Msingi wa Roboti ya DIY ya Kusudi na Shield ya Magari: Hatua 21 (na Picha)

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

Halo kila mtu, hivi karibuni nilianza kufanya kazi kwenye miradi ya roboti nikitumia Arduino. Lakini sikuwa na msingi mzuri wa kufanyia kazi, matokeo ya mwisho hayakuonekana kuwa mazuri na kitu pekee ambacho ningeweza kuona ni vifaa vyangu vyote vilivyoshikwa na waya. Shida ya kupiga makosa yoyote yaliyotumiwa kuchukua kama milele na vitu vya wiring tena na tena wakati mwingine ilikuwa ya kukatisha tamaa. Kwa hivyo niliamua kutengeneza roboti yenye malengo anuwai pamoja na dereva wa gari ambayo ningeweza kuambatanisha vifaa vyangu vingine kwa urahisi bila kuunda fujo yoyote na kukusanyika na kuivunja kwa urahisi kwa marekebisho yoyote.

Ikiwa wewe ni mwanzoni na unataka kuanza na roboti au hata wakati unapanga kupanga mfano wa mradi mkubwa wa roboti kwanza kwa kiwango kidogo, msingi wa prototyping kila wakati huwa mzuri.

Hii inashughulikia mchakato mzima wa kuandaa msingi wako wa akriliki, kuongeza motors, magurudumu na pia kutengeneza ngao ya gari ya DIY kwa kutengeneza PCB yenye pande mbili nyumbani. Mwishowe kutakuwa na mradi wa msingi wa kuangalia ikiwa kila kitu kimefanywa kwa usahihi na kutoa wazo mbaya juu ya kile unaweza kufanya na roboti yako. Baada ya kujenga, unaweza kujaribu roboti za msingi kama hizi:

1. Roboti rahisi inayodhibitiwa kwa mbali (yenye waya)
2. Line inayofuata robot
3. Kikwazo kuzuia robot
4. Roboti iliyodhibitiwa na Bluetooth
5. Roboti inayodhibitiwa na waya isiyo na waya (kwa kutumia transmitter ya RF na mpokeaji / kijijini cha IR)

Huyu ndiye wa kwanza kufundisha kwa hivyo nisamehe makosa yoyote na ukosoaji wa kujenga unakaribishwa.

Hatua ya 1: Kusanya Zana na vifaa vyako

Kwa kuwa ni sehemu mbili huunda 1. Chasisi na 2. Magari huhifadhi orodha ya zana na sehemu imegawanywa katika sehemu mbili mtawaliwa.

Kwa chasisi:

Zana:

• Ufikiaji wa mkataji wa laser (unaweza kutafuta moja katika nafasi ya kutengeneza karibu au utafute mkondoni kwa watoa huduma wa kukata laser)
• Screw dereva
• Mkata waya
• Chuma cha kulehemu + waya

Sehemu:

• Karatasi ya 3mm ya akriliki (rangi yoyote ya chaguo lako)
• Motors zilizolengwa (100 hadi 200 rpm) x 2
• Magurudumu x 2
• Gurudumu la Caster x1
• M3 x 10 mm karanga na bolts x 20 (au zaidi ikiwa inapoteza zingine)
• Mmiliki wa betri 6 ya seli x 1 (hakuna haja ya kutumia betri 12v au pakiti ya li-po)
• Servo motor x 1 (hiari)
• M2 x 25mm karanga na bolts x (kwa kurekebisha motors)
• Badilisha swichi x 1
• Waya iliyokazwa (kwa unganisho)

Kwa Ngao ya Magari:

Zana:

• Chuma cha kulehemu + waya
• Chuma
• Kuchimba mini au kuchimba mkono
• Kinga ya mikono ya Mpira
• Kusafisha chuma
• Chombo kidogo cha plastiki
• Mita nyingi (kwa upimaji)
• Alama ya kudumu

Kemikali zinahitajika:

• Poda ya FeCl3 AU Suluhisho
• Asetoni au Nyembamba (pia inaweza kutumia mtoaji wa rangi ya msumari)

Sehemu:

• Bodi ya shaba iliyofungwa pande mbili
• Karatasi ya glossy au karatasi ya picha
• Pini 16 IC tundu x 2
• Pini 14 IC tundu x 2
• L293D Dereva wa Magari IC x 2
• 74HC04 SI Mlango IC x1
• Capacitors elektroni: 100uf, 10uf, 47uf (kila X 1)
• 0.1uf kauri capacitor x 2
• Mdhibiti wa voltage 7805 IC x 1
• Kichwa cha kichwa cha kike cha urefu wa pini X 1
• Kichwa cha kichwa cha kike cha siri fupi x1
• Ukanda wa kichwa cha kiume X 1
• Screw Terminal Blocks (2 pini 3.5mm nafasi) x 6
• LED x 1
• Resistor (220ohm hadi 330ohm yoyote atafanya) x 1

Hatua ya 2: Chassis

Ili kuweka gari, magurudumu, sensorer nk kwa roboti yetu tunahitaji chasisi ambayo itashikilia vitu vyote mahali pake na itakuwa mwili kuu wa roboti. Badala ya kununua moja, niliamua kutengeneza moja ambayo mtu anaweza kuweka sehemu zinazohitajika kwa urahisi na kuzirekebisha wakati wowote inahitajika. Nilikwenda na akriliki ili kutoa sura ya kitaalam.

Kabla ya kuchora chasisi kwenye kompyuta nilitumia kalamu na karatasi na kuchora mchoro mkali na vipimo na vipimo vyote. Ilikuwa kwa mara ya kwanza nilikuwa nikifanya kazi na akriliki kwa hivyo, nilikuwa nimechanganyikiwa kidogo juu ya vigezo na muundo, lakini baada ya kujaribu kadhaa na kutaja Maagizo yaliyotumwa na "oomlout", haikuwa kazi ngumu tena.

Ubunifu wa mwisho ulifanywa katika Inkscape na ilitumwa kwa kukata laser.

Sasa, unachohitaji kufanya ni kupakua faili na kuzihamisha katika muundo ulioulizwa na mtoa huduma na uipate kukata laser. Faili ya ''.svg "ni ya Inkscape na".cdr "kwa mchoro wa Corel.

Pakua kiungo cha InkScape:

Ili kupakua faili:

Hatua ya 3: Wacha Tuanze Mkutano

Kukusanya sehemu zako za kukata laser na vifaa na vifaa vilivyotajwa hapo juu.

Hatua ya 4: Kwanza Andaa Motors zako

Ili kufanya hoja ya robot tunahitaji aina fulani ya watendaji. Tutatumia motors za DC kama watendaji.

Solder za rangi mbili tofauti (kila moja ikiwa na urefu wa inchi 5 hadi 6) kwa motors. Kuangalia polarity unganisha waya kwenye betri na uangalie spin. Ikiwa motors huzunguka kwa mwelekeo tofauti hubadilisha waya.

Hatua ya 5: Wakati wa 'nut' na 'bolt' Kila kitu

Anza kwa kurekebisha sahani za pembeni kwa bamba la chini kwa kuziweka kwenye nafasi. Weka nati kwenye T-Slot na uweke bolt kutoka kwenye shimo kwenye bamba la chini na uifunge kwa kutumia dereva wa screw. Hakikisha usifunga sana au sivyo unaweza kuishia kuvunja akriliki. Angalia mwelekeo wa sahani (upande wa gari chini kama inavyoonyeshwa).

Kisha rekebisha motors, gurudumu la caster, sahani ya mbele, mmiliki wa betri na mwishowe sahani ya juu

Ikiwa unataka kuweka injini kubwa ya servo unaweza kuisonga moja kwa moja kwenye nafasi uliyopewa au kwa kuweka servo ndogo kwanza ambatisha sahani kwa servo na kisha servo motor

Ambatisha magurudumu kwa motors

Unganisha swichi na kifurushi cha betri kama inavyoonyeshwa na uisonge mahali

Mwishowe pindua piu yako ya arduino / arduino AU Raspberry pi

Na umemaliza !!

Hatua ya 6: Ngao ya Magari / Mzunguko wa Dereva wa Magari

Magari ni watendaji wa roboti ambayo inahitaji nguvu zaidi ya kufanya kazi ambayo mdhibiti wetu mdogo hawezi kutoa, kwa hivyo kuinasa basi moja kwa moja itayakaanga. Ili kutoa nguvu kwa motors na kudhibiti mwelekeo wake na kasi tunahitaji H-Bridge. H-Bridge ni nini na inafanya kazije? Nadhani video hii itajibu swali lako: Video (Video sio yangu)

Ikiwa unaamini kufanya kila kitu mwenyewe, basi unaweza pia kufikiria kufanya mzunguko wa dereva wa gari peke yako badala ya kununua tayari iliyotengenezwa. Kwa kuwa, ninatumia bodi ya Arduino niliamua kutengeneza ngao ya magari badala ya bodi ya kuzuka.

Faida ya ngao juu ya bodi ya kuzuka ni kwamba huziba kwa urahisi juu yako bodi ya Arduino, ambayo huhifadhi nafasi kadhaa na vitu vya wiring kwake inakuwa rahisi na fujo kidogo huundwa.

Nilitengeneza PCB yenye pande mbili (Bodi ya Mzunguko Iliyochapishwa) kwa kutengeneza ngao, kwani safu moja ya PCB haikutosha kutengeneza unganisho wote. Nilitumia njia ya 'Toner uhamisho' kutengeneza PCB.

Ikiwa haujui jinsi ya kutengeneza PCB, basi usijali nitashughulikia hatua zote za jinsi ya kutengeneza moja.

Hatua ya 7: Kutengeneza Bodi yako ya Mzunguko

Kabla ya kutengeneza bodi yako ya PCB maalum unahitaji kubuni mpangilio wa PCB yako. Unaweza kubuni mpangilio kwa kutumia programu bora ya kubuni ya PCB. Kwangu zifuatazo ni programu bora ya kubuni ya PCB.

• Autodesk EAGLE
• Fritzing

Kwa kutengeneza ngao ya gari unahitaji tu kupakua faili katika hatua zifuatazo na kufuata maagizo.

Hatua ya 8: Kuchapa Mpangilio wako wa PCB

Kwa kuwa tunafanya PCB yenye pande mbili tutahitaji tabaka mbili 1. Safu ya juu 2. Bottom safu.

Pakua faili za pdf na uzichapishe kando kwenye karatasi yoyote yenye Glossy (jarida la jarida pia litafanya), kwa kutumia Printa ya Laser.

Printa za Inkjet hazingefanya kazi kwani wino wake mumunyifu na maji kwa hivyo haitahamisha wino wake kwenye bodi ya PCB.

Vidokezo:

• Weka printa yako kwa azimio kubwa kabla ya kuchapishwa
• Chagua chaguo halisi la ukubwa kabla ya kuchapisha

Kwa nini tunahitaji karatasi na wino kutengeneza pcb?

Kama ilivyoelezwa hapo awali, njia inayotumiwa kwa ujenzi inaitwa uhamishaji wa toner.

Inavyofanya kazi:

1. Kwanza chukua uchapishaji wa mpangilio wa bodi yako kwenye karatasi ya glossy ukitumia printa ya laser.
2. Toni inayotumiwa kwenye printa sio chochote isipokuwa plastiki, ambayo inayeyuka na kushikamana na karatasi yako.
3. Sasa, unahamisha toner kwenye ubao wako wa shaba ukitumia chuma, yaani, unayeyusha toner tena na inashikilia shaba.
4. Wino hutumika kama safu ya kinga kufunika sehemu ya shaba ambayo haifai kuwekwa.
5. Kwa kuwa suluhisho la kuchoma linafanya kazi tu na chuma na sio na wino, unahamisha wino kwa upande wa shaba wa PCB ili muundo fulani kwenye bodi yako ya PCB upate kuchomwa na sehemu isiyo na wino haifanyi.

Hatua ya 9: Kata na Usafishe Kitambaa chako cha Shaba

• Chukua mzunguko wako uliochapishwa na uweke alama kwenye ubao ili kuteka mistari na kuikata. Kwa kukata unaweza kutumia Dremel au Hacksaw.
• Baada ya kukata, safisha bodi kwa kutumia sabuni na kifaa cha kusugua chuma mpaka bodi ionekane nzuri na nyepesi.

Kusafisha bodi huondoa safu ya oksidi, uchafu na mafuta juu yake na hufunua safu mpya ya shaba ambayo toner inaweza kushikamana imara.

Hatua ya 10: Kuhamisha Toner kwa Bodi

1. Chukua safu yoyote (chini au kioo cha juu) ya uchapishaji na uweke kwenye shaba iliyofunikwa na upande uliochapishwa ukiangalia chini.
2. Panga bodi na chapisho. Tumia chuma cha kufulia kupiga mipangilio ya PCB iliyochapishwa kwenye bodi yako.
3. Kupiga pasi mpangilio uliochapishwa huhamisha wino kutoka kwenye karatasi kwenda kwa bodi ya PCB.

Vidokezo:

• Weka chuma chako kwa joto la juu (kwa karatasi nene) au kwa wastani
• Kusambaza joto mara kwa mara weka chuma kwenye ubao na upake shinikizo kwa dakika 1 hadi 2.
• Kwa upole songa chuma kwenye karatasi kwa muda wa dakika 2-3.
• Hakikisha kuwa joto sahihi linatumika kwenye pembe na pande

Mchakato wote unapaswa kuchukua karibu dakika 5 - 6 (inaweza kuwa zaidi au chini kulingana na unene wa karatasi na joto).

Hatua ya 11: Kuondoa Karatasi ya Bodi

Baada ya matibabu ya joto kuloweka bodi kwenye kontena na maji ya bomba kwa muda wa dakika 5-7. Hakikisha kusubiri hadi karatasi kwenye ubao iwe ya kusuasua, kisha isugue kwa upole ili wino usiondolewe wakati unasugua karatasi bodi.

Hatua ya 12: Tabaka la pili

Sasa ni wakati wa kufanya safu ya pili. Kwa kuwa ni PCB yenye pande mbili safu ya juu na safu ya chini inapaswa kuwa iliyokaa sawa au sivyo matokeo hayatakiwi. Kuunganisha tabaka mbili vias zitatumika.

Wazalishaji wa PCB wana mashine ambazo zinaweza kusawazisha safu mbili. Lakini tunafanyaje kazi sahihi nyumbani? Kwa hivyo nikapata ujanja ambao unaweza kutatua shida hii. Ili kupangilia matabaka mawili fuata hatua hizi:

1. Piga mashimo kwenye pembe za PCB yako ukitumia safu ya kwanza kama kumbukumbu.
2. Chukua uchapishaji wa safu ya pili na utengeneze mashimo katika eneo lile lile lililofanywa kwa safu ya awali.
3. Panga bodi na chapisho ili mwanga upite kwenye mashimo yote.
4. Piga pande kwa kutumia mkanda wa kuficha na fanya matibabu sawa ya joto. Loweka bodi ndani ya maji na uondoe karatasi

Hatua ya 13: Kurekebisha Nyimbo

Wakati mwingine toner haiwezi kuhamishiwa vizuri kwenye ubao, ambayo husababisha unganisho ambao haujakamilika.

Ili kurekebisha shida hii, chukua kiboreshaji cha kudumu na chora nyimbo ambazo hazijakamilika.

Hatua ya 14: Kuchora Bodi

Kuna aina tofauti ya suluhisho la kuchoma lakini ya kawaida ni Ferric Chloride. Unaweza kuipata kwa njia ya unga au kama suluhisho.

Kwa kutengeneza suluhisho:

1. Chukua chombo cha plastiki na maji. (karibu kikombe 1.5).
2. Ongeza kijiko cha meza 2-3 cha FeCl3 ndani yake na koroga vizuri. (kila wakati ongeza asidi kwa maji na kuchochea kwa upole)

Wakati wa kufanya kazi na kemikali hakikisha kuvaa glavu na kuwa katika eneo lenye hewa ya kutosha.

Weka ubao kwenye suluhisho kwa muda wa dakika 20 hadi 30. Baada ya kwa muda wa dakika 20 - 30 ondoa kutoka kwenye kontena, ukiiacha kwa muda mrefu itaongeza wino eneo linalolindwa kwa hivyo tafadhali ondoa ukimaliza.

Suuza bodi na maji baada ya kuwaka.

Hatua ya 15: Ondoa Toner

Kwa kuondoa toner unaweza kutumia asetoni au nyembamba (mtoaji wa rangi ya kucha pia atafanya). Chukua amani ya pamba au kitambaa cha uchafu na uiloweke vizuri na wakondefu / asetoni. Futa toner na safisha bodi na maji.

Na unayo pombe yako ya nyumbani "Double Sided PCB".

Hatua ya 16: Kuchimba Mashimo

Piga mashimo kwa kutumia kuchimba wima mini au kuchimba mkono.

Tumia 1 mm ya kuchimba visima kwa mashimo ya kuchimba visima kwa vituo vya screw na mdhibiti wa voltage na 0.8 mm kidogo kwa mashimo mengine

Safisha vumbi baada ya kuchimba visima.

Hatua ya 17: Ni Wakati wa Kuweka Soldering

Kabla ya kutengeneza nguvu hakikisha kuweka uchapishaji wa mpangilio na wewe kwa kumbukumbu na kujua uwekaji wa sehemu. Anza kwa kuuza viazi kwa kupitisha waya kupitia mashimo na solder pande zote mbili, kata waya wa ziada. Kabla ya vifaa vingine vya kutengenezea tumia mita nyingi na angalia mwendelezo wa nyimbo za safu ya juu na chini na pia angalia kaptula yoyote baada ya kutengenezea."

Sehemu zingine za Solder. Hakikisha kuangalia polarity na uwekaji wa vifaa.

Hatua ya 18: Angalia Mzunguko

Kabla ya kuweka IC kwenye matako yao na kuimarisha mzunguko, hakikisha kuwa hakuna kaptula na angalia voltage kwenye pini husika. Ikiwa kila kitu ni sawa, weka IC na uweke nguvu kwenye mzunguko.

Hatua ya 19: Kufunga na Kupima Dereva wa Magari

Ngao itatoshea vizuri juu ya bodi yako ya Arduino na mzunguko unakaguliwa, kwa hivyo kuwezesha nguvu hakutakuwa shida.

Kabla ya kupima, angalia muundo na huduma ya ngao ya gari.

Muundo na huduma:

• Inatumia mbili L293D H-daraja IC kudhibiti motor nne.
• Inverter IC ya 74HC04 kupunguza idadi ya pini zinazotumiwa kudhibiti madaraja ya h.
• Reli tofauti + 5V na GND.
• Pini za kuweka injini 4 za servo na reli tofauti ya nguvu
• Badilisha ili kuweka upya bodi
• Idadi ya pini za dijiti zilizoachwa hata baada ya kudhibiti motors 4: 6 (2 kati yao kama PWM)

Kujaribu mzunguko:

Unganisha motors mbili kwa pato la terminal ya screw M1 & M2, unganisha jumper ya nguvu na uweke nguvu kwa kutumia usambazaji wa DC 9-12V (rejelea mchoro wa polarity na unganisho). Baada ya kupakia mchoro wa Jaribio kwenye bodi ya arduino, ingiza ngao ya gari na kuwasha usambazaji wa umeme.

Kwa kujaribu dereva wa pili wa gari unganisha motors kwa M3 & M4 na ubadilishe nambari za siri na hizi kwenye nambari

• Kushoto = 3
• Pini ya kushoto = 2
• HAKI = 5
• Pini ya kulia = 6

Hatua ya 20: Wacha Tufanye Isonge

Ni wakati wa kuleta roboti yako maishani !

Sasa una roboti iliyo na vifaa vyote muhimu vilivyosanikishwa, wacha tufanye mradi rahisi kuitumia kupata wazo jinsi ya haraka kuiga kitu chochote kwa dakika kadhaa bila shida yoyote na fujo.

Kikwazo kinachoepuka roboti itakuwa bora kuanza. Basi wacha tuifanye.

Sehemu zinazohitajika:

1. HC -SR04 sensor ya Ultrasonic
2. Micro servo motor (ikiwa haijawekwa)
3. Baadhi ya waya

Miunganisho:

• Unganisha pini ya sensa ya Vcc na GND kwa + 5V na GND mtawaliwa
• Unganisha pini ya Trigger kwa A1 na Echo pin kwa A2 kwenye arduino
• Weka jumper ya J5 kwenye ngao na unganisha servo ili kubandika 10 kwenye reli ya servo (rejelea mchoro)
• Weka sensorer kwenye servo

Pakia mchoro uliopewa hapa chini kwenye bodi yako ya arduino na uangalie roboti yako ikiepuka vizuizi.

Kwa hivyo umetengeneza robot rahisi ya kujiendesha kwa dakika chache.

Hatua ya 21: Mwisho

Umemaliza!!

Furahiya kucheza na roboti yako na fanya miradi ya kufurahisha nayo. Kuna sensorer anuwai na bodi za maendeleo zinapatikana ambazo ni rahisi kutumia na kuelewa, zitumie kuifanya iweze kusonga kwa njia unayotaka.

Na ikiwa wewe ni mpya kwa roboti, nitakushauri ujaribu miradi ya msingi iliyotolewa katika sehemu ya utangulizi.

Hiyo ni kwa Agizo hili. Natumaini umepata kupendeza.

Ikiwa una mashaka / maswali yoyote juu ya ujenzi jisikie huru kuuliza. Asante kwa kutazama:)