STEGObot: Stegosaurus Robot: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Pomysł tego małego kumpla ma wolę tworzenia bardziej zabawnych robotów, aby mój 4-letni chłopiec był jeszcze bardziej zainteresowany nauką elektroniki i robotyki.

Jego główną cechą jest płytka drukowana w kształcie stegozaura, która oprócz tego, że jest główną częścią wspierającą całą elektronikę, jest fundamentalną częścią estetyki.

Zamierzam pokazać cały projekt i konstrukcję tego robota dla lepszego zrozumienia kontekstu.

Pierwszy film przedstawia przegląd koncepcji i projektu, mechaniki, elektroniki i programowania, ale opiszę tutaj również te kroki z dodatkowymi informacjami i szczegółami.

Krok 1: Projekt

Siedząc przy biurku z zabawką stegozaurem mojego dziecka w ręku dla inspiracji, zacząłem rysować części bezpośrednio na tekturze.

Skończyło się na ładnym kartonowym prototypie, aby przetestować mechanizm nogi / chodzenia i uzyskać dobry przegląd rzeczywistego rozmiaru i rozmieszczenia części.

Następnie, znając żądane wymiary, zacząłem rysować ostateczny model i szablony 2D dla części mechanicznych.

Krok 2: Mechanika

Wszystkie części mechaniczne wykonano z kawałków polistyrenu wysokoudarowego (blachy o grubości 2 mm). To mój ulubiony materiał do tworzenia niestandardowych części do moich robotów i używam tego materiału od około 8 lat.

Metoda jest prosta: szablony nakleja się na plastikowe kawałki klejem w sztyfcie. Gdy klej dobrze wyschnie, pocięłam kawałki w linie nożem uniwersalnym. W przypadku linii prostych używam również metalowej linijki do prowadzenia cięć tak, aby miały naprawdę proste cięcie.

Niektóre części wymagają dalszego wzmocnienia. W takich przypadkach łączę wiele warstw, aby uzyskać wymaganą wytrzymałość, a klejem błyskawicznym łączy się wszystko.

Aby nadać częściom gładkie wykończenie, najpierw szlifuję je papierem ściernym # 60, aby usunąć nadmiar materiału i papierem ściernym # 500, aby uzyskać dokładne wykończenie.

Otwory można łatwo wykonać wiertłem.

Ostatnim krokiem jest pomalowanie wszystkiego. Najpierw z podkładem w sprayu, aby sprawdzić, czy wszystko jest wystarczająco gładkie, a na końcu pożądany kolor.

Serwosilniki do nóg / mechanizmu chodzenia to wszystkie mini serwa Hitec. Środkowy to HS-5245MG, a pozostałe dwie (dla przedniej i tylnej nogi) to HS-225MG. Wybrałam je nie z jakiegoś szczególnego powodu… po prostu dlatego, że to te, które miałam w domu. Ale są to doskonałe serwomotory z metalowymi zębatkami i mają większy moment obrotowy niż to konieczne.

Lista materiałów dla mechaniki:

• polistyren wysokoudarowy (blacha o grubości 2 mm);
• klej błyskawiczny;
• szary podkład w sprayu;
• zielona farba w sprayu;
• Silnik serwo Hitec HS-5245MG (1x);
• Silnik serwo Hitec HS-225MG (2x);
• Dystans nylonowy M3 35 mm (4x);
• śruby i nakrętki;
• papier ścierny (# 60 i # 500).

Krok 3: Elektronika

Płytka PCB (którą nazywam STEGOboard) została zaprojektowana tak, aby ułatwić podłączenie serwomotorów i modułu NRF24L01 do płytki Arduino Nano. Oczywiście można było to zrobić za pomocą bardzo małej płytki drukowanej. Ale, jak powiedziałem wcześniej, płytka drukowana jest również fundamentalną częścią estetyki.

Kiedy wyobraziłem sobie w myślach całego robota, wpadłem na pomysł, że powinien on mieć z tyłu dużą zieloną płytkę drukowaną z charakterystycznymi płytkami w kształcie latawca.

Plik kształtu PCB (SVG) został wykonany za pomocą Inkscape, a schemat i rozmieszczenie części elektronicznych na płytce wykonano za pomocą Fritzinga. Fritzing był również używany do eksportowania plików Gerber potrzebnych do produkcji.

Płytka została wyprodukowana przez PCBWay.

Płytka posiada trzy złącza do serwomotorów oraz nagłówki dla płytki Arduino Nano i modułu NRF24L01. Posiada również złącze do zasilania. Całość lutowano lutem bezołowiowym.

Zasilanie zapewniają dwa akumulatory LiPo połączone szeregowo, więc mam 7,4V. Ale serwomotory akceptują maksymalnie 6 woltów. Dlatego posiada również moduł obniżający LM2596, który zapewnia prawidłowe napięcie i nie spala serwomotorów.

Lista materiałów dla elektroniki:

• Arduino Nano R3;
• moduł NRF24L01;
• nagłówki kołkowe pod kątem prostym;
• żeńskie nagłówki;
• Akumulator LiPo 3,7 V 2000 mAh (2x);
• drut lutowniczy bezołowiowy;
• LM2596 obniżający napięcie regulator;
• topnik lutowniczy.

Krok 4: Programowanie

Programowanie STEGObota jest bardzo proste, ponieważ ma tylko trzy serwosilniki i zostało wykonane w środowisku Arduino IDE.

Zasadniczo musimy poruszyć środkowym serwomotorem, aby przechylić przód korpusu i obrócić serwomechanizm przednich nóg (jednocześnie tylne nogi obracają się w odwrotnym kierunku). Więc ciągnie robota do przodu.

Krok 5: Dobra zabawa

STEGObot może poruszać się do przodu, do tyłu oraz wykonywać skręty w lewo i prawo. Jest zdalnie sterowany za pomocą niestandardowego pilota, który stworzyłem, aby sterować wszystkimi moimi robotami.