Indholdsfortegnelse:

DFRobot Turtle Robot: 12 trin (med billeder)
DFRobot Turtle Robot: 12 trin (med billeder)

Video: DFRobot Turtle Robot: 12 trin (med billeder)

Video: DFRobot Turtle Robot: 12 trin (med billeder)
Video: Шасси робота MiniQ. DFrobot.com 2024, November
Anonim
DFRobot Turtle Robot
DFRobot Turtle Robot
DFRobot Turtle Robot
DFRobot Turtle Robot
DFRobot Turtle Robot
DFRobot Turtle Robot

Til dato har mine værkstedsrobotter projekter været drevet mod lave omkostninger og let montering. Hvad hvis præstation og nøjagtighed var målene og ikke omkostningerne? Hvad hvis et robotkitfirma var villig til at donere dele? Og hvad nu hvis vi tegnede med noget andet end markører?

Så målet med dette projekt er at lave en præcis Turtle Robot ved hjælp af dele fra hylden, der vil trække noget interessant til den næste Maker Fair.

Skildpadder væk!

Trin 1: Dele

Dele
Dele
Dele
Dele
Dele
Dele
Dele
Dele

DFRobot leverede hovedkomponenterne. Her er hvad vi bruger:

  • 1 stk., Bluno M0 bundkort, SKU: DFR0416 eller en almindelig Arduino Uno
  • 1 stk., Dual Bipolar Stepper Motor Shield til Arduino (DRV8825), SKU: DRI0023
  • 2 stk., Hybrid trinmotor, SKU: FIT0278
  • 1 stk., 5 mm gummihjulskoblingssæt (par), SKU: FIT0387
  • 1 stk., 9G servo SKU: SER0006

Til strøm vil jeg bruge 18650 litiumceller, så jeg købte:

  • 3 stk., EBL 18650 Batteri 3,7V
  • 1 stk., KINDEN 18650 Smart batterioplader
  • 3 ea., 18650 Batteriholder

Jeg brugte også noget forskelligt hardware:

  • 2 stk., Buna-N gummi #343 O-ring (3/16 "x 3-3/4" ID)
  • 1 stk., 1 "kulstofleje med lavt kulstofstål
  • 10 stk., M3x6MM Panhovedskrue
  • 2 stk., M3x8MM Panhovedskrue
  • 4 stk., M3x6MM Flathovedskrue
  • 14 stk., M3 møtrik
  • 4 stk., #2 x 1/4 gevindformende skrue

Vi får også brug for en kreativ måde at dele batteristrøm mellem motorskærmen og Arduino, da der ikke synes at være plads til det. Jeg brugte 2,1 mm x 5 mm tønde -jackenden på en død strømforsyning eller sådan noget.

Værktøjer:

  • Phillips -skruetrækker
  • Wire strippere
  • Varm limpistol (valgfrit)
  • Loddejern & lodning

Og ikke mindst af dem:

  • Tålmodighed
  • Vedholdenhed
  • Positiv holdning

Trin 2: 3D -dele

3D dele
3D dele
3D dele
3D dele
3D dele
3D dele

Jeg besluttede at prøve at designe alt 3D i FreeCad til denne robot for at hjælpe mig med at lære. Alt, hvad jeg skulle gøre, var at overføre dimensioner til servo- og penarrangementet og derefter skalere resten op for at passe til de meget større steppere.

  • Større hjul, der giver plads til batterierne.
  • Tykkere chassis for at give styrke til den øgede vægt.
  • Større hjul til at matche den hævede dækhøjde.
  • Modulær for nem test og tilpasning.

Her er de stykker, du får brug for. Alle filer er placeret på

  • 1 stk., Chassis
  • 1 ea., Topstiver
  • 2 stk., Hjul
  • 1 stk., Tønde
  • 1 stk., Servoholder

Trin 3: Chassismontering del 1

Chassismontering del 1
Chassismontering del 1
Chassismontering del 1
Chassismontering del 1
Chassismontering del 1
Chassismontering del 1
  • Start med at indsætte M3 møtrikker i chassisets afstandsstykker. De kan enten presses ind eller trækkes ind ved hjælp af en M3 -skrue.
  • Monter stepperne med M3 -skruer med de elektriske stik mod den bageste (kortere) ende.
  • Monter batteriholderne med skruer med fladt hoved.

Trin 4: Chassismontering del 2

Chassismontering del 2
Chassismontering del 2
Chassismontering del 2
Chassismontering del 2
Chassismontering del 2
Chassismontering del 2
  • Monter tønde, topstykke og servo sammen med M3 skruer og møtrikker.
  • Monter det kombinerede topstykke på stepperne med M3 -skruer.
  • Sæt stållejet i hjulholderen, opvarm det med en hårtørrer, hvis det er nødvendigt for at blødgøre det.
  • Monter hjulet på kroppen ved hjælp af M3 -skruer.

Trin 5: Hjulsamling

Hjulsamling
Hjulsamling
Hjulsamling
Hjulsamling
Hjulsamling
Hjulsamling
Hjulsamling
Hjulsamling
  • At få navene til at gribe fat i akslen er et problem, da akslerne er 5 mm og navet (som hævder at være til 5 mm) faktisk er 6 mm. Brug af nok drejningsmoment på spændeskruerne vil sandsynligvis fjerne dem, så jeg brugte et par vice-greb til først at lukke tolerancen.
  • Efter justering af tolerancen skubbes navet på trinakslen og spændes fastspændingsskruerne.
  • Placer 3D -hjulet på navet, indsæt en stor bolt, og stram.
  • Placer O-ringen over navet.
  • Sørg for, at hjulet roterer uden at vippe. Juster om nødvendigt.

Trin 6: Ledningsføring

Ledninger
Ledninger
Ledninger
Ledninger
Ledninger
Ledninger
Ledninger
Ledninger

Lad os få strømmen af vejen, så vi kan teste stepperne. Vi behøver:

  • Stepper -skærmen kræver mellem 8 og 35V for at køre stepperne.
  • Stepperne er klassificeret til 3,4V, men er typisk drevet af 12V.
  • Bluno (Arduino) har en anbefalet indgangsspænding på 7 - 12V eller kan drives direkte af 5V USB.

Litiumbatteriets celler har en nominel spænding på 3,7V. Hvis vi sætter tre i serie, giver det os 3 x 3,7V = 11,1 V og omtrent 3 x 3000 mAh = 9000 mAh. Bluno trækker sandsynligvis kun 20 mA, så størstedelen af drænet kommer fra stepperne, som kan trække op til en forstærker eller mere afhængigt af belastning. Det burde give os timers driftstid.

Til test kan du levere 12V reguleret til skjoldet og 5V USB til Arduino. Det kan være lettere at bare tilslutte batterierne til strømmen på samme tid.

  • Lodde batteriholderne parallelt i henhold til tegningen.
  • Monter Arduino ved hjælp af skruerne til gevindformning nr. 2.
  • Placer motorskærmen oven på Arduino
  • Fjern de bjærgede 2,1 mm x 5 mm jackledninger og sno dem sammen med batterikablerne:

    Hvid stribe er positiv, twist med rød batteriledning

  • Sæt den røde ledning i VCC og den sorte ledning i GND på motorskærmen.

Trin 7: Stepping Stepper

Stepping Stepper
Stepping Stepper
Stepping Stepper
Stepping Stepper
Stepping Stepper
Stepping Stepper
Stepping Stepper
Stepping Stepper

Jeg havde lidt problemer med at sammensætte nok information til at få dette til at køre, så forhåbentlig vil dette hjælpe andre. Det centrale dokument, du har brug for, er på

Tilslut stepperwires og strømforsyning til dit skjold:

  • 2B Blå
  • 2A Rød
  • 1A Sort
  • 1B Grenn

Den medfølgende eksempelskitse fungerede for mig, men er ikke for lærerig. Vi bliver nødt til at kontrollere hastighed og rotation samt frigive trinmotorer, når de ikke er i brug for at spare strøm.

Jeg fandt et ændret et eksempel fra https://bildr.org/2011/06/easydriver/, som har hjælperfunktioner. Det kører kun en stepper ad gangen, men vil give dig tillid til, at vi er på rette vej. Vi skriver senere en mere sofistikeret kode.

Trin 8: Servo

Servo
Servo
Servo
Servo
Servo
Servo

Servoen bruges til at hæve og sænke pennen til tegning.

  • Placer armen på navet, og drej trinvis forsigtigt mod uret og kig ned på den, indtil den når stop.
  • Fjern armen, og placer den mod venstre (dette vil være den nedadgående position).
  • Sæt den lille gevindformende skrue i, og stram.
  • Sæt servoen i holderen med navenden opad, og fastgør den ved hjælp af to større gevindformende skruer.

Trin 9: Kalibrering

Kalibrering
Kalibrering
Kalibrering
Kalibrering

På grund af variationer i samling og justering skal robotten kalibreres, så den kan bevæge præcise afstande og vinkler.

  • Mål hjuldiameteren fra ydersiden af gummi-o-ringen.
  • Mål akselafstanden fra midten af o-ringene på bunden af robotten (hvor den kommer i kontakt med gulvet).
  • Download vedhæftede kalibreringsskitse
  • Indtast dine målte parametre.
  • Upload skitsen..

Forbered pennen:

  • Fjern hætten, og skub penhalsbåndet fra spidsen.
  • Sæt pen i holderen med servoarmen lige op.
  • Sørg for, at pennen ikke berører papir i denne position.
  • Hvis pennen binder i skaftet, skal du bruge en fil til at fjerne ruhed og øge borediameteren.

Tegn en firkant:

  • Skub afbryderen til "Til".
  • Vent flere sekunder, før bootloaderen starter.
  • Når robotten er færdig med sin første firkant, skal du fjerne pennen og slukke for robotten.
Billede
Billede
Billede
Billede

Juster parameteren wheel_dia først. Mål længden af siden af firkanten. Det skal være 100 mm:

  • Hvis den målte afstand er for lang, øges hjul_dia.
  • Hvis den målte afstand er for kort, reduceres hjul_dia.
Billede
Billede
Billede
Billede

Når du har foretaget afstandskalibreringen, skal du justere parameteren wheel_base, som påvirker svingets vinkel. Læg robotten på et nyt ark papir, tænd den og lad den tegne alle fire firkanter:

  • Hvis robotten drejer for skarpt (boksen roterer med uret), skal værdien af akselafstand reduceres.
  • Hvis robotten ikke drejer skarpt nok (kassen roterer mod uret), øges akselafstanden.
  • På grund af afrundingsfejl i trinkoden og slop i gearene på de billige steppere, får du det aldrig perfekt, så brug ikke for meget kræfter på det.

Trin 10: Tegning

Tegning
Tegning
Tegning
Tegning
Tegning
Tegning

Tid til at tegne! Download de vedhæftede skitser for at give dig en start.

Trin 11: Hvad nu? Læreplan

Hvad nu? Læreplan!
Hvad nu? Læreplan!
Hvad nu? Læreplan!
Hvad nu? Læreplan!
Hvad nu? Læreplan!
Hvad nu? Læreplan!

Det virker og tegner flotte firkanter. Nu begynder det sjove.

Her er et par ressourcer til at lære skildpaddegrafik.

  • https://blockly-games.appspot.com/ (blokprogrammering)
  • TinyTurtle Tutorial (JavaScript)
  • Kode med Anna og Elsa fra Hour of Code

Jeg har også indsendt en instruks om hvordan man bruger skildpadderobotten disse online ressourcer med skildpadderobotten. Generelt kan enhver Turtle JavaScript -kode indsættes og køre i kalibreringsskitsen. Du kan først teste output online på computeren og derefter uploade den til din skildpadde for at trække ud i det virkelige liv!

For studerende er her et par projektideer:

  • Programmer din robot til at skrive dit navn!
  • Design og 3D print et navneskilt i TinkerCad fra en skabelon. Den kan fastgøres under din servomotor.
  • Giv din robot noget personlighed med lidt varm lim og bling. (Bare hold hjul og øjne fri for forhindringer).
  • Ud fra OSTR_eyes -skitsen, design og test en algoritme til at navigere i et rum. Hvad gør du, når det ene øje registrerer noget. Begge øjne? Kan du inkorporere Arduinos tilfældige () funktion.
  • Konstruer en labyrint på et stort ark papir på gulvet, og programmer din robot til at navigere gennem den.
  • Konstruer en labyrint med vægge, og design en algoritme til automatisk at navigere i den.
  • Knappen mellem lysdioderne er ikke taget i brug endnu og er forbundet til Arduino pin "A3". Hvad kunne den bruges til? Brug den til at tænde og slukke en LED til at starte med.
  • Hvis du ikke har foretaget undersøgelsesafsnittet i "Firmware (FW): Test og blink", skal du gå tilbage og prøve det.

Trin 12: Men vent, der er mere

Men vent, der er mere!
Men vent, der er mere!

Hvis du har været opmærksom, har du bemærket, at tønden er firkantet. Ved en eller anden underlig kosmisk tilfældighed er pastellkunstnerkridt den samme bredde som diameteren på Crayola -markørerne. Alt, hvad vi har brug for, er en måde at lægge nok pres på kridtet, og vi er en fortovskunstner.

Du får brug for:

  • 3D -trykt tønde og ram (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)
  • Kridt, enten pastel firkantet kunstnerkridt eller lille rund kridt (ikke de fede fortovsstoffer).

    https://a.co/6B3SzS5

3/4 "skiver til vægt

Trin:

  • Udskriv de to vedhæftede filer.
  • Fjern servoen og servoholderen.
  • Fastgør den firkantede fodertønde.
  • Slib kridtet til et nærpunkt.
  • Læg kridt i tønde.
  • Læg vædder i tønde.
  • Placer vaskemaskinens vægt på vædderen.

Anbefalede: