En instruerbar robot med mange funktioner: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Hej venner, i denne instruktive vil jeg introducere en fantastisk robot, der kan udføre følgende opgaver:

1- Den kan bevæge sig, og styringen af dens bevægelser udføres ved hjælp af Bluetooth

2- Det kan rengøre som en støvsuger

3- Det kan afspille sange med Bluetooth

4- Det kan ændre tilstanden for øjne og mund af Arduino

5- Den har blinkende LED

6- Dens øjenbryn og nederdelens kant er lavet af strip LED

Så denne unikke instruerbare er en meget god klasse for dem, der ønsker en enkel, men multifunktionel robot.

Jeg må tilføje, mange funktioner i denne robot er taget fra artikler på Instructables -webstedet, og jeg anerkender dette ved at citere artiklen i hvert relevant afsnit.

Trin 1: Dimensioner og funktioner

1- Generelle dimensioner af robotten:

-Bundens dimensioner: 50 * 50 cm, højde fra jorden 20 cm inklusive hjul

- Hjulets dimension: Forhjulsdiametre: 5 cm, Baghjul 12 cm

- Støvsugerbeholderens dimensioner: 20 * 20 * 15 cm

- Rørdiametre: 35 mm

- Batterirummets dimensioner: 20 * 20 * 15 cm

- Istructables -robotens dimensioner: 45 * 65 * 20 cm

Funktioner:

- bevægelse af to motorer, der roterer baghjulene og to forhjul uden strøm, rotationen af motorer styres af en enhed, der styres af Bluetooth og en software, der kan installeres i smarttelefonen.

- Støvsugningsfunktion med kontakt

- Blinkende LED -strimler med røde og blå farver

- Ændring af tilstanden for øjne og mund hvert 10. sekund

- Øjenbryn og kanten af nederdel af robotrød LED med konstant lys kunne tændes

-Bluetooth-højttalere tændes og slukkes på robotlegemet og kan betjenes af Android-smarttelefon via Bluetooth.

Trin 2: Materialekartotek, moduler og komponenter

Materialer, moduler og komponenter, der bruges i denne robot, er som følger:

1- To motor-gearkasse ZGA28 (fig. 1):

Model - ZGA28RO (RPM) 50, Producent: ZHENG, Akseldiameter: 4 mm, Spænding: 12 V, aksellængde 11,80 mm, Ingen belastningsstrøm: 0,45 A, gearkassediameter: 27,90 mm, maks. drejningsmoment: 1,7 kg.cm, gearkassehøjde: 62,5 mm, konstant drejningsmoment: 1,7 kg.cm, længde: 83 mm, hastighedsforhold: 174, Diameter: 27,67 mm

2- En Bluetooth-driver til robotmotorer (fig. 2):

BlueCar v1.00 udstyret med HC-O5 Bluetooth-modul (fig. 3)

En Android -software kaldet BlueCar v1.00 kan installeres i Android -smartphones og blot styre motorernes bevægelser.

Android-softwaren er vist i fig. (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) og kan downloades

3- Et 12 V, 4,5 A-h blybatteri (figur 5)

4- To motorbeslag 28 * 23 * 32 mm (Fig. 6, Fig. 7)

5- To motorkoblinger 10*10*(4-6) mm (fig. 8)

6- To motoraksler 6 mm diameter * 100 mm længde

7- To drivhjul med hver 12 cm diameter (fig. 9)

8- To forhjul hver 5 cm i diameter (fig. 10)

9- Et 50 cm * 50 cm, firkantet stykke PC (poly carbonat) ark med 6 mm tykkelse

10- Elektrisk kanal lavet af PVC bruges til forstærkning og indramning af basen, dimensionerne er 3*3 cm

11- PVC-rør med 35 mm diameter til støvsugerrør (inklusive albue)

12- Støvsugerbeholder eller -beholder er plastbeholder, jeg havde i mine rester med en størrelse på 20* 20* 15 cm

13 - Støvsuger motorventilator, 12 V motor med en centrifugal ventilator direkte koblet til den

14- Seks vippekontakter

15- Et Arduino Uno-modul

16- Et forstærkermodul grøn PAM8403

www.win-source.net/en/search?q=PAM8403

17- To højttalere, hver 8 Ohm, 3 W

18- Fem 8*8 dot matrixmoduler med Max7219-chip og SPI-stik (fig. 12)

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

19- To effekttransistorer 7805

20- to dioder 1N4004

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

21- To kondensatorer 3,3 uF

22- To kondensatorer 100 uF

23- To transistorer BC547

www.win-source.net/en/search?q=BC547

24- To modstande 100Ohm

25- To modstande 100 kOhm

26- To kondensatorer 10 uF

27- Tre projektbrætter 6*4 cm

28- Nok brødbrætstråde og 1-kerne 1 mm kabler

29- Et hun-USB-stik (jeg brugte en brændt USB-hub og tog en af dens hun-USB-stik ud!)

30- En Bluetooth-modtager BT163

31- Elektrisk kanal lavet af PVC 1*1 cm

32- Skruer

33- Otte terminaler om bord

Trin 3: Påkrævede værktøjer

1- Skærer

2- Håndsav

3- Loddejern

4- Tang

5- Trådfræser

6- Lille bor med forskellige hoveder (bor - slibemaskiner, fræsere)

7- Lineal

8- Lodning

9- super lim

10- små og mellemstore skruetrækkere

Trin 4: Dimensionering af drivmotorer

For at få størrelsen på drivmotorerne brugte jeg et drivstørrelsesværktøj på følgende sted:

www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizin…

Det grundlæggende er som følger:

Drive -motorstørrelsesværktøjet er beregnet til at give en idé om, hvilken type drivmotor der kræves til din specifikke robot ved at tage kendte værdier og beregne værdier, når du søger efter en motor. DC -motorer bruges generelt til kontinuerlige rotationsdrevsystemer, men kan også bruges til delvis rotation (vinkel til vinkel). De findes i en næsten uendelig række hastigheder og drejningsmomenter, der passer til ethvert behov. Uden gearing kører DC -motorer meget hurtigt (tusindvis af omdrejninger pr. Minut (rpm)), men har lidt drejningsmoment. For at få feedback på vinklen eller motorens hastighed, skal du overveje en motor med en encoder -indstilling. Gearmotorer er i det væsentlige DC -motorer med et ekstra gear. Tilføjelse af en geardown reducerer både hastigheden og øger drejningsmomentet. For eksempel kan en ubelastet DC-motor dreje ved 12000 omdr./min. Og give et moment på 0,1 kg-cm. En 225: 1 gearing tilføjes for at reducere hastigheden proportionalt og øge drejningsmomentet: 12000 rpm / 225 = 53,3 rpm og 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. Motoren vil nu kunne bevæge sig betydeligt mere vægt ved en mere fornuftig hastighed. Hvis du ikke er sikker på, hvilken værdi du skal indtaste, kan du prøve at gætte et godt “uddannet” gæt. Klik på hvert link for mere forklaring om effekten af hver inputværdi. Du opfordres også til at kigge på vejledningen til drivmotorstørrelse, hvor du finder alle ligningerne, der bruges i dette værktøj, komplet med forklaringer.

Derfor er mine input til værktøjerne vist i figur 1

Og out -putene er vist i figur 2

Årsagerne til mine valgindgange var for det første tilgængelighed og for det andet pris, så jeg var nødt til at tilpasse mit design til det, der var tilgængeligt, og derfor måtte jeg indgå mange kompromiser, herunder hældningsvinkel, hastighed og omdrejningstal., Så på trods af værdien på 80 omdr./min. det foreslåede værktøj valgte jeg en motor med 50 omdr./min.

Du kan finde mange websteder på Internettet, der er beregnet til at drive motorvalg på det følgende websted. Der er en meget god vejledning i pdf -format, der giver uvurderlige tips om valg af mobile robotmotorer:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Trin 5: Sådan laver du mekaniske dele

Fremstilling af de mekaniske dele kan udføres i trin som følger:

1- Lav basen: skæring af en 50*50 cm af et ark lavet af PC (poly-carbonat) med 6 mm tykkelse og brug af 3*3 elektriske kanaler til at forstærke det både som et rektangel og to krydsafstivninger for en bedre styrke.

2- Montering af to lodrette dele fra elektriske kanaler til basen og gør den stærk nok til at køre hjul, lave et rum til at køre motorer og fastgøre alle disse til basen med skruer for at lave en stiv struktur til bærende og hjulstøtte.

3- Tilslutning af ledninger, der er længe nok til motorer og lodning, og tilslutning af motorer med beslag til motorrummet.

4- tilslutning af hjul til aksler ved hjælp af skruer og limning for at gøre disse forsamlinger stærke nok, som kan modstå belastning og hastighed, og efter at have sat akslerne ind i huller i lodrette dele (se afsnit 2) og tilføjet to plastskiver på begge sider for at gøre et leje til akselrotation, forbind akslerne til motorkoblinger og brug sætskruer til at lave en stærk forbindelse, ellers kan akslerne løsnes fra motorerne og gøre livet svært for dig. Tilpasningen af motorerne er vigtig og kræver omhyggelig og præcis opgave og nok tålmodighed til at gøre drevet robust og frit bevægeligt.

5- Tilslutning af forhjulene (i mit tilfælde en slags ruller, der bruges til at flytte stole) til den lille sokkel og skruer deres base fast i lodrette 35 mm PVC-rør, for at få dem til at rotere frit uden hindringer og gribe, det er bedre at bruge lidt silikoneolie til alle hjul med huller og på rullende hjul for at få dem til at køre frit med hastighed.

6- Tilslutning af batterirum, der er fremstillet af poly-carbonatplader og skruer rummet til basen og sætter batteriet inde i rummet klar til senere tilslutninger.

7- Tilslutning af støvsugerbeholderen til bunden ved hjælp af lim og skruer og fastgørelse af rørene til den, jeg har brugt en albue, og jeg lavede en tee ved rør, som blev skåret passende til at blive brugt som støvsugningsindtag. Også tilslutning af motorblæserenhed til støvsugning (motorklemmerne skal tilsluttes ledninger, der er lange nok til senere arbejder, også vil ledningerne være mindst 0,5 mm^2 for højstrømstrækning af støvsugermotoren) til toppen af tank.

8- I dette trin blev den instruerbare robot skåret af poly-carbonatark (6 mm tykkelse) og forbundet til basen, så støvsugerbeholderen befinder sig inde i den og hovedet på robotten, som 20*20*20 terning er tildelt til elektronikkomponenter og modulerne. tre huller til vippekontakter skal laves i robotens frontkrop.

Trin 6: Sådan laver du elektroniske dele:

For at lave de elektroniske dele er trinene som følger:

1- Lavende blinkende LED

Kredsløbet og komponenterne i denne del er taget nøjagtigt fra min tidligere instruerbare som følger:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- Gør matrix dot LED til tilstanden for øjne og mund:

Alt hvad jeg har gjort i dette trin blev taget fra følgende instruktive:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

bortset fra at jeg har ændret softwaren, og i stedet for at styre den via den serielle skærm, har jeg tilføjet nogle koder til at ændre tilstanden for øjne og mund hvert 10. sekund. I softwaresektionen vil jeg forklare mere om dette og inkludere softwaren til download. Jeg har inkluderet et lille kredsløb til konvertering af 12 V batterispænding til 5 volt for Arduino UNO indgangsforbindelse, detaljerne i et sådant kredsløb er i min tidligere instruerbare som følger:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- Fremstilling af Bluetooth-drivmotorer

Tilslutningerne af motorer til Bluetooth -drivmotormodulet (fig. 3) er lette og ifølge ovenstående figur, dvs. de højre motorterminaler til førerens højre terminaler og de venstre motorterminaler til driverens venstre terminaler, og strømmen fra batteriet til strøm- og jordterminalerne på driveren, hvor en vippekontakt er installeret på batterirummet til on-off. Softwaren i denne del vil blive forklaret i softwaredelen.

4- Lav Bluetooth-højttalerne

Denne del er let og er taget nøjagtigt fra følgende instruktive:

www.instructables.com/id/Convert-Talets-…

Med to undtagelser har jeg for det første ikke revet Bluetooth -modtageren i stykker, og jeg har brugt en hun -USB til at slutte den til min strømforsyning (det samme som punkt 2 ovenfor, dvs. 12 V/ 5 V kredsløb) og en hunstik til at forbinde den til mit forstærkermodul. For det andet har jeg brugt forstærkermodul, grønt PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (fig. 11), i stedet for forstærkeren, der blev brugt i den instruerbare, og jeg tilsluttede min venstre højttaler til de venstre terminaler på PAM8403 og tilslut den højre højttaler til de højre terminaler på PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), idet jeg tager polaritet i betragtning, jeg har brugt 5V -indgang fra den samme strømforsyning ovenfor, og jeg har tilsluttet de tre terminaler på PAM8403 til udgangsstikket på Bluetooth -modtageren i henhold til figuren.

Trin 7: Software

Der er to softwares i denne instruerbare, 1- til Bluetooth motor driver og 2) til Dot-matrix øjne og mund

- Softwaren til motordriveren er inkluderet her til download, du kan installere denne apk i din smartphone og styre robotten ved hjælp af software via Bluetooth.

-Softwaren til Arduino er den samme som softwaren inkluderet i ovennævnte instruerbare til ændring af tilstanden for øjne og mund ved hjælp af Dot-Matrix LED-er, men jeg har ændret nogle af koderne for at få Arduino til at ændre tilstandene i hvert 10. sekund, og denne software er også inkluderet her til download.

Trin 8: Konklusion:

Til sidst men ikke mindst håber jeg, at du kan lave din egen robot og nyde den som mig, når jeg hver dag ser min instruerbare robot udføre fantastiske job, og det minder mig om, at jeg er en del af et kreativt fællesskab ved navn INSTRUCTABLES