BrickPi - Rainbow Unicorn: 15 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Εισαγάγετε τη διδασκαλία Timeρα για Covid και Shelter-in-Place και όχι καλοκαιρινή κατασκήνωση (το καλύτερο μέρος της διδακτικής χρονιάς!) Έχω ένα "Lego Club" της Παρασκευής, με κυρίως αγόρια ηλικίας 8-10 ετών. Δεδομένου ότι αυτός ο σύλλογος εμφανίζεται μετά το σχολείο μετά από αυτά τα παιδιά στο σχολείο/μετά το σχολείο για 50 ώρες την εβδομάδα, τα έργα Lego πρέπει να είναι αρκετά απλά και πολλά από τα έργα που μπορώ να βρω στον ιστό έχουν ΤΕΡΑΣΤΙΕΣ δυνατότητες, αλλά τίποτα τα περισσότερα παιδιά δεν μπορούσαν να δουλέψουν. Καθώς είμαι πάντα απασχολημένος, δεν υπάρχει ποτέ χρόνος για να παίξω μόνο με αυτά τα έργα Lego … αλλά αυτό το καλοκαίρι ήταν διαφορετικό. Βρήκα αυτά τα Trotbots στο DIYWalkers.com που μοιάζουν εκπληκτικά με καλπάζον άλογο! Προσθέστε τον Διαγωνισμό Rainbow, και φυσικά, έπρεπε να είναι μονόκερος ουράνιου τόξου!

Το κομμάτι κέρατο μονόκερου έγινε δυνατό από το BrickPi από την Dexter Industries. Το BrickPi συνδυάζει ένα "καπέλο" συμβατό με Lego Mindstorm πάνω από ένα Raspberry Pi, ώστε να μπορείτε να συνδέσετε τους κινητήρες και τους αισθητήρες Lego και να δημιουργήσετε ένα ρομπότ. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το Scratch (και το Python) για να προγραμματίσετε το ρομπότ σας, το οποίο είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα για τα παιδιά. Προσπαθώ να δημιουργήσω ένα σύνολο σχεδίων δόμησης για να χρησιμοποιούν τα παιδιά μου με το BrickPi, παρόμοια με τις οδηγίες στο NXTPrograms.com.

Το κέρατο μονόκερου του ουράνιου τόξου χρησιμοποιεί τις καρφίτσες GPIO που περνούν από το Raspberry Pi στο Brick Pi. Είχα κάποια προβλήματα με ένα από τα περάσματα από καρφίτσες, η Nicole από την Dexter Industries βοήθησε ΤΟΣΟ! Και έτσι γεννήθηκε ο μονόκερος του ουράνιου τόξου. (Μπορεί να προσπαθήσω να φτιάξω ένα Rainbow Unicorn Pegasus!)

Προμήθειες

LEGO MINDSTORMS Education NXT Base Set (9797)

Σετ πόρων εκπαίδευσης LEGO MINDSTORMS (9695)

Ένας επιπλέον υπερηχητικός αισθητήρας Lego Mindstorms

Είτε:

• Brickpi Starter Kit, το οποίο περιλαμβάνει ένα Rasberry Pi, αισθητήρα θερμοκρασίας, υγρασίας και πίεσης, αν και μπορεί να χρειαστεί να αγοράσετε περισσότερα καλώδια για να εκτελέσετε μόνοι σας το RPi
• Ή

• BrickPi3 Base kit PLUS

  Raspberry Pi 3 ή καλύτερα και όλα τα καλώδια του

• Βεβαιωθείτε ότι έχετε το πακέτο μπαταριών 8 που περιλαμβάνεται στο BrickPi. Δεν είμαι σίγουρος ότι μπορείτε να το αντικαταστήσετε με ένα από το Amazon

ΣΥΝΤΟΜΟΙ νεροχύτες, 1 ο καθένας, περίπου 1/2 "και 1/4" (ενδέχεται να περιλαμβάνονται στον παραπάνω σύνδεσμο RPi) ΠΡΕΠΕΙ να είναι οι πιο κοντοί ή να παρεμβαίνουν στο BrickPi

Οθόνη HDMI

Ασύρματο μίνι πληκτρολόγιο και touch pad

LED ανόδου RGB

4 καλώδια jumper - χρησιμοποίησα 4, έκοψα το ένα άκρο και χρησιμοποίησα μόνο το θηλυκό άκρο, συγκολλώντας το άλλο

M2 standoffs - Χρησιμοποίησα 7 στάσεις 15mm με τα κατάλληλα παξιμάδια και βίδες

Καθαριστικά σωλήνων ή κάτι για να φτιάξετε τη χαίτη και την ουρά

Περιστροφικό τρυπάνι

Ωραίο να έχει

Πληκτρολόγιο και ποντίκι πλήρους μεγέθους - ΠΟΛΥ πιο εύκολο στον προγραμματισμό

Καθολικός προσαρμογέας AC - για να μειώσετε τις μπαταρίες που χρειάζονται για τον προγραμματισμό του φορτηγού σας

Glitter Nail Polish!

Βήμα 1: Ρυθμίστε το BrickPi με το Raspberry Pi

Με τη βασική ρύθμιση, θα σας στείλω στους ιστότοπους που περιγράφουν τη ρύθμισή τους, επειδή είναι πολύ πιο ξεκάθαροι από όσο θα μπορούσα να κάνω, καθώς και απλώς περιττοί.

Σημείωση: Για να εκτελέσετε το BrickPi, θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε την εικόνα Raspian for Robots που υπάρχει στον ιστότοπό τους, οπότε είτε θα χρειαστείτε μια ξεχωριστή ελάχιστη κάρτα SD 8G είτε κάποια στιγμή θα πρέπει να γράψετε πάνω από την raspberry pi κάρτα σας. Έτσι, προτού εγκαταστήσετε το Raspian στην κάρτα SD σας, σύμφωνα με τις οδηγίες στη "Βασική ρύθμιση Raspberry Pi" παρακάτω, θα μπορούσατε να εγκαταστήσετε το Raspian for Robots στην κάρτα SD σας. Είναι μια παλαιότερη έκδοση του Raspian από ό, τι υπάρχει στον ιστότοπο raspberrypi.org, αλλά το μεγαλύτερο μέρος της λειτουργικότητας είναι εκεί. Στη συνέχεια, απλώς παραλείψτε το τμήμα φόρτωσης Raspian της ρύθμισης Basic RPi.

Βασική ρύθμιση Raspberry Pi σύμφωνα με το raspberrypi.org.

Πριν προχωρήσουμε στη ρύθμιση του BrickPi, πρέπει να προσθέσουμε μερικά πράγματα που θα χρειαστούμε επειδή το BrickPi κλείνει το RPi και δεν μπορείτε να φτάσετε σε αυτό χωρίς να το χωρίσετε

Θερμοσίφωνες Το RPi δεν διαθέτει εγκατεστημένους νεροχύτες. Η εικόνα στα αριστερά δείχνει χωρίς ψύκτρες και η εικόνα στα δεξιά δείχνει πού να τοποθετήσετε τις ψύκτρες.

Βήμα 2: Brick Pi Setup and Notes on the GPIO Pins

Βασική ρύθμιση BrickPi για μεταγενέστερη χρήση, αν το επιλέξετε!

Σημείωση: εάν πρόκειται να χρησιμοποιήσετε το BrickPi ως έχει, προτείνω να το τοποθετήσετε στο διαφανές πλαστικό περίβλημα που συνοδεύει. Δεν είμαι απόλυτα ευχαριστημένος με τη θήκη καθώς δεν είναι πολύ διασκεδαστικό ούτε είναι εύκολο να συνδεθεί με το ρομπότ καθώς οι τρύπες δεν είναι αρκετά σωστές: δεν κωνώνουν όπως κάνουν οι τρύπες των δοκών lego. Αλλά λειτουργεί και θα προστατεύσει. Ωστόσο, για αυτό το έργο θα χρησιμοποιήσουμε θήκες Lego που έγιναν για το RPi και τροποποιήθηκαν. Το κάνουμε στο επόμενο βήμα.

Για μια συνοπτική χρήση της κεφαλίδας, ανατρέξτε στο Dexter Industries Forum στο οποίο μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι καρφίτσες GPIO.

Έχω τοποθετήσει τις παρατηρήσεις μου στο αρχείο pdf των καρφιτσών The Useable BrickPi GPIO που επισυνάπτεται σε αυτό το εκπαιδευτικό.

Βήμα 3: Προσθέστε τη γυναικεία κεφαλίδα 2x7 14 ακίδων δεξιάς γωνίας (προαιρετικά) και το BrickPi

Οι καρφίτσες στο Raspberry PI, κάτω από τον πίνακα Brickpi που δεν χρησιμοποιούνται, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλα πράγματα, αλλά είναι τόσο κοντά στην επάνω πλακέτα που είναι δύσκολο να εισαχθούν καλώδια βραχυκυκλωτήρων. Χρησιμοποίησα τη γυναικεία κεφαλίδα ορθής γωνίας 2x7 για να τις κάνω διαθέσιμες. Για αυτό το έργο, δεν έχω χρησιμοποιήσει αυτήν την κεφαλίδα. Χρησιμοποίησα μόνο τις επάνω κεφαλίδες στον πίνακα BrickPi όπως θα δείτε σε επόμενες ενότητες.

Αλλά ΟΛΕΣ αυτές οι κεφαλίδες είναι διαθέσιμες για χρήση, σε αντίθεση με τις επάνω κεφαλίδες από τον πίνακα BrickPi, μερικές από τις οποίες είναι εντελώς εκτός ορίων, μερικές από τις οποίες χρησιμοποιούνται μόνο σε συγκεκριμένες ώρες. Υπάρχουν 3 πράγματα που πρέπει να προσέξετε: Οι κεφαλίδες ορθής γωνίας 2x7 που βρήκα είναι πολύ μεγάλες για να ταιριάζουν με την κεφαλίδα BrickPi. Έπρεπε να χρησιμοποιήσω το περιστροφικό εργαλείο μου με τη λειαντική ταινία για να το αλέσω για να ταιριάξει, δείτε την πρώτη εικόνα. Wasταν ΠΟΛΥ σφιχτό - όπως φαίνεται από το γεγονός ότι οι μεταλλικές τιράντες εμφανίζονται. (2η εικόνα). Με αρκετή λείανση, η κεφαλίδα BrickPi θα χωρέσει (3η εικόνα). Επίσης, όπως μπορείτε να δείτε από την 3η εικόνα, η θύρα S2 βρίσκεται ακριβώς πάνω από τις ακίδες 2x7 ορθής γωνίας. Μην αφήνετε τους μεταλλικούς πείρους να αγγίζουν τα μεταλλικά τμήματα της θύρας. Αν σπρώξετε τους πείρους 2x7 προς τα κάτω, οι θύρες USB κρατούν την πλακέτα BrickPi αρκετά ψηλά ώστε οι ακίδες να μην αγγίζουν κανένα μεταλλικό κομμάτι, αλλά έτσι κι αλλιώς βάζω ηλεκτρική ταινία. Δεν ξέρω πόσο θα κρατήσει. Τέλος, οι κεφαλίδες και οι θύρες κινητήρα και αισθητήρα διατηρούν το διάστημα BrickPi - RPi σε 3 πλευρές, αλλά λαμβάνοντας υπόψη το κοινό -στόχο (αγόρια ηλικίας 8 ετών) πρόσθεσα μια στάση στη γωνία στα δεξιά της κάρτας SD. (4η εικόνα)

Βήμα 4: Ορίστε το BrickPi σε θήκη Lego

Αγόρασα αυτήν την θήκη Lego σε κίτρινο χρώμα. Το κάτω μέρος του ταιριάζει υπέροχα, ενώ έπρεπε να κόψω τμήματα της κορυφής με το περιστροφικό τρυπάνι, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι θύρες BrickPi. Μου αρέσει αυτή η κίτρινη θήκη επειδή συγκρατεί το Brick Pi με ασφάλεια.

Τοποθετώ το RPi στο κάτω μέρος της θήκης. Wasταν μια καλή εφαρμογή και άνετο. Τώρα πρέπει να κόψουμε μέρος του περιβλήματος για να μπορέσουμε να τοποθετήσουμε το BrickPi σε αυτό. Περάστε την πλευρά που θα πρέπει να περικλείει τις θύρες USB προς τα κάτω στις θύρες κινητήρα BrickPi και κοιτάξτε την άλλη άκρη. Σημειώστε πού θα κάνετε την κοπή σας πάνω από το φις τροφοδοσίας. Στη συνέχεια κόψτε. Τώρα πρέπει να σημειώσετε και να κόψετε κάθε μία από τις άλλες πλευρές:

• πάνω από τις καρφίτσες GPIO και τις θύρες σε αυτήν την πλευρά
• πάνω από τις 2 θύρες κινητήρα πάνω από τις θύρες USB
• πάνω από τις υπόλοιπες θύρες στην τελευταία πλευρά.

Τέλος, πρέπει να σημειώσουμε και να ανοίξουμε τρύπες για τις στάσεις M2.

Μπορεί επίσης να θέλετε να επισημάνετε τις θύρες, ώστε να γνωρίζετε ποια είναι ποια!

Βήμα 5: Κάντε τη δημιουργία σας Lego

Για να δημιουργήσω το BrickPi Unicorn μου, χρησιμοποίησα τις περισσότερες οδηγίες για το Hexapot Trotbot, όπως φαίνεται στο www.diywalkers.com. Αυτός ο ιστότοπος αξίζει να τον κοιτάξετε. Οι περιπατητές τους είναι ΚΑΤΑΠΛΗΚΤΙΚΟΙ!

Άλλαξα ορισμένες από τις οδηγίες χρήσης με τα παιδιά μου και για να μην χρησιμοποιήσω τις μεταλλικές ράβδους που φυσικά τα Lego μου δεν έχουν. Θα σας δώσω τους αρχικούς συνδέσμους, αλλά θα συμπεριλάβω, σε αυτό το διδακτικό, ένα pdf των βημάτων που έκανα.

Βήμα 6: Κορμός και κινητήρας

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, χρησιμοποίησα την κατασκευή Hexabot Trotbot. Ανατρέξτε στο TorsoSides.pdf για τις γενικές οδηγίες. Πρέπει να κάνετε 2 πλευρές του κορμού, καθρέφτες μεταξύ τους. Οι μανιβέλες εμφανίζονται στο CranksForLegs.pdf. Το Hexapod Walker που αντιγράφουμε έχει μόνο ένα πλαίσιο κορμού και χρησιμοποιεί διαφορετικό μοτέρ, αλλά Α) Δεν ήθελα τον μονόκερο τόσο φαρδύ και Β) (και ας γίνουμε αληθινοί: αυτός είναι ο πραγματικός λόγος) δεν είχα αυτών των κινητήρων.

Σημείωση: Είχα περιορισμένο αριθμό δοκών, πολλά από τα δοκάρια μου είναι ακόμα στο σχολείο με ρομπότ που έχουν κατασκευαστεί για παιδιά, δεν έχουν αφαιρεθεί λόγω του γρήγορου κλεισίματος του σχολείου και, παρά τα 5 εκπαιδευτικά κιτ NXT, αυτή η κατασκευή χρησιμοποιεί πολλά δοκάρια Το Επίσης, τα δοκάρια χωρίς καρφιά, τα οποία απαιτούν οι οδηγίες του Trotbot είναι κυρίως γκρι. Τα χρωματιστά μου δοκάρια είναι τα παλαιότερα δοκάρια. Έτσι χρησιμοποίησα κυρίως δοκάρια με δοκάρια, όσο πιο χρωματιστά μπορούσα για το φαινόμενο "ουράνιο τόξο", εκτός από εκεί που η εφαρμογή ήταν τόσο κοντά που έπρεπε να χρησιμοποιήσω χωρίς καρφιά. Δείτε την εικόνα για τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποίησα τα δοκάρια με καρφιά.

Επειδή είχα περιορισμένο αριθμό δοκών χωρίς καρφιά και τα πόδια χρειάζονταν πραγματικά ό, τι είχα, χρησιμοποίησα πολλά δοκάρια με καρφιά. Επίσης, πρόσθεσαν χρώμα. Υπήρχαν μόνο λίγα που έπρεπε να είναι ασταθή για να χωρέσουν σε στενά σημεία. Τέλος, τα δοκάρια στην κορυφή είναι απαραίτητα για να μπορέσετε να συσσωρευτείτε πάνω από τον κινητήρα για να δημιουργήσετε μια πλατφόρμα για το BrickPi.

Μια άλλη διαφορά είναι ότι χρησιμοποίησα άξονες Lego, όχι μεταλλικές ράβδους όπως φαίνεται στην τελευταία φωτογραφία. Ο άξονας είναι 8 με στάση στο άκρο. Υπάρχει άφθονος χώρος για να χρησιμοποιήσετε μια κανονική δέσμη 10 με έναν δακτύλιο στο τέλος. Κοιτάξτε την επόμενη σελίδα για να δείτε πώς να συνδέσετε τον κινητήρα.

Το μοτέρ

Ο κινητήρας συνδέεται όπως φαίνεται στη μεσαία κορυφή του κορμού, αν και έχω ανατρέψει τα πάντα για να δείτε πώς ευθυγραμμίζεται. Για να τελειώσετε, θα πρέπει να το κρατήσετε στη θέση του τοποθετώντας 2 ακτίνες με καρφιά στην επάνω δοκό του κορμού και περνώντας ένα μακρύ άξονα μέσα από αυτά και τις βάσεις του κινητήρα. Πιθανότατα θα πρέπει να το μετακινήσετε όταν φτάσετε στην προσθήκη του BrickPi.

Βήμα 7: Πόδια

Δείτε το SimplifiedLegs.pdf για να χτίσετε τα πόδια. Πρέπει να κάνετε 4 από αυτά, 2 σύνολα καθρεφτών όπως έχω δείξει στην εικόνα των 4 τελειωμένων ποδιών παραπάνω. (Θολή ξανά, συγγνώμη.)

Σημειώστε ότι τροποποίησα λίγο τα πόδια:

• Έβαλα πολύχρωμα δοκάρια στην κορυφή, όπως φαίνεται σύμφωνα με την πτυχή του Rainbow της δημιουργίας μου.
• Η αρχική κατασκευή απαιτούσε κοπή δοκών χωρίς καρφιά για να φτιαχτεί μια ακτίνα 6 ακτίνων και 8 δοκών για κάθε πόδι. Αντίθετα, για το 6-δοκάρι χρησιμοποίησα μια λυγισμένη δοκό χωρίς καρφιά με μία πλευρά 6 οπών. Για τη δέσμη 8, απλώς έβαλα τον σύνδεσμο στην 8η τρύπα μιας δέσμης 9 οπών.
• Επειδή ήμουν περιορισμένος από τον αριθμό των κομματιών Lego που είχα στα κιτ μου, δεν είχα αρκετά κομμάτια δακτυλίου "D" για τους στροφάλους. Αλλά το μόνο που χρειαζόμουν ήταν ένα κομμάτι 5 δακτυλίων με συνδέσεις αξόνων στα άκρα και το μικρό παλτό -Τα κομμάτια που φαίνονται να λειτουργούν όμορφα.

Οι μανιβέλες χρειάζονται λίγη εξήγηση. Οι 2 εικόνες από τις πλευρές του κορμού δείχνουν τις διαφορετικές γωνιακές ρυθμίσεις των στροφάλων. Οι 2 "κρεμάστρες παλτών" είναι μπροστά και οι 2 "D" είναι πίσω. Η εικόνα που δείχνει και τον κορμό και τα δύο πόδια υποδεικνύει τον τρόπο σύνδεσης των ποδιών με τους στροφείς: Η επάνω πλευρά των ποδιών είναι στο κάτω μέρος της εικόνας και οι 2 γκρι άξονες που κολλάνε προς τα πάνω θα εισαχθούν στο ελεύθερο άκρο του 5- πλευρά των στροφάλων. Η φωτογραφία που φαίνεται από την κορυφή του κορμού δείχνει πώς συνδέετε την κορυφή του ποδιού στον κορμό: θα σπρώξετε τον εκτεταμένο άξονα μέσα από την 3η τρύπα από το άκρο των 2 κορυφαίων δοκών.

Βήμα 8: Προσθέστε BrickPi, It's Support Bricks, Test Bracing και Motor Test

"φόρτωση =" τεμπέλης"

Συνδέστε τα χρώματα LED σε αυτές τις ακίδες:

• GPIO17 - καρφίτσα 11 - κόκκινο φως
• GPIO23 - καρφίτσα 16 - πράσινο φως
• GPIO27 - ακίδα 13 - μπλε φως
• Ο πείρος 1 συνδέεται με το + πόδι της λυχνίας LED RGB

Η εικόνα δείχνει το κεφάλι του μονόκερου. Ο φωτογραφικός μου εξοπλισμός (το τηλέφωνό μου) και η γνώση μου για το πώς να το χρησιμοποιήσω δεν βγάζουν καλές φωτογραφίες - αυτός είναι ο καλύτερος τρόπος που μπορώ να δείξω πώς το κέρατο αλλάζει χρώματα.