Τροποποιημένο Wild Thing - Joystick Steering - Νέο και βελτιωμένο: 7 βήματα (με εικόνες)

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

Ενημέρωση 8/1/2019: Δύο χρόνια μετά την ολοκλήρωση αυτού του έργου, έχω σχεδιάσει και κατασκευάσει αρκετές πλακέτες κυκλωμάτων για ευκολότερη μετατροπή αυτών των αναπηρικών αμαξιδίων. Ο πρώτος πίνακας κυκλωμάτων είναι σχεδόν ο ίδιος με το προσαρμοσμένο πρωτόκολλο που συγκολλήθηκε εδώ, αλλά αντίθετα είναι ένας επαγγελματικά κατασκευασμένος πίνακας που παίρνει ένα Arduino Nano. Υπάρχει επίσης μια αντικατάσταση για την αρχική πλακέτα ελέγχου αποθέματος (διαθέτει κύκλωμα οδηγού κινητήρα επί του σκάφους), καθώς και μια πλακέτα που συνδέεται στην πλακέτα ελέγχου αποθέματος και μιμείται τα χειριστήρια του, καθιστώντας τα έτσι πολύ πιο εύκολα στη χρήση. Εδώ είναι όλες οι πληροφορίες για αυτούς τους πίνακες: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Εάν θέλετε έναν από αυτούς τους πίνακες, επικοινωνήστε μαζί μου μέσω του ιστολογίου μου και μπορούμε να φύγουμε από εκεί: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Αυτό το εγχειρίδιο γράφτηκε από τον Willem Hillier, μαθητή στο Champlain Valley Union High School, που βρίσκεται στο Hinesburg, VT. Αυτό το έργο ολοκληρώθηκε εντός και εκτός των τάξεων Design Tech and Engineering Robotics που διδάσκονται από τον Olaf Verdonk.

Στα τέλη Μαρτίου του 2017, ένας τοπικός φυσικοθεραπευτής επικοινώνησε με το γυμνάσιο και μας ρώτησε αν θα μπορούσαμε να τροποποιήσουμε ένα Fisher Price Wild Thing σε χρήση μεμονωμένων joystick, ακολουθώντας αυτό το Οδηγό: https://www.instructables.com/id/ Wild-Thing-Modification/

Πήραμε αυτές τις οδηγίες και βελτιώσαμε τον σχεδιασμό όπου μπορούσαμε. Οι τομείς στους οποίους βελτιωθήκαμε περιλάμβαναν:

• Ηλεκτρονική τοποθέτηση/καλωδίωση
• Κώδικας
• Βάση για χειριστήριο και χειριστήριο
• Σύστημα στερέωσης PVC
• Πλάτη, προσκέφαλο και άλλες δομές στήριξης
• Τροχός τροχού

Δεν χρησιμοποιήσαμε αισθητήρα βυθομέτρου και πιπέζο μπιπ στην κατασκευή μας, όπως έκανε το αρχικό.

Την τελευταία ημέρα κατασκευής, όταν τοποθετήσαμε τις τελικές δομές στήριξης και παρουσιάσαμε το έργο στο κορίτσι, ο τοπικός τύπος ήταν παρών. Γύρισαν και πήραν συνέντευξη από αρκετά άτομα, και αφού βρέθηκαν στις τοπικές ειδήσεις, το βίντεο εμφανίστηκε στις εθνικές ειδήσεις, καθώς και σε αμέτρητα μέρη στο διαδίκτυο.

Αυτές οι οδηγίες δεν είναι περιεκτικές όπως το αρχικό Instructable, αλλά μάλλον είναι ένα "πρόσθετο" που απευθύνεται μόνο στις περιοχές που αλλάξαμε.

Συγγνώμη για τις δευτερεύουσες φωτογραφίες σε όλο αυτό το εκπαιδευτικό. Είχα ένα iPhone 5 κατά τη διάρκεια αυτού του έργου και δεν είχε την καλύτερη κάμερα…

ΑΠΟΠΟΙΗΣΗ: Το γυμνάσιο Champlain Valley Union ή οποιοδήποτε άλλο εάν οι μαθητές, η σχολή και το προσωπικό του δεν ευθύνονται για τυχόν τραυματισμούς ατόμων ή ζημιές σε οποιοδήποτε αντικείμενο, συμπεριλαμβανομένου του αυτοκινήτου που προκαλείται από τις τροποποιήσεις. Οποιοσδήποτε τύπος τροποποίησης θα ακυρώσει επίσης την εγγύηση που παρέχεται από τον κατασκευαστή του αυτοκινήτου

Βήμα 1: Ανταλλακτικά και αναλώσιμα

Ενώ ως επί το πλείστον το ίδιο με τη λίστα ανταλλακτικών του αρχικού Instructable, υπάρχουν ορισμένες διαφορές.

Πολλά από αυτά τα μέρη μπορούν να αγοραστούν τοπικά στο Home Depot, στο Lowe's ή στο τοπικό κατάστημα υλικού σας. Όλες οι τιμές είναι αυτές που αναφέρονται κατά τη δημοσίευση.

Πλαίσιο PVC:

• Σωλήνας PVC 3/4"
• Παξιμάδια, μπουλόνια και ροδέλες για βιδώσεις
• Αγκώνες PVC 90 μοιρών - x4
• Αγκώνες PVC 30 μοιρών - x2

Κατά προσέγγιση κόστος πλαισίωσης: $ 30-40

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ:

• Adafruit Pro Trinket - 5V 16MHz

  • Χρησιμοποιείται για τη λήψη των εισόδων από το χειριστήριο και τον κατάλληλο έλεγχο των κινητήρων
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Χειριστήριο

  • Οποιοδήποτε αναλογικό χειριστήριο 2 αξόνων θα λειτουργήσει - χρησιμοποιήστε αυτό που λειτουργεί καλύτερα για την εφαρμογή σας.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Power

• Λεωφορείο διανομής (x2)

  • Χρησιμοποιείται για τη διανομή ισχύος και την απλοποίηση της καλωδίωσης
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • 1,95 $ 2

• Περικοπή ποτενσιόμετρου

  • Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ταχύτητας του αυτοκινήτου.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση άλλων ηλεκτρονικών στη θέση τους. Λειτουργεί ως πλακέτα κυκλώματος για τα ηλεκτρονικά του ελεγκτή.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Αρσενικές κεφαλίδες

  • Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία βυσμάτων για άλλα εξαρτήματα
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Γυναικείες κεφαλίδες

  • Χρησιμοποιείται για το άλλο άκρο - θα το συνδέσουμε στο καλώδιο του χειριστηρίου, ώστε να μπορεί να συνδεθεί στην πλακέτα ελέγχου μας.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Ελεγκτές κινητήρα (x2)

  • Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε ελεγκτή κινητήρα 12V PWM με αντίστροφα χαρακτηριστικά, αν και αυτά είναι αυτά που χρησιμοποιήσαμε και είναι εξαιρετικά (αν και λίγο ακριβά).
  • $ 45,00 χ 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Πυκνωτές (x2)

  • Εξισορροπεί την τάση όταν αντλείτε μεγάλη ισχύ (π.χ. επιταχύνετε γρήγορα).
  • https://www.digikey.com/product-detail/el/UVK1E472M
  • $ 1,37 x 2

• Διακόπτης ρεύματος

  • Χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση του αυτοκινήτου
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Θήκη ασφάλειας

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98

• 20Α ασφάλεια αυτοκινήτου

  Μπορείτε να τα αγοράσετε πολύ φθηνά σε τοπικό επίπεδο

• Οποιοδήποτε καλώδιο βαρέως τύπου

  • Χρησιμοποιείται για καλωδίωση ρεύματος
  • Μπορεί εύκολα να αγοραστεί τοπικά

• Μικρό καλώδιο 4 ή περισσότερων ακίδων

  • Χρησιμοποιείται ως καλώδιο χειριστηρίου
  • Η καλωδίωση USB λειτουργεί καλά

• Τερματικά δακτυλίου

  Μπορείτε να τα αγοράσετε τοπικά

• Προαιρετικά: αναβαθμισμένη μπαταρία

  • Σας δίνει χρόνο λειτουργίας περίπου διπλάσιο από την μπαταρία αποθέματος
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Συνδέσεις powerpole

  • Για εύκολη αφαίρεση της μπαταρίας και ευκολία φόρτισης
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Συνολικό κόστος ηλεκτρονικών: 190,69 $

Συνολικό εκτιμώμενο κόστος τροποποίησης: $ 200-300

Βήμα 2: Ηλεκτρονική τοποθέτηση/καλωδίωση

Αντί να κολλήσω όλα τα απαραίτητα καλώδια απευθείας στο Adafruit Trinket Pro, επέλεξα να φτιάξω ένα PCB που είχε όλες τις απαραίτητες συνδέσεις.

Χρησιμοποίησα γυαλιστική σανίδα, και συγκολλούσα γυναικείες κεφαλίδες για το Trinket Pro. Χρησιμοποίησα αντρικές κεφαλίδες για συνδέσεις power, servo και joystick. Το ποτενσιόμετρο ταχύτητας συγκολλάται απευθείας σε αυτόν τον πίνακα ελέγχου, σε αντίθεση με τον αρχικό σχεδιασμό όπου το ποτενσιόμετρο ρύθμισης ταχύτητας ήταν εξωτερικό της πλακέτας ελέγχου. Αυτό είναι σημαντικά πιο αξιόπιστο (σε αντίθεση με έναν σύνδεσμο) και είναι πιο απλό στην κατασκευή.

Επιπλέον, υπάρχουν δύο διακόπτες που ελέγχουν ποια κεφαλίδα joystick είναι ενεργή. Ο ένας διακόπτης αλλάζει το σήμα του άξονα x μεταξύ των δύο κεφαλίδων και ο άλλος το σήμα του άξονα y. Κάθε κεφαλίδα είναι καλωδιωμένη "απέναντι" από την άλλη - π.χ. η γείωση και το VCC αλλάζουν θέση από την άλλη κεφαλίδα. Αυτό επιτρέπει την εναλλαγή του χειριστηρίου μεταξύ αριστερού και δεξιού χεριού, απλώς αλλάζοντας την κεφαλίδα του χειριστηρίου και γυρίζοντας δύο διακόπτες, χωρίς επαναπρογραμματισμό του ελεγκτή.

Βήμα 3: Κωδικός

Δοκιμάζοντας τον αρχικό κώδικα, ανακάλυψα ότι ήταν εξαιρετικά καθυστερημένος. Μετά από κάποια έρευνα/δοκιμή, διαπιστώθηκε ότι ο κώδικας σόναρ έκανε τον βρόχο ελέγχου να λειτουργεί πολύ αργά, όταν δεν είχε συνδεθεί αισθητήρας σόναρ. Αυτό συνέβη επειδή το Arduino έστελνε ένα "ping" στον αισθητήρα σόναρ και περίμενε την ώρα για να λάβει ένα "ping" πίσω από τον αισθητήρα σόναρ. Όταν δεν υπάρχει συνδεδεμένος αισθητήρας βυθομέτρου, δεν επιστρέφει ποτέ, αλλά περιμένει για λίγο για να λάβει έναν προτού λήξει.

Αφού αφαιρέθηκε αυτός ο κωδικός καθώς και άλλος περιττός κώδικας (συγκεκριμένα κώδικας που έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί ένα αυτοκίνητο με σερβο σερβομηχανισμού), λειτούργησε αρκετά καλά.

Βήμα 4: Joystick και Joystick Mount

Ο αρχικός σχεδιασμός χρησιμοποίησε ένα τυπικό χειριστήριο ποτενσιόμετρου 2 αξόνων από τηλεχειριστήριο για αεροπλάνο κλπ. Ενώ αυτά λειτουργούν, συχνά δεν είναι ιδιαίτερα υψηλής ποιότητας και επιπλέον η λαβή δεν είναι ιδανική, καθώς είναι κατασκευασμένη για χρήση με ένας μόνο αντίχειρας. Επιλέξαμε να χρησιμοποιήσουμε ένα joystick 2 αξόνων με μια λαβή μπάλα για ευκολία στη χρήση. Σχεδίασα και εκτύπωσα 3D μια βάση για το χειριστήριο. Συνολικά, πέρασε από 4 έντυπες αναθεωρήσεις πριν είναι ικανοποιητική.

Υπάρχουν πολλά πράγματα που πρέπει να σημειωθούν σχετικά με το στήριγμα χειριστηρίου:

• Χρησιμοποιεί δύο μπουλόνια για στερέωση στο PVC 1 ". Για να καθορίσουμε το ακριβές μέγεθος που απαιτείται για αυτό, εκτυπώσαμε ένα σύνολο" δοκιμαστικών δακτυλίων "με ελαφρώς διαφορετικές εσωτερικές διαμέτρους (δείτε την παραπάνω φωτογραφία).
• Αυτό το συγκεκριμένο αρχείο χρειάζεται υποστήριξη για την καλύτερη εκτύπωση - το εκτύπωσα σε Ultimaker 3. Υποθέτω ότι μπορεί να εκτυπωθεί σε μια πλευρά, αλλά πιθανότατα δεν θα έβγαινε πολύ καλά. Έχω επισυνάψει και ένα μοντέλο που δεν χρειάζεται υποστήριξη.
• Υπάρχει ένα κανάλι σχήματος U.
• Ο σχεδιασμός μου χρησιμοποιεί ακρυλικό επάνω κάλυμμα κομμένο με λέιζερ, το οποίο θα μπορούσε εύκολα να εκτυπωθεί 3D

Βήμα 5: Σύστημα τοποθέτησης PVC

Όπως και ο αρχικός σχεδιασμός, χρησιμοποιήσαμε PVC για να κατασκευάσουμε ένα πλαίσιο γύρω από το όχημα. Αυτό το πλαίσιο παρέχει μεγαλύτερη προστασία για τον χρήστη, καθώς και βολικά σημεία στερέωσης για άλλα μέρη όπως το χειριστήριο και το προσκέφαλο.

Χρησιμοποιήσαμε μπουλόνια για να στερεώσουμε το πλαίσιο PVC στο υπάρχον πλαίσιο σε τέσσερα σημεία (δείτε την παραπάνω εικόνα, τα σημεία στερέωσης είναι κυκλωμένα με κόκκινο χρώμα).

Βήμα 6: Πλάτη, προσκέφαλο και άλλες δομές υποστήριξης

Λαμβάνοντας υπόψη ότι κατασκευάζουμε αναπηρικό καροτσάκι, η δομή στήριξης και το εργονομικό προϊόν είναι πολύ σημαντικό. Υπήρχαν τρεις περιοχές που βελτιώθηκαν δραστικά από το αρχικό Wild Thing.

1. Πλάτη

Χρησιμοποιήσαμε αφρώδες λάκκο, με δύο ξύλινες σφήνες σε σχήμα τριγώνου ανάμεσα σε αυτό και το αρχικό κάθισμα, έτσι ώστε η πλάτη να είναι πιο απότομη. Τα μπουλόνια του ανελκυστήρα χρησιμοποιήθηκαν για να εξασφαλίσουν ολόκληρη τη ρύθμιση.

2. Δομές στήριξης πλευρικού κορμού

Χρησιμοποιήσαμε ένα κομμάτι λαμαρίνας τοποθετημένο στο πίσω πορτοκαλί πλαίσιο που τυλίχθηκε στις πλευρές της μέσης του χρήστη. Ο αφρός τυλίχθηκε γύρω από τις «άκρες» αυτού του μεταλλικού κομματιού. Δείτε φωτογραφίες.

3. Προσκέφαλο

Η πλάτη του kickboard είναι καλή όσον αφορά την υποστήριξη της πλάτης, αλλά δεν ήταν αρκετά ψηλή για να στηρίξει το κεφάλι του χρήστη στην περίπτωσή μας. Εξαιτίας αυτού, προστέθηκε ένα προσκέφαλο. Αφαιρέσαμε το προσκέφαλο από το υπάρχον (χειροκίνητο) αναπηρικό αμαξίδιο του χρήστη και απλά το βιδώσαμε στο kickboard.

Βήμα 7: Τροχός Caster

Ο αρχικός τροχός τροχού και η δομή στήριξής του ήταν πλαστικές, είχαν πάρα πολύ παιχνίδι και δεν κυλούσαν καθόλου καλά. (δείτε την παραπάνω φωτογραφία για αποσυναρμολογημένη προβολή). Επιλέξαμε να αντικαταστήσουμε αυτόν τον τροχό τροχού με έναν περιστρεφόμενο ελαστικό τροχό που έχει σχεδιαστεί για χρήση στο κάτω μέρος των τροχοφόρων καροτσιών κ.λπ.

Σχεδίασα δύο πλάκες στο Fusion 260 που θα ταιριάζουν στο πάνω και κάτω μέρος της πλαστικής περιστρεφόμενης πλήμνης στο πίσω μέρος του οχήματος (βλέπε φωτογραφία). Αυτές οι πλάκες κόπηκαν σε κόπτη πλάσματος CNC. Ένα μικρό κομμάτι χαλύβδινων σωλήνων συγκολλήθηκε σε κάθε τρύπα σε αυτές τις πλάκες. Τα μπουλόνια πέρασαν από την επάνω πλάκα, την κάτω πλάκα και στη συνέχεια τρύπες στην πλάκα στερέωσης στον τροχό τροχού.

Ευχαριστούμε που διαβάσατε αυτό το Instructable και ψηφίστε το στο Διαγωνισμό PVC και κάντε το να μετακινηθεί!

Πρώτο Βραβείο στο Διαγωνισμό Make It Move 2017