1KG Sumobot Build: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento Instructable vás provede procesem návrhu a stavby 1 kilogramového sumobota.

Ale nejprve trochu pozadí toho, proč jsem se rozhodl to napsat. Chystal jsem se opravit svého starého sumobota na soutěž, když jsem si uvědomil, že jsem nikdy nevytvořil Instructable o tom, jak udělat sumobota. Za poslední rok jsem byl v Instructables potichu, a tak jsem se rozhodl, že se vrátím s tímto Instructable o tom, jak postavit sumobota 1KG.

V první řadě by mnoho z vás zajímalo: co je to sumobot?

Sumobot je v zásadě druh robota používaného v soutěžích sumobot nebo robot-sumo. Jak název napovídá, cílem je vytlačit se navzájem z ringu, podobně jako zápas sumo. Samotný sumobot je navržen s jediným cílem - vytlačit dalšího sumobota z ringu. Sumobot v tomto Instructable je 1 kilogram. Existují však i jiné váhové třídy, například 500 gramů a 3 kilogramy.

Potřebné dovednosti:

• Znalost CAD (Computer Aided Design)
• Pájení
• Programování v Arduinu

Pro tento projekt není potřeba mnoho dovedností. Být spokojený s CAD, pájením a programováním je dlouhá cesta. Nenechte se odradit tím, jak složitý počítačově podporovaný design zní. Autodesk poskytuje bezplatné komplexní návody k vlastnímu softwaru (sám používám Fusion 360) a začátečníkovi, který se učí lana, je nesmírně užitečný. Co je pro mě důležitější, je ochota a připravenost učit se a samozřejmě se po cestě bavit.

S tímto můžeme začít.

P. S. Také se přihlašuji do této instruktážní soutěže Make it Move. Pokud vám tento Instructable připadá úžasný, hlasujte prosím i pro mě. (Chci tričko; vypadá opravdu skvěle:))

Krok 1: Seznam dílů

Seznam dílů:

0,090”6061 hliníkový plech - 12” x 12”(nebo jakýkoli 0,090”/2,2 mm hliníkový plech, který může být CNC. Vybral jsem 6061, protože to by bylo použito pro hlavní tělo a 6061 má slušnou sílu)

0,5 mm hliníkový plech - 12”x 12” (jakákoli slitina by fungovala; to je jen pro horní kryt a čepel. Použil jsem náhradní hliníkové zbytky)

5mm hliníkový plech (Opět by fungovala jakákoli slitina. Moje byla 7075 hliníkových zbytků.)

2 x 12V DC motor s vysokým točivým momentem (Jakýkoli motor s vysokým točivým momentem bude fungovat, jako je tento od Amazonu.)

2x ráfek kola

4 IR senzory vzdálenosti (používám IR senzory Sharp IR, které lze zakoupit ve více obchodech, například od Pololu a od Sparkfun.)

2 infračervené senzory (některé jsem zde opět dostal ze Sparkfunu.)

1 deska mikrokontroléru (používám ATX2 jen proto, že je to nutné. Pravidelné Arduino Uno by ve skutečnosti bylo lepší pro jeho snadné použití).

1 3S lithium polymerová baterie (LiPo. 3S LiPos má 12 voltů. Fungovala by kapacita od 800 do 1400 mAh.)

1 Ovladač motoru (Opět to závisí na tom, kolik energie může váš motor čerpat. To jde přímo na Arduino Uno a může poskytnout až 5A proudu.)

Vodiče, kabely a konektory (Pro připojení senzorů k desce a pro připojení k notebooku.)

Šrouby a matice M3

Epoxid

Lepenka

Notebook (k programování desky)

Nářadí jako nůžky, odizolovače drátu a páječka.

Krok 2: Sestavení podvozku

K návrhu podvozku jsem použil Fusion 360, software CAD/CAM poháněný cloudem 3D CAD/CAM. Autodesk zde poskytuje krásné návody. Učil jsem se většinou sledováním videí a následným pokusem je udělat sám. Nebudu se snažit naučit vás používat Fusion 360; Nechám profesionály udělat své.

Samotný design se skládá z jedné hlavní základny, jedné lopatky, jednoho horního krytu, dvou držáků motoru a dvou (nebo čtyř) 3D tištěných výztuh. Hlavní základna je z hliníku o průměru 2,2 mm, držáky motoru jsou z hliníku o tloušťce 5 mm, čepel je z hliníku o průměru 0,5 mm a horní kryt může být buď z 0,5 mm hliníku, nebo z běžné lepenky. Použil jsem lepenku, protože hliník váží o několik gramů více a já jsem byl o 10 gramů nad hranicí 1 kilogramu. Na druhou stranu 3D tištěné rovnátka jsou potištěny ABS, na 50% výplni.

Návrhy, které vyžadovaly hliník, byly exportovány do souborů.dxf a odeslány místní společnosti pro řezání laserem zde na Filipínách. 3D vytištěné díly byly mezitím exportovány do STL a znovu odeslány místní 3D tiskové společnosti.

Disclaimer: Znovu jsem použil svého starého sumobota, který už nefunguje, ale používá tento design, takže některé části jsou již sestaveny na fotografiích. Provedu vás však procesem spojování všech kusů dohromady.

Jakmile jsou díly nařezány, můžete začít buď s horním krytem, vzpěrou a čepelí, nebo s držákem motoru.

Horní kryt v designu je vyroben z hliníku, ale kvůli omezení hmotnosti jsem použil lepenku. Karton jsem nařezal ve stejných specifikacích jako v designu.

3D tištěná výztuha je zajištěna vpředu pomocí šroubů a slouží doslova k vyztužení čepele. Čepel je přilepená k základně pomocí epoxidu. Otvory pro šrouby v čepeli a hlavní základně slouží k vedení polohování a zajištění správného spojení. Na hlavní základně jsou kruhové otvory, které můžete vyplnit epoxidem a přilepit čepel k hlavní základně. Velká povrchová plocha otvorů umožňuje epoxidu lépe uchopit ostří a zabránit jeho odtržení od základny. IR senzor lze také nalepit na spodní část čepele pomocí epoxidu, stejně jako na fotografiích. Ujistěte se, že spodní část senzoru je kolmá k podlaze.

Chcete -li namontovat motor na základnu, nejprve našroubujte motor do držáku motoru. Nejprve však musíte k motoru připájet vodiče, protože vodiče jsou v zadní části motoru a bylo by obtížné je dosáhnout, jakmile jsou připojeny k základně. Motor je vyrovnán s držákem motoru a je přidržován šrouby. To znamená, že pokud máte motor, který jsem zahrnoval do seznamu dílů. Pokud ne, můžete upravit design tak, aby odpovídal vašemu motoru. V tomto okamžiku můžete také připevnit ráfek kola k motoru. Poté se držák motoru přišroubuje k zadním otvorům hlavní základny.

Pokud používáte ovladač motoru, který nemůže vyjít na Arduino, nebo z jakéhokoli důvodu musí mít ovladač motoru vlastní oblast, mezi motory a lopatkou je prostor. Tento prostor je vyhrazen pro lipo baterii a ovladač motoru, v případě, že potřebujete více místa. Protože již také pracujeme na spodní části robota a později by bylo obtížné se k němu dostat, jakmile bude připojen horní kryt, můžete umístit ovladač motoru mezi čepel a motory, stejně jako na fotografiích. Oboustranná páska může pomoci při připevnění k základně.

Krok 3: Elektronika

Další na řadě je elektronika, jako jsou senzory, ovladač motoru a deska.

Pokud opět používáte ovladač motoru, který nejde na Arduino, začněte připojovat vodiče potřebné k propojení s mikrokontrolérem. Mému řidiči motoru stačí signální (modrý) a zemnící (černý) vodič. Záleží na samotném řidiči. Všechny ovladače potřebují kabely pro připojení k baterii nebo zdroji energie. Vodiče připojené k mému XT-60 (stejná zástrčka na většině lipo baterií) byly příliš silné, takže jsem je musel oříznout, aby se vešly do úzkých konektorových bloků.

Můj mikrokontrolér také sdílí stejný zdroj energie jako ovladače motoru, takže jsem musel pájet vodiče přímo na vývody konektoru XT-60 na ovladačích motoru.

Samotné infračervené senzory vzdálenosti mohou potřebovat připájet kolíkové kolíky, v závislosti na tom, jaký senzor dostanete. Pokud je zakoupíte, obvykle obsahují některé z balíčku, takže je podle potřeby pájejte.

Možná budete také muset pájet vodiče k připojení mikrokontroléru k senzorům, stejně jako já. Senzor má vlastní konektor; někteří používají JST, zatímco někteří používají záhlaví serva. U běžného Arduina můžete k Arduinu přilepit propojovací kabely a druhý konec kabelu připájet ke kabelu vycházejícímu ze snímače. Proces funguje stejným způsobem jako u ostatních mikrokontrolérů. Dráty pocházející z mikrokontroléru jsou připájeny k vodičům vycházejícím ze snímače.

Krok 4: Spojení všech částí dohromady

Senzory a mikrokontrolér jdou na horní desku. Namontoval jsem infračervené senzory vzdálenosti na hromadu lepenky, abych ji zvedl nad mikrokontrolér, protože dráty za senzorem kolidují s mikrokontrolérem. Všimněte si, jak jsou na fotografii pouze tři senzory. Teprve na poslední chvíli jsem se rozhodl přidat čtvrtý snímač vzdálenosti na zadní část robota. Bohužel už nebylo místo, takže jsem ho musel namontovat na hlavní základnu, hned za motory.

Mikrokontrolér je poté připevněn k horní desce. Nic příliš těžkého; Jen jsem vypíchl několik otvorů do lepenky a přišrouboval celou desku na horní desku. Pokud používáte hliník, ruční vrtačka by byla nutností.

Poté, co je vše zajištěno na horní desce, oboustrannou páskou ji přilepte k horní části motorů.

V tomto okamžiku můžete začít propojovat veškerou elektroniku dohromady, například připojovat senzory a ovladač motoru k mikrokontroléru. Pokud používáte ovladač motoru, který se drží na horní části Arduina, není to pro vás žádný problém. Pokud ne, budete jej muset připojit podle specifikací ovladače k desce, stejně jako to, co jsem udělal.

Jakmile je vše zapojeno, umístěte lipo do spodního prostoru mezi motory a čepel, poté zapněte mikrokontrolér a ovladače, aby se poprvé rozsvítily.

Krok 5: Programování

Jakmile je vše sestaveno, zbývá poslední věc: naprogramovat robota.

Programování robota závisí na tom, jakou strategii chcete. Zde předpokládám, že jste kompetentní v programování, protože můj ovladač motoru používá sériovou (UART) komunikaci, a proto můj program nebude fungovat pro jiné ovladače motoru. Nakonec v programování neexistuje jedna univerzální velikost.

Abych vám pomohl, zde je základní vývojový diagram mého programu.

pokud je někdo velmi blízko vpředu, jděte na plný výkon, pokud levý nebo pravý barevný senzor detekuje bílou čáru, vraťte se zpět a otočte se, pokud levý nebo pravý senzor vzdálenosti něco detekuje, otočte tím směrem, pokud zadní senzor něco detekuje, otočte se tím směrem, pokud je někdo daleko vpředu, jděte dopředu, pokračujte vpřed

Pokud vás to zajímá, zde je celý program:

#zahrnout

// A5 - levý barevný senzor // A4 - pravý barevný senzor // A6 - zadní senzor vzdálenosti // A2 - levý senzor vzdálenosti // A3 - pravý senzor vzdálenosti // A1 - přední senzor vzdálenosti // motor 1 - pravý // motor 2 - nastavení levé mezery () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); OK(); pípnutí (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, "Inicializováno"); zpoždění (4900); }

prázdná smyčka () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int zadníDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); if (frontDistanceValue> 250) {// někdo přímo vpředu, maximální výkon Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftColorValue == 0) {// dotkl se okraje // obrátit Serial1.write (1); Serial1.write (255); zpoždění (400); Serial1.write (1); Serial1.write (128); zpoždění (300); } else if (rightColorValue == 0) {// dotkl se okraje // obrátit Serial1.write (1); Serial1.write (255); zpoždění (400); Serial1.write (127); Serial1.write (255); zpoždění (300); } else if (frontDistanceValue> 230) {// trochu daleko vpředu Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftDistanceValue> 250) {// odbočit vlevo Serial1.write (127); Serial1.write (255); zpoždění (450); } else if (rightDistanceValue> 250) {// odbočit vpravo Serial1.write (1); Serial1.write (128); zpoždění (450); } else if (rearDistanceValue> 150) {// poblíž zadního Serial1.write (1); Serial1.write (128); zpoždění (1050); } else if (frontDistanceValue> 180) {// daleko vpředu Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else {Serial1.write (100); Serial1.write (155); }}

Krok 6: Fotografie

Zobrazeny jsou některé fotografie hotového sumobota.

Doufejme, že jste se z tohoto pokynu něco naučili. Pokud se vám tento průvodce líbí, hlasujte pro mě v soutěži Make it Move. Pokud ne, rád opravím cokoli, díky čemu bude tento průvodce lepší.

Šťastné učení!