Zippy the Fanbot: 5 krokov (s obrázkami)

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

Tento pokyn bol vytvorený ako splnenie projektovej požiadavky kurzu MAKEcourse na University of South Florida (www.makecourse.com).

Zippy the Fanbot je projekt založený na Arduine, ktorý využíva ťah vyvíjaný vrtuľami namontovanými na bezkartáčových motoroch na pohon alebo otáčanie robota v požadovaných smeroch. Užívateľ ovláda robota pomocou infračerveného diaľkového ovládača. Názov Zippy bol vytvorený podľa skutočnosti, že väčšina zostavy je spojená zipsami.

Krok 1: 3D tlač dielov

Rám tejto zostavy, ako aj puzdro a elektronický box Arduino boli vytlačené 3-D. Každá časť bola vytlačená s 30% výplňou s 3-5 škrupinami. Odovzdal som súbory súčiastok STL, aby ste to mali jednoduché. Stačí ich stiahnuť a priniesť na dobrú 3D tlačiareň!

Krok 2: Kúpte si potrebnú elektroniku a diely

Na stavbu a používanie Zippy the Fanbot bude potrebovať množstvo elektroniky a dielov. Tu je zoznam všetkých častí, ktoré som použil pri tvorbe tohto projektu:

1x Arduino Uno R3

1x infračervený snímač VS/HX1838B

1x balenie kolíkových zástrčiek medzi mužmi a mužmi (dosť na piny Arduino)

1x balenie 8 -palcových prepojovacích vodičov medzi ženami a ženami

1x 3S 11,1V lítium -polymérová batéria

1x zväzok napájania alebo rozvodná doska

4x Afro SimonK 20A OPTO ESC

4x striedavý motor Sunnysky X2212 KV980

2x multirotorové vrtule APC CW 8045

2x multirotorové vrtule APC CCW 8045

1x balenie 4 viazačiek na zips

4x Ľahko otočné kolieska

1x Balenie pásikov na suchý zips

1x rolka mäkkej obojstrannej pásky

Krok 3: Zostavte diely a vytvorte obvod

Akonáhle máte 3-D vytlačené všetky potrebné diely a kúpené všetky ostatné potrebné súčiastky, je čas začať montovať Zippy! Pozrite sa na prvý obrázok v tomto návode, aby ste si predstavili, ako je všetko dohromady.

3-D tlačený rám je veľmi intuitívne zostavený, a tak som to aj chcel dosiahnuť. Dve ramená do seba zapadnú a vytvoria rám X a na ramená sa hodí konzola. Puzdro elektroniky ide pod ruky. Adaptéry ventilátora sú namontované na koncoch každého ramena a adaptéry kolies sa nasúvajú priamo na nohy rámu. Malo by byť veľmi intuitívne, kam použiť všetky zipsy, ak však nie je, stačí sa pozrieť na prvý obrázok na tejto neštruktúrovateľnej! Na uchytenie horného držiaka na ramenách nie je úplne nevyhnutné použiť zipsy.

Keď je rám zostavený, je čas zapojiť a namontovať elektroniku. ESC sa montujú na ramená, zatiaľ čo motory sa majú namontovať na adaptéry ventilátora. ESC aj motory sú upevnené sťahovacími páskami. Polaritu je potrebné obrátiť medzi ESC a motormi na prednom ľavom a zadnom pravom ramene, aby sa otáčali v smere hodinových ručičiek. Ostatné dve ramená budú mať motory, ktoré sa otáčajú proti smeru hodinových ručičiek. Preto budú pravotočivé podpery namontované na predné ľavé a zadné pravé motory, zatiaľ čo proti smeru hodinových ručičiek budú namontované na predné pravé a zadné ľavé motory. Tieto opačné smery otáčania vytvárajú protiľahlé krútiace momenty, ktoré pomáhajú pri stabilnom výkone robota.

Na suchý zips pripevnite puzdro Arduino a batériu LiPo na stredový držiak. Na obojstrannú pásku namontujte infračervený senzor v strede hore na puzdro Arduino, takže je na optimálnom mieste na príjem signálov z diaľkového ovládača. Všetka distribúcia energie z LiPo do ESC je vedená cez elektronickú skrinku, ktorá sedí v puzdre elektroniky. Signálny vodič z Arduina do ESC je tiež vedený cez skrinku elektroniky. Buďte veľmi opatrní, aby ste neprekrížili vedenie z LiPo do ESC. To môže ľahko poškodiť ESC a potenciálne spôsobiť požiar.

Pozrite sa na schému zapojenia, ktorá ilustruje, ako je všetko prepojené.

Krok 4: Flash Arduino

Akonáhle je Zippy Fanbot zostavený, je čas na flashovanie Arduina s potrebným softvérom. Poskytol som skicu Arduino, ktorá sa používa na ovládanie Zippy. Na obsluhu fanbota kód v zásade vyžaduje 5 tlačidiel. Najlepšie programovateľné tlačidlá sú navigačné tlačidlá na diaľkovom ovládači. Je intuitívne, že tlačidlá hore/dole budú pohybovať robotom dopredu/dozadu, zatiaľ čo tlačidlá vľavo/vpravo budú robota otáčať proti smeru hodinových ručičiek/v smere hodinových ručičiek. Stredné navigačné tlačidlo bude fungovať ako vypínač a zastaví všetky motory. Ak diaľkové ovládanie, ktoré používate, s týmto kódom nefunguje, odstráňte vrtule z robota a pomocou sériového monitora v Arduino IDE preprogramujte Arduino tak, aby fungovalo so smerovými tlačidlami na vašom diaľkovom ovládači. Jednoducho musíte stlačiť tlačidlo, ktoré chcete použiť, a sledovať, aká hodnota sa zobrazuje na sériovom monitore. Potom nahraďte hodnotu v príslušnom príkaze if, ktorá je v kóde, ktorý som poskytol, hodnotou, ktorú vidíte na sériovom monitore.

Kód je pomerne jednoduchý, ako uvidíte. Existuje 5 podmienených kontrol, ktoré určujú, ktoré tlačidlo sa stlačí. Ak napríklad infračervený senzor zistí, že je stlačené tlačidlo hore, dva predné motory sa roztočia, čo vytiahne robota dopredu. Ak stlačíte ľavé navigačné tlačidlo, predný pravý a zadný ľavý motor sa bude otáčať, čo spôsobí, že sa robot otočí proti smeru hodinových ručičiek. Ak podržíte tlačidlo pre určitý manéver, príslušné motory budú nepretržite zvyšovať svoje otáčky, kým sa nedosiahnu maximálne otáčky.

Na chvíľu povedzme, že sa robot pohybuje dopredu a jeho predné motory sa otáčajú maximálnymi rýchlosťami. Ak používateľ stlačí a podrží tlačidlo nadol, predné motory sa spomalia, až kým sa úplne nezastavia, a potom sa zadné motory aktivujú a pošlú robota späť. To platí aj pre rotačné manévre robota. To umožňuje užívateľovi zrýchliť alebo spomaliť manévre, ktoré robot robí.

Teraz povedzme, že sa robot opäť pohybuje dopredu určitou rýchlosťou. Ak stlačíte smerové tlačidlo vľavo alebo vpravo, robot ihneď zastaví všetky motory a potom aktivuje motory, ktoré ho roztočia. Užívateľ preto môže okamžite prepínať medzi lineárnym a rotačným pohybom.

Krok 5: Bavte sa používať Zippy a buďte v bezpečí

Teraz ste všetci pripravení! Akonáhle ste postavili Zippy a začali pracovať s kódom Arduino, je čas sa hrať. Buďte však veľmi opatrní, najmä okolo detí a zvierat. Uistite sa, že sú vrtule dobre vyvážené a pevne priliehajú k motorom. Bezkartáčové motory použité v tomto projekte sa otáčajú pri veľmi vysokých otáčkach, preto sú rekvizity veľmi schopné spôsobiť zranenie. Bavte sa!