DFRobot тасбақа роботы: 12 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бүгінгі күні менің робот-семинарларымның жобалары арзан және құрастырудың қарапайымдылығына бағытталған. Егер өнімділік пен дәлдік шығын емес, мақсат болса ше? Егер робот жинайтын компания бөлшектерді сыйға тартуға дайын болса ше? Ал егер біз маркерлерден басқа нәрсемен сурет салсақ ше?

Сонымен, бұл жобаның мақсаты - келесі таспашылар жәрмеңкесіне қызықты нәрсе әкелетін сөредегі бөлшектерді пайдалана отырып, дәл тасбақа роботын жасау.

Тасбақалар алыс!

1 -қадам: бөлшектер

DFRobot негізгі компоненттерді ұсынды. Міне біз мынаны қолданамыз:

• 1 дана, Bluno M0 негізгі тақтасы, SKU: DFR0416 немесе қарапайым Arduino Uno
• 1 дана, Arduino үшін қос биполярлы қадамдық қозғалтқыш қалқаны (DRV8825), SKU: DRI0023
• 2 дана, гибридті қадамдық қозғалтқыш, SKU: FIT0278
• 1 дана., 5мм резеңке доңғалақ муфтасы (жұп), SKU: FIT0387
• 1 дана., 9G серводы SKU: SER0006

Қуат үшін мен 18650 литий ұяшығын қолданамын, сондықтан мен сатып алдым:

• 3 дана, EBL 18650 Батареясы 3.7В
• 1 дана, KINDEN 18650 ақылды батарея зарядтаушысы
• 3 дана, 18650 батарея ұстағыш

Мен сондай -ақ әртүрлі жабдықты қолдандым:

• 2 еа., Buna-N Резеңке № 343 O-Ring (3/16 «x 3-3/4» ID)
• 1 дана., 1 «төмен көміртекті болаттан жасалған шарикті мойынтірек
• 10 дана, M3x6MM панельдік бұранда
• 2 дана, M3x8MM панельдік бұранда
• 4 дана, M3x6MM тегіс бұранда
• 14 дана, М3 жаңғақ
• 4 еа., #2 x 1/4 жіп қалыптастыратын бұранда

Біз сондай -ақ Motor Shield мен Arduino арасында батарея қуатын бөлісудің креативті әдісін қажет етеміз, өйткені бұл үшін қондырғы жоқ сияқты. Мен 2.1мм х 5мм баррель ұясының ұшын өшірілген қуат көзінің ұшын немесе осыған ұқсас нәрсені қолдандым.

Құралдар:

• Филлипс ұшы бұрағыш
• Сымды тазартқыштар
• Ыстық желім пистолеті (міндетті емес)
• Дәнекерлеуіш пен дәнекерлеуіш

Және олардың кем дегенде:

• Шыдамдылық
• Тұрақтылық
• Позитивті қатынас

2 -қадам: 3D бөліктері

Мен үйренуге көмектесу үшін осы робот үшін FreeCad -та барлық 3D -ді жасап көруге шешім қабылдадым. Маған тек қана серво мен қаламның өлшемдерін ауыстыру қажет болды, содан кейін қалған бөлігін үлкенірек қадамдарға сай етіп масштабтау қажет болды.

• Батареяларды тазартуды қамтамасыз ететін үлкен дөңгелектер.
• Артық салмаққа беріктікті қамтамасыз ететін қалың шасси.
• Палубаның биіктігіне сәйкес келетін үлкен дөңгелек.
• Оңай тестілеу мен теңшеу үшін модульдік.

Міне, сізге қажет бөлшектер. Барлық файлдар https://www.thingiverse.com/thing:2976527 мекен -жайында орналасқан

• 1 дана, шасси
• 1 дана, жоғарғы тірек
• 2 дана, дөңгелек
• 1 дана, баррель
• 1 дана, серво ұстағыш

3 -қадам: Шасси құрастыру 1 -бөлім

• Шассидің тежегіштеріне M3 гайкаларын салудан бастаңыз. Оларды М3 бұрандасы арқылы басуға немесе тартуға болады.
• Қысқыштарды артқы жағына (қысқа) қаратып, M3 бұрандалармен бекітіңіз.
• Батарея ұстағыштарын жалпақ бұрандалармен бекітіңіз.

4 -қадам: Шасси құрастыру 2 -бөлім

• Бөшкені, жоғарғы бөлікті және серводы M3 бұрандалармен және жаңғақтармен бірге орнатыңыз.
• Біріктірілген үстіңгі бөлікті М3 бұрандасы бар қадамдарға орнатыңыз.
• Болат мойынтіректі құюшы ұстағышқа салыңыз, қажет болған жағдайда оны шаш кептіргішпен қыздырыңыз.
• Құйманы корпусқа M3 бұрандалармен бекітіңіз.

5 -қадам: Дөңгелектерді жинау

• Хабтарды білікке бекіту - бұл мәселе, себебі біліктер 5 мм, ал торап (5 мм деп бекітілген) іс жүзінде 6 мм. Қысқыш бұрандаларға жеткілікті момент қолдану оларды алып тастауы мүмкін, сондықтан мен алдымен төзімділікті жабу үшін қос тірек қолдандым.
• Төзімділікті реттегеннен кейін, хабты қадамдық білікке сырғытыңыз және қысқыш бұрандаларды қатайтыңыз.
• 3D дөңгелекті хабқа қойыңыз, үлкен болтты салыңыз және тартыңыз.
• O-сақинаны хабтың үстіне қойыңыз.
• Дөңгелектің тербеліссіз айналатынына көз жеткізіңіз. Қажет болса реттеңіз.

6 -қадам: Сымдарды жалғау

Степперлерді сынау үшін қуатты өшірейік. Бізге керек:

• Қадамдық қалқанға қадамдарды іске қосу үшін 8 мен 35 В арасындағы кернеу қажет.
• Қадамдықтар 3,4В кернеуге есептелген, бірақ әдетте 12В кернеумен қозғалады.
• Bluno (Arduino) кіріс кернеуі 7 - 12 В құрайды немесе 5В USB арқылы тікелей қуат алады.

Литий батареялары 3,7 В номиналды кернеуге ие. Егер біз үш тізбекті қойсақ, бұл бізге 3 x 3.7V = 11.1 V және шамамен 3 x 3000 mAh = 9000 мАч береді. Блуно 20 мА ғана шығарады, сондықтан дренаждың көп бөлігі жүктеуге байланысты күшейткішке дейін немесе одан да көп болуы мүмкін сатылардан болады. Бұл бізге жұмыс уақытының сағатын беруі керек.

Тестілеу үшін қалқанға реттелетін 12В және Arduino -ға 5В USB қосуға болады. Батареяларды бір уақытта сымға қосу оңай болуы мүмкін.

• Батарея ұстағыштарын сызбаға сәйкес дәнекерлеңіз.
• No2 жіп қалыптастыратын бұрандалар көмегімен Arduino орнатыңыз.
• Қозғалтқыш қалқанын Arduino үстіне қойыңыз

• Құтылған 2,1 мм х 5 мм ұяшық сымдарын алып тастаңыз және оларды батарея сымдарымен бұраңыз:

  Ақ жолақ оң, батареяның қызыл сымымен бұралған

• Қозғалтқыш қалқанына қызыл сымды VCC -ге, ал қара GND -ге енгізіңіз.

7 -қадам: Қадамды басу

Менде бұл ақпаратты алу үшін жеткілікті ақпарат жиналды, сондықтан бұл басқаларға көмектеседі деп үміттенемін. Сізге қажет негізгі құжат -

Қабат сымдары мен қуат көзін қалқанға қосыңыз:

• 2B көк
• 2А Қызыл
• 1А қара
• 1В Гренн

Берілген мысал эскизі мен үшін жұмыс істеді, бірақ тым нұсқаушы емес. Біз жылдамдықты және айналуды бақылауымыз керек, сонымен қатар қуатты үнемдеу үшін баспалдақ қозғалтқыштарын босатамыз.

Мен көмекші функциялары бар https://bildr.org/2011/06/easydriver/ сайтынан өзгертілген мысалды таптым. Бұл бір уақытта тек бір қадамды басқарады, бірақ біздің дұрыс жолда екенімізге сенімділік береді. Кейінірек біз күрделі кодты жазамыз.

8 -қадам: Серво

Серво сурет салу үшін қаламды көтеру және төмендету үшін қолданылады.

• Қолды концентраторға қойыңыз да, тоқтағанға дейін төмен қарай қарап қадамды сағат тіліне қарсы ақырын айналдырыңыз.
• Қолды шешіп, оны солға қаратып орналастырыңыз (бұл төмен орналасуы болады).
• Кішкене жіп қалыптастыратын бұранданы салыңыз және қатайтыңыз.
• Серводы концентраторға концентратордың ұшын жоғары қаратып салыңыз және екі үлкен бұрандалы бұранданың көмегімен бекітіңіз.

9 -қадам: калибрлеу

Құрастыру мен туралаудың өзгеруіне байланысты робот дәл қашықтықтар мен бұрыштарды жылжытатындай етіп калибрленуі керек.

• Дөңгелектің диаметрін резеңке сақинаның сыртқы жиектерінен өлшеңіз.
• Доңғалақ базасын роботтың төменгі жағындағы сақиналардың ортасынан өлшеңіз (ол еденге тиетін жерде).
• Тіркелген калибрлеу эскизін жүктеңіз
• Өлшенген параметрлерді енгізіңіз.
• Эскизді жүктеңіз..

Қаламды дайындаңыз:

• Қақпақты шешіп, қаламның жағасын ұшынан сырғытыңыз.
• Қаламды ұстағышқа серво қолын жоғары қаратып салыңыз.
• Бұл жағдайда қаламның қағазға тимейтініне көз жеткізіңіз.
• Егер қалам білікке байланса, біз кез келген кедір -бұдырды кетіруге және тесік диаметрін ұлғайтуға арналған файлды қолданамыз.

Квадрат салыңыз:

• Қуат қосқышын «Қосулы» күйіне сырғытыңыз.
• Жүктеуді бастау үшін бірнеше секунд күтіңіз.
• Робот бірінші квадратты аяқтағаннан кейін қаламды алып тастап, роботты өшіріңіз.

Алдымен wheel_dia параметрін реттеңіз. Квадрат қабырғасының ұзындығын өлшеңіз. Ол 100 мм болуы керек:

• Егер өлшенетін қашықтық тым ұзын болса, wheel_dia санын көбейтіңіз.
• Егер өлшенген қашықтық тым қысқа болса, wheel_dia санын азайтыңыз.

Қашықтықты калибрлегеннен кейін, бұрылу бұрышына әсер ететін wheel_base параметрін реттеңіз. Роботты жаңа қағаз парағына қойыңыз, оны қосыңыз және төрт шаршының барлығын салыңыз:

• Егер робот тым күрт бұрылса (қорап сағат тілімен бұрылады), доңғалақ базасының мәнін төмендетіңіз.
• Егер робот жеткілікті түрде бұрылмаса (қорап сағат тіліне қарсы бұрылады), доңғалақ базасының мәнін арттырыңыз.
• Қадамдық кодта дөңгелектеу қателіктерінің және қымбат емес степерлердің тісті дөңгелегінің көлбеу болуына байланысты, сіз оны ешқашан жетілдіре алмайсыз, сондықтан оған көп күш жұмсамаңыз.

10 -қадам: Сурет салу

Сурет салатын уақыт келді! Бастау үшін тіркелген эскиздерді жүктеп алыңыз.

11 -қадам: Енді не? Оқу бағдарламасы

Ол жұмыс істейді және жақсы квадраттар салады. Енді қызық басталады.

Мұнда тасбақа графикасын үйренуге арналған бірнеше ресурстар бар.

• https://blockly-games.appspot.com/ (бағдарламалауды блоктау)
• TinyTurtle оқулығы (JavaScript)
• Код сағатынан Анна мен Эльзамен код

Мен сондай-ақ тасбақа роботымен тасбақа роботын пайдалану туралы нұсқаулықты жарияладым. Жалпы алғанда, кез келген Turtle JavaScript кодын калибрлеу эскизінде қоюға және іске қосуға болады. Сіз алдымен компьютерде онлайн режимінде шығуды тексере аласыз, содан кейін оны тасбақаға жүктеп, оны нақты өмірде көре аласыз!

Студенттер үшін бірнеше жобалық идеялар:

• Роботты атыңызды жазуға бағдарламалаңыз!
• Үлгі бойынша TinkerCad -те тақтайшаны жобалау және 3D басып шығару. Оны сервопривод моторының астына бекітуге болады.
• Роботқа ыстық желім мен блингпен жеке қасиеттер беріңіз. (Дөңгелектер мен көздерді кедергілерден таза ұстаңыз).
• OSTR_ees эскизінен бөлмені шарлау алгоритмін жасаңыз және тексеріңіз. Бір көз бір нәрсені анықтағанда не істейсіз? Екі көз? Сіз Arduino random () функциясын қоса аласыз ба?
• Еденге үлкен қағазға лабиринт жасаңыз және роботты сол арқылы өтуге бағдарламалаңыз.
• Қабырғалары бар лабиринт жасаңыз және оны автоматты түрде шарлау үшін алгоритм құрыңыз.
• Светодиодтар арасындағы түйме әлі пайдаланылмаған және Arduino түйрегіне «A3» қосылған. Оны не үшін қолдануға болады? Жарық диодты қосу және өшіру үшін оны қолданыңыз.
• Егер сіз «Микробағдарлама (FW): тестілеу және жыпылықтау» қадамының тергеу бөлімін жасамаған болсаңыз, қайтып оралып көріңіз.

12 -қадам: Бірақ күте тұрыңыз, тағы бар

Егер сіз назар аударсаңыз, бөшке төртбұрышты екенін байқадыңыз. Біртүрлі ғарыштық кездейсоқтықпен пастель суретші бордың диаметрі Крайола маркерлерінің диаметрімен бірдей. Бізге борға жеткілікті қысым көрсету әдісі қажет, ал біз тротуар суретшісіміз.

Саған қажет болады:

• 3D басылған бөшке мен қошқар (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• Бор, пастельді шаршы суретші бор немесе кішкене дөңгелек бор (майлы тротуар емес).

  https://a.co/6B3SzS5

3/4 дюймдік салмақ үшін шайбалар

Қадамдар:

• Қосылған екі файлды басып шығарыңыз.
• Серво мен серво ұстағышын алыңыз.
• Төртбұрышты беру баррелін бекітіңіз.
• Борды жақын нүктеге дейін қайраңыз.
• Борды бөшкеге салыңыз.
• Қошқарды бөшкеге салыңыз.
• Қошқарға жуғыштың салмағы.