Instruktażowy robot z wieloma funkcjami: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Cześć przyjaciele, w tym instruktażowym przedstawię fantastycznego robota, który może wykonywać następujące zadania:

1-Może się poruszać, a sterowanie jego ruchami odbywa się przez Bluetooth

2-może sprzątać jako odkurzacz;

3-może odtwarzać utwory przez Bluetooth

4-Może zmieniać stany swoich oczu i ust przez Arduino

5- ma migającą diodę LED;

6- Jego brwi i brzeg spódnicy są wykonane z taśmy LED

Tak więc ten wyjątkowy instruktaż jest bardzo dobrą klasą dla tych, którzy chcą prostego, ale wielofunkcyjnego robota.

Muszę dodać, że wiele funkcji tego robota pochodzi z artykułów w witrynie Instructables i potwierdzam to, cytując artykuł w każdej odpowiedniej sekcji.

Krok 1: Wymiary i funkcje

1- Ogólne wymiary robota:

-Wymiary podstawy: 50*50 cm, wysokość od podłoża 20 cm łącznie z kołami

- Wymiar kół: Średnica kół przednich: 5 cm, Koła tylne 12 cm

- Wymiary zbiornika odkurzacza: 20*20*15 cm

- Średnica rur: 35 mm

- Wymiary komory baterii: 20*20*15 cm

- Wymiary robota Istructables: 45*65*20 cm

Cechy:

- ruch za pomocą dwóch silników obracających tylne koła i dwa przednie koła bez zasilania, obrót silników jest kontrolowany przez jednostkę sterowaną przez Bluetooth i oprogramowanie, które można zainstalować w smartfonie.

- Funkcja odkurzania z wyłącznikiem

- Migające paski LED w kolorach czerwonym i niebieskim

- Zmiana stanu oczu i ust co 10 sekund

- Brwi i brzeg spódnicy robota z czerwoną diodą LED ze stałym światłem można włączać i wyłączać

-Głośniki Bluetooth są włączane i wyłączane na korpusie robota i mogą być obsługiwane przez smartfon z systemem Android przez Bluetooth.

Krok 2: Zestawienie materiałów, modułów i komponentów

Materiały, moduły i komponenty użyte w tym robocie to:

1- Skrzynia dwusilnikowa ZGA28 (Rys. 1):

Model - ZGA28RO (RPM) 50, Producent: ZHENG, Średnica wału: 4 mm, Napięcie: 12 V, Długość wału 11,80 mm, Prąd bez obciążenia: 0,45 A, Średnica przekładni: 27,90 mm, max. moment obrotowy: 1,7 kg.cm, wysokość skrzyni biegów: 62,5 mm, stały moment obrotowy: 1,7 kg.cm, długość: 83 mm, przełożenie: 174, średnica: 27,67 mm

2- Jeden sterownik Bluetooth dla silników robota (rys. 2):

BlueCar v1.00 wyposażony w moduł Bluetooth HC-O5 (ryc. 3)

Oprogramowanie Android o nazwie BlueCar v1.00 można zainstalować w smartfonach z systemem Android i po prostu sterować ruchami silników.

Oprogramowanie Android jest pokazane na rysunkach (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) i można je pobrać

3- Jeden akumulator kwasowo-ołowiowy 12 V, 4,5 A-h (rys.5)

4- Dwa wsporniki silnika 28 * 23 * 32 mm (rys. 6, rys. 7)

5- Dwa sprzęgła silnikowe 10*10*(4-6) mm (Rys. 8)

6-Dwa wały silnika o średnicy 6 mm * długość 100 mm

7- Dwa tylne koła napędowe, każde o średnicy 12 cm (Rys. 9)

8- Dwa przednie koła o średnicy 5 cm każde (rys. 10)

9- A 50 cm * 50 cm, kwadratowy kawałek arkusza PC (poliwęglan) o grubości 6 mm

10- Przewód elektryczny wykonany z PVC służy do wzmocnienia i obramowania podstawy o wymiarach 3*3 cm

11- Rura PVC o średnicy 35 mm do rur odkurzacza (wraz z kolankiem)

12- Zbiornik lub pojemnik na odkurzacz to plastikowy pojemnik, który miałem w skrawkach o wymiarach 20*20*15 cm

13 - Silnik wentylatora odkurzacza, silnik 12 V z bezpośrednio sprzężonym z nim wentylatorem odśrodkowym

14- Sześć przełączników kołyskowych

15-Jeden moduł Arduino Uno

16- Jeden moduł wzmacniacza zielony PAM8403

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

17- Dwa głośniki, każdy 8 Ohm, 3 W

18- Pięć modułów matrycy punktowej 8*8 z chipem Max7219 i złączem SPI (ryc. 12)

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

19- Dwa tranzystory mocy 7805

20- dwie diody 1N4004

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

21- Dwa kondensatory 3,3 uF

22- Dwa kondensatory 100 uF

23- Dwa tranzystory BC547

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

24- Dwa rezystory 100Ohm

25- Dwa rezystory 100 kOhm

26- Dwa kondensatory 10 uF

27- Trzy plansze projektowe 6*4 cm

28- Wystarczająca ilość przewodów płytki stykowej i jednożyłowych przewodów 1 mm

29- Jedno żeńskie złącze USB (użyłem spalonego koncentratora USB i wyjąłem jedno żeńskie złącze USB!)

30- Jeden odbiornik Bluetooth BT163

31- Przewód elektryczny wykonany z PVC 1*1 cm

32-Śruby

33- Osiem terminali na pokładzie

Krok 3: Wymagane narzędzia

1- Cutter

2-piła ręczna

3-lutownica

4- szczypce

5-przecinak do drutu

6- Mała wiertarka z różnymi głowicami (wiertła - szlifierki, frezy)

7- Władca

8- Lutowane

9-super klej

10 małych i średnich śrubokrętów

Krok 4: Dobór silników napędowych

Aby zwymiarować silniki napędowe, użyłem narzędzia do doboru napędu w następującej witrynie:

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

Podstawy są następujące:

Narzędzie do określania wielkości silnika napędowego ma na celu przedstawienie typu silnika napędowego wymaganego dla danego robota poprzez zbieranie znanych wartości i obliczanie wartości wymaganych podczas wyszukiwania silnika. Silniki prądu stałego są zwykle używane w układach napędowych o ciągłym obrocie, chociaż mogą być również używane do częściowego obrotu (pod kątem do kąta). Dostępne są w niemal nieskończonej gamie prędkości i momentów obrotowych, aby zaspokoić wszelkie potrzeby. Bez redukcji biegów silniki prądu stałego obracają się bardzo szybko (tysiące obrotów na minutę (rpm)), ale mają niewielki moment obrotowy. Aby uzyskać informację zwrotną o kącie lub prędkości silnika, rozważ silnik z opcją enkodera. Motoreduktory to zasadniczo silniki prądu stałego z dodatkowym ograniczeniem biegu. Dodanie biegu zmniejsza zarówno prędkość, jak i zwiększa moment obrotowy. Na przykład nieobciążony silnik prądu stałego może obracać się z prędkością 12000 obr./min i zapewniać moment obrotowy 0,1 kg-cm. Dodano bieg 225:1, aby proporcjonalnie zmniejszyć prędkość i zwiększyć moment obrotowy: 12000 obr/min / 225 = 53,3 obr/min i 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. Silnik będzie teraz mógł poruszać znacznie większą wagę z bardziej rozsądną prędkością. Jeśli nie jesteś pewien, jaką wartość wpisać, spróbuj zgadnąć dobrze. Kliknij każdy link, aby uzyskać więcej informacji na temat wpływu każdej wartości wejściowej. Zachęcamy również do zapoznania się z samouczkiem dotyczącym doboru silnika napędowego, w którym znajdziesz wszystkie równania użyte w tym narzędziu wraz z objaśnieniami.

Dlatego moje dane wejściowe do narzędzi są pokazane na rys. 1

A wyjścia są pokazane na rys.2

Powodem mojego wyboru wejść była po pierwsze dostępność, a po drugie cena, więc musiałem dostosować swój projekt do tego, co było dostępne i musiałem pójść na wiele kompromisów, w tym kąt nachylenia, prędkość i obroty., więc pomimo wartości 80 RPM, że zaproponowane narzędzie, wybrałem silnik o prędkości 50 obr./min.

W Internecie można znaleźć wiele stron poświęconych doborowi silników napędowych. W poniższej witrynie znajduje się bardzo dobry przewodnik w formacie pdf, który zawiera bezcenne wskazówki dotyczące doboru silników robotów mobilnych:

www.servogazine.com/uploads/issue_downloa…

Krok 5: Jak wykonać części mechaniczne

Wykonanie części mechanicznych można wykonać w następujących krokach:

1- Wykonanie podstawy: wycięcie 50*50 cm arkusza wykonanego z PC(poliwęglanu) o grubości 6 mm i użycie 3*3 przewodów elektrycznych do wzmocnienia go zarówno jako prostokąta, jak i dwóch usztywnień krzyżowych dla lepszej wytrzymałości.

2- Przymocowanie dwóch pionowych części z kanałów elektrycznych do podstawy i uczynienie jej wystarczająco mocną do napędzania kół, wykonanie komory na silniki napędowe i mocowanie ich do podstawy za pomocą śrub, aby stworzyć sztywną konstrukcję do nośności i podparcia kół.

3- Podłączanie wystarczająco długich przewodów do silników i lutowanie ich oraz podłączanie silników za pomocą wsporników do komory silnika.

4- połączenie kół z wałami za pomocą śrub i sklejenie, aby te zespoły były wystarczająco mocne, aby wytrzymały obciążenie i prędkość, a po włożeniu wałów do otworów przewidzianych w częściach pionowych (patrz punkt 2) i dodaniu dwóch plastikowych podkładek po obu stronach, aby wykonać łożysko do obracania wału, połącz wały ze sprzęgłami silnika i użyj śrub ustalających, aby uzyskać mocne połączenie, w przeciwnym razie wały mogą odłączyć się od silników i utrudnić ci życie. Wyrównanie silników jest ważne i wymaga starannego i dokładnego zadania oraz wystarczającej cierpliwości, aby napęd był wytrzymały i swobodnie się poruszał.

5- Podłączenie przednich kółek (w moim przypadku rodzaj rolek stosowanych w przestawianiu krzeseł) do małej podstawy i przykręcenie ich podstawy do pionowych rur PVC 35 mm, aby mogły się swobodnie obracać bez przeszkód i chwytania, lepiej użyć odrobiny oleju silikonowego do wszystkich otworów łożyskowych kół i na kółkach tocznych, aby mogły swobodnie poruszać się z dużą prędkością.

6- Podłączenie komory baterii wykonanej z arkuszy poliwęglanowych i przykręcenie komory do podstawy oraz umieszczenie baterii w komorze gotowej do późniejszego podłączenia.

7- Łącząc zbiornik odkurzacza z podstawą za pomocą kleju i śrub oraz mocując do niego rury, użyłem kolanka i wykonałem trójnik z rur, które zostały odpowiednio przycięte do wykorzystania jako wlot ssący odkurzacza. Również podłączenie zespołu silnik-wentylator do odkurzania (zaciski silnika powinny być podłączone do przewodów wystarczająco długich do późniejszej pracy również przewody powinny mieć co najmniej 0,5 mm^2 przy dużym poborze prądu przez silnik odkurzacza) do górnej części zbiornik.

8- W tym kroku robot instruktażowy zostanie wycięty z arkusza poliwęglanu (grubość 6 mm) i połączony z podstawą tak, aby zbiornik odkurzacza znajdował się w nim i głowa robota, do której przydzielono sześcian 20*20*20 do podzespołów elektronicznych i modułów. W przedniej części robota należy wykonać trzy otwory na przełączniki kołyskowe.

Krok 6: Jak zrobić części elektroniczne:

Aby wykonać części elektroniczne, kroki są następujące:

1-Wykonywanie migającej diody LED

Obwód i komponenty tej części są dokładnie zaczerpnięte z mojej poprzedniej instrukcji w następujący sposób:

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

2- Wykonanie matrycy punktowej LED dla stanu oczu i ust:

Wszystko, co zrobiłem w tym kroku, zostało zaczerpnięte z następującej instrukcji:

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

poza tym, że zmieniłem jego oprogramowanie i zamiast sterować przez monitor szeregowy, dodałem kilka kodów zmieniających stany oczu i ust co 10 sekund. W dziale oprogramowanie wyjaśnię więcej na ten temat i zamieszczę oprogramowanie do pobrania. Dołączyłem mały obwód do konwersji napięcia akumulatora 12 V na 5 woltów dla połączenia wejściowego Arduino UNO, szczegóły takiego obwodu są opisane w mojej poprzedniej instrukcji w następujący sposób:

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

3- Dokonywanie silników napędowych Bluetooth

Połączenie silników z modułem silnika napędowego Bluetooth (rys.3) jest łatwe i zgodne z powyższym rysunkiem, tj. zaciski prawego silnika z prawymi zaciskami sterownika i lewe zaciski silnika z lewymi zaciskami sterownika, oraz zasilanie z akumulatora do zacisków zasilania i uziemienia sterownika, w którym przełącznik kołyskowy jest zainstalowany w komorze akumulatora do włączania i wyłączania. Oprogramowanie tej części zostanie wyjaśnione w części oprogramowania.

4- Tworzenie głośników Bluetooth

Ta część jest łatwa i pochodzi dokładnie z następującej instrukcji:

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

Z dwoma wyjątkami po pierwsze nie rozerwałem odbiornika Bluetooth i użyłem żeńskiego USB do podłączenia go do zasilania (tak samo jak w punkcie 2 powyżej, czyli obwód 12 V/5 V) i żeńskiego gniazda do podłączenia do mojego modułu wzmacniacza. Po drugie użyłem modułu wzmacniacza, zielonego PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (rys. 11), zamiast wzmacniacza używanego w tej instrukcji i podłączyłem mój lewy głośnik do lewych zacisków PAM8403 i prawy głośnik do prawych zacisków PAM8403(https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), biorąc pod uwagę polaryzację, ja użyłem wejścia 5 V z tego samego zasilacza powyżej i podłączyłem trzy zaciski PAM8403 do gniazda wyjściowego odbiornika Bluetooth zgodnie z rysunkiem.

Krok 7: Oprogramowanie

W tej instrukcji znajdują się dwa programy, 1-dla sterownika silnika Bluetooth i 2) dla oczu i ust z matrycą punktową;

- Oprogramowanie do sterownika silnika znajduje się tutaj do pobrania, możesz zainstalować ten apk w smartfonie i sterować robotem za pomocą oprogramowania przez Bluetooth.

- Oprogramowanie dla Arduino jest takie samo jak oprogramowanie zawarte w powyższej instrukcji do zmiany stanu oczu i ust za pomocą diod LED Dot-Matrix, ale zmieniłem niektóre kody, aby Arduino zmienił stany w co 10 sekund, a to oprogramowanie jest również dołączone do pobrania.

Krok 8: Wniosek:

Wreszcie mam nadzieję, że możesz stworzyć własnego robota i cieszyć się nim tak jak ja, gdy widzę, jak mój robot z instrukcjami instruktażowymi codziennie wykonuje fantastyczne prace i przypomina mi, że jestem częścią kreatywnej społeczności o nazwie INSTRUCTABLES