Alpha Bot 1.0: 13 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Παρουσιάζοντας… ALPHABOT 1.0 το ρομπότ 2-Raspberry-Pi-Cluster με κάμερα 2 DOF, 8 megapixel Αυτό το ρομπότ διαθέτει πολλές δυνατότητες και πολλά ακόμη. δεν μπορούν να εμφανιστούν όλα τα χαρακτηριστικά σε μερικές από τις εικόνες ή τα βίντεο παραπάνω, λόγω του γεγονότος ότι το ρομπότ έχει περάσει από διάφορα στάδια κατασκευής με την πάροδο του χρόνου και εξακολουθεί να έχει πολλά να κάνει.

Σημαντική σημείωση:

2 από τις παραπάνω εικόνες δείχνουν το ρομπότ με την ασπίδα κινητήρα στην κορυφή του ρομπότ και τοποθετημένη οθόνη αφής 7 ιντσών.

Μπορείτε να το φτιάξετε με αυτόν τον τρόπο, με τρισδιάστατη εκτύπωση της βάσης οθόνης (αργότερα σε αυτό το εγχειρίδιο) και παραλείποντας, συγκολλώντας την κορδέλα προσαρμογής 40 ακίδων. Μπορώ να δημοσιεύσω περισσότερες πληροφορίες καθώς αυτό το έργο συνεχίζεται εδώ ή στο ιστολόγιό μου. Μείνετε συντονισμένοι στο alphabot-blog.herokuapp.com/ ή εδώ.

Προμήθειες

Ακολουθούν τα ακόλουθα εφόδια που χρησιμοποίησα για την κατασκευή αυτού του ρομπότ. Μπορείτε να τα αγοράσετε σε διαδικτυακό ιστότοπο υλικού:

• MOUNTAIN_ARK Tracked Robot Smart Car Platform Μεταλλικό αλουμινένιο κράμα δεξαμενών πλαισίου με ισχυρό διπλό κινητήρα DC 9V
• SunFounder PCA9685 16 Channel 12 Bit PWM Servo Driver για Arduino και Raspberry Pi
• GPS Module GPS NEO-6M (Arduino GPS, Drone Microcontroller, GPS Receiver)
• 50pcs 5mm 4 pin RGB Multicolor Common Cathode LED για Arduino DIY
• Gikfun Infrared Diode Led IR Emission and Receiver for Arduino (Pack of 10 Pairs) (EK8460)
• ELEGOO MEGA 2560 R3 Πίνακας ATmega2560
• Gikfun 5mm 940nm LEDs υπέρυθρες εκπομπές και δίοδο δέκτη IR για Arduino (πακέτο 20 τεμ) (EK8443)
• Iduino Mega 2560 Starter Kit For Arduino W/ 33 Lessons Tutorial Over 200pcs Complete Electronic Component Project Kits
• TFmini-s, 0.1-12m Lidar Detector Sensor Lidar Tiny Module Single-Point Micro Ranging Module με UART / I2C Communication Interface
• TalentCell Επαναφορτιζόμενη μπαταρία ιόντων λιθίου 12V 3000mAh για λωρίδα LED, κάμερα CCTV και πολλά άλλα, DC 12V/5V USB διπλής εξόδου εξωτερική τράπεζα μπαταρίας με φορτιστή, μαύρο
• Raspberry Pi 3 Model B (2X)
• Raspberry Pi Camera Module V2
• Raspberry Pi NoIR Camera V2
• 4 τεμ 5.5X2.1mm Καλώδιο σύνδεσης DC Power Male
• Adafruit Flex Cable for Raspberry Pi Camera - 18 " / 457mm (2x)
• Adafruit USB Micro-B Breakout Board (ADA1833)
• Ημιαγωγός LM386N-1, Χαμηλή Τάση, Ενισχυτής Ισχύος ioχου, Dip-8, 3,3 mm Υ x 6,35 mm Π x 9,27 mm L (Πακέτο 10)
• Φορητή Φορτιστής Power Bank 26800mAh Εξαιρετικά μεγάλη χωρητικότητα Εξωτερική μπαταρία Διπλή θύρα εξόδου με 4 LED
• Freenove Ultimate Starter Kit for Raspberry Pi 4 B 3 B+, 434 Pages Detailed Tutorials, Python C Java, 223 Items, 57 Projects, Learn Electronics and Programming, Solderless Breadboard
• Συγκολλητικό κιτ σιδήρου - Συγκολλητικό σίδερο 60W Ρυθμιζόμενη θερμοκρασία, συγκολλητικό καλώδιο, βάση συγκολλητικού σιδήρου, κόπτης καλωδίων, συμβουλές συγκόλλησης, αντλία αποκόλλησης, τσιμπιδάκια, κολοφώνιο, σωλήνες θερμότητας [110V, βύσμα ΗΠΑ]
• Διπλής όψης PCB Board Prototype Kit, Quimat 35Pcs Universal Printed Circuit Board with 5 Sizes for DIY Soldering and Electronic Project (QY21)
• Breadboard Solderless With Jumper Cables– ALLDE BJ-021 2Pc 400 Pin and 2pcs 830 Pin Prototype PCB Board and 3Pc Dupont Jumper Wires (Male-Female, Female-Female, Male-Male) for Raspberry Pi and Arduino
• Φερμουάρ 2mm (συσκευασία των 500)

• Οθόνη αφής Raspberry Pi 7 ιντσών

Βήμα 1: Ρύθμιση λογισμικού RPI

Πρώτο βήμα: εγκαταστήστε το raspbian, για τα RPI σας (https://www.raspberrypi.org/downloads/)

Γλώσσα λογισμικού: Java με NetBeans IDE. Έχω απομακρυσμένη κοινή σύνδεση έργου με το raspberry pi. (Παλαιότερα, η κύρια πλατφόρμα των ρομπότ επεξεργάζονταν το processing.org)

Σχετικά με το λογισμικό: Η επεξεργασία σχεδιάστηκε για να είναι ένα ευέλικτο βιβλίο σκίτσων λογισμικού. Σας επιτρέπει να προγραμματίζετε με γραφικά 2D και 3D στη γλώσσα Java ή με άλλες "Λειτουργίες" (γλώσσες προγραμματισμού). Χρησιμοποιεί Swing (UI), JOGL (OpenGL (3D)) και άλλες πλατφόρμες Java. Ενα πρόβλημα. Απευθύνεται μόνο σε αρχάριους προγραμματιστές και μικρά προγράμματα. Άλλαξα την πλατφόρμα λογισμικού μου λόγω άλλων ειδικών περιορισμών επίσης, ειδικά επειδή όλα τα αρχεία.pde στο έργο σας, στο Processing IDE θα γεμίσουν στην κορυφή. Τώρα χρησιμοποιώ το NetBeans IDE (netbeans.apache.org/download), με απομακρυσμένη κοινή χρήση έργου μεταξύ του υπολογιστή μου και του κύριου raspberry pi, έτσι ώστε ο προγραμματισμός πραγμάτων όπως οι καρφίτσες GPIO και άλλα τέτοια να είναι ευκολότερος. Και κοιτάζω το java FX για το UI των ρομπότ μου.

Μπορείτε να μάθετε πώς να ρυθμίσετε το NetBeans IDE με απομακρυσμένη κοινή χρήση έργου σε αυτό το άρθρο:

www.instructables.com/id/Efficient-Development-of-Java-for-the-Raspberry-Pi/

Βήμα 2: Συναρμολόγηση στοιχείων στο πλαίσιο

Η πιο χρήσιμη μορφή συναρμολόγησης: Θεωρώ ότι η πιο χρήσιμη μορφή συναρμολόγησης είναι τα φερμουάρ. Με φερμουάρ, μπορείτε να συνδέσετε οτιδήποτε στο πλαίσιο του ρομπότ σας. Αγόρασα φερμουάρ 2 χιλιοστών, ώστε να μπορούν να χωρέσουν σε οποιαδήποτε τρύπα στο σασί μου.

Εάν υπάρχει ένα καλό μέρος για να τοποθετήσετε μερικές βίδες, στην περίπτωση του αισθητήρα IMU (στις παραπάνω εικόνες), τότε πρέπει να τοποθετηθούν βίδες.

Χρησιμοποιώ επίσης ροδέλες τρισδιάστατης εκτύπωσης (που φαίνονται στις παραπάνω εικόνες) για αποστάσεις και για να μην γρατζουνιστεί το χρώμα του πλαισίου.

Βήμα 3: Επισκόπηση συγκόλλησης

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΟΥ ΘΑ ΚΟΛΛΗΘΟΥΝ, ΑΡΓΑ ΣΕ ΑΥΤΟ ΤΟ ΟΔΗΓΙΟ:

• Όπως αναφέρεται παραπάνω: Αισθητήρες IR
• Καλώδιο τροφοδοσίας Arduino 5,5x2,1
• 5v Συνδέσεις προβολέων 5v+GND
• 12v LiOn μπαταρία Σύστημα τροφοδοσίας και 5v Power pack Σύστημα τροφοδοσίας
• Κορδέλα ρύθμισης 40 ακίδων για να μετακινήσετε το προστατευτικό μοτέρ 1 εκατοστό μακριά από τους κινητήρες

Συμβουλές συγκόλλησης: Όταν κόλλησα τους 2 αισθητήρες IR, χρησιμοποίησα τυπικό μονωμένο σύρμα για μεγαλύτερες συνδέσεις. Είναι πολύ πιο εύκολο να χρησιμοποιήσετε κονσέρβα χάλκινο σύρμα. Πήρα 24 καλώδια AWG. Το χρησιμοποίησα για να κολλήσω το πίσω μέρος του ξεμπλοκαρίσματος του πείρου μου και λειτουργεί απείρως καλύτερα από το μονωμένο σύρμα.

Βήμα 4: Διοικητικό συμβούλιο Solder Breakout

Στην αρχή δεν φαίνεται απαραίτητο, αλλά αν θέλετε να συνδέσετε 10 αισθητήρες σε ένα arduino, είναι σίγουρα απαραίτητο. Βάζετε ένα καλώδιο GND στο τέλος της πλακέτας και παίρνετε 26 ακόμη καλώδια GND για χρήση. Θα το χρησιμοποιήσω σε όλες τις καρφίτσες του arduino 5V, GND και 3.3V.

Βήμα 5: Προβολείς συγκολλητικών

Κατά τη συγκόλληση των προβολέων (που περιλαμβάνονται στο πλαίσιο) συγκολλούσα τα καλώδια GND μαζί για να παραμείνει απλό όταν συνδέω τα πάντα στο Arduino. Χρησιμοποίησα μια αντίσταση 220 ohms, και για τους δύο προβολείς, και χρησιμοποίησα σωλήνες θερμοσυρρίκνωσης για να μην πέσουν οι συγκολλημένοι σύνδεσμοι.

Βήμα 6: Συγκολλήστε αισθητήρες IR

Στη συνέχεια, θέλετε να συγκολλήσετε τους αισθητήρες IR, με βάση το διάγραμμα που φαίνεται παραπάνω.

Όπως είπα, όταν κόλλησα τους 2 αισθητήρες IR, χρησιμοποίησα τυπικό μονωμένο σύρμα για μεγαλύτερες συνδέσεις, αλλά είναι πολύ πιο εύκολο να χρησιμοποιήσω καλώδιο χαλκού από κονσέρβα 24 AWG για αυτό. Απλά βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια δεν διασχίζουν!

Βήμα 7: Άλλες εργασίες συγκόλλησης

ΑΛΛΑ ΣΠΙΤΙΚΑ ΜΕΡΗ ΠΟΥ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΟΥΝ

• καλώδιο τροφοδοσίας στο Arduino MEGA 2560 (καλώδιο τροφοδοσίας 5,5x2,1 σε καλώδιο USB 2.0)
• 12v LiOn μπαταρία Σύστημα τροφοδοσίας και 5v Power pack Σύστημα τροφοδοσίας

Βήμα 8: Προσθέστε Motor Shield

Θα χρειαστεί να κολλήσετε μια κορδέλα προσαρμογής 40 ακίδων:

Η θωράκιση του κινητήρα είναι 1 cm πολύ κοντά στους κινητήρες, οπότε θα πρέπει να δημιουργήσετε μια ταινία προσαρμογής 40 ακίδων για να μετακινήσετε την ασπίδα κινητήρα πίσω κατά 1 cm

- Αυτό είναι όπου το καλώδιο χαλκού από κονσέρβα 24 μετρητών είναι απολύτως απαραίτητο.

Βήμα 9: Κάμερα εκτύπωσης 3D

Τώρα πρέπει να εκτυπώσετε 3d την κάμερα και τη βάση της κάμερας.

Πάρτε αυτά τα αρχεία G-Code και ανοίξτε τα στο Ultimaker Cura ή σε οποιοδήποτε άλλο πρόγραμμα λογισμικού τρισδιάστατης εκτύπωσης που χρησιμοποιείτε. Μόλις τελειώσει η εκτύπωση του μοντέλου, τοποθετήστε το σερβο στην βάση και κολλήστε με πιστόλι το καπάκι στήριξης στην κορυφή και, στη συνέχεια, κολλήστε το πιστόλι των στηριγμάτων στήριξης στον κάτω πλαστικό συνδετήρα servos

Βήμα 10: Τρισδιάστατη εκτύπωση άλλων απαραίτητων στοιχείων

Όλα τα μέρη είναι κατασκευασμένα με μαύρο νήμα PLA

• Κορυφαία βάση στήριξης Arduino

• Βάση οθόνης 7”(εκτυπώστε αυτήν μόνο εάν θέλετε να εγκαταστήσετε την οθόνη 7 ιντσών στο επάνω μέρος της θωράκισης του κινητήρα)

  ΣΥΝΑΡΜΟΛΟΓΗΣΗ: Θα πρέπει να ανοίξετε τρύπες στην πλατφόρμα Screen Mount, να εισάγετε τα κομμάτια Screen Mount Raise και να τα κολλήσετε με πιστόλι

• Ξηροί καρποί και ροδέλες (αναφέρθηκαν προηγουμένως)

  Μπορείτε να το κατεβάσετε εδώ: alphabot-blog.herokuapp.com/downloads/Nuts_and_Washers_3D_print.zip

Σχεδίαση και τρισδιάστατη εκτύπωση Σχεδίασα τα τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη στο μπλέντερ και χρησιμοποίησα το ultimaker cura για να τα εκτυπώσω.

Πάνω είναι οι G-Codes για τα επιπλέον στοιχεία για εκτύπωση για το ρομπότ σας.

Βήμα 11: Σύρμα τα πάντα

Συνδέστε όλα τα καλώδια από τους αισθητήρες που έχετε συνδέσει στο AlphaBot και συνδέστε τα στο Arduino Mega 2560. συνδέστε τυχόν συνδέσεις GND, 5V ή 3.3V στην πλακέτα διαρροής.

Συνδέοντας όλους τους πίνακες σειριακά

Για να επικοινωνούν οι πίνακες μεταξύ τους, ο πίνακας βατόμουρου Pis και Arduino πρέπει να συνδεθούν σειριακά.

Απαιτούνται σειριακά καλώδια (μπορεί να χρειαστεί να κολλήσετε ένα, εάν δεν το έχετε):

• 1 USB (στάνταρ) - USB (μικρότερο) (καλώδιο USB της πλακέτας Arduino)
• 1 καλώδιο USB (στάνταρ) - USB (τυπικό).

Βιβλιοθήκη Java για εύκολη σειριακή επικοινωνία:

Βήμα 12: Συνδέστε μπαταρίες στο πλαίσιο

Αυτό το ρομπότ τροφοδοτείται από: 5v 2.61A power pack (επάνω) και 12v LiOn μπαταρία (κάτω) Μπορείτε να φορτίσετε τις μπαταρίες χρησιμοποιώντας το micro USB breakout board (5v) και 12v 5.5x2.1 καλώδιο τροφοδοσίας.

Μπαταρία 12v: Η μπαταρία TalentCell 12v συνδέεται με την ασπίδα κινητήρα και το arduino mega 2560 (έξοδος 5v), για να δώσει ισχύ στους κινητήρες. Φορτίζεται από καλώδιο τροφοδοσίας 12v, γι 'αυτό χρειάστηκε να δημιουργήσω ξεχωριστό φορτιστή στο ρομπότ γι' αυτό.

Μπαταρία 5v: Η μπαταρία 5v είναι συνδεδεμένη με τα 2 RPI και φορτίζεται από την πλακέτα διακοπής micro-usb.

Βήμα 13: Μείνετε συντονισμένοι

Ενδέχεται να δημοσιεύσω περισσότερες πληροφορίες καθώς αυτό το έργο συνεχίζεται. Μείνετε συντονισμένοι στο alphabot-blog.herokuapp.com/

Αν σας άρεσε αυτό το διδακτικό, παρακαλώ λάβετε υπόψη το (παραπάνω) και ψηφίστε το στον διαγωνισμό συγγραφέων για πρώτη φορά (κάτω)