DFRobot Turtle Robot: 12 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Bu günə qədər mənim robot robot layihələrim aşağı qiymətə və montaj asanlığına yönəldilmişdir. Bəs performans və dəqiqlik xərclər deyil, məqsədlər olsaydı? Bir robot dəsti şirkəti hissələri bağışlamaq istəsəydi nə olardı? Və markerlərdən başqa bir şeylə çəksək nə olar?

Beləliklə, bu layihənin məqsədi, növbəti Maker Sərgisi üçün maraqlı bir şey çəkəcək rəf hissələrindən istifadə edərək dəqiq bir Tısbağa Robotu hazırlamaqdır.

Tısbağalar Uzaqda!

Addım 1: hissələr

DFRobot əsas komponentləri təmin etdi. İşdə istifadə etdiyimiz budur:

• 1 ədəd, Bluno M0 Anakart, SKU: DFR0416 və ya adi bir Arduino Uno
• 1 ea., Arduino (DRV8825) üçün İkili Bipolyar Stepper Motor Qalxanı, SKU: DRI0023
• 2 ea., Hibrid Step Motor, SKU: FIT0278
• 1 ədəd, 5 mm rezin təkər birləşmə dəsti (cüt), SKU: FIT0387
• 1 ədəd, 9G servo SKU: SER0006

Güc üçün 18650 Lityum hüceyrə istifadə edəcəyəm, buna görə aldım:

• 3 ea., EBL 18650 Batareya 3.7V
• 1 ədəd, KINDEN 18650 Ağıllı Batareya Şarj Cihazı
• 3 ea., 18650 Batareya Tutacağı

Həm də müxtəlif avadanlıqlardan istifadə etdim:

• 2 ea., Buna-N Rubber #343 O-Ring (3/16 "x 3-3/4" ID)
• 1 ea., 1 "aşağı karbonlu polad rulman
• 10 ea., M3x6MM Pan başlı vida
• 2 ədəd, M3x8MM Pan başlı vida
• 4 ədəd, M3x6MM Düz başlı vida
• 14 ədəd, M3 qoz
• 4 ea., #2 x 1/4 iplik əmələ gətirən vida

Batareya gücünü Motor Shield və Arduino arasında bölüşmək üçün yaradıcı bir yola ehtiyacımız olacaq, çünki bunun üçün heç bir yer yoxdur. Ölü bir enerji təchizatının 2,1 mm x 5 mm lülə ucu və ya buna bənzər bir şey istifadə etdim.

Alətlər:

• Phillips uclu tornavida
• Tel çıxarıcılar
• İsti yapışqan tabancası (isteğe bağlı)
• Lehimləmə dəmir və lehim

Və bunlardan ən az biri deyil:

• Səbir
• Davamlılıq
• Müsbət münasibət

Addım 2: 3D hissələri

Öyrənməyimə kömək etmək üçün bu robot üçün FreeCad -da bütün 3D dizayn etməyə çalışdım. Etməyim lazım olan tək şey, servo və qələm aranjımanı üçün ölçüləri köçürmək və sonra qalan hissəni daha böyük addımlara uyğunlaşdırmaq idi.

• Batareyaların boşluğunu təmin etmək üçün daha böyük təkərlər.
• Artan çəki üçün güc verən qalın şassi.
• Qaldırılmış göyərtə hündürlüyünə uyğun olaraq daha böyük təkər.
• Asan test və fərdiləşdirmə üçün modul.

İşdə sizə lazım olacaq parçalar. Bütün fayllar https://www.thingiverse.com/thing:2976527 ünvanında saxlanılır

• 1 ədəd, şassi
• 1 ədəd, üst dayaq
• 2 ədəd, təkər
• 1 ədəd, barel
• 1 ədəd, servo tutacaq

Addım 3: Şassi Montajı 1 -ci hissə

• Şassi dayaqlarına M3 qoz -fındıq qoyaraq başlayın. M3 vidası ilə ya bərkidilə bilər, ya da çəkilə bilər.
• Stepləri M3 vintləri ilə elektrik bağlayıcıları arxaya (daha qısa) ucuna baxaraq quraşdırın.
• Batareya tutacaqlarını düz başlı vintlər ilə bağlayın.

Addım 4: Şassi Montajı 2 -ci hissə

• Barel, üst hissə və servoyu M3 vintlər və qoz -fındıqlarla birlikdə quraşdırın.
• Birləşdirilmiş üst hissəni M3 vintlər ilə stepperlərə bağlayın.
• Çelik yatağı döküm tutucuya daxil edin, yumşaltmaq üçün zəruri hallarda saç qurutma maşını ilə qızdırın.
• M3 vintlərindən istifadə edərək çarxı gövdəyə quraşdırın.

Addım 5: Təkər Montajı

• Milin 5 mm olması və hubun (5 mm olduğu iddia edilən) əslində 6 mm olması səbəbindən göbəkləri mili tutmaq bir problemdir. Sıxma vintlərində kifayət qədər torkun istifadə edilməsi, ehtimal ki, onları çıxaracaq, buna görə də əvvəlcə tolerantlığı bağlamaq üçün bir cüt köməkçi tutacaq istifadə etdim.
• Dözümlülüyü tənzimlədikdən sonra, hubı step milinə sürüşdürün və sıxma vintlərini sıxın.
• 3D çarxı hubun üzərinə qoyun, böyük bolt qoyun və sıxın.
• O-halqanı hubun üzərinə qoyun.
• Təkərin yellənmədən döndüyünə əmin olun. Lazım gələrsə tənzimləyin.

Addım 6: Kabel çəkmə

Gücümüzü yoldan çıxaraq ki, stepperləri sınayaq. Ehtiyacımız var:

• Stepper qalxanı, stepperləri işə salmaq üçün 8 ilə 35V arasında tələb edir.
• Stepperlər 3.4V üçün qiymətləndirilir, lakin ümumiyyətlə 12V ilə idarə olunur.
• Bluno (Arduino) 7 - 12V tövsiyə olunan giriş gərginliyinə malikdir və ya birbaşa 5V USB ilə təchiz edilə bilər.

Lityum batareya hüceyrələrinin nominal gərginliyi 3.7V -dir. Üçü ardıcıl olaraq qoysaq, bu bizə 3 x 3.7V = 11.1 V və təxminən 3 x 3000 mAh = 9000 mAh verir. Bluno, ehtimal ki, yalnız 20 mA çəkir, buna görə drenajın əksəriyyəti yükdən asılı olaraq bir amp və ya daha çox çəkə bilən stepperlərdən gələcək. Bu bizə saatlarla işləmə vaxtı verməlidir.

Test üçün, qalxana tənzimlənmiş 12V və Arduinoya 5V USB verə bilərsiniz. Batareyaları eyni anda bağlamaq daha asan ola bilər.

• Batareya tutacaqlarını rəsmə uyğun olaraq lehimləyin.
• 2 nömrəli iplik vintlərindən istifadə edərək Arduino'yu quraşdırın.
• Motor qalxanını Arduinonun üstünə qoyun

• Xilas edilmiş 2.1 mm x 5 mm ölçülü jak tellərini soyun və batareya ucları ilə birlikdə bükün:

  Ağ zolaq müsbətdir, qırmızı batareya qurğusu ilə bükülür

• Qırmızı qurğunu VCC -yə, qara qurğunu GND -ə motor qalxanına daxil edin.

Addım 7: Stepperi addımlayın

Bu işi əldə etmək üçün kifayət qədər məlumat toplayaraq bir az çətinlik çəkdim, ümid edirəm bu başqalarına kömək edəcəkdir. Lazım olan əsas sənəd https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/Stepper_Motor_Shield_For_Arduino(DRV8825)_SKU:DRI0023 ünvanındadır.

Step tellərini və enerji təchizatını qalxanınıza qoşun:

• 2B Mavi
• 2A Qırmızı
• 1A Qara
• 1B Grenn

Təqdim olunan nümunə eskiz mənim üçün işləmişdir, amma çox öyrədici deyil. Gücə qənaət etmək üçün sürəti və fırlanmanı idarə etməli, həmçinin istifadə edilmədikdə step motorlarını buraxmalıyıq.

Köməkçi funksiyaları olan https://bildr.org/2011/06/easydriver/ saytından dəyişdirilmiş bir nümunə tapdım. Bir anda yalnız bir pilləni idarə edir, ancaq doğru yolda olduğumuza inam verəcək. Daha sonra daha mürəkkəb bir kod yazacağıq.

Addım 8: Servo

Servo, çəkmək üçün qələmi qaldırmaq və endirmək üçün istifadə olunur.

• Qolu göbəyin üzərinə qoyun və dayanacağa çatana qədər yavaşca saat yönünün əksinə aşağıya baxaraq pilləni çevirin.
• Kolu çıxarın və sola baxaraq yerləşdirin (bu aşağı mövqe olacaq).
• Kiçik iplik vintini daxil edin və sıxın.
• Servanı hub ucu yuxarıya doğru montaja daxil edin və iki daha böyük iplik əmələ gətirən vida ilə bağlayın.

Addım 9: Kalibrləmə

Quraşdırma və hizalamadakı dəyişikliklər səbəbindən robot dəqiq məsafələr və bucaqları hərəkət etdirə bilməsi üçün kalibr edilməlidir.

• Rezin o-halqanın xarici kənarlarından təkər diametrini ölçün.
• Təkər bazasını robotun altındakı o-halqaların ortasından ölçün (zəminə toxunacağı yerdə).
• Əlavə edilmiş kalibrləmə eskizini yükləyin
• Ölçülən parametrləri daxil edin.
• Eskizi yükləyin..

Qələmi hazırlayın:

• Qapağı çıxarın və qələm yaxasını uc tərəfdən sürüşdürün.
• Qələmi tutucuya servo qolu düz yuxarı qoyun.
• Bu vəziyyətdə qələmin kağıza toxunmadığından əmin olun.
• Qələm şaftda bağlanarsa, hər hansı bir pürüzlülüyü aradan qaldırmaq və delik diametrini artırmaq üçün bizə bir fayl verin.

Kvadrat çəkin:

• Güc düyməsini sürüşdürərək "Açıq" vəziyyətinə gətirin.
• Yükləyicinin işə salınması üçün bir neçə saniyə gözləyin.
• Robot ilk kvadratını tamamladıqdan sonra qələmi çıxarın və robotu söndürün.

Əvvəlcə wheel_dia parametrini tənzimləyin. Meydanın tərəfinin uzunluğunu ölçün. 100 mm olmalıdır:

• Ölçülmüş məsafə çox uzun olarsa, wheel_dia -nı artırın.
• Ölçülmüş məsafə çox qısadırsa, wheel_dia -nı azaldın.

Məsafə kalibrindən sonra, dönmə bucağını təsir edən wheel_base parametrini tənzimləyin. Robotu təzə bir kağıza qoyun, yandırın və dörd kvadratın hamısını çəkməsinə icazə verin:

• Robot çox kəskin dönərsə (qutu saat əqrəbi istiqamətində fırlanır), wheel_base dəyərini azaldın.
• Robot kifayət qədər kəskin dönmürsə (qutu saat əqrəbinin əksinə fırlanır), təkər bazasının dəyərini artırın.
• Adım kodunda yuvarlaqlaşdırma səhvləri və ucuz stepperlərin dişlilərindəki yamaclar səbəbindən heç vaxt mükəmməl edə bilməyəcəksiniz, buna görə çox səy sərf etməyin.

Addım 10: Rəsm

Rəsm çəkməyin vaxtıdır! Başlamaq üçün əlavə edilmiş eskizləri yükləyin.

Addım 11: İndi Nə? Kurikulum

İşləyir və gözəl kvadratlar çəkir. İndi əyləncə başlayır.

Burada tısbağa qrafikasını öyrənmək üçün bir neçə qaynaq var.

• https://blockly-games.appspot.com/ (proqramlaşdırmanı bloklayın)
• TinyTurtle Dərsliyi (JavaScript)
• Hour of Code -dan Anna və Elza ilə kod

Tısbağa robotunun Turbo Robotla birlikdə bu onlayn qaynaqları istifadə etməsi ilə bağlı bir Təlimat da göndərdim. Ümumiyyətlə, istənilən Turtle JavaScript kodu yapışdırıla və kalibrləmə eskizində işləyə bilər. Çıxışını əvvəlcə kompüterdə onlayn olaraq yoxlaya və sonra həyatda çıxarmaq üçün tısbağanıza yükləyə bilərsiniz!

Tələbələr üçün burada bir neçə layihə fikri var:

• Adınızı yazmaq üçün robotunuzu proqramlaşdırın!
• Dizayn və 3D şablondan TinkerCad -da bir etiket yazdırın. Servo motorunuzun altına yapışdırıla bilər.
• Robotunuza bir az isti yapışqan və ləkə ilə şəxsiyyət verin. (Təkərləri və gözləri maneələrdən uzaq tutun).
• OSTR_eyes eskizindən bir otaqda gəzmək üçün bir alqoritm hazırlayın və sınayın. Bir gözün bir şey algıladığında nə edirsən? Hər iki göz? Arduino təsadüfi () funksiyasını birləşdirə bilərsinizmi?
• Zəmində böyük bir kağız vərəqi üzərində bir labirent qurun və robotunuzun içindən keçməsini proqramlaşdırın.
• Divarları olan bir labirent qurun və avtomatik olaraq gəzmək üçün bir alqoritm hazırlayın.
• LEDlər arasındakı düymə hələ istifadə edilməmişdir və Arduino pin "A3" ə bağlıdır. Nə üçün istifadə edilə bilər? Başlamaq üçün LED açmaq və söndürmək üçün istifadə edin.
• "Firmware (FW): Test və Yanıp sönmə" addımının Araşdırma hissəsini etməmisinizsə, geri qayıdın və sınayın.

Addım 12: Ancaq gözləyin, daha çox şey var

Diqqət edirsinizsə, barelin kvadrat olduğunu gördünüz. Bəzi qəribə kosmik təsadüflərə görə, pastel rəssam təbaşiri Crayola markerlərinin diametri ilə eynidir. Bizə lazım olan şey, tebeşir üzərində kifayət qədər təzyiq göstərməyin bir yoludur və biz bir səki sənətçiyik.

Sizə lazım olacaq:

• 3D çaplı barel və qoç (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• Təbaşir, ya pastel kvadrat sənətkar təbaşir, ya da kiçik yuvarlaq təbaşir (yağlı səkilər deyil).

  https://a.co/6B3SzS5

Ağırlıq üçün 3/4 "yuyucular

Addımlar:

• Əlavə edilmiş iki faylı çap edin.
• Servo və servo tutucusunu çıxarın.
• Kvadrat yem barelini bağlayın.
• Təbaşiri yaxın bir nöqtəyə itiləyin.
• Təbaşir barelə qoyun.
• Qoçu barelə qoyun.
• Qoyanın üzərinə yuyucunun çəkisi.