DIY Çox məqsədli robot bazası və motor qalxanı: 21 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Hamıya salam, bu yaxınlarda Arduino istifadə edərək robototexnika layihələri üzərində işləməyə başladım. Ancaq işləmək üçün uyğun bir bazam yox idi, son nəticə çox yaxşı görünmədi və görə biləcəyim tək şey, bütün komponentlərimin tellərə dolaşmasıdır. Əbədi kimi qəbul edilən hər hansı bir səhvin aradan qaldırılması və əşyaların təkrar -təkrar bağlanması bəzən sinir bozucu olurdu. Buna görə heç bir qarışıqlıq yaratmadan digər komponentlərimi asanlıqla bağlaya biləcəyim bir motor sürücüsü ilə birlikdə çoxfunksiyalı bir robot hazırlamaq qərarına gəldim və hər hansı bir dəyişiklik üçün asanlıqla yığa və sökə bildim.

Bir başlanğıcsınızsa və robototexnikaya başlamaq istəyirsinizsə və ya hətta kiçik bir miqyasda daha böyük bir robot layihəsinin prototipini hazırlamağı planlaşdırırsınızsa, bir prototip bazası həmişə köməkçi olur.

Bu təlimat, akril bazanı hazırlamaq, mühərriklər, təkərlər əlavə etmək və evdə iki tərəfli bir PCB istehsal edərək DIY motor qalxanı hazırlamaq üçün bütün prosesi əhatə edir. Sonda hər şeyin düzgün aparıldığını yoxlamaq və robotunuzla nə edə biləcəyiniz haqqında kobud bir fikir vermək üçün əsas bir layihə olacaq. Quruluşdan sonra, aşağıdakı kimi ən sadə robotlardan bəzilərini sınaya bilərsiniz:

1. Sadə Uzaqdan idarə olunan robot (simli)
2. Xətti izləyən robot
3. Robot maneələrin qarşısını alır
4. Bluetooth idarə olunan robot
5. Simsiz uzaqdan idarə olunan robot (RF ötürücü və qəbuledici / IR uzaqdan istifadə edərək)

Bu mənim ilk təlimatımdır, hər hansı bir səhv üçün məni bağışla və konstruktiv tənqid xoş gəlir.

Addım 1: Alətlərinizi və Materiallarınızı Toplayın

İki hissədən ibarət olduğu üçün 1. Şassi və 2. Motor qalxanı alət və hissələrin siyahısı müvafiq olaraq iki hissəyə bölünür.

Şassi üçün:

Alətlər:

• Lazer kəsiciyə giriş (yaxınlıqdakı bir istehsalçı məkanında axtara bilərsiniz və ya yerli lazer kəsmə xidmət təminatçılarını onlayn olaraq axtara bilərsiniz)
• Vida sürücüsü
• Tel kəsici
• Lehimləmə dəmir + tel

Parçalar:

• 3 mm akril təbəqə (istədiyiniz rəngdə)
• Dişli mühərriklər (100 ilə 200 rpm) x 2
• Təkərlər x 2
• Təkər x1
• M3 x 10 mm somun və boltlar x 20 (və ya bir qədər itirildikdə)
• 6 hüceyrəli AA batareya tutucusu x 1 (12v batareya və ya li-po paketi istifadə etməyə ehtiyac yoxdur)
• Servo motor x 1 (isteğe bağlı)
• M2 x 25 mm qoz -fındıq və cıvatalar x (mühərriklərin bərkidilməsi üçün)
• Keçid x 1
• İzolyasiya edilmiş tel (əlaqələr üçün)

Motor Qalxanı üçün:

Alətlər:

• Lehimləmə dəmir + tel
• Dəmir
• Mini matkap və ya əl matkabı
• Əl rezin əlcəklər
• Metal ovucu
• Kiçik bir plastik qab
• Çox metr (test üçün)
• Daimi marker

Lazım olan kimyəvi maddələr:

• FeCl3 tozu və ya həlli
• Aseton və ya Tiner (dırnaq boyası təmizləyicisini də istifadə edə bilərsiniz)

Parçalar:

• İki tərəfli mis örtüklü lövhə
• Parlaq kağız və ya foto kağız
• 16 pinli IC yuvası x 2
• 14 pinli IC yuvası x 2
• L293D Motor Sürücü IC x 2
• 74HC04 Qapı IC x1 deyil
• Elektrolitik kondansatörler: 100uf, 10uf, 47uf (hər biri X 1)
• 0.1uf keramika kondansatör x 2
• 7805 gərginlik tənzimləyicisi IC x 1
• Qadın başlıq zolağı uzun pin X 1
• Qadın başlıq zolağı qısa pin x1
• Kişi başlıq zolağı X 1
• Vida Terminal Blokları (2 pin 3,5 mm aralıq) x 6
• LED x 1
• Rezistor (220ohm -dan 330ohm -a qədər) x 1

Addım 2: Şassi

Robotumuz üçün mühərriklər, təkərlər, sensorlar və s. Quraşdırmaq üçün hər şeyi yerində saxlayacaq və robotun əsas gövdəsi olacaq bir şassiyə ehtiyacımız var. Birini almaq əvəzinə, lazım olan hissələri asanlıqla quraşdıra biləcəyim və lazım olduqda dəyişdirə biləcəyim birini özüm etmək qərarına gəldim. Professional bir görünüş vermək üçün akril ilə getdim.

Şassini kompüterə çəkməzdən əvvəl qələm və kağızdan istifadə etdim və bütün ölçüləri və ölçüləri ilə kobud bir eskiz çəkdim. İlk dəfə akril ilə işlədiyim üçün parametrlər və dizayn haqqında bir az qarışıq idim, amma bir neçə cəhddən və "oomlout" tərəfindən göndərilən Təlimat kitabına istinad etdikdən sonra artıq çətin bir iş deyildi.

Son dizayn Inkscape -də hazırlanmış və lazer kəsmə üçün göndərilmişdir.

İndi etməniz lazım olan faylları yükləmək və xidmət təminatçısının istədiyi formatda ixrac etmək və lazerlə kəsməkdir. ''. Svg "faylı Inkscape üçün,".cdr "isə Corel Draw üçün.

InkScape üçün yükləmə linki:

Faylları yükləmək üçün:

Addım 3: Məclisə başlayaq

Lazerlə kəsilmiş hissələrinizi və yuxarıda göstərilən alət və materialları toplayın.

Addım 4: Əvvəlcə Motorlarınızı Hazırlayın

Robotun hərəkət etməsi üçün bir növ aktuatora ehtiyacımız var. Aktivator olaraq dişli DC mühərriklərindən istifadə edəcəyik.

Mühərriklərə iki fərqli rəngli lehim telləri (hər biri təxminən 5-6 düym uzunluğunda). Qütblüyünü yoxlamaq üçün telləri bir batareyaya qoşun və fırlanmasını yoxlayın. Mühərriklər əks istiqamətdə dönərsə, telləri dəyişdirin.

Addım 5: Hər şeyi "qozlamaq" və "vurmaq" zamanı

Yan lövhələri yuvalara yerləşdirərək alt əsas lövhəyə bərkitməklə başlayın. T-yuvasına bir qoz qoyun və alt boşluqdakı delikdən bolt daxil edin və bir tornavida ilə bərkidin. Çox sıx bağlamadığınızdan əmin olun, əks halda akrili qıra bilərsiniz. Plitələrin istiqamətini yoxlayın (göstərildiyi kimi motor tərəfi aşağı).

Sonra mühərrikləri, çarxı, ön lövhəni, batareya tutucusunu və nəhayət üst lövhəni düzəldin

Böyük bir servo mühərrik qoymaq istəyirsinizsə, onu birbaşa verilən yuvaya vida edə bilərsiniz və ya mikro servo quraşdırmaq üçün əvvəlcə servo üçün lövhəni, sonra servo motoru bağlaya bilərsiniz

Təkərləri mühərriklərə bağlayın

Anahtarı göstərildiyi kimi batareya dəsti ilə bağlayın və yerində vidalayın

Nəhayət arduino/ arduino mega OR Raspberry pi -ni vidalayın

Və bitirdin !!

Addım 6: Motor Qalxanı/ Motor Sürücü Dövrü

Motorlar, mikrokontrolörümüzün təmin edə bilmədiyi daha çox güc tələb edən robotun aktuatorlarıdır, buna görə də birbaşa ona bağlamaq, şübhəsiz ki, qızardacaq. Mühərrikləri enerji ilə təmin etmək və onun istiqamətini və sürətini idarə etmək üçün H-körpüsünə ehtiyacımız var. H-Bridge nədir və necə işləyir? Düşünürəm ki, bu video sualınıza cavab verəcək: Video (Video mənim deyil)

Hər şeyi özünüz edəcəyinizə inanırsınızsa, hazır olanı almaq əvəzinə, motor sürücüsünün dövranını özünüz etməyi də düşünə bilərsiniz. Arduino lövhəsindən istifadə etdiyim üçün qırılma taxtası əvəzinə motor qalxanı düzəltmək qərarına gəldim.

Bir qalxanın qırılma lövhəsindən üstünlüyü, arduino lövhəsinin üstünə asanlıqla yapışmasıdır ki, bu da bir az yer saxlayır və əşyaları ona bağlamaq asanlaşır və daha az qarışıqlıq yaradır.

Qalxanı düzəltmək üçün iki tərəfli bir PCB (Çaplı Devre Kartı) düzəltdim, çünki bütün əlaqələri qurmaq üçün tək qatlı PCB kifayət etmədi. PCB etmək üçün 'Toner köçürmə' metodundan istifadə etdim.

Bir PCB necə edəcəyinizi bilmirsinizsə, narahat olmayın, necə hazırlayacağınıza dair bütün addımları əhatə edəcəyəm.

Addım 7: Dövrə lövhənizin dizaynını hazırlayın

Şəxsi PCB lövhənizi düzəltməzdən əvvəl, PCB planınızı hazırlamalısınız. Düzgün bir PCB dizayn proqramı istifadə edərək dizayn edə bilərsiniz. Mənim üçün aşağıdakılar ən yaxşı PCB dizayn proqramıdır.

• Autodesk EAGLE
• Darıxdırıcı

Motor qalxanı düzəltmək üçün aşağıdakı addımlarda faylları yükləməlisiniz və təlimatları izləməlisiniz.

Addım 8: PCB Layoutunuzu çap edin

İki tərəfli PCB hazırladığımız üçün iki təbəqəyə ehtiyacımız olacaq 1. Üst qat 2. Alt qat.

Pdf fayllarını yükləyin və Lazer Yazıcıdan istifadə edərək hər hansı bir Parlaq kağıza (jurnal kağızı da edəcək) ayrıca çap edin.

Mürekkep püskürtmə printerləri mürəkkəbini suda həll etdiyi üçün işləməyəcək, buna görə də mürəkkəbini PCB lövhəsinə köçürməyəcək.

Məsləhətlər:

• Çap etməzdən əvvəl printerinizi yüksək qətnaməyə qoyun
• Çap etməzdən əvvəl həqiqi ölçü seçimini seçin

Bir PCB etmək üçün niyə kağız və mürəkkəbə ehtiyacımız var?

Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, quruluşda istifadə edilən üsula toner köçürmə deyilir.

Bu necə işləyir:

1. Əvvəlcə lövhə planınızın çapını lazer printerdən istifadə edərək parlaq bir kağıza çəkin.
2. Yazıcıda istifadə olunan toner, kağızdan əriyib yapışan plastikdən başqa bir şey deyil.
3. İndi toneri dəmir istifadə edərək mis örtülmüş lövhənizə köçürürsən, yəni toneri yenidən əridirsən və misə yapışır.
4. Mürəkkəb, aşındırılmaması lazım olan mis hissəni örtmək üçün qoruyucu təbəqə kimi xidmət edir.
5. Aşındırma həlli mürəkkəblə deyil, yalnız metalla işlədiyindən, PCB -nin mis tərəfinə mürəkkəb köçürürsünüz, belə ki, PCB lövhənizdə müəyyən bir naxış aşındırılır və mürəkkəb hissə yoxdur.

Addım 9: Mis Kapağınızı kəsin və təmizləyin

• Çizgi çəkmək və kəsmək üçün çap sxeminizi götürün və lövhədə nöqtələri qeyd edin. Kəsmə üçün Dremel və ya Hacksaw istifadə edə bilərsiniz.
• Kəsildikdən sonra lövhə bir az sabun və metal təmizləyici istifadə edərək lövhə gözəl və parlaq görünənə qədər təmizləyin.

Lövhənin təmizlənməsi üzərindəki oksid qatını, kir və yağları çıxarır və tonerin möhkəm yapışa biləcəyi təzə mis qatını ortaya çıxarır.

Addım 10: Tonerin lövhəyə köçürülməsi

1. Çapın hər hansı bir qatını (alt və ya üst güzgü) götürün və çapı aşağıya baxan mis üzlüklə örtün.
2. Lövhəni və çapı uyğunlaşdırın. Çap edilmiş PCB planınızı taxtanıza ütüləmək üçün bir çamaşır dəmirindən istifadə edin.
3. Çap edilmiş planı ütüləmək, mürəkkəbi kağızdan PCB lövhəsinə köçürür.

Məsləhətlər:

• Ütünüzü ən yüksək temperatura (qalın kağız üçün) və ya orta səviyyəyə qoyun
• Daimi istilik təmin etmək üçün ütünü lövhəyə qoyun və təxminən 1-2 dəqiqə bir az təzyiq göstərin.
• Kağızdakı ütünü təxminən 2-3 dəqiqə yumşaq bir şəkildə hərəkət etdirin.
• Künclərə və yanlara düzgün istilik tətbiq olunduğundan əmin olun

Bütün proses təxminən 5-6 dəqiqə çəkməlidir (kağızın qalınlığından və temperaturdan asılı olaraq az və ya çox ola bilər).

Addım 11: Lövhənin kağızını çıxarın

İstilik müalicəsindən sonra lövhəni bir az musluk suyu ilə konteynerə təxminən 5-7 dəqiqə batırın, lövhədəki kağızın islanmasını gözləyin, sonra yumşaq bir şəkildə ovuşdurun ki, kağızı sürtərkən mürəkkəb çıxmasın. lövhə

Addım 12: İkinci qat

İndi ikinci təbəqəni düzəltməyin vaxtı gəldi. İki tərəfli bir PCB olduğundan üst təbəqə və alt qat mükəmməl uyğunlaşdırılmalıdır, əks halda nəticələr arzuolunmaz olar. İki təbəqəni birləşdirmək üçün vias istifadə ediləcək.

PCB istehsalçılarının iki qatı dəqiq hizalaya bilən maşınları var. Bəs evdə bu qədər dəqiq işi necə edə bilərik? Bu problemi həll edə biləcək bir hiylə ilə qarşılaşdım. İki təbəqəni hizalamaq üçün aşağıdakı adımları yerinə yetirin:

1. İstifadə üçün birinci təbəqədən istifadə edərək PCB -nin künclərində deliklər qazın.
2. İkinci qatın çapını götürün və əvvəlki təbəqə ilə eyni yerdə deliklər düzəldin.
3. Lövhəni və çapı elə düzəldin ki, işıq bütün deliklərdən keçsin.
4. Kenarları bir neçə maskeləmə lenti ilə yapışdırın və eyni istilik müalicəsini edin. Lövhəni suya batırın və kağızı çıxarın

Addım 13: Parçaların düzəldilməsi

Bəzən toner lövhəyə düzgün köçürülmür, bu da bəzi natamam bağlantılara səbəb olur.

Bu problemi həll etmək üçün uclu bir daimi marker götürün və yarımçıq parçaları çəkin.

Addım 14: Lövhənin aşındırılması

Müxtəlif çeşidli aşındırma həlli var, lakin ən çox yayılmışı Ferrik Xloriddir. Toz şəklində və ya həll şəklində əldə edə bilərsiniz.

Həll etmək üçün:

1. Bir az su ilə plastik bir qab götürün. (təxminən 1,5 stəkan).
2. Ona 2-3 yemək qaşığı FeCl3 əlavə edin və yaxşı qarışdırın. (hər zaman yumşaq qarışdıraraq suya turşu əlavə edin)

Kimyəvi maddələrlə işləyərkən əlcək taxdığınızdan və yaxşı havalandırılan bir yerdə olduğunuzdan əmin olun.

Lövhəni təxminən 20-30 dəqiqə məhlulun içinə qoyun. Təxminən 20-30 dəqiqə sonra konteynerdən çıxarın, uzun müddət tərk etməniz mürəkkəblə qorunan sahəni aşındıracaq, buna görə də bitdikdən sonra çıxarın.

Lövhəni kəsdikdən sonra su ilə yuyun.

Addım 15: Toneri çıxarın

Toneri çıxarmaq üçün aseton və ya tinerdən istifadə edə bilərsiniz (dırnaq boyası sökücü də edəcək). Pambıq və ya nəmli bir parça götürün və incə/aseton ilə yaxşıca isladın. Toneri silin və lövhəni su ilə təmizləyin.

Evinizdə "İki tərəfli PCB" dəmləməniz var.

Addım 16: Deliklərin qazılması

Delikləri mini bir şaquli qazma və ya əl matkabı ilə qazın.

Vida terminalları və gərginlik tənzimləyicisi üçün deliklər açmaq üçün 1 mm, digər deliklər üçün 0,8 mm bit istifadə edin

Qazmadan sonra tozları təmizləyin.

Addım 17: Lehimləmə vaxtıdır

Lehimdən əvvəl, arayış üçün yanınızda bir çap saxladığınızdan və hissələrin yerləşdirilməsini bildiyinizdən əmin olun. Hər iki tərəfdən deliklərdən və lehimdən bir tel keçirərək viyasları lehimləməklə başlayın, artıq teli kəsin. Qalan komponentləri lehimləmədən əvvəl bir çox metr istifadə edin və üst və alt təbəqənin izlərinin davamlılığını yoxlayın və lehimdən sonra şort olub olmadığını yoxlayın.

Qalan hissələri lehimləyin. Komponentlərin polaritesini və yerləşdirilməsini yoxladığınızdan əmin olun.

Addım 18: Dövrəni yoxlayın

IC -ləri yuvalarına qoymadan və dövrəni işə salmadan əvvəl şort olmadığından əmin olun və müvafiq pinlərdə gərginliyi yoxlayın. Hər şey qaydasındadırsa, IC -ləri qoyun və dövrəni gücləndirin.

Addım 19: Motor Sürücüsünün Qurulması və Test Edilməsi

Qalxan Arduino lövhənizin üstünə möhkəm oturacaq və dövrə yoxlanılır, buna görə də onu işə salmaq heç bir problem yaratmayacaq.

Testdən əvvəl, mühərrik qalxanının quruluşuna və xüsusiyyətlərinə baxaq.

Quruluş və xüsusiyyətlər:

• Dörd mühərriki idarə etmək üçün iki L293D H körpü IC istifadə edir.
• H-körpülərini idarə etmək üçün istifadə olunan sancaqlar sayını azaltmaq üçün 74HC04 çevirici IC.
• Ayrı bir +5V və GND dəmir yolu.
• Ayrı bir elektrik rayına malik 4 servo mühərrikin quraşdırılması üçün pinlər
• Lövhəni sıfırlamaq üçün keçin
• 4 mühərriki idarə etdikdən sonra da qalan rəqəmsal pinlərin sayı: 6 (2 -si PWM olaraq)

Dövr testi:

M1 və M2 vidalı terminal çıxışına iki mühərrik qoşun, güc tullananını bağlayın və 9-12V DC təchizatı istifadə edərək dövrə qoşun (polarite və əlaqələr üçün diaqrama baxın). TEST eskizini arduino lövhəsinə yüklədikdən sonra mühərrikin qalxanını bağlayın və enerji təchizatını açın.

İkinci motor sürücüsünü sınamaq üçün mühərrikləri M3 və M4 -ə qoşun və pin nömrələrini kodla əvəz edin

• Sol = 3
• LeftPin = 2
• Sağ = 5
• Sağ pin = 6

Addım 20: Hərəkət edək

Robotunuzu canlandırmağın vaxtı gəldi

İndi bütün lazımi komponentləri quraşdırılmış bir robotunuz var, gəlin bir neçə dəqiqə ərzində heç bir problem və qarışıqlıq olmadan nə qədər tez prototip edə biləcəyinizi bilmək üçün ondan istifadə edərək sadə bir layihə edək.

Bir maneədən qaçan robot, başlamaq üçün ən yaxşısı olacaq. Odur ki, bunu edək.

Lazım olan hissələr:

1. HC -SR04 Ultrasonik sensor
2. Mikro servo motor (quraşdırılmadıqda)
3. Bəzi tellər

Əlaqələr:

• Sensorun Vcc və GND pinini müvafiq olaraq +5V və GND -ə qoşun
• Tetik pinini A1 -ə və Echo pinini arduino -da A2 -ə qoşun
• J5 keçidini qalxanın üzərinə qoyun və servoyu servo raydakı pin 10 -a qoşun (diaqrama baxın)
• Sensoru servoya quraşdırın

Aşağıdakı eskizi arduino lövhənizə yükləyin və robotunuzun maneələrdən qaçmasını izləyin.

Beləliklə, bir neçə dəqiqədə sadə bir avtonom robot hazırladınız.

Addım 21: Son

Bitirdin !

Robotunuzla oynamaqdan zövq alın və onunla əyləncəli layihələr edin. İstifadə etmək və başa düşmək asan olan, istədiyiniz şəkildə hərəkət etməsi üçün onlardan istifadə edən müxtəlif sensorlar və inkişaf lövhələri mövcuddur.

Robototexnikada yenisinizsə, giriş hissəsində verilmiş bəzi əsas layihələri sınamağı məsləhət görürəm.

Bu Təlimat üçün budur. Ümid edirəm maraqlı tapmısınız.

Tikinti ilə əlaqədar hər hansı bir şübhəniz/sualınız varsa, soruşmaqdan çekinmeyin. İzlədiyiniz üçün təşəkkürlər:)