Joy Robot (Robô Da Alegria) - 3D tlačený open source robot s robotom Arduino !: 18 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Od IgorF2Sledovať viac od autora:

O: Výrobca, inžinier, šialený vedec a vynálezca Viac o IgorF2 »

Prvá cena v súťaži kolies Instructables, druhá cena v súťaži Arduino v Instructables a finalista súťaže Design for Kids Challenge. Ďakujeme všetkým, ktorí o nás hlasovali !!!

Roboti sa dostávajú všade. Od priemyselných aplikácií až po prieskum pod vodou a vesmíru. Ale moje obľúbené sú tie, ktoré slúžia na zábavu a zábavu! V tomto projekte bol robot vyrobený pre domácich majstrov určený na zábavu v detských nemocniciach a priniesol deťom zábavu. Projekt je zameraný na zdieľanie znalostí a podporu technologických inovácií s cieľom pomôcť mimovládnym organizáciám, ktoré vykonávajú charitatívnu činnosť v detských nemocniciach.

Tento návod ukazuje, ako navrhnúť diaľkovo ovládaného humanoidného robota ovládaného prostredníctvom siete Wi-Fi pomocou Arduino Uno pripojeného k modulu Wi-Fi ESP8266. Používa niektoré servomotory na pohyby hlavy a ramien, niektoré jednosmerné motory na pohyb na malé vzdialenosti a tvár vyrobenú z LED matíc. Robota je možné ovládať z bežného internetového prehliadača pomocou rozhrania navrhnutého v HTML. Smartfón so systémom Android sa používa na prenos videa a zvuku z robota do ovládacieho rozhrania operátora.

Tento tutoriál ukazuje, ako bola štruktúra robota vytlačená a zostavená 3D. Vysvetlia sa elektronické obvody a kód Arduino je podrobný, aby mohol ktokoľvek replikovať robota.

Niektoré techniky použité pre tohto robota boli už zverejnené na Instructables. Pozrite sa na nasledujúce návody:

www.instructables.com/id/WiDC-Wi-Fi-Controlled-FPV-Robot-with-Arduino-ESP82/

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED-Matrix-Array-With-Arduino-Uno/

www.instructables.com/id/Wi-Servo-Wi-fi-Browser-Controlled-Servomotors-with/

Osobitné poďakovanie patrí ďalším členom tímu zapojeným do vyššie uvedeného projektu, ktorí sú zodpovední za prvú verziu kódu uvedenú v tomto návode:

• Thiago Farauche
• Diego Augustus
• Yhan Christian
• Helam Moreira
• Paulo de Azevedo ml.
• Guilherme Pupo
• Ricardo Caspirro
• ASEBS

Viac o projekte nájdete:

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-joy-robot

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

www.facebook.com/robodaalegria/

Ako môžeš pomôcť?

Tento projekt je financovaný členmi tímu a malými darmi od niektorých spoločností. Ak sa vám to páčilo, existuje niekoľko spôsobov, ako nám môžete pomôcť:

• Dar: môžete nám poslať tipy, ak chcete podporiť stavbu robota a jeho budúce vylepšenia. Tipy budú použité na nákup spotrebného materiálu (elektronika, 3D tlač, vlákna atď.) A na pomoc pri propagácii našich intervencií v detských nemocniciach. Vaše meno bude pridané k kreditom projektu! Tipy z nášho dizajnu môžete posielať na platformu Thingiverse:
• Like: Ukážte nám, ako si vážite náš projekt. Dajte nám „lajk“na platformách, na ktorých dokumentujeme náš projekt (Facebook, Hackster, Hackaday, Maker Share, Thingiverse …).
• Zdieľať: Podeľte sa o projekt na svojom obľúbenom webe sociálnych médií, aby sme mohli osloviť viac ľudí a inšpirovať viacerých tvorcov z celého sveta.

Vedeli ste, že Anet A8 si môžete kúpiť len za 169,99 dolára? Kliknite sem a získajte svoje

Krok 1: Trocha histórie…

Projekt „Robô da Alegria“(„Joy Robot“) sa narodil v roku 2016 v regióne Baixada Santista (Brazília) s cieľom rozvíjať technológie a prilákať komunitu k hnutiu tvorcov. Cieľom projektu je inšpirovaný dobrovoľnými projektmi realizovanými mimovládnymi organizáciami v detských nemocniciach a vyvinúť robot s otvoreným hardvérom a apen softvérovými nástrojmi, ktorý by priniesol do prostredia detských nemocníc trochu zábavy a prispel k práci iných organizácií.

Základ projektu bol zasadený na konci roka 2015. Po prednáške o vytváraní a rozvoji technológie, ktorú podporuje Asociácia startupov Baixadas Santista (ASEBS). Bol to idealizovaný projekt bez ceny za peniaze, ale predstavil tému, do ktorej by sa ľudia zapojili altruistickým spôsobom s cieľom pomôcť iným ľuďom.

Robot prešiel rôznymi transformáciami od počiatočného počatia po súčasný stav. Od jednej hlavy s mechanickými očami a obočím po súčasnú humanoidnú formu bolo vykonaných niekoľko iterácií, v ktorých sa testovali rôzne konštrukčné materiály a elektronické zariadenia. Z akrylového prototypu a laserom rezanej MDF sme prešli na telo s 3D tlačou. Od jednoduchého rozhrania s dvoma servomotormi ovládanými Bluetooth, až po telo zložené zo 6 servomotorov a 2 motorov, jednosmerný príkaz prostredníctvom webového rozhrania pomocou siete Wi-Fi.

Konštrukcia robota bola kompletne vyrobená s 3D tlačou pomocou Fusion 360. Aby bola umožnená výroba replík robotov vo výrobných priestoroch alebo fabrikách, kde je rozhodujúci maximálny čas použitia tlačiarní, bola konštrukcia robota rozdelená na kusy. každá trvá menej ako tri hodiny tlače. Sada dielov je lepená alebo priskrutkovaná k montáži na telo.

Tvár, tvorená diódami LED, dáva robotovi schopnosť vyjadrovať emócie. Ruky a krk poháňané servomotormi dodávajú malému automatu potrebnú mobilitu pre interakciu s používateľmi. V riadiacom centre robota je rozhranie Arduino Uno prepojené so všetkými perifériami vrátane komunikácie s modulom ESP8266, čo dáva užívateľovi možnosť ovládať výrazy a pohyby prostredníctvom akéhokoľvek zariadenia pripojeného k rovnakej sieti Wi-Fi.

Robot má v hrudi tiež nainštalovaný smartphone, ktorý slúži na prenos zvuku a videa medzi operátorom robota a deťmi. Obrazovku zariadenia je možné naďalej používať na interakciu s hrami a inými aplikáciami navrhnutými na interakciu s telom robota.

Krok 2: Nástroje a materiály

Na tento projekt boli použité nasledujúce nástroje a materiály:

Náradie:

• 3D tlačiareň - celé telo robota je 3D vytlačené. Na stavbu celej stavby bolo potrebných niekoľko hodín 3D tlače;
• PLA filament - biele a čierne PLA filamenty používané na tlač tela;
• Skrutkovač - väčšina častí je spojených skrutkami;
• Super lepidlo - Niektoré časti boli pripevnené pomocou super lepidla;
• Kliešte a rezačky
• Spájkovačka a drôt

Elektronika

• Arduino Uno (odkaz / odkaz) - Používa sa ako hlavný ovládač robota. Vysiela signály do motorov a komunikuje s WiFi modulom;
• ESP8266-01 (odkaz / odkaz)- Používa sa ako „WiFi modem“. Prijíma signály z riadiaceho rozhrania, ktoré má vykonávať Arduino Uno;
• Servomotory SG90 (x6) (článok / článok) - štyri ramená boli použité pre ramená a dve pre pohyby hlavy;
• Jednosmerné motory s redukciou a gumovými kolesami (x2) (odkaz / článok) - umožňujú robotovi prejsť malé vzdialenosti;
• L298N dvojkanálový H -most (x1) (prepojenie / prepojenie) - prevádza digitálne výstupy Arduino na výkonové napätia pre motory;
• 16 -kanálový servopohon (prepojenie / prepojenie) - pomocou tejto dosky je možné ovládať niekoľko servomotorov pomocou iba dvoch výstupov Arduino;
• MAX7219 8x8 LED displej (x4) (link / link) - Používajú sa ako tvár robota;
• Micro USB kábel - slúži na odoslanie kódu;
• Prepojovacie vodiče medzi ženami a ženami (niektoré);
• Prepojovacie vodiče muž-žena (niektoré);
• Smartfón - Použitý bol smartphone Motorola 4,3 "Moto E. Ostatné alebo podobné veľkosti môžu tiež fungovať;
• Batéria 18650 (x2) (odkaz) - slúžili na napájanie Arduina a ďalších periférií;
• Držiak batérií 18650 (x1) (odkaz / odkaz) - držia batérie na svojom mieste;
• Diódy 1N4001 (x2)
• Rezistory 10 kohm (x3)
• 20 mm vypínač/vypínač (x1)
• Protoshield (odkaz) - Pomáha zapojiť obvod.

Mechanika:

• Guľôčkové kolesá (x2)
• Skrutky M2x6 mm (+-70)
• Skrutky M2x10 mm (+-20)
• Matice M2x1,5 mm (x10)
• Skrutky M3x40 mm (x4)
• Matice M3x1,5 mm (x4)

Odkazy uvedené vyššie sú návrhom, kde nájdete položky použité v tomto návode a podporujú rozvoj tohto projektu. Neváhajte ich hľadať inde a nakúpte vo svojom obľúbenom miestnom alebo internetovom obchode.

Vedeli ste, že Anet A8 si môžete kúpiť iba za 169,99 dolárov na Gearbest? Získajte svoje:

Krok 3: 3D tlač

Štruktúra robota bola kompletne vyrobená s 3D tlačou pomocou programu Autodesk Fusion 360. Aby sa umožnila výroba replík robotov vo výrobných priestoroch alebo fabrikách, kde je rozhodujúci maximálny čas použitia tlačiarní, bola konštrukcia robota rozdelená na kusy. každá trvá menej ako tri hodiny tlače. Sada dielov je lepená alebo priskrutkovaná k montáži na telo.

Model sa skladá z 36 rôznych častí. Väčšina z nich bola vytlačená bez podpier s 10% výplňou.

• Hlava hore (vpravo/vľavo)
• Hlava dole (vpravo/vľavo)
• Krytky hlavy (pravé/ľavé)
• Čelná zadná doska
• Čelná predná doska
• Os krku 1
• Os krku 2
• Os krku 3
• Stred krku
• Rameno (pravé/ľavé)
• Rameno (vpravo/vľavo)
• Ramenný pohár (pravý/ľavý)
• Ramenná čiapka (pravá/ľavá)
• Os paže (vpravo/vľavo)
• Poprsie (rigid/left)
• Hrudník (pravý/ľavý/predný)
• Kolesá (pravé/ľavé)
• Základňa
• Držiak telefónu
• Späť (vpravo/vľavo)
• Gombíky (pravé/ľavé)
• Skriňa (vpravo/vľavo)

Postup upevnenia robota je popísaný v nasledujúcich krokoch.

Všetky súbory stl si môžete stiahnuť na nasledujúcich webových stránkach:

• https://www.thingiverse.com/thing:2765192
• https://pinshape.com/items/42221-3d-printed-joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.youmagine.com/designs/joy-robot-robo-da-alegria
• https://cults3d.com/en/3d-model/gadget/joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.myminifactory.com/object/55782

Toto je experimentálny prototyp. Niektoré časti vyžadujú určité vylepšenia (pre neskoršie aktualizácie projektu). Existuje niekoľko známych problémov:

• Interferencia medzi zapojením niektorých serv a ramenom;
• Trenie medzi hlavou a poprsím;
• Trenie medzi kolesami a konštrukciou;
• Otvor pre niektoré skrutky je príliš tesný a je potrebné ho zväčšiť vrtákom alebo hobby nožom.

Ak nemáte 3D tlačiareň, môžete urobiť niekoľko z týchto vecí:

• Požiadajte priateľa, aby vám ho vytlačil;
• Nájdite v blízkosti priestor pre hackerov/tvorcov. Model bol rozdelený na niekoľko častí, takže vytlačenie každej časti jednotlivo trvá menej ako štyri hodiny. Niektoré priestory hackerov/tvorcov vám budú účtovať iba poplatok za použitý materiál;
• Kúpte si vlastnú 3D tlačiareň. Na Gearbest nájdete Anet A8 len za 169,99 dolára. Získajte svoje:
• Máte záujem o kúpu sady pre domácich majstrov? Ak má záujem dostatok ľudí, možno ponúkam DIY súpravy na Tindie.com. Ak by ste chceli, pošlite mi správu.

Krok 4: Prehľad obvodov

Robot je v jadre ovládaný pomocou Arduino Uno. Arduino je prepojené s modulom ESP8266-01, ktorý slúži na diaľkové ovládanie robota prostredníctvom siete Wi-Fi.

K Arduinu je pomocou komunikácie I2C pripojený 16-kanálový servopohon a ovláda 6 servomotorov (dva pre krk a dva pre každé rameno). Pole piatich matíc 8x8 LED napája a riadi Arduino. Na ovládanie dvoch jednosmerných motorov pomocou h-mostíka slúžia štyri digitálne výstupy Arduino.

Obvody sú napájané dvoma napájacími bankami USB: jedným pre motory a druhým pre Arduino. Pokúsil som sa poháňať celého robota pomocou výkonného zdroja. ESP8266 však stratil spojenie kvôli špičkám pri zapnutí/vypnutí jednosmerných motorov.

Hrudník robota má smartphone. Používa sa na vysielanie videa a zvuku do/z ovládacieho rozhrania, umiestneného na bežnom počítači. Môže tiež odosielať príkazy na ESP6288, čím ovláda samotné telo robota.

Možno si všimnúť, že tu použité komponenty nemusia byť optimalizované na svoj účel. Namiesto kombinácie Arduino + ESP8266 je možné použiť napríklad NodeMCU. Rapsberry Pi s kamerou by nahradil smartphone a ovládal aj motory. Je dokonca možné použiť smartfón s Androidom ako „mozog“vášho robota. To je pravda … Arduino Uno bolo vybrané, pretože je veľmi prístupné a ľahko použiteľné pre každého. V čase, keď sme začali s týmto projektom, boli dosky ESP a Raspberry Pi v mieste, kde žijeme, stále relatívne drahé … akonáhle sme chceli postaviť a lacný robot, dosky Arduino, kde je v tej chvíli najlepšia voľba.

Krok 5: Zostavenie tváre

Na tvár robota boli použité štyri LED diódy 8x8.

Štruktúra bola rozdelená na dve časti (čelná zadná doska a čelná predná doska) 3D vytlačené pomocou čiernej PLA. Ich 3D tlač mi trvalo asi 2,5 hodiny s 10% výplňou a bez podpier.

Z dôvodu obmedzeného priestoru bolo potrebné konektory matíc LED odpojiť a ich poloha sa zmenila, ako je uvedené nižšie:

1. Odstráňte maticu LED;
2. Vstupné a výstupné konektory odpájača;
3. Znovu spájkujte na druhú stranu dosky plošných spojov tak, aby kolíky smerovali do stredu dosky.

Konečný výsledok môžete vidieť na obrázkoch.

Štyri matice LED boli potom pripevnené k zadnej doske pomocou 16 skrutiek M2x6 mm. Kolíky boli spojené podľa schém.

Prvá matica bola pripojená pomocou 5-vodičového prepojovacieho kolíka. Mužský koniec bol neskôr spojený s kolíkmi Arduino. Samičí koniec je pripojený na vstupné kolíky matice. Výstup každej matice je prepojený so vstupom ďalšej matice pomocou prepojky žena-žena.

Po pripojení matíc sa predná doska nainštaluje pomocou štyroch skrutiek M2. Omotajte prepojky okolo zadných a predných panelov, aby neboli žiadne voľné drôty.

Modul tváre je neskôr nainštalovaný do hlavy robota, ako bude vysvetlené v ďalších krokoch.

Krok 6: Montáž hlavy

Hlava robota bola rozdelená na ôsme 3d tlačené časti, všetky vytlačené v bielom PLA s rozlíšením 0,2 mm, 10% výplňou a bez podpier:

• Hlava hore (vpravo a vľavo)
• Hlava dole (vpravo a vľavo)
• Čelenka (pravá a ľavá)
• Os krku 1
• Os krku 2

Vytlačenie štruktúry s priemerom 130 mm mi trvalo takmer 18 hodín.

Horná a dolná časť hlavy sú rozdelené na dve časti. Sú zlepené super lepidlom. Naneste lepidlo a nechajte niekoľko hodín odpočinúť.

Bočné kryty sa potom namontujú pomocou skrutiek pripevnených k bokom hornej a spodnej časti hlavy. Týmto spôsobom je možné hlavu demontovať na opravu odstránením skrutiek pripevnených k horným častiam hlavy. Pred zatvorením hlavy zostavte tvár robota (popísané v predchádzajúcom kroku) a poprsie (popísané v ďalších krokoch).

Servomotor č. 5 bol pripevnený k osi krku 1. Servo som umiestnil do stredu osi, potom som pripevnil klaksón a skrutkou som zaistil jeho polohu. Na montáž osi 2 krku na tento servomotor som použil dve skrutky M2x6 mm. Servomotor č. 6 je pripevnený k osi 2 krku rovnakým spôsobom.

Osa krku 2 bola neskôr spojená so stredom krku, ako ukazuje nasledujúci krok.

Modul tváre je nainštalovaný vo vnútri hlavy.

Krok 7: Zostavenie série a ramien

Poprsie a rameno mi trvalo asi 12 hodín, kým sa vytlačili.

Táto časť sa skladá z piatich rôznych častí:

• Prsia (vpravo/vľavo)
• Ramená (pravé/ľavé)
• Stred krku
• Os krku 3

Časti poprsia boli lepené pomocou superlepidla. Na bokoch boli pripevnené ramená pomocou skrutiek M2 x 10 mm a na každej strane boli nainštalované servomotory (servomotor č. 2 a č. 4). Prechádzajú obdĺžnikovým otvorom na každom ramene (drôt je v skutočnosti dosť ťažké prejsť) a sú pripevnené pomocou skrutiek a matíc M2x10 mm.

Stredový krk má obdĺžnikový otvor, do ktorého je vložená časť krku v osi 3. Na spojenie týchto dvoch častí boli použité štyri skrutky M2x6 mm. Potom bol stredný krk pripevnený k ramenám. Používa rovnaké skrutky, aké sa používajú na montáž ramena na poprsie. Na zaistenie polohy slúžia štyri matice M2x1, 5 mm.

Servomotor č. 6 bol spojený s osou 3 krku pomocou dvoch skrutiek. Potom som nainštaloval os krku 3 do stredu obdĺžnikového otvoru v strede krku a pomocou štyroch skrutiek M2x6 mm zaistil jeho polohu.

Krok 8: Zostavenie zbraní

Vytlačenie každej ruky mi trvalo asi 5 hodín.

Každé rameno je vyrobené zo štyroch kusov:

• Pohár na plece
• Ramenná čiapka
• Os ramena
• Arm

Os ramena je centralizovaná a namontovaná na samotnom ramene pomocou troch skrutiek M2x6 mm. Na druhom konci osi je pripevnený servo roh.

Servomotor (č. 1 a č. 3) je pomocou niektorých skrutiek nainštalovaný do ramena ramena a potom je nainštalovaný jeho roh (ten, ktorý je pripevnený k osi ramena). Na pohári je otvor na inštaláciu ďalších klaksónov, ktorý je pripevnený k servu (č. 2 a č. 4) už namontovanému na ramenách, ako bolo znázornené v predchádzajúcom kroku.

Na pohári (a na ramene) je ďalší otvor na vedenie káblov serv. Potom sa pomocou dvoch skrutiek M2 x 6 mm nainštaluje uzáver na zatvorenie ramena robota.

Krok 9: Montáž hrudníka

Hrudník je časť, ktorá spája poprsie so spodkom (kolesami a základňou) robota. Je vyrobený iba z dvoch častí (pravá a ľavá časť. Vytlačil som ich za 4 hodiny.

Ramená robota zapadajú do hornej časti hrudníka. Je tu otvor pre skrutku, ktorý pomáha vyrovnaniu a fixácii týchto častí. Aj keď sa odporúča tieto dve časti lepiť.

Spodok týchto dielov má šesť otvorov, ktoré slúžia na spojenie s kolesami, ako to bude ukázané neskôr.

V tomto mieste som servomotory označil nejakými nálepkami, aby sa uľahčilo pripojenie obvodov.

Krok 10: Zostavenie kolies

Kolesá robota používajú tri 3D tlačené diely:

• Kolesá (ľavé/pravé)
• Predné

Vytlačenie týchto dielov mi trvalo asi 10 hodín.

Pri montáži kolies som postupoval podľa týchto krokov:

• Najprv som musel spájkovať niektoré vodiče s konektormi jednosmerných motorov. Tieto vodiče boli neskôr použité na napájanie motorov pomocou obvodu mostíka H;
• Motory boli potom ku konštrukcii pripevnené pomocou dvoch skrutiek a matíc M3x40 pre každý z nich. V skutočnosti by sa mohol použiť kratší skrutka (ale žiadny som na internete nenašiel);
• Potom som prilepil predný panel, ktorý spája ostatné časti konštrukcie;
• Táto časť má na vrchu niekoľko otvorov. Používajú sa na jeho pripevnenie k hrudníku, ako je uvedené vyššie. Na spojenie oboch sekcií bolo použitých šesť skrutiek M2x6 mm.

Krok 11: Držiak telefónu

Držiak telefónu je jedna 3D vytlačená časť a tlač trvá približne 1 hodinu.

Robot má na bruchu smartfón. Bol navrhnutý pre Motorola Moto E. Má 4,3 displej. Ostatné smartphony s podobnou veľkosťou by sa tiež mohli hodiť.

Časť držiaka telefónu slúži na držanie smartfónu v požadovanej polohe. Chytrý telefón sa najskôr umiestni a potom sa pritlačí na telo robota pomocou držiaka telefónu a štyroch skrutiek M2 x 6 mm.

Najdôležitejšie je pripojiť USB kábel k smartfónu pred utiahnutím skrutiek. V opačnom prípade bude neskôr ťažké ho pripojiť. Našťastie je priestor veľmi obmedzený, takže som musel odrezať časť konektora USB …:/

Krok 12: Montáž základne

Základňa má iba jednu 3D tlačenú časť. Vytlačenie tejto časti mi trvalo asi 4 hodiny.

Má niekoľko otvorov na inštaláciu ďalších komponentov, ako sú napríklad guľové kolesá a napríklad dosky plošných spojov. Na zostavenie základne bol použitý nasledujúci postup:

• Nainštalujte 16 -kanálový servopohon pomocou štyroch skrutiek M2x6 mm;
• Nainštalujte obvod mostíka L298N h pomocou štyroch skrutiek M2x6 mm;
• Nainštalujte Arduino Uno pomocou štyroch skrutiek M2x6 mm;
• Nainštalujte protoshield na vrch robota;
• Zapojte obvody (ako je popísané o niekoľko krokov neskôr);
• Namontujte guľkové kolesá pomocou dvoch skrutiek pre každé z nich. Drôty boli usporiadané tak, aby boli zachytené medzi základňou a skrutkami použitými pri inštalácii kolies;
• Základňa bola pripevnená k časti kolies pomocou niekoľkých skrutiek.

Krok 13: Späť a Power Pack

Zadný kryt robota bol navrhnutý tak, aby ho bolo možné ľahko otvoriť pre prístup k obvodom, nabíjanie batérií alebo zapnutie/vypnutie smartfónu.

Je vyrobený zo šiestich 3D tlačených dielov:

• Späť (vľavo/vpravo)
• Gombíky (x2)
• Zámky (vľavo/vpravo)

Vytlačenie dielov mi trvalo asi 5:30 hod. Pravá a ľavá zadná časť boli prilepené pomocou lepidla. Počkajte, kým lepidlo úplne nezaschne, alebo sa kryt ľahko zlomí.

Napájací zdroj sa skladá z dvoch batérií 18650 a držiaka na batérie. Musel som spájkovať niektoré vodiče (medzi záporným pólom batérie č. 1 a kladným pólom batérie č. 2). Záporný pól agregátu bol pripojený k Arduinos GND (pomocou niektorých vodičov a prepojok). Medzi kladný pól a vstup Vin Arduino bol nainštalovaný vypínač.

Vypínač bol pripevnený k zadným 3D tlačeným častiam pomocou skrutky M2x6 mm a matice M2x1,5 mm. Držiak batérie bol pripevnený k zadnej časti pomocou štyroch skrutiek M2x6 mm.

Cylindrickú časť zámkov bolo potrebné pre lepšie osadenie prebrúsiť brúsnym papierom. Prechádzajú otvormi na kryte. Gombíky sú na druhej strane spojené a prilepené.

Kryt sa hodí k zadnej časti robota. Otočné gombíky možno uzamknúť vekom a chrániť tak vnútornosti robota.

Krok 14: Zapojenie obvodov

Obvod bol zapojený podľa schém.

Arduino:

• Arduino pin D2 => L298N pin IN4
• Arduino pin D3 => L298N pin IN3
• Arduino pin D6 => L298N pin IN2
• Arduino pin D7 => L298N pin IN1
• Arduino pin D9 => MAX7219 pin DIN
• Arduino pin D10 => MAX7219 pin CS
• Arduino pin D11 => MAX7219 pin CLK
• Arduino pin D4 => ESP8266 RXD
• Arduino pin D5 => ESP8266 TXD
• Arduino pin A4 => SDA
• Arduino pin A5 => SCL
• Arduino pin Vin => Batéria V+ (pred diódami)
• Arduino pin gnd => Batéria V-

ESP8266-01

• Kolík ESP8266 RXD => Arduino pin D4
• ESP8266 pin TXD => Arduino pin D5
• ESP8266 pin gnd => Arduino pin gnd
• ESP8266 pin Vcc => Arduino pin 3V3
• Kolík ESP8266 CH_PD => Arduino pin 3V3

H-mostík L298N

• L298N pin IN1 => Arduino pin D7
• L298N pin IN2 => Arduino pin D6
• L298N pin IN3 => Arduino pin D3
• L298N pin IN4 => Arduino pin D2
• L298N pin + 12V => Batéria V + (za diódami)
• L298N pin gnd => Arduino gnd
• L298N OUT1 => Motor 1
• L298N OUT2 => Motor 2

MAX7219 (prvá matica)

• MAX7219 pin DIN => Arduino pin D9
• MAX7219 pin CS => Arduino pin D10
• MAX7219 pin CLK => Arduino pin D11
• MAX7219 pin Vcc => Arduino pin 5V
• MAX7219 pin gnd => Arduino pin gnd

MAX7219 (ostatné matice)

• MAX7219 pin DIN => MAX7219 pin DOUT (predchádzajúca matica)
• MAX7219 pin CS => MAX7219 pin CS (predchádzajúca matica)
• MAX7219 pin CLK => MAX7219 pin CLK (predchádzajúca matica)
• MAX7219 pin Vcc => MAX7219 pin VCC (predchádzajúca matica)
• MAX7219 pin gnd =: MAX7219 pin gnd (predchádzajúca matica)

16-kanálový servopohon

• Kolík servovládača SCL => pin Arduino A5
• Kolík servopohonu SDA => pin Arduino A4
• Kolík servopohonu Vcc => pin Arduino 5V
• Servo radič pin gnd => Arduino pin gnd
• Kolík servopohonu V+ => batéria V+ (za diódami)
• Servo radič pin gnd => Arduino pin gnd

Niektorí hovoria, že servo Sg90 môže byť napájané medzi 3,0 a 6,0 V, iné medzi 4,0 a 7,2 V. Aby sa predišlo problémom, rozhodol som sa dať po batériách dve diódy do série. Takto je napätie pre serva 2*3,7 - 2*0,7 = 6,0V. To isté platí pre jednosmerné motory.

Všimnite si, že to nie je najefektívnejší spôsob, ale fungovalo to pre mňa.

Krok 15: Kód Arduino

Nainštalujte si najnovšie Arduino IDE. Na komunikáciu s modulom ESP-8266 ani na ovládanie jednosmerných motorov nebola potrebná žiadna knižnica.

Budem musieť pridať nasledujúce knižnice:

• LedControl.h: knižnica používaná na ovládanie matíc LED;
• Adafruit_PWMServoDriver.h: knižnica používaná na ovládanie servomotorov.

Kód Arduino je rozdelený na 9 častí:

• RobodaAlegria.ino: toto je hlavný náčrt a nazýva ostatné časti. Sem sa importujú knižnice. Tiež definuje a inicializuje globálne premenné;
• _05_Def_Olhos.ino: tu sú definované matice pre každé oko. Každé oko je reprezentované maticou 8 x 8 a je definovaných 9 možností: neutrálne, široké oči, zatvorené, zatvorené, nahnevané, znudené, smutné, zamilované a mŕtve oči. Existuje iná matica pre pravé a ľavé oko;
• _06_Def_Boca.ino: tu sú definované matice pre ústa. Ústa predstavujú maticu 16x8 a 9 definovaných možností: šťastné, smutné, veľmi šťastné, veľmi smutné, neutrálne, vyplazené, otvorené, doširoka otvorené a znechutené ústa;
• _10_Bracos.ino: v tomto súbore sú definované preddefinované pohyby pre ruky a krk. Bolo nakonfigurovaných deväť pohybov, mov1 () až mov9 ();
• _12_Rosto.ino: v tomto súbore je niekoľko funkcií na aktualizáciu tváre robota, ktoré kombinujú matice definované v súboroch _05_Def_Olhos.ino a _06_Def_Boca.ino;
• _13_Motores_DC: definuje funkcie pre ďalšie jednosmerné motory;
• _20_Comunicacao.ino: v tomto súbore je definovaná funkcia na odosielanie údajov na ESP8266;
• _80_Setup.ino: beží na zapnutí Arduino. Nastavila počiatočnú tvár a polohu motorov robota. Tiež odosiela príkazy na pripojenie k danej sieti Wi-Fi;
• _90_Smyčka: hlavná slučka. Hľadá prichádzajúce príkazy z ESP8266 a volá konkrétne funkcie na ovládanie výstupov.

Stiahnite si kód Arduino. Nahraďte XXXXX svojim SSID smerovača wifi a YYYYY heslom smerovača na „_80_Setup.ino“. Skontrolujte prenosovú rýchlosť svojho ESP8266 a správne ho nastavte v kóde ('_80_Setup.ino'). Pripojte dosku Arduino k USB portu počítača a nahrajte kód.

Krok 16: Aplikácie pre Android

Na prenos videa a zvuku z robota do riadiaceho rozhrania bol použitý smartphone so systémom Android. Aplikáciu, ktorú som použil, nájdete v obchode Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Obrazovka smartfónu môže byť tiež prenášaná do ovládacieho rozhrania, aby operátor mohol vidieť, čo je na obrazovke. Aplikáciu, ktorú som použil na zrkadlenie scrennu, nájdete aj v obchode Google Play (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ajungg.screenmirror).

Na interakciu s robotom bola navrhnutá aj videohra pre Android. Zatiaľ nie je veľmi stabilný, takže nie je dostupné na stiahnutie.

Krok 17: Ovládacie rozhranie

Cena „loading =„ lenivá “v súťaži Wheels Contest 2017

Druhé miesto v súťaži Design for Kids Challenge

Druhá cena v súťaži Arduino 2017