Upravená divoká vec - riadenie joystickom - nové a vylepšené: 7 krokov (s obrázkami)

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

Aktualizácia 1. 8. 2019: Dva roky po dokončení tohto projektu som navrhol a vyrobil niekoľko obvodových dosiek, ktoré uľahčujú prestavbu týchto invalidných vozíkov. Prvá doska s plošnými spojmi je takmer rovnaká ako tu pripájaný vlastný protoboard, ale namiesto toho je to profesionálne vyrobená doska, ktorá používa Arduino Nano. K dispozícii je tiež náhrada za pôvodnú dosku na ovládanie skladu (má obvody vstavaného motora), ako aj dosku, ktorá sa pripája k doske na ovládanie skladu a napodobňuje jej joysticky, čo výrazne uľahčuje ich používanie. Tu sú všetky informácie o týchto doskách: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Ak chcete jednu z týchto dosiek, kontaktujte ma prostredníctvom môjho blogu a môžeme ísť odtiaľ: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Túto príručku napísal Willem Hillier, študent strednej školy Champlain Valley Union High School so sídlom v Hinesburgu, VT. Tento projekt bol dokončený v triedach Design Tech a Engineering Robotics vyučovaných Olafom Verdonkom i mimo neho.

Koncom marca 2017 kontaktoval miestny fyzioterapeut strednú školu a spýtal sa, či by sme boli schopní upraviť divokú vec Fisher Price na používanie jediného joysticku podľa tohto návodu: https://www.instructables.com/id/ Divoká vec-úprava/

Prevzali sme tieto pokyny a vylepšili sme dizajn, kde sa dalo. Medzi oblasti, v ktorých sme sa zlepšili, patria:

• Montáž/zapojenie elektroniky
• Kód
• Držiak joysticku a joysticku
• PVC montážny systém
• Operadlo, opierka hlavy a ďalšie podporné štruktúry
• Koliesko

V našej zostave sme nepoužili sonarový senzor a piezo pípač, ako to bolo v origináli.

V deň posledného stavania, keď sme montovali konečné nosné konštrukcie a predstavili projekt dievčaťu, bola prítomná miestna tlač. Natáčali a robili rozhovory s niekoľkými ľuďmi a keď boli v miestnych správach, video bolo uvedené v národných správach a na mnohých ďalších miestach online.

Tieto pokyny nie sú komplexné ako pôvodný Instructable, ale sú iba „doplnkom“, ktorý sa týka iba oblastí, ktoré sme zmenili.

Ospravedlňujeme sa za nepodobné fotografie v celom tomto návode. Počas tohto projektu som mal iPhone 5 a nemá najlepší fotoaparát …

UPOZORNENIE: Stredná škola Champlain Valley Union High School alebo ktorákoľvek z nich, ak jej študenti, fakulta a zamestnanci nezodpovedajú za žiadne zranenia osôb alebo škody na akýchkoľvek predmetoch vrátane auta spôsobené úpravami. Akýkoľvek typ úpravy taktiež povedie k zrušeniu záruky poskytovanej výrobcom automobilu

Krok 1: Diely a spotrebný materiál

Aj keď sú väčšinou rovnaké ako pôvodný zoznam dielov Instructable, existujú určité rozdiely.

Mnoho z týchto dielov je možné kúpiť lokálne v Home Depot, Lowe's alebo v miestnom železiarstve. Všetky ceny sú uvedené v čase zverejnenia.

Rám z PVC:

• 3/4 "PVC rúrka
• Matice, skrutky a podložky na skrutkovanie
• 90 stupňové kolená z PVC - x4
• 30 stupňové lakte z PVC - x2

Približné náklady na rámovanie: 30-40 dolárov

Elektronika:

• Trinket Adafruit Pro - 5V 16 MHz

  • Slúži na prevzatie vstupov z joysticku a vhodné ovládanie motorov
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Joystick

  • Bude fungovať akýkoľvek 2 -osový analógový joystick - použite ten, ktorý fyzicky najlepšie vyhovuje vašej aplikácii.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Sila

• Distribučná zbernica (x2)

  • Slúži na distribúciu energie a zjednodušenie zapojenia
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • 1,95 dolára x 2

• Orezajte potenciometer

  • Slúži na ovládanie rýchlosti auta.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Slúži na spájkovanie ostatnej elektroniky na mieste. Pôsobí ako doska plošných spojov pre elektroniku regulátora.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Mužské hlavičky

  • Slúži na vytváranie zástrčiek pre ďalšie komponenty
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Ženské hlavičky

  • Používa sa na druhom konci - pripevníme ho ku káblu joysticku, aby sa mohol zapojiť do našej riadiacej dosky.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Motorové ovládače (x2)

  • Môžete použiť ľubovoľný regulátor motora PWM 12V s reverznými schopnosťami, aj keď sme ich použili a sú vynikajúce (aj keď trochu drahé).
  • 45,00 dolárov x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Kondenzátory (x2)

  • Vyrovnáva napätie, keď odoberáte veľa energie (napríklad rýchlo akcelerujete).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • 1,37 dolára x 2

• Vypínač

  • Slúži na zapnutie/vypnutie auta
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Držiak poistky

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98
• Automobilová poistka 20A

  Môžete si ich kúpiť veľmi lacno na mieste

• Akýkoľvek hrubý drôt

  • Používa sa na elektrické vedenie
  • Dá sa ľahko kúpiť na mieste

• Malý 4 alebo viacpólový kábel

  • Používa sa ako kábel joysticku
  • USB kabeláž funguje dobre

• Krúžkové terminály

  Môžete si ich kúpiť lokálne

• Voliteľné: aktualizovaná batéria
  • Poskytuje vám približne dvojnásobný čas chodu štandardnej batérie
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11
• Konektory napájacieho napätia
  • Pre ľahké vybratie batérie a ľahké nabíjanie
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Celkové náklady na elektroniku: 190,69 dolárov

Celkové odhadované náklady na úpravy: 200-300 dolárov

Krok 2: Montáž/zapojenie elektroniky

Namiesto spájkovania všetkých potrebných vodičov priamo s Adafruit Trinket Pro som sa rozhodol postaviť PCB, ktorá mala prerušené všetky potrebné spojenia.

Použil som perfboard a spájkoval som ženské hlavičky pre Trinket Pro. Na pripojenie napájania, serva a joysticku som použil mužské hlavičky. Potenciometer rýchlosti je spájkovaný priamo s touto riadiacou doskou, na rozdiel od pôvodného návrhu, kde bol potenciometer nastavenia rýchlosti mimo riadiacej dosky. Toto je výrazne spoľahlivejšie (na rozdiel od konektora) a je jednoduchšie ho vyrobiť.

Okrem toho existujú dva prepínače, ktoré určujú, ktorá hlavička joysticku je aktívna. Jeden prepínač prepína signál osi x medzi dvoma hlavičkami a druhý prepína signál osi y. Každá hlavička je zapojená „oproti“druhej - napr. uzemnenie a VCC sú prepnuté do polohy z druhého záhlavia. Vďaka tomu je možné joystick prepínať medzi ovládaním vľavo a vpravo jednoduchým prepnutím hlavičky joysticku a prepnutím dvoch spínačov bez preprogramovania ovládača.

Krok 3: Kód

Po vyskúšaní pôvodného kódu som zistil, že je extrémne oneskorený. Po určitom výskume/testovaní sa zistilo, že sonarový kód spustil regulačnú slučku veľmi pomaly, keď nebol pripojený žiadny snímač sonaru. Dôvodom bolo, že Arduino vyšle „ping“na snímač sonaru a počká, kým príde čas „ping“späť zo senzora sonaru. Ak nie je pripojený žiadny snímač sonaru, nikdy sa nedostane späť na príkaz ping, ale chvíľu počká, kým ho prijme, a nakoniec vyprší časový limit.

Po odstránení tohto kódu, ako aj iného nepotrebného kódu (konkrétne kódu určeného na prevádzku auta so servomechanizmom riadenia), bežal celkom dobre.

Krok 4: Joystick a držiak na joystick

Pôvodný dizajn používal štandardný 2-osový potenciometrový joystick z diaľkového ovládača pre lietadlo atď. Aj keď tieto práce často nie sú obzvlášť kvalitné, a navyše rukoväť nie je ideálna, pretože je vyrobená na použitie s jeden palec. Pre jednoduché použitie sme sa rozhodli použiť 2-osový joystick s guľovou rukoväťou. Navrhol som a 3D vytlačil držiak na joystick. Celkovo prešiel 4 revíziami tlače, než bol uspokojivý.

O držiaku joysticku je potrebné poznamenať niekoľko vecí:

• Na upnutie na 1 "PVC používa dve skrutky s priechodnými otvormi. Aby sme určili presnú veľkosť, ktorá je na to potrebná, vytlačili sme sadu„ testovacích krúžkov “s mierne odlišnými vnútornými priemermi (pozri fotografiu vyššie).
• Tento konkrétny súbor potrebuje podporu na najlepšiu tlač - vytlačil som ho na zariadení Ultimaker 3. Predpokladám, že sa môže tlačiť na stranu, ale pravdepodobne by nevyšiel veľmi dobre. Pripojil som aj model, ktorý nepotrebuje podporu.
• Vnútri je vyrezaný kanál v tvare U, ktorý umožňuje káblu prejsť medzi výstupným otvorom a druhým potenciometrom.
• Môj návrh používa laserom rezaný akrylový horný kryt, ktorý je možné namiesto toho ľahko vytlačiť 3D

Krok 5: Montážny systém z PVC

Rovnako ako pôvodný dizajn sme pomocou PVC postavili rám okolo vozidla. Tento rám poskytuje užívateľovi väčšiu ochranu a tiež praktické montážne body pre ďalšie diely, ako je joystick a opierka hlavy.

Na zaistenie rámu z PVC k existujúcemu rámu v štyroch bodoch sme použili priechodné skrutky (pozri obrázok vyššie; upevňovacie body sú zakrúžkované červenou farbou).

Krok 6: Operadlo, opierka hlavy a ďalšie podporné konštrukcie

Vzhľadom na to, že staviame invalidný vozík, je nosná konštrukcia a ergonomický výrobok veľmi dôležité. Existovali tri oblasti, ktoré boli oproti pôvodnej Divokej veci drasticky vylepšené.

1. Operadlo

Použili sme penový kickboard s dvoma drevenými klinmi v tvare trojuholníka medzi ním a pôvodným sedadlom, takže operadlo zvieralo strmší uhol. Na zaistenie celého nastavenia boli použité skrutky výťahu.

2. Nosné konštrukcie bočného kufra

Použili sme kus plechu pripevnený k zadnému oranžovému rámu, ktorý sa omotal po stranách pásu užívateľa. Pena bola omotaná okolo „špičiek“tohto kovového kusu. Viď fotky.

3. Opierka hlavy

Operadlo kickboardu je dobré, pokiaľ ide o podporu chrbta, ale nebolo dostatočne vysoké, aby v našom prípade podopieralo hlavu používateľa. Z tohto dôvodu bola pridaná opierka hlavy. Používateľovi sme odobrali opierku hlavy z existujúceho (manuálneho) invalidného vozíka a jednoducho ju priskrutkovali na kickboard.

Krok 7: koliesko

Pôvodné koliesko a jeho nosná konštrukcia boli plastové, mali príliš veľkú vôľu a vôbec sa nekotúľali. (rozložený pohľad nájdete na vyššie uvedenej fotografii). Rozhodli sme sa nahradiť toto koliesko otočným gumovým kolieskom určeným na použitie na dne vozíkov, atď.

Vo Fusion 260 som navrhol dve dosky, ktoré by sa zmestili na hornú a dolnú časť plastového otočného náboja na zadnej strane vozidla (pozri fotografiu). Tieto dosky boli vyrezané na CNC plazmovom rezači. Do každého otvoru na týchto doskách bol privarený malý kus oceľovej rúrky. Skrutky prešli hornou doskou, spodnou doskou a potom dierami v montážnej doske na koliesku.

Ďakujeme, že ste si prečítali tento návod a hlasovali zaň v súťaži PVC a Make It Move Contest!

Prvá cena v súťaži Make It Move 2017