ΒΒ8: 9 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το έργο ήταν για την «Creative Electronics», μια ενότητα Beng Electronics Engineering στο Πανεπιστήμιο της Μάλαγα, Σχολή Τηλεπικοινωνιών (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Είμαστε τρεις μαθητές που θέλαμε να αναπτύξουμε ένα έργο που θα μας παρακινούσε και θα μας συνεπάρει. Άχναμε για έργα και ένα συγκεκριμένα τράβηξε την προσοχή μας, οπότε σκεφτήκαμε ότι θα μπορούσαμε να το αναπαράγουμε. Αφού συζητήσαμε αρκετές ιδέες, αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε ένα BB8.

Το διδακτικό στο οποίο βασίστηκε το έργο μας είναι:

www.instructables.com/id/BB8-Droid-Arduino…

Βήμα 1: Υλικά

• Arduino UNO
• Κινητήρες και τροχοί DC - Σύνδεσμος
• Motor Drive Shield L293D - Σύνδεσμος
• Μοντέλο Bluetooth HM -10 - Σύνδεσμος
• Μαγνήτες νεοδυμίου (8mm x 3mm)
• Μαγνήτες 20mm x 3mm
• Μπάλα φελιζόλ
• 4 μπαταρίες AA
• Υποδοχή μπαταρίας για 4 μπαταρίες ΑΑ
• Sharpies
• 100g καλάμι ψαρέματος
• Πλαστικό για 3D εκτυπωτή
• Κελί κουμπιού
• Υποδοχή μπαταρίας για κελί κουμπιού
• Κόκκινο LED
• Ένα ζευγάρι καλώδια
• Μερικοί σφιγκτήρες για να συγκρατούν τους κινητήρες
• Λευκό και πορτοκαλί χρώμα
• 3 Βίδες για να συγκρατήσετε τον πίνακα Arduino
• Κολλητική ταινία
• Ξυλεία πλήρωσης
• Λευκό και πορτοκαλί χρώμα

Θα χρειαστείτε επίσης τα ακόλουθα εργαλεία:

• Κατσαβίδι
• Πυροβόλο θερμής τήξης
• Συγκολλητικό σίδερο από κασσίτερο
• Βούρτσα

Βήμα 2: Ας τα καταφέρουμε! - Εσωτερική δομή

Μόλις έχουμε όλα τα υλικά, το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι να εκτυπώσουμε το εσωτερικό κομμάτι.

Ενώ το κομμάτι εκτυπώνεται, θα αλλάξουμε τις αρσενικές ακίδες 0 και 1 του ελεγκτή μοτέρ για θηλυκούς-αρσενικούς πείρους. Για να γίνει αυτό, με τη βοήθεια ενός συγκολλητικού σιδήρου, θα αφαιρέσουμε τις υπάρχουσες αρσενικές καρφίτσες και θα τοποθετήσουμε τις νέες. Επίσης, θα συγκολλήσουμε μερικές θηλυκές καρφίτσες όπου υποδεικνύει ότι τα Vcc και Gnd μπορούν να συνδέσουν εκεί την τροφοδοσία της μονάδας bluetooth.

Μόλις τελειώσει αυτό, θα κάνουμε τις συνδέσεις των κινητήρων: θα τους συνδέσουμε με τις εισόδους Μ1 και Μ2 της πλακέτας, όπως υποδεικνύεται στις εικόνες.

Μόλις εκτυπώσουμε την εσωτερική δομή, μπορούμε να προχωρήσουμε στην εγκατάσταση όλων των στοιχείων ως εξής:

Οι κινητήρες θα τοποθετηθούν στις υποδεικνυόμενες θέσεις και θα στερεωθούν με φλάντζες.

Το arduino θα κρατηθεί κάθετα με τις βίδες όπως φαίνεται στην εικόνα και το χειριστήριο των κινητήρων θα τοποθετηθεί στην κορυφή.

Τέλος, θα τοποθετήσουμε τη μονάδα bluetooth στο ειδικό διαμέρισμα.

Από την άλλη πλευρά, προηγούμαστε να τοποθετήσουμε τους μαγνήτες στις οπές του άνω μέρους, προσπαθώντας όλοι να έχουν την ίδια πολικότητα (μπορούμε να επαληθεύσουμε ότι πλησιάζει σε άλλο μαγνήτη).

Σημείωση: τα κομμάτια για τρισδιάστατη εκτύπωση μπορούν να ληφθούν από το σύνδεσμο στην αρχή του ενοχλητικού και αντιστοιχούν στο έργο που αναφέρθηκε παραπάνω.

Βήμα 3: Ενότητα Bluetooth και Φόρτωση προγράμματος

Ακολουθώντας το βασικό έργο, η μονάδα bluetooth είναι το HM-10 με έξι ακίδες (από τις οποίες, είχαμε τέσσερις από αυτές, τις πιο σημαντικές, Vcc, Gnn, Rx και Tx).

Η σύνδεση των ακίδων έχει ήδη καθοριστεί στην προηγούμενη ενότητα και η επικοινωνία μεταξύ αυτής της μονάδας και του arduino είναι πολύ απλή αφού το arduino επικοινωνεί με αυτό ως σειριακό τερματικό.

Στο έργο μας, θέλαμε να αλλάξουμε το όνομα της μονάδας σε "BB8". Κανονικά, αυτό γίνεται μέσω εντολών AT των οποίων υπάρχουν πολλές πληροφορίες στο διαδίκτυο, αλλά η ενότητα που αποκτήσαμε (και της οποίας έχουμε αφήσει έναν σύνδεσμο στη λίστα υλικών), είναι από τον κατασκευαστή DSD TECH και χρειάζεται ένα πρόγραμμα που παρέχει ο κατασκευαστής στον ιστότοπό του για να τροποποιήσει τις ρυθμίσεις της μονάδας. Σύνδεσμος του προγράμματος: dsdtech-global

Όπως έχουμε ήδη σχολιάσει, η επικοινωνία γίνεται ως σειριακό τερματικό και είναι πολύ εύκολο να ελεγχθεί, με μια εφαρμογή για κινητά και ένα βασικό πρόγραμμα arduino τη λειτουργία της.

Μόλις τοποθετήσουμε όλα τα μέρη (προηγούμενο τμήμα) και διαμορφώσουμε τη μονάδα bluetooth, μπορούμε να φορτώσουμε το arduino με το λογισμικό που επισυνάψαμε στο βήμα 8. Για να γίνει αυτό, πρέπει πρώτα να αποσυνδέσουμε τις ακίδες Tx και Rx (0 και 1 αντίστοιχα) γιατί αλλιώς θα έχουμε προβλήματα. Στη συνέχεια, συνδέουμε το arduino στον υπολογιστή, ανοίγουμε την επίσημη εφαρμογή Arduino, επιλέγουμε το μοντέλο του συνδεδεμένου πίνακα (Arduino UNO) καθώς και τη θύρα στην οποία είναι συνδεδεμένο και προχωράμε στη μεταφόρτωση του προγράμματος.

Βήμα 4: Εφαρμογή Android

Υπάρχουν πολλές εφαρμογές IOS και ANDROID συμβατές με το Arduino και τη μονάδα bluetooth, οπότε ήταν δύσκολο για εμάς να επιλέξουμε μία … Τελικά επιλέξαμε μια εφαρμογή Android που ονομάζεται Bluetooth Electronics. Αυτή η εφαρμογή σάς επιτρέπει να προσαρμόσετε την οθόνη, να τοποθετήσετε όλα τα είδη αντικειμένων, από κουμπιά έως χειριστήρια και να συνδεθείτε με διάφορους τρόπους, όπως bluetooth, BLE και USB.

Στη διεπαφή μας, έχουμε τοποθετήσει το όνομα του ρομπότ, ένα κουμπί και ένα τερματικό για να δούμε τι στέλνουμε από την εφαρμογή. Έχουμε διαμορφώσει το pad για να στέλνει «P»+αριθμό+«F» σε κάθε μετάδοση. Το «P» ξεκινά τη μετάδοση, ο αριθμός αντιστοιχεί σε έναν αριθμό που σχετίζεται με κάθε βέλος στο ταμπλό και το «F» τελειώνει τη μετάδοση.

Μόλις προσαρμόσουμε και διαμορφώσουμε τη διεπαφή μας, συνδέουμε τη συσκευή μας και πατάμε το κουμπί RUN. Τώρα μπορούμε να δοκιμάσουμε το ρομπότ μας και το πρόγραμμά μας χωρίς κανένα πρόβλημα.

Σύνδεσμος εφαρμογής: arduinobluetooth

Βήμα 5: Σώμα

Αυτό είναι ένα από τα βασικά κομμάτια του έργου μας. Στο αρχικό έργο το πλαστικό είναι γκρι και η μπάλα πρέπει να βαφτεί λευκή. Στην περίπτωσή μας, προτιμούμε να το εκτυπώσουμε λευκό για να μας εξοικονομήσει λίγο αργότερα όταν το βάφουμε.

Μόλις τελειώσουμε, μπορούμε να εισαγάγουμε την εσωτερική δομή και να ελέγξουμε ότι όλα λειτουργούν μέσω της εφαρμογής που αναφέραμε στην προηγούμενη ενότητα.

Βήμα 6: Κεφαλή

Για να γίνει αυτό, εκτυπώνεται πρώτα η βάση της κεφαλής.

Δεύτερον, βάζουμε μια θήκη μπαταρίας μέσα και μέσα από την τρύπα που απομένει περνάμε τα καλώδια για να τοποθετήσουμε ένα led (σωστά πολωμένο) από πάνω και με αντίσταση 330 σε έναν από τους ακροδέκτες του να το συγκολλάμε όπως φαίνεται στη φωτογραφία.

Στη συνέχεια, κόβουμε τη μπάλα πορέξπαν στο μισό και την κολλάμε με καυτή σιλικόνη στην κορυφή της βάσης του κεφαλιού.

Τέλος, έπρεπε να τοποθετήσουμε τους μαγνήτες στο εσωτερικό για το οποίο χρησιμοποιήσαμε ζεστή σιλικόνη.

Βήμα 7: Διακοσμήστε

Για τη μπάλα, πρώτα, με μια πυξίδα κάνουμε δύο κύκλους. Στη συνέχεια, σε κάθε διαγώνιο των κύκλων κάνουμε 1 ορθογώνιο.

Μόλις γίνουν τα 6 σχέδια με μολύβι, παίρνουμε λίγη ταινία κάλυψης για να καλύψουμε όλα όσα δεν θέλαμε να βάψουμε και εφαρμόζουμε 1 σπρέι (λαμβάνοντας τις απαραίτητες προφυλάξεις).

Όταν στεγνώσει, αφαιρούμε την ταινία και σκιαγραφούμε όλα τα σχέδια με ένα μολύβι όπως μας αρέσει. Στην περίπτωσή μας, εξετάζουμε τον σχεδιασμό του αρχικού BB8.

Είναι σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι τα σχέδια είναι τέλεια κατανεμημένα και ότι δεν υπάρχουν πάρα πολλά σχέδια στους αρμούς, καθώς το κόψιμο θα γίνει αντιληπτό όταν προχωρήσουμε στο κλείσιμο της μπάλας.

Τέλος, για να κλείσουμε την μπάλα επιλέγουμε να χρησιμοποιήσουμε κολλητική ταινία και να ολοκληρώσουμε την μπάλα όπως βλέπουμε στην τελευταία ενότητα.

Βήμα 8: Λογισμικό

Στον ακόλουθο σύνδεσμο προς την πλατφόρμα GitHub, θα βρείτε τον κώδικα που θα πρέπει να εφαρμόσετε στον πίνακα arduino UNO για να αναπτύξετε αυτό το διδακτικό. Θα πρέπει να το κατεβάσετε και να το ανεβάσετε όπως εξηγείται στο βήμα 3.

Θυμηθείτε να έχετε αποσυνδέσει τις ακίδες Tx και Rx του πίνακα Arduino UNO. Διαφορετικά, η φόρτωση δεν θα είναι δυνατή και θα σας δημιουργήσει προβλήματα.

Σύνδεσμος: GitHub

Βήμα 9: Συμπέρασμα

Τώρα που ξέρετε πώς να φτιάξετε το BB8, θα σας δείξουμε μια σειρά από συμβουλές και κόλπα από την εμπειρία μας που θα σας βοηθήσουν, όταν επαναλάβετε αυτό το έργο, να λειτουργήσετε σωστά και να μην έχετε προβλήματα.

Όπως ίσως θυμάστε, στο βήμα 6 οι μαγνήτες εγκαθίστανται και η αρχική μας ιδέα ήταν να τοποθετήσουμε τρεις μαγνήτες νεοδυμίου στην εσωτερική δομή και άλλους τρεις στο κεφάλι, αλλά όταν τους αποκτήσαμε και τους δοκιμάσαμε, οι μαγνήτες άσκησαν τέτοια δύναμη που οι εσωτερικοί η δομή ανασηκώθηκε και δεν λειτούργησε σωστά.

Ως εκ τούτου, δοκιμάσαμε λιγότερο ισχυρούς μαγνήτες για το κεφάλι (επομένως αυτοί δεν είναι νεοδύμιο) καθώς και αντισταθμίσεις με βάρη, έτσι ώστε η μπάλα να μην έχει πολλές ταλαντώσεις και να ανακτήσει γρήγορα την αρχική της θέση. Αυτό βοήθησε να διασφαλιστεί ότι, όταν διασταυρώνεται με στροφές και προχωράει προς τα εμπρός, η κατεύθυνση της μπάλας δεν θα παραμορφώνεται.

Αυτό που συνέβη είναι ότι, σε προηγούμενες δοκιμές, η μπάλα γύρισε σε κύκλους και αν επιταχύνατε, η τροχιά δεν ήταν τέλεια, κάτι που διορθώσαμε με το βάρος των 100 γραμμαρίων που βρίσκεται στο πίσω μέρος της εσωτερικής δομής και που φαίνεται η συνημμένη εικόνα.

Από την άλλη πλευρά, για να μειώσουμε τις τριβές και να κάνουμε τη στροφή του κεφαλιού πιο φυσική και ολισθηρή, τοποθετήσαμε λωρίδες ταινίας σώματος στους μαγνήτες.