1KG Sumobot Build: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Tento návod vás prevedie návrhom a stavbou 1 kilogramového sumobota.

Najprv však trochu pozadia, prečo som sa rozhodol napísať to. Chystal som sa opraviť svojho starého sumobota na súťaž, keď som si uvedomil, že som nikdy nevydal návod na výrobu sumobota. Za posledný rok som bol v Instructables potichu, a tak som sa rozhodol, že sa vrátim k tomuto Instructable o tom, ako postaviť sumobota 1 kg.

V prvom rade by mnohých z vás zaujímalo: čo je to sumobot?

Sumobot je v zásade druh robota používaného v súťažiach sumobot alebo robot-sumo. Ako naznačuje názov, cieľom je vytlačiť sa navzájom z ringu, podobne ako v zápase sumo. Samotný sumobot je navrhnutý s jediným cieľom - vytlačiť ďalšieho sumobota z ringu. Sumobot v tomto návode je 1 kilogram. Existujú však aj ďalšie hmotnostné triedy, ako napríklad 500 gramov a 3 kilogramy.

Potrebné zručnosti:

• Znalosť CAD (počítačom podporovaný dizajn)
• Spájkovanie
• Programovanie v Arduine

Na tento projekt nie je potrebných veľa zručností. Užite si s CAD, spájkovaním a programovaním veľa práce. Nenechajte sa odradiť tým, ako komplikovane znie počítačom podporovaný dizajn. Autodesk poskytuje bezplatné komplexné návody na vlastný softvér (sám používam Fusion 360) a pre začiatočníka je veľmi nápomocné. Pre mňa je dôležitejšia ochota a pripravenosť učiť sa a samozrejme sa na tom aj zabaviť.

S týmto môžeme začať.

P. S. Tiež sa zúčastňujem tohto pokynu v súťaži Make it Move. Ak sa vám zdá tento návod úžasný, hlasujte aj za mňa. (Chcem tričko; vyzerá to veľmi dobre:))

Krok 1: Zoznam dielov

Zoznam položiek:

0,090”hliníkový plech 6061 - 12” x 12”(alebo akýkoľvek 0,090”/2,2 mm hliníkový plech, ktorý je možné vyrobiť pomocou CNC. Vybral som 6061, pretože ten bude použitý pre hlavné telo a 6061 má značnú pevnosť)

0,5 mm hliníkový plech - 12”x 12” (akákoľvek zliatina by fungovala; toto platí len pre horný kryt a čepeľ. Použil som náhradné hliníkové útržky)

5 mm hliníkový plech (Opäť by fungovala akákoľvek zliatina. Moje boli 7075 úlomkov hliníka.)

2 x 12V DC motor s vysokým krútiacim momentom (Každý motor s vysokým krútiacim momentom bude fungovať, ako napríklad tento od Amazonu.)

2 x ráfik (Opäť platí, že akýkoľvek ráfik bude fungovať, v závislosti od motora. Ak máte 5 mm hriadeľ motora, tieto kolesá budú fungovať dobre. Moje sú vlastne staré silikónové kolesá, ktoré som mal)

4 IR senzory vzdialenosti (používam IR senzory Sharp IR, ktoré je možné zakúpiť vo viacerých obchodoch, napríklad od Pololu a od Sparkfun.)

2 IR senzory (niektoré som tu opäť dostal od Sparkfun.)

1 doska mikrokontroléra (používam ATX2 len preto, že je potrebný. Bežné Arduino Uno by bolo v skutočnosti lepšie pre jeho jednoduché použitie).

1 3S lítium -polymérová batéria (LiPo. 3S LiPos má 12 voltov. Fungovala by kapacita kdekoľvek od 800 do 1400 mAh.)

1 Ovládač motora (Opäť to závisí od toho, koľko energie môže váš motor čerpať. To ide priamo na vrch Arduino Uno a môže poskytnúť prúd až 5A.)

Drôty, káble a konektory (Na pripojenie senzorov k doske a k rozhraniu s prenosným počítačom.)

Skrutky a matice M3

Epoxid

Kartón

Notebook (na programovanie dosky)

Nástroje ako nožnice, odizolovače a spájkovačka.

Krok 2: Zostavenie podvozku

Na návrh podvozku som použil Fusion 360, softvér CAD/CAM poháňaný cloudom 3D CAD/CAM. Autodesk tu ponúka krásne návody. Naučil som sa väčšinou sledovať videá a potom sa ich snažiť robiť sám. Nebudem sa pokúšať naučiť vás používať Fusion 360; Nechám profesionálov, aby urobili svoje.

Samotný dizajn sa skladá z jednej hlavnej základne, jednej čepele, jedného horného krytu, dvoch konzol motora a dvoch (alebo štyroch) 3D tlačených výstuh. Hlavná základňa je z 2,2 mm hliníka, konzoly motora sú z 5 mm hliníka, čepel je z 0,5 mm hliníka a horný kryt môže byť buď z 0,5 mm hliníka, alebo z bežnej lepenky. Použil som lepenku, pretože hliník váži o niekoľko gramov viac a o 10 gramov som prekročil hranicu 1 kilogramu. 3D tlačené traky na druhej strane sú potlačené ABS, s 50% výplňou.

Návrhy, ktoré vyžadovali hliník, boli exportované do súborov.dxf a odoslané do miestnej spoločnosti na rezanie laserom tu na Filipínach. 3D tlačené diely boli medzitým exportované do STL a opäť odoslané do miestnej spoločnosti pre 3D tlač.

Disclaimer: Opätovne som použil môj starý sumobot, ktorý už nefunguje, ale používa tento dizajn, takže niektoré časti sú už zostavené na fotografiách. Prevediem vás však procesom montáže všetkých dielov dohromady.

Akonáhle sú diely odrezané, môžete začať s horným krytom, výstužou a čepeľou alebo konzolou motora.

Horný kryt v dizajne je vyrobený z hliníka, ale kvôli hmotnostným obmedzeniam som použil lepenku. Kartón som rezal v rovnakých špecifikáciách ako v dizajne.

3D tlačená vzpera je vpredu zaistená pomocou skrutiek a slúži doslova na vystuženie čepele. Čepeľ je prilepená k základni pomocou epoxidu. Otvory na skrutky v noži a hlavnej základni slúžia na vedenie polohovania a zaistenie správneho spojenia. Na hlavnej základni sú kruhové otvory, ktoré môžete vyplniť epoxidom, aby ste čepeľ prilepili k hlavnej základni. Veľká plocha otvorov umožňuje epoxidu lepšie uchopiť čepeľ a zabrániť jej odtrhnutiu od základne. Infračervený senzor je možné rovnako ako na fotografiách nalepiť na spodok čepele pomocou epoxidu. Uistite sa, že spodná časť senzora je kolmá na podlahu.

Na pripevnenie motora k základni najskôr zaskrutkujte motor do konzoly motora. Najprv však musíte spájkovať vodiče k motoru, pretože káble sú v zadnej časti motora a po prichytení k základni by ste ich ťažko dosiahli. Motor je zarovnaný s konzolou motora a je pridržiavaný skrutkami. To znamená, že ak máte motor, ktorý som zaradil do zoznamu dielov. Ak nie, môžete zmeniť dizajn tak, aby zodpovedal vášmu motoru. V tomto mieste môžete tiež pripojiť ráfik kolesa k motoru. Potom sa konzola motora priskrutkuje k zadným otvorom hlavnej základne.

Ak používate ovládač motora, ktorý nemôže ísť na vrchol Arduina, alebo z akéhokoľvek dôvodu, aby mal ovládač motora vlastnú oblasť, medzi motormi a lopatkou je priestor. Tento priestor je vyhradený pre lipo batériu a vodič motora, ak potrebujete viac miesta. Pretože už pracujeme aj na spodnej časti robota a neskôr by bolo ťažké k nej pristupovať, keď bude nasadený horný kryt, môžete umiestniť ovládač motora medzi čepel a motory, rovnako ako na fotografiách. Pri pripevňovaní k základni môže pomôcť obojstranná páska.

Krok 3: Elektronika

Nasleduje elektronika, ako sú senzory, ovládač motora a doska.

Ak opäť používate ovládač motora, ktorý nejde nad Arduino, začnite pripájať vodiče potrebné na prepojenie s mikrokontrolérom. Pre môjho vodiča motora potrebujem iba signálny (modrý) a uzemňovací (čierny) vodič. To závisí od samotného vodiča. Všetko, čo ovládače potrebujú, sú vodiče na pripojenie k batérii alebo zdroju energie. Vodiče pripojené k môjmu XT-60 (rovnaká zástrčka na väčšine lipo batérií) boli príliš hrubé, takže som ich musel orezať, aby sa zmestili do úzkych konektorových blokov.

Môj mikrokontrolér tiež zdieľa rovnaký zdroj energie ako ovládače motora, takže som musel spájkovať vodiče priamo s vodičmi konektora XT-60 na ovládačoch motora.

Samotné infračervené snímače vzdialenosti môžu potrebovať spájkovať kolíkové kolíky, v závislosti od toho, ktorý snímač získate. Ak si ich kúpite, obvykle niektoré obsahujú, takže ich stačí spájkovať podľa potreby.

Možno budete tiež musieť spájkovať vodiče dohromady, aby ste mikrokontrolér pripojili k senzorom, rovnako ako ja. Snímač má vlastný konektor; niektoré používajú JST, zatiaľ čo iné používajú servo hlavičky. S bežným Arduinom môžete k Arduinu prilepiť prepojovacie káble a druhý koniec kábla potom spájkovať s káblom vychádzajúcim zo snímača. Tento proces funguje rovnako ako pri iných mikrokontroléroch. Drôty vychádzajúce z mikrokontroléra sú spájkované na vodiče vychádzajúce zo snímača.

Krok 4: Spojenie všetkých častí dohromady

Senzory a mikrokontrolér idú na hornú dosku. IR senzory vzdialenosti som namontoval na zväzok lepenky, aby som ho zdvihol nad mikrokontrolér, pretože káble za senzorom narážajú na mikrokontrolér. Všimnite si, ako sú na fotografii iba tri senzory. Až v poslednej chvíli som sa rozhodol pridať štvrtý snímač vzdialenosti na zadnú stranu robota. Žiaľ, už nebolo miesta, a tak som ho musel namontovať na samotný hlavný podstavec, hneď za motory.

Mikrokontrolér je potom pripevnený k hornej doske. Nič príliš ťažké; Len som do kartónu vypichol niekoľko otvorov a celú dosku priskrutkoval na hornú dosku. Ak používate hliník, ručná vŕtačka by bola nutnosťou.

Potom, čo je všetko zaistené na hornej doske, pomocou obojstrannej pásky ju prilepte k hornej časti motorov.

V tomto mieste môžete začať spájať všetku elektroniku dohromady, napríklad pripojiť senzory a ovládač motora k mikrokontroléru. Ak používate ovládač motora, ktorý je nalepený na vrchu Arduina, nie je to pre vás žiadny problém. Ak nie, budete ho musieť pripojiť podľa špecifikácií vodiča k doske, rovnako ako ja.

Akonáhle je všetko zapojené, umiestnite lipo do spodného priestoru medzi motory a radlicu, potom zapnite mikrokontrolér a ovládače, aby sa prvýkrát rozsvietili.

Krok 5: Programovanie

Keď je všetko zostavené, zostáva ešte posledná vec: naprogramovať robota.

Programovanie robota závisí od toho, akú stratégiu chcete. Tu predpokladám, že ste kompetentní v programovaní, pretože môj ovládač motora používa sériovú (UART) komunikáciu, a preto môj program nebude fungovať pre ostatné ovládače motora. Napokon v programovaní neexistuje jedna univerzálna veľkosť.

Aby som vám pomohol, tu je základný vývojový diagram môjho programu.

ak je niekto veľmi blízko vpredu, choďte na plný výkon, ak ľavý alebo pravý farebný senzor detekuje bielu čiaru, vráťte sa a potom sa otočte, ak ľavý alebo pravý snímač vzdialenosti niečo zistí, otočte týmto smerom, ak zadný snímač niečo zistí, otočte sa tým smerom, ak je niekto ďaleko vpredu, choďte dopredu, pokračujte vpred

Tu je celý program, ak vás zaujíma:

#zahrnúť

// A5 - ľavý snímač farieb // A4 - pravý snímač farieb // A6 - zadný snímač vzdialenosti // A2 - ľavý snímač vzdialenosti // A3 - pravý snímač vzdialenosti // A1 - predný snímač vzdialenosti // motor 1 - pravý // motor 2 - nastavenie ľavej medzery () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); OK (); pípnutie (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, „inicializované“); oneskorenie (4900); }

prázdna slučka () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int zadnaDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); if (frontDistanceValue> 250) {// niekto vpredu, maximálny výkon Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftColorValue == 0) {// dotknutý okraj // obrátiť Serial1.write (1); Serial1.write (255); oneskorenie (400); Serial1.write (1); Serial1.write (128); oneskorenie (300); } else if (rightColorValue == 0) {// dotknutý okraj // obrátiť Serial1.write (1); Serial1.write (255); oneskorenie (400); Serial1.write (127); Serial1.write (255); oneskorenie (300); } else if (frontDistanceValue> 230) {// trochu ďaleko vpredu Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftDistanceValue> 250) {// odbočte vľavo Serial1.write (127); Serial1.write (255); oneskorenie (450); } else if (rightDistanceValue> 250) {// odbočiť vpravo Serial1.write (1); Serial1.write (128); oneskorenie (450); } else if (rearDistanceValue> 150) {// blízko chrbta Serial1.write (1); Serial1.write (128); oneskorenie (1050); } else if (frontDistanceValue> 180) {// ďaleko vpredu Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else {Serial1.write (100); Serial1.write (155); }}

Krok 6: Fotografie

Zobrazené je niekoľko fotografií hotového sumobota.

Našťastie ste sa z tohto návodu poučili. Ak sa vám tento návod páči, hlasujte za mňa v súťaži Make it Move. Ak nie, rád opravím všetko, čo môže urobiť tohto sprievodcu lepším.

Veselé učenie!