galus.
4. Lodējiet katru melnā stieples nogriezto galu pie katra slēdža spailes, kā parādīts attēlos. (uzmanieties, lai pārāk ilgi neturētu pie lodēšanas dzelzs pie slēdža spailes, jo siltums var viegli pāriet uz leju un sākt izkausēt slēdža plastmasas korpusu!)
5. Virziet akumulatora spailes kabeļa savienotāja galu virs akumulatora nodalījuma iecirtuma uz leju pret akumulatora vāku.

8. solis: šasijas aizvēršana

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Allan uzgriežņu atslēga vai sešstūra galvas skrūvgriezis.
• Četras (4) 6 mm M3 iegremdētas mašīnas skrūves

1. Uzmanīgi novietojiet drukāto augšējo daļu virs apakšējās daļas, nodrošinot, ka tagad starp abām sekcijām ir saspiesta stieple. Ja nepieciešams, atgriezieties un ievelciet zem stieples vēl kādu vadu, lai tie netiktu novirzīti.
2. Ieskrūvējiet visas četras skrūves no apakšas. Profesionāļa padoms. Lielāko daļu skrūvju skrūvējiet, pirms ieskrūvējat kādu no tām. Tas palīdz pat nospiest drukātās detaļas. Pievelciet katru skrūvi arvien vairāk, pārmaiņus pāri stūriem, līdz visas skrūves ir vienā līmenī.

9. darbība. Ātrās savienošanas motoru izveide

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Četri (4) TT reduktori
• Četri (4) JST savienotāja kabeļi
• Lodāmurs un kāds lodēt
• Karstas līmes pistole un līme ir ļoti ieteicami, bet nav nepieciešami

1. Lodējiet vīrieša JST savienotāja kabeli pie TT motora tādā pašā veidā, kā parādīts attēlos. Pro padoms: Tā kā šie motori brauc gan pulksteņrādītāja virzienā, gan pretēji pulksteņrādītāja virzienam, vadu polaritātei nav nozīmes, taču jums ir jānodrošina visu motoru vienmērīgums, lai tie visi darbotos vienādi, kad tie ir pievienoti elektrotīklam. (Ti, tomēr, lodējot sarkano un melnajiem vadiem tagad vajadzētu būt tādiem pašiem, kādus lodējat katram motoram!)
2. Profesionāļa padoms: pievienojiet karstās līmes lodi virs šo motoru lodēšanas savienojuma, lai ievērojami palielinātu to kalpošanas laiku! Šiem motoriem ir nedaudz vājas vara cilnes, pie kurām esat paredzēts lodēt, un, ja tie pārāk daudz saliecas, tie var nogurdināt stresu un uzreiz padarīt motoru bezjēdzīgu. Karstā līme novērš šo liekšanos!
3. Pievienojot motoru OmniBot, abiem metāla kontaktiem jābūt vērstiem uz augšu. Pirmajās reizēs to pievienošana var būt nedaudz sarežģīta, jo šasijas apakšējā daļa var nedaudz saspiest sieviešu JST savienotājus.

10. darbība. Jūsu pirmais OmniBot

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Daži ātri savienojami TT motori ar riteņiem
• Vēlama dubultā aizmugurējā līmlente, bet jūs varat arī izmantot karstu līmi vai parasto lenti.
• Jūsu raidītāja kontrolieris
• Baterija (derēs no 7V līdz 12V, bet vēlams 2S 7.4V Lipo baterijas materiālu sarakstā)

Vispirms atveriet akumulatora nodalījumu, izmantojot sešstūra atslēgu vai nelielu skrūvgriezi, pievienojiet akumulatoru un aizveriet to atpakaļ. Pēc tam patiešām nav citu konstrukcijas noteikumu, izņemot: kreisās piedziņas motori tiek pievienoti kreisajā pusē, labās piedziņas motori tiek pievienoti labajā pusē, un servomotoru brūnais/aizmugurējais vads ir vērsts prom no OmniBot. Izņemot to, padariet to par savu!

Jūs varat plūst manas bildes, lai saprastu, kā es uzbūvēju savas. Es arī ieteiktu citām celtniecības sastāvdaļām izmantot tādus celtniecības materiālus kā Popsicle nūjas, karsto līmi un kartonu vai pagarināt šasijas izmēru.

11. darbība: OmniBot vadīšana

Šim solim jums būs nepieciešams:

• Jūsu pabeigtais OmniBot
• Jūsu kontrolieris

Es nevaru ieteikt pietiekami daudz Turnigy Evo raidītāja no Hobby King. Tas ir lielisks 2,4 GHz digitālais raidītājs ar automātisku frekvenču lēcienu un daudzām lieliskām funkcijām, ieskaitot skārienekrānu! Tas ir tas, ko mēs izmantojam Bolts and Bytes Maker Academy, un tas mums ir labi kalpojis. Ja arī jūs to izmantojat, pārliecinieties, ka esat palaidis programmaparatūras atjauninājumu, lai izmantotu jaunāko programmaparatūru. Saite uz to ir atrodama Hobby King produkta lapā.

Lai OmniBot kustētos, noklikšķiniet uz instrumentu kastes Turnigy Evo kontrollerī un pieskarieties RX Bind, pēc tam ieslēdziet (ieslēdziet un ieslēdziet) OmniBot no slēdža. Kontrolierim vajadzētu izdot skaņu, norādot, ka tas ir savienots ar uztvērēju OmniBot iekšpusē.

Tagad brauc! Visam kodam vajadzētu darboties nemanāmi.

Jūs atradīsit, ka Turnigy Evo kontroliera funkcijas kontrolē OmniBot šādos veidos:

• Labā nūja vertikāli un horizontāli> Kreisie porti (2) un OmniBots labie porti (2) piedziņas motoriem.
• Kreisā nūja horizontāli> Priekšējais motora ports 1, motora ātrums no -100% līdz 100% un servo ports 1
• Kreisā nūja vertikāli> Priekšējais motora ports 2, motora ātrums no 0% līdz 100% un servo ports 2
• Centrālā poga> Pielāgojiet maksimālo OmniBot piedziņas ātrumu
• Centrālais slēdzis> Mainot piedziņas sajaukšanas shēmu, atvelkot labo nūju (tur ir daudz ko izpakot, jo piedziņas sajaukšana ir sarežģīta tēma, ja kāds to patiešām vēlas, es saglabāšu paskaidrojumu!)
• Kreisais slēdzis> UP: Ļauj vadīt priekšējos motorus un servomotorus, MID: ļauj kontrolēt tikai servomotorus, DOWN: ļauj vadīt tikai priekšējos motorus. (tas ir noderīgi, ja pārvietošanai nepieciešams servo, bet ne priekšējais motors vienlaicīgi)
• Labais slēdzis> pašlaik neizmantots

Kontroliera izvēlnē jūs atradīsit arī funkcijas "galapunkti", "reverss" un "apgriešana", taču par katru no tiem ir daudz ko teikt, un es tos atstāšu citam ceļvedim. Ja jūs interesē kāds no tiem, YouTube meklēšanā ar šiem terminiem vajadzētu atklāt desmitiem noderīgu videoklipu.

Viss darīts

Ja esat tik tālu, apsveicu, es zinu, ka tas bija garš.

Es nevaru gaidīt, lai redzētu, ko sabiedrība dara ar OmniBot. Es noteikti gaidīšu atbildi uz jebkuru jautājumu un labprāt uzklausīšu atsauksmes. Turpiniet sekot līdzi vieglākai OmniBot versijai nākamajā Instructables ceļvedī!