STEGObot: Stegosaurus Robot: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Η ιδέα αυτού του μικρού φίλου έχει τη θέληση να δημιουργήσει πιο παιχνιδιάρικα ρομπότ για να κάνει το 4χρονο αγόρι μου ακόμη πιο ενδιαφέρον να μάθει ηλεκτρονικά και ρομποτική.

Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι το PCB σε σχήμα στεγοσαύρου, το οποίο εκτός από το κύριο μέρος που υποστηρίζει όλα τα ηλεκτρονικά, αποτελεί θεμελιώδες μέρος της αισθητικής.

Σκοπεύω να δείξω ολόκληρο τον σχεδιασμό και την κατασκευή αυτού του ρομπότ για μια σαφέστερη αντίληψη του πλαισίου.

Το πρώτο βίντεο δείχνει μια επισκόπηση της έννοιας και του σχεδιασμού, της μηχανικής, των ηλεκτρονικών και του προγραμματισμού, αλλά θα περιγράψω επίσης αυτά τα βήματα εδώ με μερικές πρόσθετες πληροφορίες και λεπτομέρειες.

Βήμα 1: Σχεδιασμός

Καθισμένος στο γραφείο μου με ένα παιχνίδι στεγοσαύρου του παιδιού μου στο χέρι για έμπνευση, άρχισα να σχεδιάζω τα μέρη απευθείας σε χαρτόνι.

Κατέληξα με ένα ωραίο πρωτότυπο από χαρτόνι για να δοκιμάσω το μηχανισμό του ποδιού / βάδισης και να έχω μια καλή επισκόπηση του πραγματικού μεγέθους και της διάταξης των τμημάτων.

Στη συνέχεια, γνωρίζοντας τις επιθυμητές διαστάσεις, άρχισα να σχεδιάζω το τελικό μοντέλο και πρότυπα 2D για τα μηχανικά μέρη.

Βήμα 2: Μηχανική

Όλα τα μηχανικά μέρη ήταν κατασκευασμένα από κομμάτια πολυστυρολίου υψηλής πρόσκρουσης (φύλλα πάχους 2 mm). Αυτό είναι το αγαπημένο μου υλικό για την κατασκευή προσαρμοσμένων εξαρτημάτων για τα ρομπότ μου και χρησιμοποιώ αυτό το υλικό για περίπου 8 χρόνια.

Η μέθοδος είναι απλή: τα πρότυπα είναι κολλημένα πάνω από τα πλαστικά κομμάτια με ραβδί κόλλα. Όταν στεγνώσει καλά η κόλλα, κόβω τα κομμάτια στις γραμμές με ένα μαχαίρι χρησιμότητας. Για ευθείες γραμμές, χρησιμοποιώ επίσης ένα μεταλλικό χάρακα για να καθοδηγήσω τις περικοπές ώστε να έχουν μια πραγματικά ευθεία κοπή.

Ορισμένα μέρη πρέπει να ενισχυθούν περαιτέρω. Σε αυτές τις περιπτώσεις συνδυάζω πολλαπλά στρώματα για να επιτύχω την απαιτούμενη αντοχή και χρησιμοποιώντας στιγμιαία κόλλα για να ενώσω τα πάντα.

Για να δώσετε στα μέρη ένα ομαλό φινίρισμα, πρώτα τα τρίβετε πρώτα με γυαλόχαρτο # 60 για να αφαιρέσετε το περιττό υλικό και # 500 γυαλόχαρτο για λεπτό φινίρισμα.

Οι τρύπες γίνονται εύκολα με τρυπάνι.

Το τελευταίο βήμα είναι να βάψετε τα πάντα. Αρχικά με το αστάρι ψεκασμού για να δείτε αν όλα είναι αρκετά λεία και τέλος το επιθυμητό χρώμα.

Οι σερβοκινητήρες για τα πόδια / τον μηχανισμό βάδισης είναι όλα μίνι σερβίτσες Hitec. Το μεσαίο είναι ένα HS-5245MG και τα άλλα δύο (για το μπροστινό και το πίσω πόδι) είναι το HS-225MG. Τα επέλεξα όχι για κάποιο ιδιαίτερο λόγο… ήταν απλώς επειδή ήταν αυτά που είχα στο σπίτι. Είναι όμως εξαιρετικοί σερβοκινητήρες με μεταλλικά γρανάζια και έχουν μεγαλύτερη ροπή από την απαραίτητη.

Κατάλογος υλικών για μηχανικούς:

• πολυστυρόλιο υψηλής πρόσκρουσης (φύλλο πάχους 2 mm).
• κόλλα στιγμής?
• γκρι αστάρι ψεκασμού?
• πράσινο χρώμα σπρέι?
• Σερβοκινητήρας Hitec HS-5245MG (1x).
• Σερβοκινητήρας Hitec HS-225MG (2x).
• Μ3 νάιλον αναρρόφηση 35mm (4x).
• μπουλόνια και παξιμάδια?
• γυαλόχαρτο (# 60 και # 500).

Βήμα 3: Ηλεκτρονικά

Το PCB (το οποίο ονομάζω STEGOboard) έχει σχεδιαστεί για να διευκολύνει τη σύνδεση των σερβοκινητήρων και της μονάδας NRF24L01 σε μια πλακέτα Arduino Nano. Φυσικά αυτό θα μπορούσε να γίνει με ένα πολύ μικρό PCB. Αλλά, όπως είπα και πριν, το PCB είναι επίσης ένα θεμελιώδες μέρος της αισθητικής.

Όταν φαντάστηκα ολόκληρο το ρομπότ στο μυαλό μου, είχα την ιδέα ότι θα έπρεπε να έχει ένα μεγάλο πράσινο PCB στην πλάτη του με αυτές τις ξεχωριστές πλάκες σε σχήμα χαρταετού.

Το αρχείο σχήματος PCB (SVG) έγινε με το Inkscape και η σχηματική και διάταξη των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων στον πίνακα έγινε με το Fritzing. Το Fritzing χρησιμοποιήθηκε επίσης για την εξαγωγή αρχείων Gerber που απαιτούνται για την κατασκευή.

Το PCB κατασκευάστηκε από την PCBWay.

Το PCB διαθέτει τρεις υποδοχές για σερβοκινητήρες και κεφαλίδες για την πλακέτα Arduino Nano και τη μονάδα NRF24L01. Διαθέτει επίσης μια υποδοχή για το τροφοδοτικό. Όλα συγκολλήθηκαν με κόλλα χωρίς μόλυβδο.

Το τροφοδοτικό γίνεται από δύο μπαταρίες LiPo συνδεδεμένες σε σειρά, οπότε έχω 7,4V. Αλλά οι σερβοκινητήρες δέχονται το πολύ 6 βολτ. Επομένως, διαθέτει επίσης μια μονάδα LM2596 με βήμα προς τα κάτω για να παρέχει τη σωστή τάση και να μην καίει τους σερβοκινητήρες.

Κατάλογος υλικών για ηλεκτρονικά είδη:

• Arduino Nano R3;
• Μονάδα NRF24L01.
• κεφαλίδες καρφίτσας ορθής γωνίας.
• γυναικείες κεφαλίδες?
• Μπαταρία LiPo 3.7V 2000 mAh (2x).
• σύρμα συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο.
• LM2596 ρυθμιστής τάσης υποβάθμισης.
• ροή συγκόλλησης.

Βήμα 4: Προγραμματισμός

Ο προγραμματισμός του STEGObot είναι πολύ απλός, καθώς διαθέτει μόνο τρεις σερβοκινητήρες και έγινε με το Arduino IDE.

Βασικά, πρέπει να μετακινήσουμε το μεσαίο σερβοκινητήρα για να γείρει το μπροστινό μέρος του σώματος και να περιστρέψουμε το σερβο των μπροστινών ποδιών (ταυτόχρονα, τα πίσω πόδια περιστρέφονται με τον αντίθετο τρόπο). Έτσι, τραβάει το ρομπότ μπροστά.

Βήμα 5: Διασκεδάζοντας

Το STEGObot μπορεί να κινηθεί προς τα εμπρός, προς τα πίσω και να κάνει στροφές αριστερά και δεξιά. Ελέγχεται από απόσταση με ένα προσαρμοσμένο τηλεχειριστήριο που έφτιαξα για τον έλεγχο όλων των ρομπότ μου.