Arduino Powered Robot: Hatua 11 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Miradi ya Fusion 360 »

Je! Umewahi kujiuliza ikiwa roboti inaweza kutengeneza picha za kuchora na sanaa? Katika mradi huu ninajaribu kuifanya kuwa ukweli na Roboti ya Uchoraji yenye Nguvu ya Arduino. Lengo ni roboti kuweza kutengeneza picha za kuchora peke yake na kutumia picha ya kumbukumbu kama mwongozo wa kuiga kazi ya sanaa. Nilitumia nguvu ya CAD na utengenezaji wa dijiti kuunda chasisi yenye nguvu ambayo niliweka mkono ambao unaweza kutia brashi ya rangi kwenye moja ya vyombo 7 vya rangi na kuteka kwenye turubai.

Roboti imetengenezwa kwa kutumia sehemu za kawaida kama motors za stepper na motors za servo na imeundwa kufanya kazi na rangi ya aina yoyote.

Fuata kuunda Roboti yako ya Uchoraji ya Arduino na uweke kura kwa mradi huu katika "Changamoto ya Rangi" ikiwa ulifurahiya mradi huo na ukaamua kuunda toleo lako mwenyewe.

Hatua ya 1: Muhtasari wa Ubunifu

Ubunifu wa roboti ya uchoraji imeongozwa na muundo wa roboti ya kusafisha Roomba. Inayo mifumo miwili kuu:

• Mfumo wa kuendesha ambao una motors mbili za stepper zilizoambatanishwa na magurudumu na glider za kupita. Hii inaruhusu robot kusonga upande wowote kando ya turubai.
• Mfumo wa brashi ambao una motor ya tatu ya kukanyaga ambayo huweka brashi juu ya vyombo vya rangi na servo motor ambayo inazama brashi ya rangi kwenye rangi.

Roboti inaweza kubeba hadi rangi 7 tofauti kwa wakati mmoja. Ubunifu huo awali ulifanywa kwenye Autusionk's Fusion 360. Sehemu hizo zilisafirishwa kwa fomati zinazofaa kuwa za kukata laser au 3D kuchapishwa.

Ubunifu wa chasisi ya robot umefanywa na kutoweka kwa akili na vidokezo vingi vya kupandisha na sehemu za kawaida. Hii inaruhusu chasisi hiyo hiyo kutumika kwa matumizi mengine anuwai. Katika muktadha huu, chasisi hutumiwa kutengeneza vipande vya sanaa kwa kutumia rangi.

Hatua ya 2: Vifaa vinahitajika

Hapa kuna orodha ya vifaa vyote na sehemu zinazohitajika kutengeneza Roboti yako ya Uchoraji wa Arduino yenye Nguvu. Sehemu zote zinapaswa kupatikana kawaida na kupatikana kwa urahisi katika duka za vifaa vya ndani au mkondoni.

Elektroniki:

• Arduino Uno x 1
• Towerpro MG995 servo motor x 1
• NEMA17 Stepper motor x 3
• Ngao ya CNC V3 x 1
• 11.1 V LiPo Battery x 1

Vifaa Vikuu:

• Karanga za M4 na bolts
• Karanga za M3 na bolts
• Magurudumu (7cm dia x 2)
• Faili ya printa ya 3D (ikiwa haumiliki printa ya 3D, lazima kuwe na printa ya 3D katika nafasi ya kazi ya hapa au chapa zinaweza kufanywa mkondoni kwa bei rahisi kabisa)
• Karatasi za Acrylic (3mm)
• Rangi
• Rangi ya Brashi

VIFAA:

• Printa ya 3D
• Laser cutter

Ukiondoa zana, gharama ya jumla ya mradi huu ni takriban $ 60.

Hatua ya 3: Sehemu Zilizotengenezwa Kidijiti

Sehemu nyingi zinazohitajika kwa mradi huu zimebadilishwa kulingana na mahitaji, ndiyo sababu niliamua kutumia nguvu ya sehemu zilizotengenezwa kwa dijiti. Sehemu hizo hapo awali zilijengwa kwenye Fusion 360 na kisha mifano ya CAD ilitumiwa kukata laser au 3D kuchapisha sehemu hizo. Prints zilifanywa kwa ujazo wa 40%, 2 perimeters, nozzle 0.4mm, na urefu wa safu ya 0.1mm ukitumia PLA. Sehemu zingine zinahitaji msaada kwa kuwa zina umbo tata na overhangs, hata hivyo, vifaa vinapatikana kwa urahisi na vinaweza kuondolewa kwa kutumia wakataji. Unaweza kuchukua rangi ya chaguo lako kwa filament. Vipande vya kukata laser vilikatwa nje ya 3mm wazi akriliki.

Chini unaweza kupata orodha kamili ya sehemu pamoja na faili za muundo.

Kumbuka: Kuanzia hapa sehemu zitatajwa kutumia majina kwenye orodha ifuatayo.

Sehemu zilizochapishwa za 3D:

• Bracket ya kukanyaga x 2
• Tabaka Spacer x 4
• Kiunganishi cha Sila x 1
• Glider ya kupita tu x 2
• Rangi Mmiliki wa godoro x 2
• Rangi Pallet x 2

Sehemu zilizokatwa na Laser:

• Jopo la chini x 1
• Jopo la juu x 1
• Brashi mkono x 1

Kwa jumla kuna sehemu 13 zilizochapishwa za 3D na sehemu 3 za kukata laser. Wakati unaohitajika kutengeneza sehemu zote ni takriban masaa 12.

Hatua ya 4: Kuunda Chassis na Mfumo wa Kuendesha (Tabaka la chini)

Mara sehemu zote zinapotengenezwa, unaweza kuanza kukusanya safu ya chini ya roboti ya uchoraji. Safu hii inawajibika kwa mfumo wa kuendesha na pia inashikilia umeme. Anza kwa kupandisha motors 2 za stepper kwenye mabano mawili ya hatua kwa kutumia screws zilizotolewa. Ifuatayo, tumia karanga za 8 x M4 na bolts kupata mabano mawili ya kukanyaga kwenye bamba la chini. Mara tu stepper wanapowekwa unaweza kushikamana na magurudumu mawili kwa axles za motors za stepper. Unaweza pia kuweka Arduino mahali ukitumia karanga za M3 na bolts na machafuko kadhaa ili kuifanya Arduino ipatikane kwa urahisi. Mara baada ya kupata Arduino, weka ngao ya CNC kwenye Arduino. Kuna mashimo mawili mbele na nyuma ya roboti. Pitisha glider za kupita kwenye mashimo na uziweke gundi mahali. Vipande hivi huzuia mwili wa roboti kutoboa juu ya uso wa turubai.

Unaweza pia kuweka safu mbili za nyuma za safu kwa kutumia karanga za M4 na bolts.

Kumbuka: Usiambatanishe mbili za mbele bado, kwani itabidi uziondoe mwishowe.

Hatua ya 5: Kuweka Mmiliki wa Rangi (Tabaka la juu)

Mara tu mfumo wa kuendesha utakapojengwa, unaweza kuanza kukusanya safu ya juu ambayo inashikilia mkono wa uchoraji ambao unasogeza brashi ya rangi na kuzamisha brashi ndani ya vyombo kadhaa vya rangi. Anza kwa kushikamana na vipande viwili vya wadudu wa rangi. Yanayopangwa kando ya sehemu ya sehemu inaambatana na vipande viwili vya safu ya mbele. Sehemu iliyojumuishwa imeunganishwa na karanga mbili na bolts kwenye tabaka za juu na za chini. Kipande hicho kimeimarishwa zaidi na seti nne za nyongeza za bolts kwenye jopo la juu.

Pallets za rangi huambatanishwa chini ya vipande vya godoro la rangi kwa kutumia karanga mbili na bolts kwa kila upande.

Telezesha paneli ya juu mahali na utumie karanga mbili na bolts kushikamana na spacers za safu ya nyuma kwenye jopo la juu. Panda pikipiki ya kukanyaga katikati ya jopo la juu ukitumia bolts zilizotolewa na ekseli ikielekea juu. Na hii, chasisi ya roboti imejengwa na tunaweza kuanza kukusanyika mkono wa uchoraji.

Hatua ya 6: Kuunda Bunge la Uchoraji na Mkutano wa Brashi

Ili kujenga mkono wa uchoraji, anza kwa kushikamana na kontakt ya mkono kwa mkono wa brashi iliyokatwa na laser kwa kutumia karanga 4 na bolts. Ifuatayo, weka gari la servo hadi mwisho mwingine ukitumia karanga 4 na bolts zaidi. Hakikisha kwamba axle ya servo motor iko kuelekea mwisho wa kontakt ya mkono. Bonyeza kontakt ya mkono kwenye axle ya juu ya gari.

Tumia pembe ndefu ya servo na ambatanisha brashi ya rangi nayo kwa kutumia bendi za mpira au vifungo vya zip. Ninapendekeza utumie bendi za mpira kwani hiyo inapeana mkutano wa brashi kufuata ambayo ni muhimu kwa mfumo kufanya kazi vizuri. Hakikisha kwamba brashi imeambatishwa hivi kwamba, mara tu pembe inapounganishwa na servo, brashi huteleza karibu kwenye uso wa sakafu au karatasi.

Na hii, vifaa vya roboti ya uchoraji imekamilika na unaweza kuanza wiring na programu.

Hatua ya 7: Elektroniki na Mizunguko

Elektroniki za mradi huu ni moja kwa moja, inaelezewa katika jedwali lifuatalo:

• Stepper ya kushoto kwa bandari ya axis ya X ya ngao ya CNC
• Kanyaguzi cha kulia kwa bandari ya mhimili wa Y ya ngao ya CNC
• Pivoting stepper kwa Z axis bandari ya CNC ngao
• Ishara ya motor ya Servo kwa Spindle wezesha pini kwenye ngao ya CNC
• Servo motor 5v hadi + 5v kwenye ngao ya CNC
• Servo motor GND kwa GND kwenye ngao ya CNC

Kwa hili mzunguko wa mradi huu umekamilika. Betri inaweza kushikamana na vituo vya umeme vya ngao ya CNC na swichi ya kugeuza mfululizo ili kuwasha na kuzima roboti.

Hatua ya 8: Kidogo Kuhusu Nadharia

Linapokuja suala la kuweka alama kwenye gridi ya 2D, njia ya kawaida na rahisi ya kufanya hivyo ni kutoa uratibu wa cartesian wa uhakika. Hii imefanywa kwa kubainisha tonge, kwa ujumla (x, y) ambapo x ni uratibu wa x au umbali kati ya makadirio ya nukta kwenye mhimili wa x kwa asili na y ni uratibu wa uhakika au umbali kati ya makadirio ya uhakika kwenye mhimili y kwa asili. Kwa njia hii, picha yoyote ngumu au fomu inaweza kuelezewa kwa kutumia mlolongo wa alama, kama kwamba wakati "unapojiunga na nukta" picha hiyo huundwa. Hii ni njia rahisi ya kuelezea msimamo wa hoja kwa heshima na asili. Walakini, kwa mradi huu, mfumo tofauti ulitumiwa.

Hoja kwenye gridi ya 2D pia inaweza kuelezewa kwa kutumia kuratibu za polar. Kwa njia hii, nafasi ya nukta inaelezewa kutumia turu nyingine, inayojulikana kama (theta, r) ambapo theta ni pembe kati ya mhimili wa x na mstari wa nusu unaounganisha asili na uhakika na r ni umbali kati ya asili na uhakika.

Fomula ya kubadilisha kutoka kwa nyingine inaweza kupatikana kwenye picha iliyoambatanishwa. Sio lazima kuelewa fomula kabisa, ingawa kuzijua husaidia.

Hatua ya 9: Kupanga Arduino

Mpango huo unafanywa kwa kutumia mbinu iliyoelekezwa na kitu na kuifanya programu iwe rahisi kutumia. Anza kwa kuunda kitu cha roboti ambacho vigezo ni upana na urefu wa turubai (pima hizi kwa kutumia rula au mkanda wa kupimia kwa sentimita na ubadilishe maadili katika mstari wa 4 wa maandishi ya rangiRobot.ino). Mbinu za programu zinazoelekezwa kwa vitu huruhusu nafasi ya maendeleo zaidi.

Kisha unapewa kazi 3 rahisi:

1. gotoXY inachukua uratibu wa katuni na kuhamisha roboti kwenye nafasi hiyo. (Mfano roboti.gotoXY (100, 150))
2. Udhibiti unachukua thamani ya boolean: uwongo huinua brashi kwenye turubai wakati kweli inaweka brashi kwenye turubai. (Mfano robot.brushControl (kweli))
3. pickPaint inachukua nambari -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4 ambayo hufanya roboti kutumbukiza brashi ya rangi kwenye chombo kinachofanana cha rangi. (Mfano robot.pickPaint (3))

Programu iliyoambatanishwa hapa chini hufanya roboti iende kwenye nafasi za nasibu na inachukua rangi za nasibu ambazo mwishowe huunda sanaa nzuri na ya kipekee. Ingawa hii inaweza kubadilishwa kwa urahisi ili kufanya roboti iteke chochote unachohisi kama.

Kumbuka: Mara tu nambari imepakiwa unaweza kulazimika kuweka tena pembe ya servo iliyounganishwa na brashi. Wakati uk

Hatua ya 10: Kuongeza Rangi

Mara vifaa, umeme na programu imekamilika, mwishowe unaweza kuongeza rangi kwenye vyombo vya rangi. Napenda kupendekeza kupaka rangi kidogo ili kufanya uchoraji uwe laini.

Kwenye chombo cha nje cha godoro la kulia ongeza maji wazi. Roboti itatumia maji haya kusafisha brashi kabla ya kubadilisha rangi.

Kuanza uchoraji weka roboti kwenye kona ya chini kushoto ya turubai kuifanya iangalie pembeni mwa chini na anza roboti na kukaa chini na kutazama wakati kipande cha sanaa kinapoanza kuishi.

Hatua ya 11: Matokeo ya Mwisho

Pamoja na programu ya sasa, roboti hufanya harakati za nasibu kwenye turubai ambayo hutoa uchoraji wa kipekee na mzuri. Ingawa kwa marekebisho kadhaa, roboti inaweza kutengenezwa ili kufanya uchoraji maalum kwa kutumia picha ya kumbukumbu. Mfumo wa sasa unatoa msingi thabiti wa kufanya maendeleo. Chasisi ya roboti pia imeundwa kwa njia ya kawaida na vidokezo vingi vya viwango vilivyowekwa ili roboti iweze kubadilishwa kwa matumizi ya hitaji lako.

Natumahi ulifurahiya Agizo hili na imekuhimiza kujenga roboti yako ya uchoraji.

Ikiwa ulipenda mradi huo uunge mkono kwa kuacha kura kwenye "Changamoto ya Rangi".

Kufanya Kufurahi!

Tuzo kubwa katika Changamoto ya Rangi