Gharama ya Kuchora ya bei ya chini, Arduino-Sambamba: Hatua 15 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Kumbuka: Nina toleo jipya la roboti hii ambayo hutumia bodi ya mzunguko iliyochapishwa, ni rahisi kujenga, na ina ugunduzi wa kikwazo cha IR! Angalia katika

Nilibuni mradi huu kwa semina ya masaa 10 ya ChickTech.org ambayo lengo lake ni kuanzisha wanawake wa ujana kwa mada za STEM. Malengo ya mradi huu yalikuwa:

• Rahisi kujenga.
• Rahisi kupanga.
• Alifanya kitu cha kupendeza.
• Bei ya chini ili washiriki waweze kuipeleka nyumbani na kuendelea kujifunza.

Kwa malengo hayo akilini, hapa kulikuwa na chaguzi kadhaa za muundo:

• Arduino ni sawa kwa urahisi wa programu.
• 4xAA nguvu ya betri kwa gharama na upatikanaji.
• Motors za stepper kwa mwendo sahihi.
• Kuchapishwa kwa 3D kwa urahisi wa usanifu.
• Kupanga kalamu na michoro ya Turtle kwa pato la kupendeza.
• Chanzo wazi ili uweze kutengeneza yako mwenyewe!

Hapa kuna roboti iliyokuja karibu na kile nilitaka kufanya: https://mirobot.io. Sina mkataji wa laser na usafirishaji kutoka Uingereza ulikuwa marufuku. Nina printa ya 3D, kwa hivyo nadhani unaweza kuona hii inaenda wapi…

Usiruhusu ukosefu wa printa ya 3D ikuzuie. Unaweza kupata wanaovutisha wenyeji wako tayari kukusaidia kwa

Mradi huu umepewa leseni chini ya Creative Commons, na hutumia sehemu za 3D kulingana na muundo wa wengine (kama inavyoonyeshwa katika sehemu inayofuata), ambayo kikwazo zaidi ni gurudumu, ambalo sio la Biashara. Hiyo inamaanisha mradi huu lazima pia Usiwe wa Kibiashara. Usiwe mtu huyu.

Hatua ya 1: Sehemu

Kuna njia kadhaa za kuwezesha roboti, kuendesha, na kudhibiti. Unaweza kuwa na sehemu tofauti mkononi ambazo zitafanya kazi, lakini hizi ndio zile ambazo nimejaribu na kupatikana kufanya kazi vizuri:

Umeme:

• 1- * Adafruit Pro Trinket 3V- adafruit.com/products/2010

  • Vifaa chini ya leseni ya CC BY-SA
  • Programu (Bootloader) chini ya leseni ya GPL
• 2- Imekusudiwa 5V Stepper- adafruit.com/products/858
• 1- ULN2803 Darlington Dereva - adafruit.com/products/970
• Bodi ya mkate ya ukubwa wa nusu- adafruit.com/products/64
• Wanarukaji wa kiume-kiume- adafruit.com/products/759
• 1- Servo ndogo- adafruit.com/products/169
• 1 - Kubadilisha slaidi ya SPDT - adafruit.com/product/805 au www.digikey.com/product-detail/en/EG1218/EG1903-ND/101726
• 1- Kichwa cha pini cha kiume- digikey.com/short/t93cbd
• 2- 2 x AA Mmiliki- digikey.com/short/tz5bd1
• 1- kebo ndogo ya USB
• 4- Betri za AA

* Kumbuka: Angalia hatua ya mwisho ya majadiliano juu ya kutumia bodi za kawaida za Arduino au Raspberry Pi.

Vifaa:

• 2- 1 7/8 "ID x 1/8" O-pete- mcmaster.com/#9452K96
• 1- Caster 5/8 "kuzaa- mcmaster.com/#96455k58/=yskbki
• 10- M3 x 8mm kichwa cha sufuria- mcmaster.com/#92005a118/=z80pbr
• 4- M3 x 6mm kichwa kichwa gorofa- mcmaster.com/#91420a116/=yskru0
• 12- M3 Nut- mcmaster.com/#90591a250/=yskc6u

Sehemu zilizochapishwa na 3D (angalia www.3dhubs.com ikiwa huna ufikiaji wa printa):

• 1 x Mpira wa kuzaa mpira - thingiverse.com/thing:1052674 (kulingana na kazi na onebytegone, CC BY-SA 3.0)
• 1 x Chassis - thingiverse.com/thing:1053269 (kazi ya asili na Sanduku la Maker's, CC BY-SA 3.0)
• 2 x Magurudumu - thingiverse.com/thing:862438 (kulingana na kazi na Mark Benson, CC BY-NC 3.0 *)
• 2 x mabano ya kukanyaga - thingiverse.com/thing:1053267 (kulingana na kazi na jbeale, CC BY-SA 3.0)
• 1 x Mmiliki wa kalamu / bracket ya servo
• 1 x Kola ya Kalamu - thingiverse.com/thing:1053273 (kazi ya asili na Sanduku la Maker's, CC BY-SA 3.0)

* Kumbuka: CC BY-NC ni leseni isiyo ya kibiashara

Zana na Vifaa:

• Dereva wa screw ya Phillips
• Bunduki ya gundi moto
• Mita nyingi za dijiti
• Kisu mkali
• Alama za rangi ya Crayola

Hatua ya 2: Flash Firmware

Kabla hatujafika mbali kwenye ujenzi, hebu tupakie firmware ya jaribio kwenye microcontroller. Mpango wa jaribio huchota tu masanduku ili tuweze kuangalia mwelekeo na mwelekeo sahihi.

Ili kuzungumza na Trinket Pro, utahitaji:

1. Dereva kutoka https://learn.adafruit.com/introducing-pro-trinket …….
2. Programu ya Arduino kutoka https://learn.adafruit.com/introducing-pro-trinket …….

Lady Ada na timu ya Adafruit wameunda seti bora zaidi ya maagizo kwenye viungo hapo juu kuliko ninavyoweza kutoa. Tafadhali zitumie ikiwa umekwama.

Kumbuka: Ujanja mmoja ambao hufanya Trinket iwe tofauti na Arduino ya kawaida ni kwamba lazima ubadilishe bodi kabla ya kupakia mchoro.

Hatua ya 3: Mmiliki wa Kalamu na Wamiliki wa Betri

1. Sakinisha Kishikilia Kalamu na Brvo Bracket upande mfupi wa chasisi (Picha 1).
2. Ingiza karanga upande wa juu wa chasisi (Picha 2)
3. Ambatisha wamiliki wa betri chini ya chasisi ukitumia screws 3Mx6mm gorofa-kichwa (Picha 3 & 4).
4. Thread betri inaongoza kupitia waya wa mstatili (Picha 4 & 5).
5. Rudia kwa mmiliki mwingine wa betri.

Kumbuka: Isipokuwa imeainishwa, salio la screws ni 3Mx8mm pan vichwa vya kichwa.

Hatua ya 4: Magurudumu

1. Mtihani fanya gurudumu lako kwa shimoni la stepper (Picha 1).

   1. Ikiwa imebana sana, unaweza kupasha moto kitovu cha gurudumu na kavu ya nywele au bunduki ya moto ya hewa na kisha ingiza shimoni.
   2. Ikiwa ni huru sana, unaweza kutumia screw ya 3Mx8mm kuishikilia dhidi ya gorofa ya shimoni (Picha 2).
   3. Ikiwa wewe ni mkamilifu, unaweza kusawazisha printa yako na uipate sawa.
2. Weka pete ya o karibu na ukingo wa gurudumu (Picha 3 & 4).
3. Rudia gurudumu lingine.

Hatua ya 5: Backets za Stepper

1. Ingiza karanga kwenye bracket ya stepper na uiambatanishe juu ya chasisi na screw (Picha 1).
2. Ingiza stepper ndani ya bracket na ambatanisha na screws na karanga.
3. Rudia bracket nyingine.

Hatua ya 6: Caster

1. Ingiza mpira ndani ya kasta.

   Usilazimishe kuingia au itavunjika. Tumia bunduki ya hewa-kavu au moto moto kulainisha nyenzo ikiwa inahitajika

2. Ambatisha caster upande wa chini wa chasisi mbele ya kishikilia betri.

Hatua ya 7: Bodi ya mkate

1. Ondoa moja ya reli za umeme ukitumia kisu kikali, ukikata kwa kushikamana chini (Picha 1).
2. Kushikilia ubao wa mkate juu ya reli za chasisi, weka alama mahali wanapokata makali (Picha 2).
3. Kutumia makali moja kwa moja (kama reli ya umeme iliyoondolewa), weka alama kwenye mistari na ukate kuunga mkono (Picha 3).
4. Weka ubao wa mkate kwenye chasisi na reli zikigusa wambiso ulio wazi (Picha 4).

Hatua ya 8: Nguvu

1. Weka microcontroller, dereva wa darlington, na ubadilishe umeme kwenye ubao wa mkate (Picha 1).

   • Nimeongeza nukta za machungwa kwa kujulikana kuashiria zifuatazo:

     • Bandika 1 ya dereva wa darlington.
     • Pini ya betri ya microtroller.
     • Kubadili nguvu "kwenye" nafasi.

2. Na betri ya mkono wa kulia inaongoza:

   1. Unganisha laini nyekundu kwenye pini ya kwanza ya kubadili nguvu (Picha 2).
   2. Unganisha risasi nyeusi kwenye safu tupu kati ya microcontroller na chip ya darlington (Picha 2).

3. Na betri ya mkono wa kushoto inaongoza:

   1. Unganisha laini nyekundu kwenye safu ile ile kama risasi nyeusi ya betri nyingine (Picha 3).
   2. Unganisha laini nyeusi kwa reli mbaya ya ubao wa mkate (Picha 3).

4. Unganisha nguvu kwa mdhibiti mdogo:

   1. Jumper nyekundu kutoka reli nzuri hadi pini ya betri (nukta ya machungwa, Picha 4).
   2. Jumper nyeusi kutoka reli mbaya hadi pini iliyowekwa alama "G" (Picha 4).
5. Sakinisha betri na uwashe umeme. Unapaswa kuona taa za kijani na nyekundu za mtawala zikija (Picha 5).

Kusuluhisha: Ikiwa taa ndogo za kudhibiti hazikuwashwa, zima mara moja umeme na utatue:

1. Betri zilizowekwa katika mwelekeo sahihi?
2. Angalia mara mbili betri inaweka nafasi.
3. Kuangalia mara mbili kubadili kunasababisha nafasi.
4. Tumia mita nyingi kuangalia voltages ya betri.
5. Tumia mita nyingi kuangalia voltages za reli.

Hatua ya 9: Vichwa vya habari na Servo Wiring

Pini za kichwa cha kiume zinaturuhusu kuunganisha viunganisho vya 5-pin servo JST kwa nguvu na dereva wa darlington (Picha 1):

1. Kichwa cha kwanza cha pini 5 huanza safu moja mbele ya dereva wa darlington.
2. Kichwa cha pili cha servo kinapaswa kujipanga na mwisho wa dereva wa darlington.

Kabla ya wiring kuwa ngumu, wacha servo iunganishwe:

1. Ongeza kichwa cha pini 3 kwa servo kwenye ukingo wa kulia wa sehemu ya mbele ya ubao wa mkate (Picha 2).
2. Ongeza jumper nyekundu kutoka kwa pini katikati hadi upande mzuri wa reli ya umeme.
3. Ongeza jumper nyeusi au kahawia kutoka kwa pini ya nje hadi upande hasi wa reli ya nguvu.
4. Ongeza jumper yenye rangi kutoka kwa pini ya ndani hadi Pini ya 8 ya mdhibiti mdogo.
5. Sakinisha pembe ya servo na shimoni kwa nafasi kamili ya saa na mkono unapanuka kwa gurudumu la upande wa kulia (Picha 3)
6. Sakinisha servo kwenye kalamu kwa kutumia screws ya servo (Picha 3).
7. Unganisha kontakt ya servo inayolinganisha rangi (Picha 4).

Hatua ya 10: Udhibiti wa Stepper

Wakati wa nguvu ya waya kwa dereva wa darlington na stepper, ambayo itaendeshwa moja kwa moja kutoka kwa betri:

1. Unganisha jumper nyeusi au kahawia kutoka pini ya chini ya kulia ya darlington hadi upande hasi wa reli ya nguvu (Picha 1).
2. Unganisha jumper nyekundu kutoka kwenye pini ya juu kulia ya darlington kwa upande mzuri wa reli ya umeme.
3. Unganisha jumper nyekundu kutoka kwa kichwa cha kushoto cha juu kushoto kwa upande mzuri wa reli ya umeme (Picha 2).
4. Unganisha kiunganishi cha stepper kushoto kwa kichwa cha pini cha upande wa kushoto na risasi nyekundu upande wa kulia (Picha 3).
5. Unganisha kiunganishi cha stepper ya kulia kwa kichwa cha pini cha upande wa kulia na risasi ya kusoma upande wa kushoto.

Kumbuka: risasi nyekundu ya kontakt stepper ni nguvu na inapaswa kufanana na risasi nyekundu kwenye ubao wa mkate.

Hatua ya 11: Udhibiti wa Stepper (Inaendelea)

Sasa tutaunganisha waya za ishara za stepper kutoka kwa mdhibiti mdogo hadi upande wa kuingiza wa dereva wa darlington:

1. Kuanzia na Pin 6 ya microcontroller, unganisha viongozo kwa vinaruka vinne vya kudhibiti kwa motor ya kushoto (Picha 1).
2. Linganisha mechi hizi za kuruka na upande wa kuingiza wa darlington upande wa kulia. Rangi zote zinapaswa kufanana isipokuwa kijani, ambayo inalingana na waya wa pink wa stepper (Picha 2).
3. Kuanzia na Pin 13 ya microcontroller, unganisha viongozi vya vinarukaji vinne vya kudhibiti kwa motor ya stepper sahihi (Picha (3).
4. Linganisha mechi hizi za kuruka na upande wa kuingiza wa darlington kushoto. Rangi zote zinapaswa kufanana isipokuwa kijani, ambayo inalingana na waya wa pink wa stepper (Picha 3).

Hatua ya 12: Upimaji na Upimaji

Tunatumahi kuwa tayari umepakia firmware katika Hatua ya 2. Ikiwa sivyo, fanya sasa.

Firmware ya jaribio huchota mraba mara kwa mara ili tuweze kuangalia mwelekeo na usahihi.

1. Weka roboti yako kwenye laini, gorofa na uso wazi.
2. Washa umeme.
3. Tazama mraba wako wa kuchora roboti.

Ikiwa hauoni taa kwenye microcontroller, rudi nyuma na usumbue nguvu kama katika Hatua ya 8.

Ikiwa roboti yako haitembei, angalia mara mbili viunganisho vya umeme na dereva wa darlington katika Hatua ya 9.

Ikiwa roboti yako inahama ovyo, angalia mara mbili viunganisho vya pini kwa mdhibiti mdogo na dereva wa darlington katika Hatua ya 10.

Ikiwa roboti yako inakwenda kwenye mraba wa takriban, ni wakati wa kuweka karatasi chini na kuweka kalamu ndani yake (Picha 1).

Sehemu zako za upimaji ni:

kuelea wheel_dia = 66.25; // mm (ongezeko = ond nje)

kuelea wheel_base = 112; // mm (ongezeko = ond katika) int steps_rev = 128; // 128 kwa sanduku la gia 16x, 512 kwa sanduku la gia 64x

Nilianza na kipenyo cha gurudumu kilichopimwa cha 65 mm na unaweza kuona sanduku zinazozunguka ndani (Picha 2).

Niliongeza kipenyo hadi 67, na unaweza kuona ilikuwa inazunguka nje (Picha 3).

Mwishowe nilifika kwa thamani ya 66.25 mm (Picha 4). Unaweza kuona kuwa bado kuna makosa ya asili kwa sababu ya upigaji wa gia na vile. Karibu sana kufanya kitu cha kupendeza!

Hatua ya 13: Kuinua na Kupunguza kalamu

Tumeongeza servo, lakini hatujafanya chochote nayo. Inakuwezesha kuinua na kupunguza kalamu ili roboti iweze kusonga bila kuchora.

1. Weka kola ya kalamu kwenye kalamu (Picha 1).
2. Ikiwa iko huru, itepe kwa mkanda mahali pake.
3. Angalia ikiwa itagusa karatasi wakati mkono wa servo umeshushwa.
4. Angalia kuwa haitagusa karatasi wakati imeinuliwa (Picha 2).

Pembe za servo zinaweza kubadilishwa ama kwa kuondoa pembe na kuiweka tena, au kupitia programu:

PEN_DOWN = 170; // angle ya servo wakati kalamu iko chini

int PEN_UP = 80; // angle ya servo wakati kalamu imeisha

Amri za kalamu ni:

penup ();

pendown ();

Hatua ya 14: Furahiya

Natumai ulifanya ni hii mbali bila maneno mengi ya laana. Nijulishe ulijitahidi na nini ili niweze kuboresha maagizo.

Sasa ni wakati wa kuchunguza. Ukiangalia mchoro wa jaribio, utaona nimekupa amri kadhaa za kawaida za "Kobe":

mbele (umbali); // milimita

nyuma (umbali); kushoto (pembe); digrii // kulia (pembe); penup (); pendown (); imefanywa (); // kutolewa stepper kuokoa betri

Kutumia amri hizi, unapaswa kufanya karibu kila kitu, kutoka kwa kuchora theluji au kuandika jina lako. Ikiwa unahitaji usaidizi kuanza, angalia:

• https://code.org/learn
• https://codecombat.com/

Hatua ya 15: Majukwaa mengine

Je! Roboti hii inaweza kufanywa na Arduino wa kawaida? Ndio! Nilikwenda na Trinket kwa sababu ya gharama ndogo na saizi ndogo. Ukiongeza urefu wa chasisi, unaweza kutoshea Arduino ya kawaida upande mmoja na ubao wa mkate kwa upande mwingine (Picha 1). Inapaswa kufanya kazi kwa pini-kwa-pini na mchoro wa jaribio, na, sasa unaweza kupata koni ya serial kwa utatuzi!

Je! Roboti hii inaweza kufanywa na Rasberry Pi? Ndio! Huu ulikuwa mstari wangu wa kwanza wa uchunguzi kwa sababu nilitaka kupanga programu katika Python, na kuweza kuidhibiti kwenye wavuti. Kama ukubwa kamili wa Arduino hapo juu, weka tu Pi upande mmoja, na ubao wa mkate kwa upande mwingine (Picha 2). Nguvu inakuwa wasiwasi wa msingi kwa sababu AA nne haitakata. Unahitaji kutoa karibu 1A ya sasa kwenye 5V thabiti, vinginevyo moduli yako ya WiFi itaacha kuwasiliana. Nimepata Model A ni bora zaidi juu ya matumizi ya nguvu, lakini bado ninafanya kazi ya jinsi ya kusambaza nguvu za kuaminika. Ikiwa utagundua, napenda kujua!