Inštruovateľný robot s mnohými funkciami: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Ahoj priatelia, v tomto návode predstavím fantastického robota, ktorý zvládne nasledujúce úlohy:

1- Môže sa pohybovať a ovládanie jeho pohybov sa vykonáva pomocou Bluetooth

2- Môže vykonávať čistenie ako vysávač

3- Môže prehrávať piesne cez Bluetooth

4- Arduino môže zmeniť stavy očí a úst

5- Má blikajúcu LED

6- Obočie a okraj sukne sú vyrobené z pásikovej LED diódy

Tento jedinečný návod je teda veľmi dobrou triedou pre tých, ktorí chcú jednoduchého, ale multifunkčného robota.

Musím dodať, že mnohé funkcie tohto robota sú prevzaté z článkov na webe Instructables a uznávam to citovaním článku v každej relevantnej sekcii.

Krok 1: Rozmery a funkcie

1- Všeobecné rozmery robota:

-Rozmery základne: 50 * 50 cm, výška od zeme 20 cm vrátane kolies

- Rozmer kolies: Priemer predných kolies: 5 cm, Zadné kolesá 12 cm

- Rozmery nádrže vysávača: 20 * 20 * 15 cm

- Priemer rúr: 35 mm

- Rozmery priestoru pre batériu: 20 * 20 * 15 cm

- Rozmery robota Istructables: 45 * 65 * 20 cm

Vlastnosti:

- pohyb dvoma motormi otáčajúcimi sa zadnými kolesami a dvoma prednými kolesami bez napájania, otáčanie motorov je riadené jednotkou, ktorá je ovládaná pomocou Bluetooth a softvérom, ktorý je možné nainštalovať do inteligentného telefónu.

- Funkcia vysávania s vypínačom

- Blikajúce LED pásy s červenou a modrou farbou

- Zmena stavu očí a úst každých 10 sekúnd

- Obočie a okraj spodnej časti robotickej červenej diódy LED s konštantným svetlom je možné zapnúť / vypnúť

-Bluetooth reproduktory sa zapínajú a vypínajú na tele robota a je ich možné ovládať pomocou inteligentného telefónu Android prostredníctvom rozhrania Bluetooth.

Krok 2: Zoznam materiálov, modulov a komponentov

Materiály, moduly a súčasti použité v tomto robote sú nasledujúce:

1- Dva motorové prevodovky ZGA28 (obr. 1):

Model - ZGA28RO (RPM) 50, Výrobca: ZHENG, Priemer hriadeľa: 4 mm, Napätie: 12 V, dĺžka hriadeľa 11,80 mm, Prúd naprázdno: 0,45 A, priemer prevodovky: 27,90 mm, max. krútiaci moment: 1,7 kg.cm, výška prevodovky: 62,5 mm, konštantný krútiaci moment: 1,7 kg.cm, dĺžka: 83 mm, pomer otáčok: 174, priemer: 27,67 mm

2- Jeden ovládač Bluetooth pre motory robotov (obr. 2):

BlueCar v1.00 vybavený modulom Bluetooth HC-O5 (obr. 3)

Softvér pre Android s názvom BlueCar v1.00 je možné nainštalovať do inteligentných telefónov s Androidom a jednoducho ovládať pohyby motorov.

Softvér pre Android je znázornený na obr. (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) a je možné ho stiahnuť

3- Jedna 12 V, 4,5 A-h olovená batéria (obr. 5)

4- Dve konzoly motora 28 * 23 * 32 mm (obr. 6, obr. 7)

5- Dve motorové spojky 10*10*(4-6) mm (obr. 8)

6- Dva hriadele motora s priemerom 6 mm * dĺžkou 100 mm

7- Dve zadné kolesá s pohonom, každé s priemerom 12 cm (obr. 9)

8- Dve predné kolesá, každé s priemerom 5 cm (obr. 10)

9- A 50 cm * 50 cm, štvorcový kus PC (polykarbonátového) plechu s hrúbkou 6 mm

10- Na vystuženie a rámovanie základne sa používa elektrické potrubie z PVC s rozmermi 3*3 cm

11- PVC rúrka s priemerom 35 mm pre rúrky vysávača (vrátane kolena)

12- Nádrž alebo nádoba vysávača je plastová nádoba, ktorú som mal v útržkoch s rozmerom 20* 20* 15 cm

13 - Motorový ventilátor vysávača, 12 V motor s priamym pripojením odstredivého ventilátora

14- Šesť kolískových spínačov

15- Jeden modul Arduino Uno

16- Jeden modul zosilňovača zelený PAM8403

www.win-source.net/en/search?q=PAM8403

17- Dva reproduktory, každý 8 ohmov, 3 W

18- Päť 8*8 bodových maticových modulov s čipom Max7219 a konektorom SPI (obr. 12)

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

19- Dva výkonové tranzistory 7805

20- dve diódy 1N4004

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

21- Dva kondenzátory 3,3 uF

22- Dva kondenzátory 100 uF

23- Dva tranzistory BC547

www.win-source.net/en/search?q=BC547

24- Dva odpory 100Ohm

25- Dva odpory 100 kOhm

26- Dva kondenzátory 10 uF

27- Tri projektové dosky 6*4 cm

28- Dosť drôtov na chlieb a jednožilových 1 mm drôtov

29- Jeden ženský konektor USB (použil som vypálený rozbočovač USB a vytiahol jeden z jeho zásuviek USB!)

30- Jeden Bluetooth prijímač BT163

31- Elektrické vedenie z PVC 1*1 cm

32- Skrutky

33- Osem palubných terminálov

Krok 3: Potrebné nástroje

1- rezačka

2- Ručná píla

3- Spájkovačka

4- Kliešte

5- Rezačka drôtu

6- Malá vŕtačka s rôznymi hlavami (vrtáky - brúsky, frézy)

7- Pravítko

8- Spájkovačka

9- super lepidlo

10- malé a stredné skrutkovače

Krok 4: Dimenzovanie hnacích motorov

Na dimenzovanie hnacích motorov som použil nástroj na dimenzovanie pohonu na nasledujúcom mieste:

www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizin…

Základy sú nasledujúce:

Nástroj na dimenzovanie hnacieho motora má poskytnúť predstavu o type hnacieho motora potrebného pre vášho konkrétneho robota tým, že vezme známe hodnoty a vypočíta hodnoty požadované pri hľadaní motora. Jednosmerné motory sa spravidla používajú pre systémy pohonu s nepretržitým otáčaním, aj keď sa dajú použiť aj na čiastočné otáčanie (z uhla na uhol). Prichádzajú takmer v nekonečnom množstve rýchlostí a krútiacich momentov, aby vyhovovali všetkým potrebám. Bez preradenia sa jednosmerné motory otáčajú veľmi rýchlo (tisíce otáčok za minútu (ot / min)), ale majú malý krútiaci moment. Ak chcete získať spätnú väzbu o uhle alebo rýchlosti motora, zvážte motor s možnosťou kodéra. Prevodové motory sú v podstate jednosmerné motory s pridaným prevodovým stupňom. Zaradenie rýchlostného stupňa zníži rýchlosť a zvýši krútiaci moment. Napríklad prázdny jednosmerný motor sa môže otáčať pri 12 000 ot / min a poskytnúť krútiaci moment 0,1 kg-cm. Pridá sa radenie 225: 1, aby sa proporcionálne znížili otáčky a zvýšil krútiaci moment: 12 000 ot / min / 225 = 53,3 ot / min a 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. Motor bude teraz schopný presunúť podstatne väčšiu váhu rozumnejšou rýchlosťou. Ak si nie ste istí, akú hodnotu zadať, skúste urobiť dobrý „vzdelaný“odhad. Kliknutím na každý odkaz získate ďalšie vysvetlenie účinku jednotlivých vstupných hodnôt. Tiež by ste sa mali pozrieť na návod na dimenzovanie hnacieho motora, kde nájdete všetky rovnice použité v tomto nástroji spolu s vysvetleniami.

Moje vstupy do nástrojov sú preto znázornené na obr. 1

Výstupy sú znázornené na obr

Dôvodom môjho výberu bolo, jednak dostupnosť a jednak cena, takže som musel prispôsobiť svoj dizajn tomu, čo bolo k dispozícii, a tak som musel urobiť veľa kompromisov vrátane uhla sklonu, rýchlosti a otáčok za minútu., Takže napriek hodnote 80 otáčok za minútu to podľa navrhovaného nástroja som vybral motor s 50 ot / min.

Na internete nájdete mnoho stránok, ktoré sú určené na výber motorov pohonu. Na nasledujúcej stránke je veľmi dobrý sprievodca vo formáte pdf, ktorý poskytuje neoceniteľné rady týkajúce sa výberu motorov mobilných robotov:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Krok 5: Ako vyrobiť mechanické diely

Výroba mechanických častí sa môže vykonávať v týchto krokoch:

1- Vytvorenie základne: narezanie 50 x 50 cm plechu vyrobeného z PC (polykarbonátu) s hrúbkou 6 mm a použitie 3*3 elektrických potrubí na jeho spevnenie ako obdĺžnika a dvoch priečnych výstuh pre lepšiu pevnosť.

2- Pripojenie dvoch zvislých častí z elektrických potrubí k základni a zaistenie ich dostatočnej pevnosti na poháňanie kolies, vytvorenie priestoru pre pohon motorov a ich pripevnenie k základni pomocou skrutiek, aby sa vytvorila pevná konštrukcia pre nosnosť a podperu kolies.

3- Pripojenie dostatočne dlhých vodičov k motorom a ich spájkovanie a pripojenie motorov pomocou konzol k motorovému priestoru.

4- pripojenie kolies k hriadeľom pomocou skrutiek a lepenie, aby boli tieto zostavy dostatočne pevné, ktoré odolávajú zaťaženiu a rýchlosti, a po vložení hriadeľov do otvorov vo zvislých častiach (pozri kapitolu 2) a pridaním dvoch plastových podložiek na obidve strany na výrobu ložisko na otáčanie hriadeľa, pripojte hriadele k motorovým spojkám a pomocou nastavovacích skrutiek vytvorte pevné spojenie, inak sa môžu hriadele odpojiť od motorov a sťažiť vám život. Vyrovnanie motorov je dôležité a vyžaduje starostlivú a presnú úlohu a dostatok trpezlivosti, aby bol pohon pevný a voľne sa pohyboval.

5- Pripojenie predných kolies (v mojom prípade druhu valčekov používaných na pohybujúcich sa stoličkách) k malej základni a priskrutkovanie ich základne k zvislým 35 mm rúrkam z PVC, aby sa mohli voľne otáčať bez prekážok a uchopovania, je lepšie použiť malý silikónový olej na všetky ložiskové otvory kolies a na valivé kolesá, aby voľne bežali rýchlosťou.

6- Pripojenie priehradky na batériu vyrobenú z polykarbonátových fólií a priskrutkovanie priehradky k základni a vloženie batérie do priehradky pripravenej na neskoršie pripojenia.

7- Pripojenie nádrže vysávača k základni lepidlom a skrutkami a pripevnenie rúrok k nej, použil som koleno a vyrobil som odpalisko rúrkami, ktoré boli vhodne narezané, aby slúžili ako sací vstup pre vysávanie. Tiež pripojenie zostavy ventilátora motora na vysávanie (svorky motora by mali byť pripojené k vodičom dostatočne dlhým na neskoršie práce, taktiež by vodiče mali najmenej 0,5 mm^2 na vysoký odber prúdu motorom vysávača) k hornej časti nádrž.

8- V tomto kroku by bol robot s pokynmi vyrezaný z polykarbonátového plechu (hrúbka 6 mm) a pripojený k základni tak, aby sa v ňom nachádzala nádrž vysávača a hlava robota, ktorej je priradená kocka 20*20*20. na elektronické súčiastky a moduly. v prednom tele robota by mali byť vytvorené tri otvory pre kolískové spínače.

Krok 6: Ako vyrábať elektronické súčiastky:

Pri výrobe elektronických súčiastok postupujte nasledovne:

1- Vytváranie blikajúcich diód LED

Obvod a komponenty tejto časti sú prevzaté presne z môjho predchádzajúceho pokynu takto:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- Vytvorenie LED diódy matrix matrix pre stav očí a úst:

Všetko, čo som v tomto kroku urobil, bolo prevzaté z nasledujúceho návodu:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

okrem toho, že som zmenil softvér a namiesto ovládania prostredníctvom sériového monitora som každých 10 sekúnd pridal niekoľko kódov na zmenu stavu očí a úst. V softvérovej časti o tom vysvetlím viac a priložím softvér na stiahnutie. Zahrnul som malý obvod na prevod napätia 12 V batérie na 5 voltov pre vstupné pripojenie Arduino UNO, podrobnosti o takom obvode sú v mojom predchádzajúcom pokyne nasledovne:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- Výroba hnacích motorov Bluetooth

Pripojenie motorov k modulu hnacieho motora Bluetooth (obr. 3) je jednoduché a podľa vyššie uvedeného obrázku, tj. Pravé svorky motora k pravým svorkám vodiča a ľavé svorky motora k ľavým svorkám ovládača, a napájanie z batérie do napájacích a uzemňovacích svoriek vodiča, v ktorom je kolískový spínač nainštalovaný v priehradke na batérie na zapnutie a vypnutie. Softvér tejto časti bude vysvetlený v softvérovej časti.

4- Výroba reproduktorov Bluetooth

Táto časť je jednoduchá a je prevzatá presne z nasledujúceho návodu:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

Až na dve výnimky, po prvé, neroztrhol som prijímač Bluetooth a na pripojenie k napájaciemu zdroju som použil zásuvku USB (rovnakú ako položka 2 vyššie, tj obvod 12 V/ 5 V) a na pripojenie zásuvku. k môjmu modulu zosilňovača. Za druhé, namiesto zosilňovača použitého v tomto návode som použil modul zosilňovača, zelený PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (obr. 11), a pripojil som môj ľavý reproduktor k ľavým konektorom PAM8403 a pripojte pravý reproduktor k pravým konektorom PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), pričom prihliadam na polaritu, použili vstup 5 V z rovnakého zdroja napájania, ako je uvedené vyššie, a pripojil som tri svorky PAM8403 k výstupnému konektoru prijímača Bluetooth podľa obrázku.

Krok 7: Softwary

V tomto návode sú dva softvéry, 1- pre ovládač motora Bluetooth a 2) pre ihličkové oči a ústa

- Tu je stiahnutý softvér pre ovládač motora. Túto aplikáciu si môžete nainštalovať do svojho chytrého telefónu a ovládať robota pomocou softvéru prostredníctvom rozhrania Bluetooth.

-Softvér pre Arduino je rovnaký ako softvér zahrnutý vo vyššie uvedenom pokyne na zmenu stavu očí a úst pomocou Dot-Matrix LED-s, ale zmenil som niektoré kódy, aby spôsobil, že Arduino zmení stavy v každých 10 sekúnd a tento softvér je tu tiež k dispozícii na stiahnutie.

Krok 8: Záver:

V neposlednom rade dúfam, že si môžete vyrobiť vlastného robota a užiť si to rovnako ako ja, keď vidím svojho robota s pokynmi, ako každý deň robí fantastické práce, a pripomína mi to, že som súčasťou kreatívnej komunity s názvom NÁVOD NA POUŽITIE.