Arduino RC robot: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Opis

Izdržljivi, 3D štampani, daljinski upravljani robot zasnovan na Arduinu, s dometom od nekoliko stotina metara. Modularna shema motora za brzo povezivanje omogućuje vam brzo prototipiranje različitih dizajna robota bez ikakvog alata. Savršeno za edukaciju djece o robotici.

O čemu se radi?

Dakle, tek ste počeli učiti Arduino, ili možda 3D štampanje, i spremni ste da napravite nešto super. Želite izgraditi nešto smisleno, praktično, ali zabavno … Spremni ste za izradu OmniBota. Ako je Arduino švicarski vojni nož za elektroniku, onda je OmniBot švicarski vojni nož za robotiku! OmniBot je rezultat višemjesečnog projekta akademije Bolts and Bytes Maker koji je za cilj imao dizajniranje svestranog kompleta za robotizaciju na daljinsko upravljanje. A sada je sve otvorenog koda! OmniBot se napaja iz baterije, može pokretati do četiri kanala istosmjernih motora, dva servo motora i ima daljinski upravljani domet od nekoliko stotina metara! I sve se uklapa u elegantno 3D štampano kućište, koje radi, pogađate, na Arduino Uno mozgu.

U redu, ali zašto?

Zaista smo htjeli da djeci učinimo super lako da pokupe karton i ljepilo i završe s radnim prilagođenim robotom. S tradicionalnim kompletima robota koje biste mogli kupiti na internetu, primorani ste nositi se s mnogo neurednih žica za spajanje, pisanjem vlastitog koda i - oh da … gotovo ih nikad ne možete kontrolirati na daljinu. Oni samo pokreću isti kod u petlji. Sa OmniBotom jednostavno priključujete bateriju, priključujete motor i lijepite je ljepljivom trakom ili lijepite gdje želite i - bum. robot. Sav kod koji smo napisali auto-magijski radi s istim kontrolerom koji možete koristiti za bespilotnu letjelicu ili RC avion. To je savršen komplet za brze prototipiranje robota spremnih za rad na terenu. Kad ste završili s izgradnjom OmniBot platforme, tek ste započeli. Za deset kratkih minuta mogli ste preći od robota za odbranu od kritične bombe do fudbalskog robota u stilu raketne lige, i to je ono što OmniBot čini moćnim. Pa krenimo!

Preporučeni nivoi vještina:

• Ovaj projekt uključuje lagano lemljenje, prilično je upravljiv za početnike.
• Opće razumijevanje Arduina i načina rada u Arduino IDE učitavanjem skica i dodavanjem biblioteka. Nije potrebno kodiranje, ali napredni korisnici mogu prilagoditi svoj kôd ako to žele.
• Neki lagani hardveri rade s odvijačem i rezačima žica/skidačima žice. Preporučuje se nadzor odraslih za malu djecu. (Konačni proizvod je pogodan za upotrebu sa svim uzrastima!)

Supplies

Potrebni alati:

• Lemilica i lemljenje
• Imbus ključ/ključ ili odvijač sa šesterokutnom glavom
• Križni odvijač ili odvijač s ravnom glavom (ovisno o priključnim blokovima štitnika motora)
• Pištolj za vruće ljepilo i štapići za vruće ljepilo (nisu potrebni, ali se toplo preporučuju!)
• Rezači žice (preporučuju se rezači u ravnini jer se mogu koristiti u drugim koracima)
• Strojevi za skidanje žice
• Klešta za igle (nisu potrebne, ali znatno olakšavaju čišćenje 3D ispisa)
• Pristup 3D štampaču (ako ga nemate, pitajte lokalnog proizvođača, školu, laboratoriju ili biblioteku!)
• Računar sa Arduino IDE softverom

Opis materijala:

Sljedeće stavke i veze preuzete su s Amazona (sve ili većina su stavke Amazon Prime), ali treba napomenuti da se većina, ako ne i sve ove, može pronaći znatno jeftinije na web stranicama poput Banggooda i AliExpressa, ako želite pričekati nekoliko sedmica za isporuku. Ovo zapravo može prepoloviti troškove projekta ako izgledate dovoljno dobro.

1. Arduino Uno mikrokontroler (tip s čipom za površinsko postavljanje radi bolje za ovo)
2. Arduino motorni štit V1
3. Turnigy Evo odašiljač (način 2) (ovaj dolazi s prijemnikom, ali većina prijemnika s iBus komunikacijom bi trebala raditi)
4. Muški i ženski JST utikači (toplo preporučujem tip sa silikonom jer su fleksibilniji)
5. Preklopni prekidač 13,5 mm x 9 mm
6. M3x6mm vijci sa upuštenom glavom (potrebno je samo 6 vijaka)
7. 2S Lipo baterija (može se zamijeniti baterijom koja se ne može puniti natrag između 7 i 12 volti)
8. 2S Lipo punjač (potrebno samo ako koristite lipo bateriju)
9. PETG 3D štampač sa filamentom (može se koristiti PLA, ali PETG je izdržljiviji i toplinski otporan na vruće ljepilo)
10. TT motori i kotači
11. Servo motori (mogu se koristiti i veći servo motori)

Ako imate sve svoje alate i dijelove, slijedite me! Moramo napraviti robote …

Korak 1: 3D štampanje vaše šasije robota

Za ovaj korak trebat će vam:

3D štampač minimalne zapremine izrade 4,5 "X x 4,5" Y x 1,5 "Z

Dobra vijest je da sam je već dizajnirao za vas! 3D STL datoteke su u redu ispod. Ali prvo, evo nekoliko napomena.

Otisak je tri odvojena čvrsta modela, gornji dio, donji dio i vrata za bateriju. Donji dio zahtijeva materijale za podršku, ali samo ispod dijela u kojem će se prekidač instalirati.

Donji odjeljak i vrata za bateriju mogu se odštampati u jednom kadru kao model "print in place", što znači da ga možete izvući ravno sa štampača kada završi i vrata će odmah raditi bez instaliranja. Neki štampači slabije kvalitete mogli bi se ipak boriti s tolerancijama i istopiti ova dva dijela zajedno, pa sam uključio i zasebne datoteke za ispis za svaku bateriju i donji dio kako biste ih mogli pojedinačno ispisati i nakon toga sastaviti.

Korak 2: Čišćenje 3D štampe

Za ovaj korak trebat će vam:

• Par kliješta s iglastim nosem
• Nož za hobi

Pažljivo uklonite otisak sa građevinske ploče. Ako ste sve odštampali u jednom kadru kao što sam ja uradio, možda ćete morati da uklonite neke nizove između delova. Pomoću kliješta izvucite potporni materijal za rupu na kojoj će se nalaziti prekidač. Na nekim pisačima prvi ili dva sloja vratašca za bateriju mogu se stopiti s donjim dijelom, ako je to slučaj, možete upotrijebiti nož za hobi da izrežete vrata. Ako je osigurač previše loš, možda ćete morati zasebno odštampati vrata i donji dio te ih nakon toga spojiti.

Korak 3: Pripremite svoj Arduino Uno

Za ovaj korak trebat će vam:

• Arduino Uno
• Računalo sa instaliranim Arduino IDE -om (IDE možete instalirati odavde)
• USB kabl za programiranje

OmniBot kôd ovisi o nekoliko različitih biblioteka.

1. "Servo.h" (ovo je ugrađeno u IDE i ne treba ga preuzimati)
2. "AFMotor.h" (ova sjajna biblioteka iz Adafruit -a, zajedno sa vodičem za njenu instalaciju, možete pronaći ovdje)
3. "OmniBot.h" (Slijedite donje upute za instaliranje ove biblioteke)

Da biste instalirali OmniBot biblioteku, pronađite svoju mapu Arduino Libraries (obično pod Documents> Arduino> Libraries) i stvorite novu mapu pod nazivom OmniBot. Zalijepite datoteke OmniBot.h, OmniBot.cpp i keywords.txt u ovu novu mapu. Zatvorite i ponovo pokrenite Arduino IDE da biste dovršili instalaciju. Ako ste uspjeli, sada biste trebali vidjeti OmniBot biblioteku tako što ćete otići na Sketch> Include Library u IDE -u.

Nakon što se biblioteke instaliraju, jednostavno priključite Arduino Uno, odaberite odgovarajuću ploču pod Alati> Ploča:> Arduino/Genuino Uno, odaberite aktivni COM port, a zatim prenesite skicu!

Korak 4: Priprema vašeg prijemnika robota

Za ovaj korak trebat će vam:

• lemilica i lemljenje
• rezači žice
• skidači žice
• Arduino Uno
• IBus prijemni modul (po mogućnosti onaj koji dolazi s preporučenim odašiljačem, ali drugi iBus prijemnici mogu raditi)

1. Započnite lociranjem žica zaglavlja koje dolaze s prijemnim modulom. To bi trebao biti niz od četiri. Žuta žica koja odgovara PPM -u na našem modulu nije potrebna i može se ukloniti ili izrezati iz naslova zaglavlja.
2. Odrežite pojedinačni ženski zaglavlje s kraja žica i skinite oko 1 cm izolacije.
3. Profesionalni savjet: Uvijte izloženu nasukanu žicu kako biste spriječili habanje i zalijepite krajeve lemljenjem.
4. Pronađite dostupne rupe Gnd, Vcc i Rx na svom Arduinu. (ako koristite preporučeni Arduino, mogu se pronaći blizu jedan do drugog, neposredno ispod ICSP pinova.)
5. Umetnite kalajisane žice kroz odgovarajuće rupe i lemite ih sa zadnje strane. Bijelo prema RX, crveno do 5 V, crno prema GND.
6. Prerežite preostalu žicu na stražnjoj strani kako biste spriječili kratki spoj.
7. Uključite žensko četveroglavo zaglavlje u prijemni modul crveno na VCC, crno na GND i bijelo na S. BUS
8. Umetnite modul prijemnika u Arduino. Otkrio sam da se moj čvrsto uklapa između kondenzatora i kristala uz USB priključak.

Korak 5: Priprema štita vozača motora

Za ovaj korak trebat će vam:

• Par noževa za ispiranje ili noževa.
• Mala ravna glava ili odvijač s Phillips glavom (ovisno o priključnim blokovima koje ima vaš štitnik motora)
• Sedam (7) ženskih adaptera za JST kablove.

1. Pokušajte pritisnuti štitnik motora na Arduino sa prijemnikom u sendviču između.
2. Ako pinovi štitnika motora ne pritisnu do kraja u Arduino ženske igle, možda se na donjoj strani štitnika motora nalaze duge iglice koje to zabadaju u prijemnik. Oni se mogu obrezati rezačima za ispiranje ili noževima kako je prikazano na slici 2.
3. Kad je napravljen sendvič s Arduinom, Motor Shieldom, prijemnikom (nazovimo to "snopom"), počnite uvijati adaptere JST kabela na priključne blokove kao što slike prikazuju. Sve crvene žice kabela nalaze se na krajnjem dijelu položaja priključnih blokova, a crne žice su u sredini. (imajte na umu da terminali M1 i M2 na štitu trebaju imati po dva JST kabela, svaki M3 i M4 treba imati po jedan, priključak baterije treba imati jedan)
4. Vrlo pažljivo obratite pažnju na priključak baterije na štitu motora. Priključivanje JST kabla na ovaj na pogrešan način može ispržiti vaš snop kad je baterija priključena. Upamtite, crveno ide na M+, crno na GND.
5. Uvjerite se da postoji žuti kratkospojnik koji povezuje pinove "PWR" desno od priključnog bloka baterije. Ovo daje snagu donjim dijelovima snopa.
6. Profesionalni savjet: Kad su svi kabeli zavrnuti, lagano povucite svaku žicu kako biste bili sigurni da je dobro pričvršćena i da neće ispasti.

Dok sam bio ovdje, dozvolite mi da vam kažem na šta se ti konektori odnose. Priključni blokovi M1 i M2 (svaki je set od dvije pojedinačne utičnice) namijenjeni su za desni i lijevi pogonski motor robota. Postoji peta utičnica u sredini reda za koju vjerujem da je spojena na masu, te se u naše svrhe neće koristiti. Terminalni blok M3 i M4 bit će "pomoćni motori" koji su izbijeni na prednjoj strani OmniBot -a za sve opće funkcionalnosti motora koje su vam potrebne. Pomoćni motor M3 može se postaviti između 0% i 100% brzine okretanja u jednom smjeru i kontrolira se lijevim navigacijskim gumbom gore -dolje. Motor M4 može se okretati 100% u smjeru kazaljke na satu i suprotno od smjera kazaljke na satu kontroliran lijevim i desnim pokretima. Ova os upravljačke palice ima oprugu za povratak u centar koja će prirodno postaviti brzinu motora na 0%.

Korak 6: Montiranje Arduino snopa na donji dio šasije

Za ovaj korak trebat će vam:

• Dovršen stog iz prethodnih koraka.
• 3D štampani donji dio šasije
• Dva (2) 6 mm M3 vijka za stroj
• Imbus ključ/ključ ili dugi šesterokutni odvijač.

1. Rasporedite JST konektore tako da žice iz priključnog bloka M1 sežu do desne strane, žice iz priključnog bloka M2 do lijeve strane, a žice iz petlje priključnog bloka M3 i M4 ispod snopa prema naprijed. (antena prijemnika se može postaviti i ispod snopa)
2. Uvjerite se da je logotip JST okrenut prema gore na crvenom tijelu konektora, pritisnite glave JST konektora u odgovarajuće utičnice na odštampanom donjem dijelu. Redoslijed desnih bočnih kabela nije bitan jer oba idu do priključnog bloka M1. Isto vrijedi i za lijeve konektore priključnog bloka M2.
3. Kabeli M3 i M4 trebali bi se spojiti direktno ispod snopa i priključiti u utičnicu s koje se nalaze.
4. Pomoću Allan ključa i vijaka M3 pričvrstite snop na donje odjeljke. Možda bi bilo korisno pronaći zavrtanj s manjim promjerom glave jer će jedan od vijaka vjerojatno zagristi u ženski zaglavlje Arduina. Ne brinite o oštećenju ovog zaglavlja jer ga ne koristimo ni za što.
5. Uvucite olabavljeno ožičenje ispod snopa gdje je to moguće kako biste smanjili nered.

Korak 7: Ugradnja i lemljenje u prekidač za napajanje

Za ovaj korak trebat će vam:

• Lemilica i nešto lema
• rezači žice
• skidači žice
• Preklopni prekidač 13,5 mm x 9 mm

1. Gurnite prekidač za ljuljanje u njegovu rupu sa donje strane donjeg dijela dok ne klikne na mjesto. Uverite se da je | simbol je okrenut prema naprijed, a simbol 0 prema stražnjoj strani prema ležištu za bateriju.
2. Istegnite crnu žicu JST od priključka baterije do priključka sklopke i odrežite je pazeći da ima dovoljno crne žice koja prolazi od priključka GND da udobno dođete do priključka sklopke.
3. Skinite i kositrite oba kraja presječene žice.
4. Lemite svaki odrezani kraj crne žice na svaki priključak prekidača kao što je prikazano na slikama. (pazite da lemilicu ne držite predugo na priključnici prekidača jer se toplina može lako prenijeti prema dolje i početi topiti plastično tijelo prekidača!)
5. Omotajte kraj konektora kabela priključka baterije preko utora u ležištu za bateriju prema vratima baterije.

Korak 8: Zatvaranje šasije

Za ovaj korak trebat će vam:

• Allan ključ ili odvijač sa šesterokutnom glavom.
• Četiri (4) 6 mm M3 vijka sa upuštenom mašinom

1. Pažljivo stavite odštampani gornji dio preko donjeg dijela, pazeći da se žica sada stegne između dva dijela. Ako je potrebno, vratite se nazad i zavucite još žicu ispod snopa kako biste im se sklonili s puta.
2. Ugurajte sva četiri vijka odozdo. Profesionalni savjet: Zašrafite sve na većinu načina prije nego što bilo koji od njih uvrnete do kraja. To pomaže čak i pritisku na ispisane dijelove. Svaki vijak sve više pritegnite, izmjenjujući se po uglovima sve dok se svi vijci ne isperu.

Korak 9: Izgradnja motora za brzo povezivanje

Za ovaj korak trebat će vam:

• Četiri (4) TT motora sa pogonom
• Četiri (4) muška priključna kabela JST
• Lemilica i nešto lema
• Pištolj za vruće ljepilo i ljepilo se toplo preporučuju, ali nisu neophodni

1. Lemite muški JST konektorski kabl na TT motor na isti način kao što je prikazano na slikama. Profesionalni savjet: Budući da ovi motori voze u smjeru kazaljke na satu i suprotno od smjera kazaljke na satu, polaritet žica nije bitan, ali morate osigurati ujednačenost svih motora kako bi svi radili na isti način kada su priključeni. (Tj. crne žice sada bi trebale biti iste kao što ste lemili svaki motor!)
2. Profesionalni savjet: Dodajte kuglu vrućeg ljepila na lemni spoj ovih motora kako biste im uvelike produžili vijek trajanja! Ovi motori imaju pomalo krhke bakrene jezičke na koje ste trebali lemiti, a ako se previše saviju, mogu umoriti stres i odmah puknuti, čineći vaš motor beskorisnim. Vruće ljepilo sprječava savijanje!
3. Kada svoj motor priključite u OmniBot, dva metalna kontakta trebaju biti okrenuta prema gore. Uključivanje u prvih nekoliko puta može biti malo nezgodno jer donji dio šasije može malo stisnuti ženske JST konektore.

Korak 10: Vaš prvi OmniBot

Za ovaj korak trebat će vam:

• Neki TT motori sa brzim povezivanjem sa točkovima
• Poželjna je ljepljiva traka s dvostrukim naslonom, ali možete koristiti i vruće ljepilo ili običnu traku.
• Vaš kontroler predajnika
• Baterija (7V do 12V će raditi, ali po mogućnosti 2S 7.4V Lipo baterije na popisu materijala)

Prvo otvorite ležište baterije pomoću imbus ključa ili malog odvijača, priključite bateriju i zatvorite je. Nakon toga zaista ne postoje nikakva pravila za izradu osim: lijevi pogonski motori se priključuju na lijevoj strani, desni pogonski motori se uključuju s desne strane, a smeđa/zadnja žica servo motora okrenuta od OmniBot. Osim toga, učinite to svojim!

Možete prenijeti moje slike da biste stekli osjećaj o tome kako sam ja izgradio svoju. Također bih preporučio korištenje građevinskih materijala poput štapića od sladoleda, vrućeg ljepila i kartona za druge dijelove karoserije ili povećanje veličine šasije.

Korak 11: Upravljanje vašim omnibotom

Za ovaj korak trebat će vam:

• Vaš završeni OmniBot
• Vaš kontroler

Ne mogu dovoljno preporučiti odašiljač Turnigy Evo od Hobby Kinga. To je sjajan digitalni odašiljač od 2,4 GHz sa automatskim preskakanjem frekvencije i ima mnogo sjajnih funkcija, uključujući zaslon osjetljiv na dodir! To je ono što koristimo na Bolts and Bytes Maker Akademiji i dobro nam je poslužilo. Ako ga i vi koristite, obavezno pokrenite ažuriranje firmvera kako biste koristili najnoviji firmver. Link za to možete pronaći na stranici proizvoda na stranici Hobby King.

Da biste pokrenuli OmniBot, kliknite na okvir s alatima na kontroleru Turnigy Evo i dodirnite RX Bind, zatim uključite (isključite pa uključite) svoj OmniBot sa prekidača. Kontroler bi trebao izdati zvuk koji pokazuje da je spojen na prijemnik unutar OmniBot -a.

Sad vozi! Sav kod bi trebao raditi besprijekorno.

Otkrićete da funkcije kontrolera Turnigy Evo kontrolišu OmniBot na sledeće načine:

• Desni štap Vertikalni i vodoravni> Lijevi priključci (2) i desni priključci (2) OmniBota za pogonske motore.
• Lijeva palica vodoravno> Prednji priključak motora 1, brzina motora -100% do 100% i servo priključak 1
• Lijeva palica okomito> Prednji priključak motora 2, brzina motora 0% do 100% i Servo priključak 2
• Središnji gumb> Podesite maksimalnu brzinu OmniBot pogona
• Središnji prekidač> Promijenite shemu miješanja pogona pri povlačenju desnog štapa (tu se ima mnogo toga raspakirati jer je miješanje pogona složena tema, spremit ću objašnjenje ako to netko zaista želi!)
• Lijevi prekidač> GORE: Omogućava kontrolu prednjih motora i servo motora, MID: Omogućava kontrolu samo servo motora, DOLJE: dozvoljava kontrolu samo prednjih motora. (ovo je korisno ako vam je potreban servo za kretanje, ali ne i prednji motor u isto vrijeme)
• Desni prekidač> trenutno se ne koristi

U meniju kontrolera naći ćete i funkcije za "krajnje tačke", "obrnuto" i "trim", ali o svakom od njih ima mnogo toga da se kaže i ostaviću ih za drugi vodič. Ako vas zanima bilo što od toga, YouTube pretraživanje pod tim izrazima trebalo bi otkriti desetke korisnih videozapisa.

Sve je gotovo

Ako ste ovoliko uspjeli, čestitam, znam da je bio dug.

Jedva čekam vidjeti što će zajednica učiniti s OmniBotom. Svakako ću se radovati odgovoru na svako pitanje i volio bih čuti svaku povratnu informaciju. Pratite lakšu verziju OmniBota u budućem vodiču za instruktore!