STEGObot: Stegosaurus Robot: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Koncept tohoto malého kamaráda má vůli vytvářet hravější roboty, aby se můj 4letý chlapec ještě více zajímal o učení elektroniky a robotiky.

Jeho hlavním rysem je deska plošného spoje ve tvaru stegosaura, která kromě toho, že je hlavní částí pro podporu veškeré elektroniky, je základní součástí estetiky.

Hodlám ukázat celý design a konstrukci tohoto robota pro jasnější vnímání kontextu.

První video ukazuje přehled konceptu a designu, mechaniky, elektroniky a programování, ale tyto kroky zde také popíši s několika dalšími informacemi a detaily.

Krok 1: Design

Když jsem pro inspiraci seděl u stolu s hračkou stegosaura mého dítěte v ruce, začal jsem kreslit díly přímo na lepenku.

Skončil jsem s hezkým lepenkovým prototypem, abych otestoval mechanismus nohy / chůze a získal dobrý přehled o skutečné velikosti a uspořádání dílů.

Poté, když jsem znal požadované rozměry, začal jsem kreslit finální model a 2D šablony pro mechanické části.

Krok 2: Mechanika

Všechny mechanické části byly vyrobeny z vysoce nárazových kusů polystyrenu (plechy o tloušťce 2 mm). Toto je můj oblíbený materiál pro výrobu vlastních dílů pro mé roboty a tento materiál používám asi 8 let.

Metoda je jednoduchá: šablony jsou přilepeny přes plastové díly lepidlem. Když je lepidlo dobře zaschlé, krájím kousky na řádky užitkovým nožem. U přímek používám také kovové pravítko k vedení řezů tak, aby měly opravdu rovný řez.

Některé části je třeba dále posílit. V tomto případě kombinuji více vrstev, abych dosáhl potřebné pevnosti, a pomocí sekundového lepidla vše spojím.

Aby byly díly hladké, nejprve je nejprve obrousím brusným papírem # 60, aby se odstranil přebytečný materiál, a brusným papírem # 500 pro jemné dokončení.

Otvory se snadno dělají pomocí vrtáku.

Posledním krokem je vše namalovat. Nejprve pomocí spreje, abyste zjistili, zda je vše dostatečně hladké, a nakonec požadovanou barvu.

Servomotory pro nohy / pochodový mechanismus jsou všechna mini serva Hitec. Prostřední je HS-5245MG a další dvě (pro přední a zadní nohy) jsou HS-225MG. Vybral jsem si je ne z nějakého zvláštního důvodu … bylo to prostě proto, že to byly ty, které jsem měl doma. Jsou to však vynikající servomotory s kovovými převody a mají větší točivý moment, než je nutné.

Seznam materiálů pro mechaniky:

• vysoce nárazový polystyren (2 mm silný plech);
• sekundové lepidlo;
• šedý základní sprej;
• zelená barva ve spreji;
• Servomotor Hitec HS-5245MG (1x);
• Servomotor Hitec HS-225MG (2x);
• Distanční sloupek nylon M3 35 mm (4x);
• šrouby a matice;
• brusný papír (# 60 a # 500).

Krok 3: Elektronika

Deska plošných spojů (kterou nazývám STEGOboard) je navržena tak, aby umožňovala snadné připojení servomotorů a modulu NRF24L01 k desce Arduino Nano. Samozřejmě to bylo možné provést s velmi malým PCB. Ale, jak jsem již řekl, PCB je také základní součástí estetiky.

Když jsem si v mysli představil celého robota, napadlo mě, že by na zádech měl mít velký zelený PCB s těmi výraznými kiteovskými deskami.

Soubor tvaru PCB (SVG) byl vytvořen pomocí Inkscape a schéma a uspořádání elektronických součástek na desce bylo provedeno pomocí Fritzing. Fritzing byl také použit k exportu souborů Gerber potřebných pro výrobu.

Desku plošných spojů vyrobila společnost PCBWay.

DPS má tři konektory pro servomotory a záhlaví pro desku Arduino Nano a modul NRF24L01. Má také konektor pro napájení. Vše bylo pájeno bezolovnatou pájkou.

Napájení je zajištěno dvěma LiPo bateriemi zapojenými do série, takže mám 7,4V. Servomotory však přijímají maximálně 6 voltů. Proto má také zesílený modul LM2596, který poskytuje správné napětí a nespaluje servomotory.

Seznam materiálů pro elektroniku:

• Arduino Nano R3;
• Modul NRF24L01;
• pravoúhlé záhlaví kolíků;
• ženské záhlaví;
• LiPo baterie 3,7V 2000 mAh (2x);
• bezolovnatý pájecí drát;
• LM2596 krokový regulátor napětí;
• tavidlo pájky.

Krok 4: Programování

Programování STEGObot je velmi jednoduché, protože má pouze tři servomotory a bylo vytvořeno pomocí Arduino IDE.

V zásadě musíme přesunout střední servomotor tak, aby naklonil přední část těla a otočil servo předních nohou (současně se zadní nohy otáčejí opačně). Takže to táhne robota dopředu.

Krok 5: Bavte se

STEGObot se může pohybovat dopředu, dozadu a zatáčet doleva a doprava. Je dálkově ovládán vlastním dálkovým ovladačem, který jsem vytvořil pro ovládání všech svých robotů.