Zippy the Fanbot: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Αυτό το διδακτικό δημιουργήθηκε για να εκπληρώσει την απαίτηση έργου του MAKEcourse στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα (www.makecourse.com).

Το Zippy the Fanbot είναι ένα έργο βασισμένο στο Arduino, το οποίο χρησιμοποιεί ώθηση που παράγεται από προπέλες τοποθετημένες σε κινητήρες χωρίς ψήκτρες για να προωθήσει ή να περιστρέψει το bot προς τις επιθυμητές κατευθύνσεις. Ο χρήστης ελέγχει το bot με τηλεχειριστήριο υπερύθρων. Το όνομα Zippy δημιουργήθηκε από το γεγονός ότι η πλειοψηφία της συνέλευσης πραγματοποιείται μαζί με φερμουάρ.

Βήμα 1: Τρισδιάστατη εκτύπωση των ανταλλακτικών

Το πλαίσιο αυτού του συγκροτήματος καθώς και η θήκη και τα ηλεκτρονικά κουτιά Arduino εκτυπώθηκαν σε τρισδιάστατο τρόπο. Κάθε μέρος εκτυπώθηκε σε πλήρωση 30% με 3-5 κελύφη. Έχω ανεβάσει τα αρχεία τμήματος STL για να σας διευκολύνω. Απλώς κατεβάστε τα και φέρτε τα σε έναν καλό τρισδιάστατο εκτυπωτή!

Βήμα 2: Αγοράστε τα απαραίτητα ηλεκτρονικά και ανταλλακτικά

Μια σειρά ηλεκτρονικών ειδών και εξαρτημάτων θα χρειαστούν για την κατασκευή και τη χρήση του Zippy the Fanbot. Ακολουθεί μια λίστα με όλα τα μέρη που χρησιμοποίησα για την κατασκευή αυτού του έργου:

1x Arduino Uno R3

1x αισθητήρας υπερύθρων VS/HX1838B

1 πακέτο καρφίτσες κεφαλίδας από αρσενικό σε αρσενικό (αρκετά για καρφίτσες Arduino)

1x Συσκευασία 8 Γυναικεία προς Γυναικεία καλώδια

Μπαταρία πολυμερούς λιθίου 1x 3S 11.1V

1x Καλωδίωση διανομής ισχύος ή πίνακας διανομής ισχύος

4x Afro SimonK 20A OPTO ESCs

4x Sunnysky X2212 KV980 Brushless Motors

2x Έλικες πολλαπλών στροφών APC CW 8045

2x Έλικες πολλαπλών στροφών APC CCW 8045

1x Πακέτο με φερμουάρ 4 ιντσών

4x Light Duty Περιστρεφόμενοι τροχοί

1x πακέτο λουρί Velcro

1x ρολό μαλακής ταινίας διπλής όψης

Βήμα 3: Συναρμολογήστε τα μέρη και δημιουργήστε το κύκλωμα

Αφού εκτυπώσετε 3-D όλα τα απαραίτητα μέρη και αγοράσετε όλα τα άλλα απαραίτητα εξαρτήματα, ήρθε η ώρα να ξεκινήσετε τη συναρμολόγηση του Zippy! Ανατρέξτε στην πρώτη εικόνα σε αυτό το διδακτικό για να απεικονίσετε πώς συνδυάζονται όλα.

Το τρισδιάστατο τυπωμένο πλαίσιο είναι πολύ διαισθητικό για να το συνδυάσετε, έτσι το ήθελα. Οι δύο βραχίονες αλληλοσυνδέονται για να δημιουργήσουν ένα πλαίσιο Χ και υπάρχει ένα στήριγμα που ταιριάζει στους βραχίονες. Η θήκη των ηλεκτρονικών πηγαίνει κάτω από τα χέρια. Οι προσαρμογείς ανεμιστήρων τοποθετούνται στα άκρα κάθε βραχίονα και οι προσαρμογείς τροχών γλιστρούν ακριβώς στα πόδια του πλαισίου. Θα πρέπει να είναι πολύ διαισθητικό πού να εφαρμόσετε όλα τα φερμουάρ, ωστόσο, αν δεν είναι, απλά κοιτάξτε την πρώτη εικόνα σε αυτό το άκαμπτο! Δεν είναι απολύτως απαραίτητο να εφαρμόσετε φερμουάρ για να κρατήσετε το πάνω στήριγμα στους βραχίονες.

Μόλις συναρμολογηθεί το πλαίσιο, ήρθε η ώρα να συνδέσετε και να τοποθετήσετε τα ηλεκτρονικά. Τα ESC στερεώνονται στους βραχίονες ενώ οι κινητήρες πρέπει να τοποθετηθούν στους προσαρμογείς ανεμιστήρα. Τόσο οι ESC όσο και οι κινητήρες είναι τοποθετημένοι με φερμουάρ. Η πολικότητα πρέπει να αντιστραφεί μεταξύ των ESC και των κινητήρων στον μπροστινό αριστερό και πίσω δεξιό βραχίονα, έτσι ώστε να περιστρέφονται δεξιόστροφα. Οι άλλοι δύο βραχίονες θα έχουν κινητήρες που περιστρέφονται αριστερόστροφα. Επομένως, οι δεξιόστροφα στηρίγματα θα τοποθετηθούν στους μπροστινούς αριστερούς και πίσω δεξί κινητήρες ενώ οι αριστερόστροφοι στηρίγματα θα τοποθετηθούν στους μπροστινούς δεξί και πίσω αριστερούς κινητήρες. Αυτές οι αντίθετες κατευθύνσεις περιστροφής παράγουν αντίθετες ροπές που βοηθούν στη σταθερή απόδοση του bot.

Χρησιμοποιήστε velcro για να τοποθετήσετε τη θήκη Arduino καθώς και τη μπαταρία LiPo στο επάνω μέρος του κεντρικού βραχίονα. Χρησιμοποιήστε ταινία διπλής όψης για να τοποθετήσετε τον αισθητήρα IR στο επάνω κέντρο της θήκης Arduino, με αυτόν τον τρόπο, είναι σε βέλτιστη θέση για λήψη σημάτων από το τηλεχειριστήριο. Όλη η διανομή ισχύος από το LiPo στα ESC τροφοδοτείται μέσω του ηλεκτρονικού κουτιού που βρίσκεται στην θήκη των ηλεκτρονικών. Το καλώδιο σήματος από το Arduino στα ESC τροφοδοτείται επίσης μέσω του ηλεκτρονικού κουτιού. ΝΑ ΠΡΟΣΕΧΕΤΕ να μην διασχίσετε την καλωδίωση από το LiPo στα ESC. Αυτό μπορεί εύκολα να βλάψει τα ESC και ενδεχομένως να προκαλέσει πυρκαγιά.

Ανατρέξτε στο σχηματικό κύκλωμα που απεικονίζει πώς όλα συνδέονται μεταξύ τους.

Βήμα 4: Αναβοσβήστε το Arduino

Μόλις συναρμολογηθεί το Zippy the Fanbot, ήρθε η ώρα να αναβοσβήσετε το Arduino με το απαραίτητο λογισμικό. Παρέχω το σκίτσο Arduino που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του Zippy. Ο κώδικας ουσιαστικά απαιτεί 5 κουμπιά για τη λειτουργία του fanbot. Τα καλύτερα κουμπιά για προγραμματισμό είναι τα κουμπιά πλοήγησης στο τηλεχειριστήριο. Είναι διαισθητικό ότι τα κουμπιά πάνω/κάτω θα μετακινήσουν το bot προς τα εμπρός/προς τα πίσω, ενώ τα κουμπιά αριστερά/δεξιά θα περιστρέψουν το bot αριστερόστροφα/δεξιόστροφα. Το κεντρικό κουμπί πλοήγησης θα λειτουργήσει ως διακόπτης θανάτωσης και θα σταματήσει όλους τους κινητήρες. Εάν το τηλεχειριστήριο που χρησιμοποιείτε δεν λειτουργεί με αυτόν τον κωδικό, αφαιρέστε τις προπέλες από το bot και χρησιμοποιήστε τη σειριακή οθόνη στο Arduino IDE για να επαναπρογραμματίσετε το Arduino για να λειτουργήσει με τα κουμπιά κατεύθυνσης στο τηλεχειριστήριό σας. Απλώς πρέπει να πατήσετε το κουμπί που θέλετε να χρησιμοποιήσετε και να παρατηρήσετε ποια τιμή εμφανίζεται στη σειριακή οθόνη. Στη συνέχεια, αντικαταστήστε την τιμή στην αντίστοιχη πρόταση if που βρίσκεται στον κώδικα που παρείχα με την τιμή που βλέπετε στη σειριακή οθόνη.

Ο κώδικας είναι αρκετά απλός όπως θα δείτε. Υπάρχουν 5 έλεγχοι υπό όρους που καθορίζουν ποιο κουμπί πιέζεται. Για παράδειγμα, εάν ο αισθητήρας IR εντοπίσει ότι το κουμπί επάνω πατάται, οι δύο μπροστινοί κινητήρες θα περιστρέφονται, γεγονός που τραβάει το bot προς τα εμπρός. Εάν πατήσετε το αριστερό κουμπί πλοήγησης, ο μπροστινός δεξιός και ο πίσω αριστερός κινητήρας θα περιστραφούν προκαλώντας το bot να περιστραφεί αριστερόστροφα. Εάν κρατήσετε πατημένο ένα κουμπί για έναν συγκεκριμένο ελιγμό, οι αντίστοιχοι κινητήρες θα αυξάνουν συνεχώς τις ταχύτητές τους μέχρι να επιτευχθεί η μέγιστη ταχύτητα.

Ας πούμε για ένα δευτερόλεπτο ότι το bot προχωράει με τους μπροστινούς κινητήρες του να γυρίζουν στις μέγιστες ταχύτητές τους. Εάν ο χρήστης πατήσει και κρατήσει πατημένο το κουμπί κάτω, οι μπροστινοί κινητήρες θα επιβραδύνουν μέχρι να σταματήσουν εντελώς και στη συνέχεια οι πίσω κινητήρες θα ενεργοποιηθούν και θα στείλουν το bot αντίστροφα. Αυτό ισχύει και για τους περιστροφικούς ελιγμούς του bot. Αυτό επιτρέπει στον χρήστη να επιταχύνει ή να επιβραδύνει τους ελιγμούς που εκτελεί το bot.

Τώρα, ας πούμε ότι το bot προχωρά και πάλι με κάποια ταχύτητα. Εάν πατηθεί το αριστερό ή το δεξί κουμπί κατεύθυνσης, το bot θα σταματήσει αμέσως να περιστρέφει όλους τους κινητήρες πριν ενεργοποιήσει τους κινητήρες που το κάνουν να γυρίζει. Επομένως, ο χρήστης μπορεί να αλλάξει αμέσως μεταξύ γραμμικής και περιστροφικής κίνησης.

Βήμα 5: Διασκεδάστε χρησιμοποιώντας το Zippy και είστε ασφαλείς

Τώρα είστε έτοιμοι! Μόλις δημιουργήσετε το Zippy και ενεργοποιήσετε τον κώδικα Arduino, ήρθε η ώρα να παίξετε. Να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί όμως, ειδικά γύρω από παιδιά και ζώα. Βεβαιωθείτε ότι οι έλικες είναι καλά ισορροπημένες και σφιγμένες με άνεση στους κινητήρες. Οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες που χρησιμοποιούνται σε αυτό το έργο περιστρέφονται σε πολύ υψηλές στροφές ανά λεπτό, επομένως, τα στηρίγματα είναι πολύ ικανά να προκαλέσουν τραυματισμούς. Καλα να περνατε!