Zippy the Fanbot: 5 kroków (ze zdjęciami)

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

Ta instrukcja została stworzona w celu spełnienia wymagań projektowych kursu MAKE na Uniwersytecie Południowej Florydy (www.makecourse.com).

Zippy the Fanbot to projekt oparty na Arduino, który wykorzystuje siłę ciągu wytwarzaną przez śmigła zamontowane na bezszczotkowych silnikach w celu napędzania lub obracania robota w żądanych kierunkach. Użytkownik steruje botem za pomocą pilota na podczerwień. Nazwa Zippy wzięła się z faktu, że większość montażu odbywa się razem z zapięciem na suwak.

Krok 1: Wydrukuj części w 3D

Rama tego montażu, jak również obudowa Arduino i skrzynka z elektroniką zostały wydrukowane w 3D. Każda część została wydrukowana przy 30% wypełnieniu z 3-5 pociskami. Przesłałem pliki części STL, aby ci to ułatwić. Wystarczy je pobrać i przenieść do dobrej drukarki 3D!

Krok 2: Kup niezbędną elektronikę i części

Do zbudowania i użytkowania Zippy Fanbot będzie potrzebna pewna ilość elektroniki i części. Oto lista wszystkich części, których użyłem przy tworzeniu tego projektu:

1x Arduino Uno R3

1x czujnik podczerwieni VS/HX1838B

1x zestaw kołków męskich na męskie (wystarczy na kołki Arduino)

1x zestaw 8-calowych przewodów połączeniowych żeńskich do żeńskich

1x bateria litowo-polimerowa 3 S 11.1 V;

1x wiązka rozdzielcza zasilania lub tablica rozdzielcza zasilania

4x Afro SimonK 20A OPTO ESC

4x Sunnysky X2212 KV980 bezszczotkowe silniki

2x śmigła wielowirnikowe APC CW 8045

2x śmigła wielowirnikowe APC CCW 8045

1x opakowanie 4 opaski na suwak

4x lekkie kółka obrotowe

1x pakiet pasków na rzepy

1x rolka miękkiej taśmy dwustronnej

Krok 3: Złóż części i zbuduj obwód

Po wydrukowaniu w 3D wszystkich niezbędnych części i zakupie wszystkich innych niezbędnych komponentów, nadszedł czas, aby rozpocząć montaż Zippy! Zapoznaj się z pierwszym obrazkiem w tej instrukcji, aby zobrazować, jak wszystko jest połączone.

Ramka wydrukowana w 3D jest bardzo intuicyjna w składaniu, tak jak chciałem. Dwa ramiona łączą się, tworząc ramę X, a nad ramionami znajduje się wspornik. Pod pachami kabura na elektronikę. Adaptery wentylatorów są montowane na końcach każdego ramienia, a adaptery kół wsuwają się bezpośrednio na nogi ramy. Powinno być bardzo intuicyjne, gdzie założyć wszystkie opaski na suwak, jednak jeśli tak nie jest, po prostu spójrz na pierwsze zdjęcie na tej instrukcji! Nie jest konieczne zakładanie opasek, aby utrzymać górny wspornik na ramionach.

Po złożeniu ramy nadszedł czas na okablowanie i zamontowanie elektroniki. ESC są montowane do ramion, podczas gdy silniki mają być montowane na adapterach wentylatorów. Zarówno ESC, jak i silniki są mocowane za pomocą opasek zaciskowych. Należy odwrócić polaryzację między ESC a silnikami na przednim lewym i tylnym prawym ramieniu, aby obracały się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Pozostałe dwa ramiona będą miały silniki obracające się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Dlatego podpory zgodne z ruchem wskazówek zegara zostaną zamontowane na przednich lewych i tylnych prawym silnikach, podczas gdy podpory przeciwne do ruchu wskazówek zegara zostaną zamontowane na przednich prawym i tylnym lewym silniku. Te przeciwne kierunki obrotu wytwarzają przeciwstawne momenty obrotowe, które pomagają w stabilnej pracy robota.

Użyj rzepu, aby zamontować obudowę Arduino, a także akumulator LiPo na wsporniku środkowym. Użyj taśmy dwustronnej, aby zamontować czujnik podczerwieni w górnej środkowej części obudowy Arduino, dzięki czemu znajduje się on w optymalnym miejscu do odbioru sygnałów z pilota. Cała dystrybucja zasilania z LiPo do ESC jest prowadzona przez skrzynkę z elektroniką, która znajduje się w kaburze na elektronikę. Przewód sygnałowy z Arduino do ESC jest również prowadzony przez skrzynkę elektroniki. ZACHOWAJ BARDZO OSTROŻNOŚĆ, aby nie krzyżować przewodów od LiPo do ESC. Może to łatwo uszkodzić ESC i potencjalnie wywołać pożar.

Zapoznaj się ze schematem obwodu, który ilustruje, jak wszystko jest ze sobą połączone.

Krok 4: Flashuj Arduino

Po złożeniu Zippy Fanbot nadszedł czas, aby sflashować Arduino z niezbędnym oprogramowaniem. Dostarczyłem szkic Arduino, który służy do sterowania Zippy. Kod zasadniczo wymaga 5 przycisków do obsługi fanbota. Najlepsze przyciski do zaprogramowania to przyciski nawigacyjne na pilocie. Intuicyjne jest to, że przyciski góra/dół będą przesuwać bota do przodu/do tyłu, podczas gdy przyciski lewo/prawo obrócą bota w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara/w prawo. Środkowy przycisk nawigacyjny będzie działał jak wyłącznik awaryjny i zatrzyma wszystkie silniki. Jeśli pilot, którego używasz, nie działa z tym kodem, usuń śmigła z bota i użyj monitora szeregowego w Arduino IDE, aby przeprogramować Arduino do pracy z przyciskami kierunkowymi na pilocie. Wystarczy nacisnąć przycisk, którego chcesz użyć i obserwować, jaka wartość pojawia się na monitorze szeregowym. Następnie zastąp wartość w odpowiedniej instrukcji if, która znajduje się w podanym przeze mnie kodzie, wartością widoczną na monitorze szeregowym.

Kod jest dość prosty, jak zobaczysz. Istnieje 5 testów warunkowych, które określają, który przycisk jest wciśnięty. Na przykład, jeśli czujnik podczerwieni wykryje, że przycisk w górę jest wciśnięty, dwa przednie silniki zakręcą się, co pociągnie bota do przodu. Jeśli lewy przycisk nawigacyjny zostanie naciśnięty, przedni prawy i tylny lewy silnik będą się obracać, powodując obrót robota w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Jeśli przycisk danego manewru zostanie przytrzymany, odpowiednie silniki będą stale zwiększać swoją prędkość, aż do osiągnięcia maksymalnej prędkości.

Powiedzmy przez chwilę, że bot porusza się do przodu, a jego przednie silniki obracają się z maksymalną prędkością. Jeśli użytkownik naciśnie i przytrzyma przycisk w dół, przednie silniki zwolnią, aż całkowicie się zatrzymają, a następnie tylne silniki uruchomią się i wyślą robota do tyłu. Dotyczy to również manewrów obrotowych bota. Pozwala to użytkownikowi przyspieszyć lub spowolnić manewry wykonywane przez bota.

Załóżmy teraz, że bot znów porusza się do przodu z pewną prędkością. Jeśli zostanie naciśnięty lewy lub prawy przycisk kierunkowy, bot natychmiast przestanie obracać wszystkie silniki przed aktywacją silników, które go obracają. Dzięki temu użytkownik może natychmiast przełączać się między ruchem liniowym a obrotowym.

Krok 5: Baw się dobrze przy użyciu Zippy i bądź bezpieczny

Teraz wszystko gotowe! Po zbudowaniu Zippy i uruchomieniu kodu Arduino nadszedł czas na zabawę. Bądź jednak bardzo ostrożny, szczególnie w pobliżu dzieci i zwierząt. Upewnij się, że śmigła są dobrze wyważone i dobrze dokręcone do silników. Silniki bezszczotkowe zastosowane w tym projekcie obracają się z bardzo dużą prędkością obrotową, dlatego rekwizyty są bardzo podatne na obrażenia. Baw się dobrze!