STEGObot: Stegosaurus Robot: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Koncept tohto malého kamaráta má vôľu vytvárať hravejšie roboty, aby môj 4 -ročný chlapec mal ešte väčší záujem o učenie elektroniky a robotiky.

Jeho hlavnou črtou je doska plošných spojov v tvare stegosaura, ktorá je hlavnou súčasťou podpory všetkej elektroniky a je základnou súčasťou estetiky.

Mám v úmysle ukázať celý dizajn a konštrukciu tohto robota pre jasnejšie vnímanie kontextu.

Prvé video ukazuje prehľad konceptu a dizajnu, mechaniky, elektroniky a programovania, ale popíšem tu aj tieto kroky s niekoľkými ďalšími informáciami a podrobnosťami.

Krok 1: Návrh

Sediac za svojim stolom s hračkou stegosaura môjho dieťaťa v ruke na inšpiráciu som začal kresliť diely priamo na lepenku.

Skončil som s pekným kartónovým prototypom, aby som otestoval mechanizmus nohy / chôdze a získal dobrý prehľad o skutočnej veľkosti a usporiadaní dielov.

Potom, poznajúc požadované rozmery, som začal kresliť konečný model a 2D šablóny pre mechanické diely.

Krok 2: Mechanika

Všetky mechanické časti boli vyrobené z vysoko nárazových polystyrénových kusov (plechy s hrúbkou 2 mm). Toto je môj obľúbený materiál na výrobu vlastných dielov pre moje roboty a tento materiál používam asi 8 rokov.

Metóda je jednoduchá: šablóny sú nalepené na plastové diely tyčinkovým lepidlom. Keď je lepidlo dobre suché, nakrájam kúsky na linky úžitkovým nožom. Pri rovných líniách používam na vedenie rezov aj kovové pravítko, aby mali skutočne rovný strih.

Niektoré časti je potrebné ďalej posilniť. V týchto prípadoch kombinujem viac vrstiev, aby som dosiahol potrebnú pevnosť, a pomocou sekundového lepidla všetko spojím.

Aby mali diely hladký povrch, najskôr ich obrúsim brúsnym papierom # 60, aby sa odstránil prebytočný materiál, a brúsnym papierom # 500 na jemné dokončenie.

Otvory sa dajú ľahko vytvoriť vŕtačkou.

Posledným krokom je namaľovať všetko. Najprv pomocou rozprašovača, aby ste zistili, či je všetko dostatočne hladké, a nakoniec požadovanej farby.

Servomotory pre nohy / chodiaci mechanizmus sú všetky mini servá Hitec. Stredný je HS-5245MG a ďalšie dva (pre predné a zadné nohy) sú HS-225MG. Vybral som si ich nie zo žiadneho zvláštneho dôvodu … bolo to jednoducho preto, že boli tí, ktorých som mal doma. Sú to však vynikajúce servomotory s kovovými prevodmi a majú väčší krútiaci moment, než je potrebné.

Zoznam materiálov pre mechaniku:

• vysoko nárazový polystyrén (2 mm hrubý plech);
• sekundové lepidlo;
• sivý základný sprej;
• zelená farba v spreji;
• Servomotor Hitec HS-5245MG (1x);
• Servomotor Hitec HS-225MG (2x);
• Distančný stĺpik nylonu M3 35 mm (4x);
• skrutky a matice;
• brúsny papier (# 60 a # 500).

Krok 3: Elektronika

Doska plošných spojov (nazývam ju STEGOboard) je navrhnutá tak, aby uľahčilo pripojenie servomotorov a modulu NRF24L01 k doske Arduino Nano. To sa samozrejme dalo urobiť s veľmi malým plošným spojom. Ale ako som už povedal, PCB je tiež základnou súčasťou estetiky.

Keď som si v mysli predstavil celého robota, napadlo mi, že by mal mať na chrbte veľký zelený PCB s výraznými doskami v tvare draka.

Súbor tvaru PCB (SVG) bol vyrobený pomocou Inkscape a schéma a usporiadanie elektronických častí na doske bolo vyrobené pomocou Fritzing. Fritzing sa používal aj na export súborov Gerber potrebných na výrobu.

Dosku plošných spojov vyrobila spoločnosť PCBWay.

Doska plošných spojov má tri konektory pre servomotory a záhlavia pre dosku Arduino Nano a modul NRF24L01. Má tiež konektor pre napájanie. Všetko bolo spájkované bezolovnatou spájkou.

Napájanie je vyrobené z dvoch LiPo batérií zapojených do série, takže mám 7,4V. Servomotory však akceptujú maximálne 6 voltov. Preto má tiež zostupný modul LM2596, ktorý poskytuje správne napätie a nespúšťa servomotory.

Zoznam materiálov pre elektroniku:

• Arduino Nano R3;
• Modul NRF24L01;
• kolíkové hlavičky s pravým uhlom;
• ženské hlavičky;
• Batéria LiPo 3,7V 2000 mAh (2x);
• bezolovnatý spájkovací drôt;
• LM2596 redukčný regulátor napätia;
• tavidlo spájky.

Krok 4: Programovanie

Programovanie STEGObot je veľmi jednoduché, pretože má iba tri servomotory a bolo vyrobené s Arduino IDE.

V zásade musíme posunúť stredný servomotor tak, aby naklonil prednú časť tela a otočil servo predných nôh (súčasne sa zadné nohy otáčajú opačne). Takže to ťahá robota dopredu.

Krok 5: Bavte sa

STEGObot sa môže pohybovať dopredu, dozadu a otáčať doľava a doprava. Je diaľkovo ovládaný pomocou vlastného diaľkového ovládača, ktorý som vyrobil na ovládanie všetkých svojich robotov.