Πώς να δημιουργήσετε ένα τηλεχειριζόμενο τρισδιάστατο εκτυπωμένο ρομπότ αυτοεξισορρόπησης: 9 βήματα (με εικόνες)

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

Αυτή είναι μια εξέλιξη της προηγούμενης έκδοσης του B-robot. 100% ΑΝΟΙΚΤΗ ΠΗΓΗ / ρομπότ Arduino. Ο ΚΩΔΙΚΟΣ, τα τρισδιάστατα μέρη και τα ηλεκτρονικά είναι ανοιχτά, οπότε μη διστάσετε να το τροποποιήσετε ή να δημιουργήσετε μια τεράστια έκδοση του ρομπότ. Εάν έχετε αμφιβολίες, ιδέες ή χρειάζεστε βοήθεια αξιοποιήστε στο έπακρο την κοινότητα ρομπότ Β

Η νέα έκδοση έρχεται με πολλές νέες δυνατότητες:

• Ελέγξτε και συντονίστε το χρησιμοποιώντας το smartphone/tablet σας μέσω της δωρεάν εφαρμογής jjRobots ή iOS ή Android
• Google Blockly ελεγχόμενο!
• Ιδανικό για διασκέδαση καθώς μαθαίνετε ρομποτική (Ρίξτε μια ματιά στις προκλήσεις της ρομποτικής!)
• Τώρα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κανονικές μπαταρίες AA (ή μπαταρία LIPO 3 κυψελών) Οτιδήποτε μπορεί να αποδώσει 9V
• Δύο έξοδοι SERVO (μία που χρησιμοποιείται για το ARM). Ελέγξτε την έξοδο δύο σερβο απλώς πατώντας στην οθόνη του smartphone σας.
• Ευκολότερη εκτύπωση και χρήση λιγότερου πλαστικού
• Το PRO MODE μπορεί να ενεργοποιηθεί από το smartphone/tablet σας (αυξημένη ευκινησία και ταχύτητα)
• Αυξημένη εμβέλεια WIFI (έως 40 μέτρα)
• Η κατάσταση της μπαταρίας και η "Γωνία κλίσης" εμφανίζονται σε πραγματικό χρόνο στην οθόνη του smartphone σας
• Τροποποιήστε τον ρομποτικό έλεγχο PID σε πραγματικό χρόνο και δείτε πώς αυτό επηρεάζει τη συμπεριφορά και την απόδοσή του.

Αλλά πρώτα, ας ξεκινήσουμε από την αρχή. Καθώς αυτό είναι το Instructables, μπορεί να έχετε μερικά από τα στοιχεία που απαιτούνται για τη δημιουργία του B-robot EVO.

Η λίστα:

• Πίνακας ελέγχου DEVIA (αυτός ο πίνακας διευκολύνει τη ρύθμιση, καθώς έχει ήδη Gyro/επιταχυνσιόμετρα + μονάδα WIFI και μπορεί να ελέγχει σερβομηχανήματα και έως τρεις βηματικούς κινητήρες). Αν θέλετε να κατασκευάσετε τη δική σας, ρίξτε μια ματιά σε αυτό το σχηματικό)
• 2x βηματικοί κινητήρες NEMA17 +καλώδια 14 cm (ζεύγος)
• 2x οδηγός μοτέρ Stepper (A4988)
• Σερβο μεταλλικών γραναζιών (θα χρειαστείτε ένα χέρι για να πολεμήσετε και να ανεβάσετε το B-robot σας …)
• Θήκη μπαταρίας 6x AA με διακόπτη ON/OFF
• Βίδες+παξιμάδια που χρειάζονται για να ρυθμιστούν τα πάντα
• Ζευγάρι νάιλον προφυλακτήρες -ή τρισδιάστατη εκτύπωση- (14 × 5 εκ.)
• Ταινία διπλής όψης, γκουγκλά μάτια…
• 2 λάστιχα για τους τροχούς: λαβή

Βήμα 1: Λίστα BOM και τι είναι τα στοιχεία

Η λίστα:

• ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΛΕΓΧΟΥ DEVIA: αυτός ο πίνακας διευκολύνει τη διαδικασία εγκατάστασης. Είναι μια "ενισχυμένη" έκδοση του ισχυρού Arduino ZERO αλλά με μοτέρ+σερβο έξοδοι ελέγχου, WIFI, θύρα COMMs, ελεγχόμενη θύρα τάσης 12V και αισθητήρες. Εάν θέλετε να "κατασκευάσετε/συναρμολογήσετε" τη δική σας, ρίξτε μια ματιά σε αυτό το διάγραμμα, θα σας βοηθήσει να συνδέσετε όλα τα διαφορετικά στοιχεία όλα μαζί.
• 2x βηματικοί κινητήρες NEMA17 +καλώδια 14 cm (ζεύγος). Λοιπόν, πρέπει να λειτουργούν βηματικοί κινητήρες NEMA17 με τις ίδιες προδιαγραφές.
• 2x οδηγός μοτέρ Stepper (A4988). Ο πιο διαδεδομένος οδηγός stepper motor.
• Μεταλλικά γρανάζια SERVO: Θα χρειαστείτε ένα χέρι για να πολεμήσετε και να ανεβάσετε το B-robot σας … Το σερβο από νάιλον γρανάζια δεν θα λειτουργήσει τόσο καλά όσο προοριζόταν
• Θήκη μπαταρίας 6x AA με διακόπτη ON/OFF: Αυτή η θήκη έχει τοποθετηθεί στο πλαίσιο, αλλά μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια μπαταρία LiPO (3S)
• Βίδες+παξιμάδια που απαιτούνται για τη ρύθμιση των πάντων: μπουλόνια και παξιμάδια M3 (12x6mm, 12x15mm)
• Ζεύγος νάιλον προφυλακτήρες (14 × 5 cm): εναλλακτικά μπορείτε να δημιουργήσετε τον δικό σας προσαρμοσμένο προφυλακτήρα εδώ και να τον εκτυπώσετε
• Ταινία διπλής όψης, γκρινιάρα μάτια… για να στερεώσετε την IMU στην ασπίδα του εγκεφάλου. Αυτή η ταινία διπλής όψης θα λειτουργήσει ως αμορτισέρ στην IMU
• Πλαίσιο: τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη
• 2 λάστιχα για τους τροχούς: λαβή
• Το smartphone/tablet σας για να το ελέγχετε

Εάν θέλετε να παραλείψετε όλα αυτά και να μεταβείτε στο βίντεο οδηγού συναρμολόγησης. Κάντε κλικ ΕΔΩ

Βήμα 2: Β-ρομπότ Χαρακτηριστικά και ρομποτικές προκλήσεις

Δημιουργήσαμε προκλήσεις για να νικήσουμε με το ρομπότ Β, είναι ένας εύκολος τρόπος για να εισαγάγετε τον έλεγχο ηλεκτρονικών και ρομποτικών ενώ διασκεδάζετε. Προσπαθήσαμε να κάνουμε τα πάντα όσο το δυνατόν πιο προσιτά χρησιμοποιώντας πολύ κοινά στοιχεία "MAKER World" και παρέχοντας δωρεάν APP για τον έλεγχο των ρομπότ.

Το ρομπότ B μπορεί να ελεγχθεί μέσω του Google Blockly. Περισσότερες πληροφορίες εδώ

Οι παράμετροι συμπεριφοράς του προσαρμόστηκαν σε πραγματικό χρόνο: πληροφορίες

Μπορείτε ακόμη και να γίνετε τεχνικός ρομπότ: Προσαρμόστε το B.robot σας για να κερδίσετε τον αγώνα!

Πολλοί κατασκευαστές τροποποιούν και προσθέτουν εξαρτήματα στο ρομπότ Β. Ρίξτε μια ματιά τους εδώ

Κάποια θεωρία πίσω από ένα ρομπότ που εξισορροπεί: εδώ

Βήμα 3: Εάν δημιουργήσετε αυτό το ρομπότ, έχετε σχεδόν όλα όσα χρειάζεστε για να δημιουργήσετε αυτά:

Εάν έχετε ήδη τα μέρη που απαιτούνται για τη δημιουργία αυτού του ρομπότ, έχετε ήδη το 90% των στοιχείων που απαιτούνται για τη δημιουργία:

• το Sphere-o-bot: φιλικό ρομπότ τέχνης που μπορεί να αντλήσει αντικείμενα σφαιρικά ή σε σχήμα αυγού από το μέγεθος μιας μπάλας πινγκ πονγκ έως ένα μεγάλο αυγό πάπιας (4-9 cm).
• Το Iboardbot: Το iBoardbot είναι ένα ρομπότ συνδεδεμένο στο διαδίκτυο ικανό να γράφει κείμενα και να σχεδιάζει με μεγάλη ακρίβεια
• TheMotorized Camera Slider: Ένα ρυθμιστικό κάμερας που ελέγχεται από smartphone
• το ρομπότ χόκεϊ αέρα!: Ένα προκλητικό ρομπότ χόκεϊ αέρα, ιδανικό για διασκέδαση!
• Το ρομπότ B EVO

Όλοι τους χρησιμοποιούν τα ίδια ηλεκτρονικά και βοηθητικά στοιχεία

Βήμα 4: Βίντεο οδηγού συναρμολόγησης

Αυτή είναι η πρώτη φορά που καταγράφουμε ένα βίντεο αντί να κάνουμε έναν οδηγό συναρμολόγησης "φωτογραφιών". Για αυτό το ρομπότ, είναι πιο εύκολο αν δείτε πώς να συνδέσετε τα πάντα και να λάβετε κάποιες εξηγήσεις/συμβουλές για το πώς να τα κάνετε όλα.

Υπάρχει ένας "πάντα ενημερωμένος" οδηγός συναρμολόγησης εδώ με μερικές συμβουλές σε περίπτωση που θέλετε να κάνετε λάφυρα.

Βήμα 5: ΑΝΕΒΑΣΤΕ ΤΟ ΚΩΔΙΚΟ ARDUINO στο ΠΙΝΑΚΑ ΕΛΕΓΧΟΥ DEVIA

α) Εγκαταστήστε το Arduino IDE στον υπολογιστή σας από εδώ (παραλείψτε αυτό το βήμα εάν έχετε ήδη εγκατεστημένο το Arduino IDE) Αυτός ο κωδικός ρομπότ B έχει δοκιμαστεί και αναπτυχθεί στην έκδοση 1.6.5 του IDE και νεότερες εκδόσεις. Εάν αντιμετωπίζετε πρόβλημα κατά τη σύνταξη του κώδικα, ενημερώστε μας

β) Κατεβάστε όλα τα αρχεία arduino από εδώ. Αντιγράψτε τα αρχεία μέσα στο φάκελο BROBOT_EVO2_23_M0 στο σκληρό σας δίσκο

γ) Συγκεντρώστε και στείλτε τον κωδικό στον πίνακα ελέγχου DEVIA

1. Ανοίξτε το Arduino IDE
2. Ανοίξτε τον κύριο κωδικό στο /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Συνδέστε την πλακέτα DEVIA με το καλώδιο USB στον υπολογιστή
4. Σημείωση: Εάν είναι η πρώτη φορά που συνδέετε μια πλακέτα Arduino στον υπολογιστή σας, ίσως χρειαστεί να εγκαταστήσετε το πρόγραμμα οδήγησης.
5. Επιλέξτε τον πίνακα Arduino/Genuino ZERO (εγγενής θύρα USB). Στο μενού ΕΡΓΑΛΕΙΑ-> πίνακας
6. Επιλέξτε τη σειριακή θύρα που εμφανίζεται στα εργαλεία-> Σειριακή θύρα
7. Στείλτε τον κωδικό στον πίνακα (κουμπί UPLOAD: Βέλος που δείχνει προς τα δεξιά)

Επιλέγοντας τον σωστό πίνακα πριν ανεβάσετε τον κωδικό

δ) Έγινε

Βήμα 6: ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΟΥ B-ROBOT EVO 2:

Χρήστες Android:

Έχουμε αναπτύξει μια ΔΩΡΕΑΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ για τον έλεγχο του Brobot (και των μελλοντικών JJrobots) για το Smartphone/Tablet που βασίζεται σε Android ή iOS:

Android APP / iOS APP

Βήματα που πρέπει να ακολουθήσετε:

1. Εγκαταστήστε την εφαρμογή ελέγχου JJRobots (για Android ή iOS)
2. Αφού ενεργοποιήσετε το Brobot EVO, συνδέστε το smartphone/tablet σας στο δίκτυο wifi του B-robot EVO (ο προεπιλεγμένος κωδικός πρόσβασης WIFI είναι 87654321)
3. Εκκινήστε την εφαρμογή ελέγχου JJrobots και παίξτε με το B-robot EVO σας!

Βήμα 7: Μοντέλο τρισδιάστατου διαδραστικού ρομπότ B

Το διαδραστικό μοντέλο 3D θα σας βοηθήσει να πάρετε μια καλή ιδέα για το πώς φαίνεται το ρομπότ B-EVO μόλις συναρμολογηθεί

Βήμα 8: Αντιμετώπιση προβλημάτων

Το ρομπότ B μου δεν ανταποκρίνεται στην εντολή που αποστέλλεται από το smartphone/tablet μου

Ελέγξτε ότι είστε συνδεδεμένοι στο δίκτυο JJROBOTS_XX χρησιμοποιώντας τον σωστό κωδικό πρόσβασης (από προεπιλογή: 87654321) και ότι η συσκευή σας δεν έχει αποκλείσει την κυκλοφορία δεδομένων στο ρομπότ Β (παραμένετε πάντα συνδεδεμένοι με το ρομπότ)

Το ρομπότ B μου στερείται ισχύος ή πέφτει χωρίς λόγο

Ρυθμίστε το ρεύμα που παρέχεται από τους οδηγούς βηματικών κινητήρων. Χρησιμοποιήστε ένα κατσαβίδι και περιστρέψτε απαλά τις βίδες που αναφέρονται στην παρακάτω φωτογραφία. Η περιστροφή 10º-30º είναι υπεραρκετή. Περιστροφή δεξιόστροφων: αυξήστε την ισχύ που παρέχεται στους κινητήρες

Το ρομπότ Β μου δεν μπορεί να σταθεί όρθιο από μόνο του

Εάν όλα είναι εντάξει, το ρομπότ B χρειάζεται μόνο λίγη βοήθεια από το σερβο για να σταθεί όρθιο από μόνο του. Ρίξτε μια ματιά σε αυτό το βίντεο. Εάν το ρομπότ σας δεν συμπεριφέρεται όπως στο βίντεο, ρυθμίστε την ισχύ εξόδου των οδηγών βηματικών κινητήρων (παραπάνω οδηγίες). Λάβετε υπόψη ότι οι προφυλακτήρες έχουν δύο λειτουργίες εδώ: προστατεύστε τα ηλεκτρονικά+ρομπότ και βοηθήστε το να σηκωθεί εύκολα.

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ DEBUG

Υπάρχει ένα DEBUG MODE μέσα στο B-robot CODE. Αυτό το MODE θα σας επιτρέψει να εντοπίσετε σφάλματα στη συμπεριφορά του ρομπότ εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα. Ανατρέξτε στην κοινότητα ρομπότ B εάν έχετε προβλήματα ή ερωτήσεις. Κοιτάξτε τη γραμμή σκίτσων #define DEBUG 0 ″ και αλλάξτε το 0 σε 1… 8 ανάλογα με τις πληροφορίες που θέλετε να λάβετε.

Περισσότερες πληροφορίες στο τέλος αυτής της σελίδας

Βήμα 9: Συχνές ερωτήσεις

συχνές ερωτήσεις:

Γιατί χρησιμοποιείτε μοτέρ Stepper;

Υπάρχουν αρκετές επιλογές για κινητήρες: DC, Brushless, Steppers… Επιλέγουμε βηματικούς κινητήρες επειδή έχουν αρκετή ροπή, μπορείτε να συνδέσετε τους τροχούς απευθείας χωρίς γρανάζια που δημιουργούν ανάστροφη κίνηση (αυτό είναι ένα κοινό πρόβλημα στην εξισορρόπηση των ρομπότ), έχουν καλά ρουλεμάν και θα μπορείτε να ελέγχετε την ταχύτητα των κινητήρων με ακρίβεια. Σε τυπικά μεγέθη, αυτοί οι κινητήρες είναι φθηνοί (χρησιμοποιούμε τους ίδιους κινητήρες που χρησιμοποιούνται σε κανονικούς τρισδιάστατους εκτυπωτές) και τα προγράμματα οδήγησης είναι φθηνά και εύκολα στη διασύνδεση με το Arduino.

Γιατί χρησιμοποιείτε σύνδεση Wifi;

Η χρήση μιας σύνδεσης Wifi μας επιτρέπει να συνεργαζόμαστε με πολλές συσκευές (Smartphones, Tablets, PC …) Οι συσκευές Bluetooth είναι φθηνότερες, αλλά το εύρος τους είναι συνήθως μικρότερο. Οι παλιές συσκευές δεν υποστηρίζονται και δεν μπορείτε να τις συνδέσετε εύκολα στο Internet. Η ενότητα Wifi που προτείνουμε, μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε ένα Σημείο Πρόσβασης, οπότε δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε μια υπάρχουσα υποδομή Wifi (οι φθηνές μονάδες Wifi δεν σας επιτρέπουν να το κάνετε αυτό). Μπορείτε να συνδέσετε τη συσκευή σας απευθείας με το Ρομπότ οπουδήποτε, αλλά αν προτιμάτε μπορείτε να το χακάρετε και να χρησιμοποιήσετε τη δική σας υποδομή, επομένως ελέγχετε το ρομπότ σας (ή ό, τι έχετε δημιουργήσει) μέσω Διαδικτύου από οποιοδήποτε απομακρυσμένο μέρος του κόσμου! (Δροσερό, έτσι δεν είναι;)

Γιατί BROBOT;

Τα ρομπότ αυτοεξισορρόπησης είναι διασκεδαστικά να τα βλέπεις και να τα παίζεις. Ένα αυτορυθμιζόμενο ρομπότ απαιτεί αισθητήρες και αλγόριθμους ελέγχου. Θα βρείτε όλα τα HOWTO και τεχνικά έγγραφα που εξηγούν τα «παρασκήνια» στο JJROBOTS. Μάθετε ηλεκτρονικά και ρομποτικά δημιουργώντας το δικό σας BROBOT από την αρχή!. Υπάρχουν μερικές εμπορικές λύσεις για το ρομπότ εξισορρόπησης, αλλά εδώ θέλουμε να μοιραστούμε γνώσεις και σκέψεις. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τα μέρη BROBOT για να δημιουργήσετε περισσότερα ρομπότ ή gadget, να έχετε κατά νου ότι όλες οι συσκευές που χρησιμοποιούνται σε ένα BROBOT είναι τυπικές συσκευές/ηλεκτρονικά με πολλές δυνατότητες. Στην κοινότητα JJROBOTS θέλουμε να σας δείξουμε πώς! Αγοράζετε τώρα ένα ρομπότ αυτο -εξισορρόπησης, αγοράζετε τις δικές σας ηλεκτρονικές και βοηθητικές συσκευές! Σκέφτεστε να δημιουργήσετε ένα ρομπότ αυτο -καθοδήγησης GPS; μια τροποποιημένη έκδοση του BROBOT είναι το ρομπότ σας!

Πόσο ωφέλιμο φορτίο θα μπορούσε να μεταφέρει το BROBOT;

Το BROBOT θα μπορούσε εύκολα να μεταφέρει τα δοχεία αναψυκτικών σας. Έχουμε δοκιμάσει με 500g ωφέλιμου φορτίου με επιτυχία. Περισσότερο βάρος κάνει το ρομπότ πιο ασταθές, αλλά αυτό θα μπορούσε επίσης να είναι διασκεδαστικό, έτσι δεν είναι;

Γιατί να χρησιμοποιείτε βηματικούς κινητήρες για ρομπότ εξισορρόπησης;

Υπάρχουν αρκετές επιλογές για κινητήρες, DC, Brushless, Steppers… Επιλέγουμε βηματικούς κινητήρες επειδή έχουν αρκετή ροπή, μπορείτε να συνδέσετε τους τροχούς απευθείας χωρίς γρανάζια που προκαλούν ανάστροφη κίνηση, έχουν καλά ρουλεμάν και μπορείτε να ελέγξετε πολύ την ταχύτητα των κινητήρων ακριβώς. Επίσης, είναι φθηνά και οι οδηγοί επίσης…

Μπορώ να χρησιμοποιήσω επαναφορτιζόμενες μπαταρίες μπαταριών Lipo;

Ναι, θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε τυπικές μπαταρίες ΑΑ (συνιστώνται αλκαλικές), επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ΑΑ (π.χ. NiMh) ή προαιρετικά να χρησιμοποιήσετε μια μπαταρία 3S Lipo. Λειτουργήστε τις μπαταρίες Lipo με δική σας ευθύνη.

Ποιος είναι ο χρόνος εκτέλεσης του BROBOT;

Με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες AA (π.χ. Ni-Mh 2100mAh) θα μπορούσατε να περιμένετε περίπου μισή έως μία ώρα χρόνου εκτέλεσης

Θα μπορούσε το BROBOT να λειτουργήσει χωρίς τη μονάδα wifi;

Ναι, το BROBOT θα μπορούσε να λειτουργήσει και να διατηρήσει τη σταθερότητά του. Αλλά, φυσικά, δεν θα μπορούσατε να το ελέγξετε χωρίς τη μονάδα.

Θα μπορούσα να αλλάξω το όνομα του δικτύου Wifi που δημιουργεί το BROBOT;

Ναι, στο σκίτσο διαμόρφωσης θα μπορούσατε να αλλάξετε το όνομα και επίσης ορισμένες άλλες διαμορφώσεις διαδικτύου. Θα μπορούσατε επίσης να συνδέσετε το BROBOT με το υπάρχον δίκτυό σας Wifi

Είναι ένα έργο για αρχάριους Arduino;

Λοιπόν, το BROBOT δεν είναι ένα εύκολο "αρχάριο έργο", αλλά έχει πολλή τεκμηρίωση, ώστε να έχετε μια πλατφόρμα για να αναπτύξετε τις ικανότητές σας. Θα μπορούσατε πρώτα να τοποθετήσετε το BROBOT ακολουθώντας τις οδηγίες και θα λειτουργούσε ΟΚ, μετά θα μπορούσατε να αρχίσετε να κατανοείτε ορισμένα μέρη του κώδικα και τέλος να γράφετε τα δικά σας κομμάτια κώδικα … Για παράδειγμα, θα μπορούσε εύκολα (υπάρχουν σεμινάρια για αυτό) να γράψετε κωδικοποιήστε έτσι ώστε το ρομπότ να κινεί αυτόματα το χέρι και να γυρίζει μόνο του αν δεν στείλετε μια εντολή σε 10 δευτερόλεπτα … Πιο προηγμένες αμυντικές ενέργειες: Μετατρέψτε σε ένα εντελώς αυτόνομο ρομπότ με εμπόδια αποφεύγοντας την προσθήκη SONAR, μετατρέψτε σε ρομπότ γραμμής παρακολούθησης κ.ο.κ. …

Γιατί τα ηλεκτρονικά BROBOT δεν είναι τόσο φθηνά;

Είμαστε μια πραγματικά μικρή εκκίνηση (2 άτομα στον ελεύθερο χρόνο μας) και τώρα μπορούσαμε να τρέξουμε μόνο μια μικρή παρτίδα ηλεκτρονικών ειδών. Όπως γνωρίζετε, η τιμή των ηλεκτρονικών πέφτει γρήγορα σε παραγωγές μεγάλου όγκου, αλλά ξεκινάμε … Αν πουλάμε πολλούς πίνακες και θα μπορούσαμε να τρέξουμε περισσότερες παραγωγές, θα ρίξουμε τις τιμές !!. Η JJROBOTS δεν γεννήθηκε για να πάρει χρήματα, το πνεύμα μας είναι να πουλάμε «καλά προϊόντα» για να βρούμε τα επόμενα έργα μας και να διαδώσουμε τις γνώσεις ρομποτικής