Jak stworzyć zdalnie sterowanego robota samobalansującego z nadrukiem 3D: 9 kroków (ze zdjęciami)

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

Jest to ewolucja poprzedniej wersji B-robota. W 100% OTWARTE ŹRÓDŁO / robot Arduino. KOD, części 3D i elektronika są otwarte, więc możesz je modyfikować lub tworzyć ogromną wersję robota. Jeśli masz wątpliwości, pomysły lub potrzebujesz pomocy, wykorzystaj w pełni społeczność B-robotów

Nowa wersja zawiera mnóstwo nowych funkcji:

• Steruj i dostosowuj go za pomocą smartfona/tabletu za pośrednictwem bezpłatnej aplikacji jjRobots lub iOS lub Android
• Kontrolowane przez Google Blockly!
• Idealny do zabawy podczas nauki robotyki (spójrz na wyzwania robotyki!)
• Teraz można używać zwykłych baterii AA (lub 3-ogniwowej baterii LIPO) Wszystko, co jest w stanie dostarczyć 9V
• Dwa wyjścia SERVO (jedno używane dla ARM). Kontroluj dwa wyjścia serwo, dotykając ekranu smartfona.
• Łatwiejsze drukowanie i mniejsze zużycie plastiku
• TRYB PRO można aktywować ze smartfona/tabletu (zwiększona zwinność i prędkość)
• Zwiększony zasięg WIFI (do 40 metrów)
• Stan baterii i „Kąt nachylenia” wyświetlane w czasie rzeczywistym na ekranie smartfona
• Zmodyfikuj jego robotyczną kontrolę PID w czasie rzeczywistym i zobacz, jak wpływa to na jego zachowanie i wydajność.

Ale najpierw zacznijmy od początku. Ponieważ jest to Instructables, możesz mieć niektóre elementy potrzebne do stworzenia B-robota EVO.

Lista:

• DEVIA Control Board (ta płytka ułatwia konfigurację, ponieważ ma już żyroskop/akcelerometr + moduł WIFI i może sterować serwomechanizmami i maksymalnie trzema silnikami krokowymi). Jeśli chcesz wyprodukować własny, spójrz na ten schemat)
• 2x silniki krokowe NEMA17 + kable 14 cms (para)
• 2x sterownik silnika krokowego (A4988)
• Serwo z metalowymi zębatkami (do walki i podnoszenia B-robota potrzebne będzie ramię…)
• 6x obudowa baterii AA z włącznikiem/wyłącznikiem
• Śruby + nakrętki potrzebne do ustawienia wszystkiego
• Para nylonowych ochraniaczy -lub wydrukowanych w 3D- (14×5 cm)
• Taśma dwustronna, wyłupiaste oczy…
• 2 gumki do kół: grip

Krok 1: Lista BOM i czym są elementy

Lista:

• DEVIA CONTROL BOARD: ta karta ułatwia proces konfiguracji. Jest to "ulepszona" wersja potężnego Arduino ZERO, ale z wyjściami sterującymi silnikami + serwomechanizmami, WIFI, portem COMMs, sterowanym portem napięcia 12V i czujnikami. Jeśli chcesz „wyprodukować/zmontować” swój własny, spójrz na ten schemat, który pomoże ci połączyć ze sobą wszystkie różne elementy.
• 2x silniki krokowe NEMA17 + kable 14 cms (para). Cóż, silniki krokowe NEMA17 o tych samych specyfikacjach powinny działać.
• 2x sterownik silnika krokowego (A4988). Najczęściej stosowany sterownik silnika krokowego.
• SERWO z metalowymi zębatkami: Będziesz potrzebować ramienia, aby walczyć i podnosić swojego robota B… Serwo z nylonowymi zębatkami nie będzie działać tak dobrze, jak zamierzano
• Obudowa na 6x AA z włącznikiem/wyłącznikiem: Ta obudowa została zamontowana w ramie, ale można również użyć baterii LiPO (3S)
• Śruby + nakrętki potrzebne do ustawienia wszystkiego: śruby i nakrętki M3 (12x6mm, 12x15mm)
• Para nylonowych ochraniaczy (14×5 cm): alternatywnie możesz stworzyć tutaj swój własny ochraniacz i wydrukować go
• Taśma dwustronna, wyłupiaste oczy… do mocowania IMU do osłony mózgu. Ta dwustronna taśma będzie działać jako amortyzacja na IMU
• Rama: części drukowane w 3D
• 2 gumki do kół: grip
• Twój smartfon/tablet do sterowania nim

Jeśli chcesz pominąć to wszystko i przejść do wideo przewodnika montażu. Kliknij tutaj

Krok 2: Funkcje robota B i wyzwania robotów

Stworzyliśmy wyzwania do pokonania robotem B, są one łatwym sposobem na wprowadzenie sterowania elektroniką i robotyką podczas zabawy. Staraliśmy się, aby wszystko było jak najbardziej przystępne cenowo, korzystając z bardzo popularnych elementów „Świata MAKER” i udostępniając bezpłatne aplikacje do sterowania robotami.

Robotem B można sterować za pomocą Google Blockly. Więcej informacji tutaj

Jego parametry zachowania dostosowywane w czasie rzeczywistym: info

Możesz nawet zostać technikiem robota: Dostosuj swojego B.robota, aby wygrać wyścig!

Wielu producentów modyfikuje i dodaje części do robota B. Spójrz na nie tutaj

Trochę teorii za samobalansującym robotem: tutaj

Krok 3: Jeśli stworzysz tego robota, masz prawie wszystko, czego potrzebujesz, aby stworzyć te:

Jeśli masz już części potrzebne do stworzenia tego robota, masz już 90% elementów potrzebnych do stworzenia:

• Sphere-o-bot: przyjazny robot artystyczny, który może rysować na obiektach kulistych lub jajowatych, od piłki pingpongowej do dużego kaczego jaja (4-9 cm).
• Iboardbot: iBoardbot to robot podłączony do Internetu, który potrafi pisać i rysować z dużą precyzją
• TheMotorized Camera Slider: suwak aparatu sterowany smartfonem
• robot do cymbergaja!: wymagający robot do cymbergaja, idealny do zabawy!
• Robot B EVO

Wszystkie wykorzystują tę samą elektronikę i elementy pomocnicze

Krok 4: Instrukcja montażu Wideo

To pierwszy raz, kiedy nagraliśmy wideo zamiast robić przewodnik montażu „zdjęcia”. W przypadku tego robota jest łatwiej, jeśli zobaczysz, jak wszystko połączyć i uzyskasz wyjaśnienia/wskazówki dotyczące tego, jak wszystko zrobić.

Jest tutaj „zawsze aktualizowany” przewodnik montażu z kilkoma wskazówkami na wypadek, gdybyś chciał go zdobyć.

Krok 5: PRZEŚLIJ KOD ARDUINO do DEVIA CONTROL BOARD

a) Zainstaluj Arduino IDE na swoim komputerze stąd (pomiń ten krok, jeśli masz już zainstalowane Arduino IDE) Ten kod B-robota został przetestowany i opracowany na IDE w wersji 1.6.5 i nowszych. Jeśli masz problem z kompilacją kodu, daj nam znać

b) Pobierz wszystkie pliki arduino stąd. Skopiuj pliki z folderu BROBOT_EVO2_23_M0 na dysk twardy

c) Skompiluj i wyślij kod do centrali DEVIA

1. Otwórz swoje Arduino IDE
2. Otwórz główny kod w /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Podłącz swoją płytę DEVIA za pomocą kabla USB do komputera
4. Uwaga: Jeśli po raz pierwszy podłączasz kartę Arduino do komputera, być może będziesz musiał zainstalować sterownik.
5. Wybierz płytkę Arduino/Genuino ZERO (natywny port USB). W menu NARZĘDZIA->tablica
6. Wybierz port szeregowy, który pojawi się w narzędziach->Serial port
7. Wyślij kod do tablicy (przycisk PRZEŚLIJ: Strzałka skierowana w PRAWO)

Wybór odpowiedniej tablicy przed przesłaniem kodu

d) Gotowe

Krok 6: STERUJ SWOIM B-ROBOTEM EVO 2:

Użytkownicy Androida:

Opracowaliśmy BEZPŁATNĄ APLIKACJĘ do sterowania Brobotem (i przyszłymi JJrobotami) na smartfon/tablet z systemem Android lub iOS:

Aplikacja na Androida/aplikacja na iOS

Kroki do naśladowania:

1. Zainstaluj aplikację kontrolną JJRobots (na Androida lub iOS)
2. Po włączeniu Brobota EVO podłącz swój smartfon/tablet do sieci Wi-Fi B-robota EVO (domyślne hasło WIFI to 87654321)
3. Uruchom aplikację kontrolną JJrobots i baw się swoim B-robotem EVO!

Krok 7: Interaktywny model robota B 3D

Interaktywny model 3D pomoże Ci zorientować się, jak B-robot EVO wygląda po złożeniu

Krok 8: Rozwiązywanie problemów

Mój robot B nie odpowiada na polecenie wysłane z mojego smartfona/tabletu

Sprawdź, czy masz połączenie z siecią JJROBOTS_XX, używając poprawnego hasła (domyślnie: 87654321), a Twoje urządzenie nie zablokowało ruchu danych do robota B (pozostań zawsze w kontakcie z robotem)

Mojemu B-robotowi brak mocy lub upadek bez powodu

Dostosuj prąd dostarczany przez sterowniki silników krokowych. Użyj śrubokręta i delikatnie przekręć śruby wskazane na poniższym zdjęciu. Obracanie o 10º-30º jest więcej niż wystarczające. Obrót w prawo: zwiększ moc dostarczaną do silników

Mój B-robot nie może sam wstać

Jeśli wszystko jest w porządku, robot B potrzebuje tylko odrobiny pomocy serwa, aby sam wstał. Spójrz na ten film. Jeśli twój robot nie zachowuje się jak na filmie, dostosuj moc wyjściową sterowników silnika krokowego (instrukcje powyżej). Należy pamiętać, że zderzaki pełnią tutaj dwie funkcje: chronią elektronikę + robota i ułatwiają wstawanie.

TRYB DEBUGOWANIA

W KODZIE B-robota znajduje się TRYB DEBUGOWANIA. Ten TRYB pozwoli Ci debugować zachowanie robota, jeśli masz problemy. Proszę odnieść się do społeczności B-robotów, jeśli masz problemy lub pytania. Spójrz na linię szkicu „#define DEBUG 0” i zmień 0 na 1…8 w zależności od tego, jakie informacje chcesz uzyskać.

Więcej informacji na samym końcu tej strony

Krok 9: Często zadawane pytania

Często Zadawane Pytania:

Dlaczego używasz silników krokowych?

Istnieje kilka opcji silników: DC, bezszczotkowe, krokowe… Wybieramy silniki krokowe, ponieważ mają wystarczający moment obrotowy, można podłączyć koła bezpośrednio bez kół zębatych, które generują luzy (jest to częsty problem w wyważaniu robotów), mają dobre łożyska i będziesz mógł dokładnie kontrolować prędkość silników. W standardowych rozmiarach silniki te są tanie (używamy tych samych silników, które są używane w zwykłych drukarkach 3D), a sterowniki są tanie i łatwe w połączeniu z Arduino.

Dlaczego korzystasz z połączenia Wi-Fi?

Korzystanie z połączenia Wifi pozwala nam pracować z wieloma urządzeniami (smartfony, tablety, komputery…) Urządzenia Bluetooth są tańsze, ale ich zasięg jest zwykle krótszy. Stare urządzenia nie są obsługiwane i nie można było łatwo połączyć ich z Internetem. Rekomendowany przez nas moduł Wifi pozwala nam stworzyć punkt dostępowy, dzięki czemu nie musisz korzystać z istniejącej infrastruktury Wifi (tanie moduły Wifi Ci na to nie pozwalają). Możesz podłączyć swoje urządzenie bezpośrednio do Robota w dowolnym miejscu, ale jeśli wolisz, możesz je zhakować i użyć własnej infrastruktury, dzięki czemu możesz kontrolować swojego robota (lub cokolwiek, co stworzyłeś) przez Internet z dowolnego odległego miejsca na świecie! (Fajnie, prawda?)

Dlaczego BROBOT?

Roboty samobalansujące są zabawne do oglądania i zabawy. Robot samobalansujący wymaga czujników i algorytmów sterowania. Znajdziesz wszystkie HOWTO i dokumenty techniczne, które wyjaśniają „za kulisami” w JJROBOTS. Naucz się elektroniki i robotyki tworząc od podstaw własnego BROBOT! Istnieje kilka komercyjnych rozwiązań robota balansującego, ale tutaj chcemy podzielić się wiedzą i przemyśleniami. Możesz użyć części BROBOT do stworzenia większej liczby robotów lub gadżetów, pamiętaj, że wszystkie urządzenia używane w BROBOT to standardowe urządzenia/elektronika z dużym potencjałem. W społeczności JJROBOTS chcemy Ci pokazać jak! Kupujesz teraz samobalansującego robota, kupujesz własne urządzenia elektroniczne i pomocnicze! Myślisz o stworzeniu robota samonaprowadzającego GPS? zmodyfikowana wersja BROBOTA to Twój robot!

Ile ładowności może unieść BROBOT?

BROBOT może z łatwością przenosić Twoje puszki po napojach. Przetestowaliśmy z powodzeniem z ładownością 500 g. Większa waga sprawia, że robot jest bardziej niestabilny, ale to też może być zabawne, prawda?

Po co używać silników krokowych do robota wyważającego?

Istnieje kilka opcji silników, DC, bezszczotkowe, krokowe… Wybieramy silniki krokowe, ponieważ mają wystarczający moment obrotowy, można połączyć koła bezpośrednio bez kół zębatych, które generują luzy, mają dobre łożyska i można bardzo kontrolować prędkość silników dokładnie. Poza tym są tanie, a kierowcy też…

Czy mogę używać akumulatorów lub baterii Lipo?

Tak, możesz użyć standardowych baterii AA (zalecane alkaliczne), akumulatorów AA (np. NiMh) lub opcjonalnie możesz użyć baterii 3S Lipo. Uruchamiaj baterie Lipo na własną odpowiedzialność.

Jaki jest czas działania BROBOTA?

Dzięki akumulatorkom AA (np. Ni-Mh 2100 mAh) możesz oczekiwać około pół do godziny pracy

Czy BROBOT mógłby działać bez modułu wifi?

Tak, BROBOT mógłby działać i zachować stabilność. Ale oczywiście nie można było nim sterować bez modułu.

Czy mogę zmienić nazwę sieci Wifi, którą generuje BROBOT?

Tak, na szkicu konfiguracji można było zmienić nazwę, a także kilka innych konfiguracji internetowych. Możesz także połączyć BROBOT z istniejącą siecią Wifi

Czy to projekt dla początkującego Arduino?

Cóż, BROBOT nie jest łatwym „projektem dla początkujących”, ale ma dużo dokumentacji, więc masz platformę do rozwijania swoich umiejętności. Możesz najpierw zamontować swojego BROBOT zgodnie z instrukcjami i powinno działać OK, następnie możesz zacząć rozumieć niektóre części kodu i wreszcie pisać własne fragmenty kodu… Na przykład może być łatwo (są na to samouczki) napisanie własnego kodu, aby robot automatycznie poruszał ramieniem i obracał się, jeśli nie wyślesz polecenia w ciągu 10 sekund… Bardziej zaawansowane hacki: Przekształć w całkowicie autonomicznego robota z przeszkodami, aby uniknąć dodania sonaru, przekształć w robota podążającego za linią i tak dalej …

Dlaczego elektronika BROBOTA nie jest tak tania?

Jesteśmy naprawdę małym startupem (2 osoby w wolnym czasie) i teraz mogliśmy uruchomić tylko niewielką partię elektroniki. Jak wiecie cena elektroniki szybko spada w dużych ilościach, ale zaczynamy… Jeśli sprzedamy dużo płyt i będziemy mogli uruchomić więcej produkcji to obniżymy ceny!!. JJROBOTS nie narodziło się po to, by zdobywać pieniądze, naszym duchem jest sprzedawanie „dobrych produktów”, aby tworzyć kolejne projekty i szerzyć wiedzę z zakresu robotyki