Upravená divoká věc - řízení joystickem - nové a vylepšené: 7 kroků (s obrázky)

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

Aktualizace 1. 8. 2019: Dva roky po dokončení tohoto projektu jsem navrhl a vyrobil několik obvodových desek, které usnadní převod těchto invalidních vozíků. První obvodová deska je téměř stejná jako vlastní protoboard připájený zde, ale místo toho je profesionálně vyrobená deska, která používá Arduino Nano. K dispozici je také náhrada za původní desku řízení skladu (má obvody ovladače motoru na palubě) a také desku, která se zapojuje do desky řízení skladu a emuluje její joysticky, čímž se jejich používání značně usnadňuje. Zde jsou všechny informace o těchto deskách: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Pokud chcete některou z těchto desek, kontaktujte mě prostřednictvím mého blogu a můžeme odtamtud jít: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Tuto příručku napsal Willem Hillier, student střední školy Champlain Valley Union High School se sídlem v Hinesburgu, VT. Tento projekt byl dokončen uvnitř i vně tříd Design Tech a Engineering Robotics, které vyučoval Olaf Verdonk.

Na konci března 2017 místní fyzioterapeut kontaktoval střední školu a zeptal se, zda bychom byli schopni upravit Fisher Price Wild Thing na použití jediného joysticku podle tohoto Instructable: https://www.instructables.com/id/ Wild-Thing-Modification/

Vzali jsme tyto pokyny a vylepšili jsme design, kde jsme mohli. Mezi oblasti, kde jsme se zlepšili, patří:

• Montáž/zapojení elektroniky
• Kód
• Joystick a držák joysticku
• PVC montážní systém
• Opěradlo, opěrka hlavy a další podpůrné struktury
• Kolečko

V naší sestavě jsme nepoužili sonarový senzor a piezo bzučák, jako tomu bylo u originálu.

V poslední den stavby, kdy jsme montovali finální podpůrné struktury a představili projekt dívce, byl přítomen místní tisk. Natáčeli a dělali rozhovory s několika lidmi a poté, co byli v místních zprávách, bylo video uvedeno v celostátních zprávách a také na mnoha místech online.

Tyto pokyny nejsou komplexní jako původní Instructable, ale jsou spíše „doplňkem“, který řeší pouze oblasti, které jsme změnili.

Omlouváme se za podřadné fotografie v celém tomto Instructable. Během tohoto projektu jsem měl iPhone 5 a nemá nejlepší fotoaparát…

UPOZORNĚNÍ: Střední škola Champlain Valley Union High School nebo jakákoli jiná, pokud její studenti, učitelé a zaměstnanci neodpovídají za žádná zranění osob ani poškození jakéhokoli předmětu včetně auta způsobeného úpravami. Jakýkoli typ úpravy rovněž povede ke ztrátě záruky poskytnuté výrobcem automobilu

Krok 1: Díly a spotřební materiál

I když jsou většinou stejné jako původní seznam dílů Instructable, existují určité rozdíly.

Mnoho z těchto dílů lze zakoupit místně v Home Depot, Lowe's nebo v místním železářství. Všechny ceny jsou uvedeny v době zveřejnění.

Rám z PVC:

• 3/4 "PVC trubka
• Matice, šrouby a podložky pro průchozí šroubování
• 90stupňové kolena z PVC - x4
• 30stupňové kolena z PVC - x2

Přibližné náklady na rámování: 30–40 $

Elektronika:

• Cetka Adafruit Pro - 5V 16MHz

  • Slouží k převzetí vstupů z joysticku a vhodnému ovládání motorů
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Joystick

  • Bude fungovat jakýkoli 2osý analogový joystick - použijte ten, který fyzicky nejlépe vyhovuje vaší aplikaci.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99

• Distribuční sběrnice (x2)

  • Slouží k distribuci energie a zjednodušení zapojení
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • 1,95 $ x 2

• Ořízněte potenciometr

  • Slouží k ovládání rychlosti vozu.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Slouží k pájení jiné elektroniky na místě. Působí jako obvodová deska pro elektroniku řídicí jednotky.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Mužské hlavičky

  • Používá se k vytváření zástrček pro další součásti
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Ženské hlavičky

  • Používá se na druhém konci - připojíme jej ke kabelu joysticku, aby se mohl připojit k naší řídicí desce.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Motorové ovladače (x2)

  • Můžete použít jakýkoli ovladač motoru PWM 12V s reverzními schopnostmi, přestože jsme je použili a jsou vynikající (i když trochu drahé).
  • 45,00 $ x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Kondenzátory (x2)

  • Vyrovnává napětí, když odebíráte hodně energie (např. Rychlá akcelerace).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • 1,37 $ x 2

• Vypínač

  • Slouží k zapnutí/vypnutí vozu
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Pojistkový držák

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98
• 20A automobilová pojistka

  Místně je můžete koupit velmi levně

• Jakýkoli těžký drát

  • Používá se pro elektrické vedení
  • Lze snadno koupit na místě

• Malý 4 nebo více pinový kabel

  • Používá se jako kabel joysticku
  • USB kabel funguje dobře

• Kruhové terminály

  Můžete si je koupit místně

• Volitelné: upgradovaná baterie

  • Poskytuje dobu provozu přibližně dvojnásobnou oproti běžné baterii
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Konektory Powerpole

  • Pro snadné vyjmutí baterie a snadné nabíjení
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Celkové náklady na elektroniku: 190,69 USD

Celkové odhadované náklady na úpravy: 200–300 $

Krok 2: Montáž/zapojení elektroniky

Místo pájení všech potřebných vodičů přímo na Adafruit Trinket Pro jsem se rozhodl postavit desku plošných spojů, která měla přerušená všechna potřebná připojení.

Použil jsem perfboard a pájené ženské záhlaví pro Trinket Pro. Pro připojení napájení, serva a joysticku jsem použil samčí záhlaví. Potenciometr rychlosti je připájen přímo na tuto řídicí desku, na rozdíl od původního návrhu, kde byl potenciometr pro nastavení rychlosti mimo řídicí desku. To je podstatně spolehlivější (na rozdíl od konektoru) a jeho výroba je jednodušší.

Kromě toho existují dva přepínače, které ovládají, které záhlaví joysticku je aktivní. Jeden přepínač přepíná signál osy x mezi dvěma záhlavími a druhý přepíná signál osy y. Každé záhlaví je zapojeno „proti“druhému - např. země a VCC jsou přepnuty do polohy z druhého záhlaví. To umožňuje přepínání joysticku mezi ovládáním levou a pravou rukou jednoduchým přepnutím hlavičky joysticku a přepnutím dvou spínačů bez přeprogramování ovladače.

Krok 3: Kód

Po vyzkoušení původního kódu jsem zjistil, že je extrémně zpožděný. Po určitém výzkumu/testování bylo zjištěno, že sonarový kód spustil kontrolní smyčku velmi pomalu, když nebyl připojen žádný snímač sonaru. Důvodem bylo, že Arduino vyslal „ping“na snímač sonaru a čekal na čas, kdy obdržel „ping“zpět ze senzoru sonaru. Pokud není připojen žádný snímač sonaru, nikdy se nedostane zpět na příkaz ping, ale chvíli čeká, než jej přijmete, než nakonec vyprší časový limit.

Po odstranění tohoto kódu a dalšího nepotřebného kódu (konkrétně kódu určeného pro provoz auta se servo řízení) běžel celkem dobře.

Krok 4: Joystick a Joystick Mount

Původní design používal standardní 2osý potenciometrový joystick z dálkového ovladače pro letadlo atd. Zatímco tyto práce často nemají zvlášť vysokou kvalitu a navíc rukojeť není ideální, protože je vyrobena pro použití s jeden palec. Pro snadné použití jsme se rozhodli použít dvouosý joystick s kuličkovým držadlem. Navrhl jsem a 3D vytiskl držák pro joystick. Celkově prošlo 4 revizemi tisku, než bylo uspokojivé.

O držáku joysticku je třeba poznamenat několik věcí:

• K upnutí na 1 "PVC používá dva šrouby s průchozími otvory. Abychom určili přesnou velikost potřebnou k tomu, vytiskli jsme sadu" testovacích prstenů "s mírně odlišným vnitřním průměrem (viz výše na fotografii).
• Tento konkrétní soubor potřebuje podporu pro nejlepší tisk - vytiskl jsem ho na Ultimakeru 3. Předpokládám, že by se mohl tisknout na stranu, ale asi by to nevyšlo tak dobře. Připojil jsem také model, který nepotřebuje podporu.
• Zevnitř je vyříznut kanál ve tvaru písmene U, který umožňuje vedení kabelu mezi výstupním otvorem a druhým potenciometrem.
• Můj návrh používá laserem řezaný akrylový horní kryt, který lze místo toho snadno vytisknout 3D

Krok 5: PVC montážní systém

Stejně jako původní design jsme použili PVC k vybudování rámu kolem vozidla. Tento rám poskytuje uživateli větší ochranu a také praktické montážní body pro další součásti, jako je joystick a opěrka hlavy.

K upevnění rámu z PVC ke stávajícímu rámu ve čtyřech bodech jsme použili průchozí šrouby (viz obrázek výše; montážní body jsou zakroužkovány červeně).

Krok 6: Opěradlo, opěrka hlavy a další podpůrné konstrukce

Vzhledem k tomu, že stavíme invalidní vozík, je nosná konstrukce a ergonomie výrobku velmi důležité. Byly tam tři oblasti, které byly od původní Divoké věci drasticky vylepšeny.

1. Opěradlo

Použili jsme pěnový kickboard se dvěma dřevěnými klíny ve tvaru trojúhelníku mezi ním a původním sedadlem, takže opěradlo mělo prudší úhel. K zajištění celé sestavy byly použity šrouby výtahu.

2. Struktury podpory bočního kufru

Použili jsme kus plechu připevněný k zadnímu oranžovému rámu, který se omotal po stranách pasu uživatele. Pěna byla omotána kolem „špiček“tohoto kovového kusu. Viz fotografie.

3. Opěrka hlavy

Opěradlo kickboardu je dobré, pokud jde o oporu zad, ale v našem případě nebylo dostatečně vysoké, aby uneslo hlavu uživatele. Z tohoto důvodu byla přidána opěrka hlavy. Sundali jsme opěrku hlavy ze stávajícího (manuálního) invalidního vozíku a jednoduše ji přišroubovali na kickboard.

Krok 7: Kolečko

Původní kolečko a jeho nosná konstrukce byla plastová, měla příliš mnoho vůle a vůbec se nehoupala. (rozložený pohled viz výše na fotografii). Rozhodli jsme se vyměnit toto kolečko za otočné pogumované kolečko určené pro použití na spodní straně pojízdných vozíků atd.

Navrhl jsem dvě desky ve Fusion 260, které by se vešly na horní a spodní část plastového otočného náboje na zadní straně vozidla (viz foto). Tyto desky byly vyříznuty na CNC plazmové řezačce. Do každého otvoru na těchto deskách byl přivařen malý kus ocelové trubky. Šrouby prošly horní deskou, spodní deskou a poté otvory v montážní desce na kolečku.

Děkujeme, že jste si přečetli tento Instructable, a hlasujte pro něj v soutěži PVC a Make It Move Contest!

První cena v soutěži Make It Move 2017