2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57
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.