Instruktabilní robot s mnoha funkcemi: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Ahoj přátelé, v tomto pokynu představím fantastického robota, který zvládne následující úkoly:

1- Může se pohybovat a ovládání jeho pohybů se provádí pomocí Bluetooth

2- Může provádět čištění jako vysavač

3- Může přehrávat skladby přes Bluetooth

4- Arduino může změnit stavy očí a úst

5- Má blikající LED

6- Obočí a okraj sukně je vyrobeno z LED pásky

Tento jedinečný instruktáž je tedy velmi dobrou třídou pro ty, kteří chtějí jednoduchého, ale multifunkčního robota.

Musím dodat, že mnoho funkcí tohoto robota je převzato z článků na webu Instructables a já to potvrzuji citací článku v každé příslušné sekci.

Krok 1: Rozměry a funkce

1- Obecné rozměry robota:

-Rozměry základny: 50 * 50 cm, výška od země 20 cm včetně kol

- Rozměr kol: Průměr předních kol: 5 cm, zadní kola 12 cm

- Rozměry nádrže vysavače: 20 * 20 * 15 cm

- Průměr trubek: 35 mm

- Rozměry prostoru pro baterie: 20 * 20 * 15 cm

- Rozměry robota Istructables: 45 * 65 * 20 cm

Funkce:

- pohyb dvěma motory otáčejícími zadní kola a dvě přední kola bez napájení, otáčení motorů je řízeno jednotkou, která je ovládána pomocí Bluetooth, a softwarem, který lze nainstalovat do chytrého telefonu.

- Funkce vysávání pomocí spínače

- Blikající LED pásky s červenou a modrou barvou

- Změna stavu očí a úst každých 10 sekund

- Obočí a okraj sukně červené LED diody robota s konstantním světlem lze zapnout / vypnout

-Reproduktory Bluetooth se zapínají a vypínají na těle robota a lze je ovládat pomocí chytrého telefonu Android prostřednictvím Bluetooth.

Krok 2: kusovník, moduly a součásti

Materiály, moduly a součásti použité v tomto robotu jsou následující:

1- Dvě motorové převodovky ZGA28 (obr. 1):

Model - ZGA28RO (RPM) 50, Výrobce: ZHENG, Průměr hřídele: 4 mm, Napětí: 12 V, délka hřídele 11,80 mm, Proud naprázdno: 0,45 A, průměr převodovky: 27,90 mm, max. točivý moment: 1,7 kg.cm, výška převodovky: 62,5 mm, konstantní točivý moment: 1,7 kg.cm, délka: 83 mm, poměr rychlostí: 174, průměr: 27,67 mm

2- Jeden ovladač Bluetooth pro motory robotů (obr. 2):

BlueCar v1.00 vybavený modulem Bluetooth HC-O5 (obr. 3)

Software Android pro Android BlueCar v1.00 lze nainstalovat do chytrých telefonů Android a jednoduše ovládat pohyby motorů.

Software pro Android je zobrazen na obr. (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) a lze jej stáhnout

3- Jedna olověná baterie 12 V, 4,5 A-h (obr.5)

4- Dva držáky motoru 28 * 23 * 32 mm (obr. 6, obr. 7)

5- Dvě motorové spojky 10*10*(4-6) mm (obr. 8)

6- Dva hřídele motoru průměr 6 mm * délka 100 mm

7- Dvě zadní kola s průměrem 12 cm (obr.9)

8- Dvě přední kola, každé o průměru 5 cm (obr. 10)

9- A 50 cm * 50 cm, čtvercový kus PC (polykarbonátového) listu o tloušťce 6 mm

10- Pro vyztužení a rámování základny se používá elektrické potrubí z PVC o rozměrech 3*3 cm

11- PVC trubka o průměru 35 mm pro trubky vysavače (včetně kolena)

12- Nádrž nebo kontejner vysavače je plastová nádoba, kterou jsem měl ve svých kouscích o rozměru 20* 20* 15 cm

13 - Motorový ventilátor vysavače, motor 12 V s přímým připojením odstředivého ventilátoru

14- Šest kolébkových přepínačů

15- Jeden modul Arduino Uno

16- Jeden modul zesilovače zelený PAM8403

www.win-source.net/en/search?q=PAM8403

17- Dva reproduktory, každý 8 Ohm, 3 W

18- Pět 8*8 jehličkových modulů s čipem Max7219 a konektorem SPI (obr. 12)

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

19- Dva výkonové tranzistory 7805

20- dvě diody 1N4004

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

21- Dva kondenzátory 3,3 uF

22- Dva kondenzátory 100 uF

23- Dva tranzistory BC547

www.win-source.net/en/search?q=BC547

24- Dva odpory 100Ohm

25- Dva odpory 100 kOhm

26- Dva kondenzátory 10 uF

27- Tři projektová prkna 6*4 cm

28- Dostatek žiletkových drátů a jednožilových drátů 1 mm

29- Jeden ženský konektor USB (použil jsem vypálený rozbočovač USB a vytáhl jeden z jeho samičích USB!)

30- Jeden Bluetooth přijímač BT163

31- Elektrické potrubí z PVC 1*1 cm

32- Šrouby

33- Osm palubních terminálů

Krok 3: Požadované nástroje

1- Řezačka

2- Ruční pila

3- Páječka

4- Kleště

5- Řezačka drátu

6- Malý vrták s různými hlavami (vrtáky - brusky, frézy)

7- Pravítko

8- Pájka

9- super lepidlo

10- malé a střední šroubováky

Krok 4: Dimenzování pohonných motorů

K dimenzování hnacích motorů jsem použil nástroj pro dimenzování pohonu na následujícím místě:

www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizin…

Základem je následující:

Nástroj Drive Sizing Tool má poskytnout představu o typu hnacího motoru požadovaného pro vašeho konkrétního robota tím, že vezme známé hodnoty a vypočítá hodnoty požadované při hledání motoru. Stejnosměrné motory se obecně používají pro systémy s nepřetržitým otáčením, i když je lze použít i pro částečné (úhel na úhel) otáčení. Přicházejí v téměř nekonečné řadě rychlostí a točivých momentů, aby vyhovovaly jakékoli potřebě. Bez přeřazení se stejnosměrné motory točí velmi rychle (tisíce otáček za minutu (ot / min)), ale mají malý točivý moment. Chcete -li získat zpětnou vazbu o úhlu nebo rychlosti motoru, zvažte motor s možností kodéru. Převodové motory jsou v zásadě stejnosměrné motory s přidaným zařazením převodu. Přidání rychlostního stupně snižuje rychlost a zvyšuje točivý moment. Například nezatížený stejnosměrný motor se může otáčet při 12 000 ot / min a poskytovat točivý moment 0,1 kg-cm. Přidá se převodovka 225: 1, která proporcionálně sníží otáčky a zvýší točivý moment: 12 000 ot / min / 225 = 53,3 ot / min a 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. Motor bude nyní schopen pohybovat podstatně větší hmotností rozumnější rychlostí. Pokud si nejste jisti, jakou hodnotu zadat, zkuste udělat dobrý „vzdělaný“odhad. Kliknutím na každý odkaz získáte další vysvětlení o účinku každé vstupní hodnoty. Rovněž se můžete podívat na výukový program Drive Motor Sizing, kde najdete všechny rovnice použité v tomto nástroji spolu s vysvětlením.

Moje vstupy do nástrojů jsou proto znázorněny na obr

Výstupy jsou znázorněny na obr.2

Důvodem mých vstupů pro výběr byla, zaprvé dostupnost a zadruhé cena, takže jsem musel přizpůsobit svůj design tomu, co bylo k dispozici, a tak jsem musel udělat mnoho kompromisů včetně úhlu sklonu, rychlosti a otáček., Takže navzdory hodnotě 80 otáček za minutu navrhl nástroj, vybral jsem motor s 50 ot / min.

Na internetu najdete mnoho webů, které jsou přiděleny k výběru motorů pohonu. Na následujícím webu je velmi dobrý průvodce ve formátu pdf, který poskytuje neocenitelné rady týkající se výběru motorů mobilních robotů:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Krok 5: Jak vyrobit mechanické součásti

Výroba mechanických částí může být provedena v následujících krocích:

1- Vytvoření základny: řezání 50 x 50 cm plechu vyrobeného z PC (polykarbonátu) o tloušťce 6 mm a použití 3*3 elektrických potrubí k jeho vyztužení jako obdélníku a dvou příčných ztužidel pro lepší pevnost.

2- Připevnění dvou svislých částí z elektrických potrubí k základně a zajištění jejich pevnosti pro pohánění kol, vytvoření prostoru pro pohon motorů a jejich připevnění k základně pomocí šroubů, aby se vytvořila pevná konstrukce pro nosnost a podepření kol.

3- Připojení vodičů dostatečně dlouhých k motorům a jejich pájení a připojení motorů pomocí držáků k motorovému prostoru.

4- připojení kol k hřídelím pomocí šroubů a lepení, aby byly tyto sestavy dostatečně pevné, aby vydržely zatížení a rychlost, a po vložení hřídelí do otvorů ve svislých částech (viz kapitola 2) a přidáním dvou plastových podložek na obou stranách ložisko pro otáčení hřídele, připojte hřídele k motorovým spojkám a pomocí nastavovacích šroubů vytvořte silné spojení, jinak se hřídele mohou odpojit od motorů a zkomplikovat vám život. Vyrovnání motorů je důležité a vyžaduje pečlivý a přesný úkol a dostatek trpělivosti, aby byl pohon robustní a volně se pohyboval.

5- Připojení předních kol (v mém případě druhu válečků používaných u pohybujících se židlí) k malé základně a přišroubování jejich základny ke svislým 35 mm PVC trubkám, aby se mohly volně otáčet bez jakýchkoli překážek a uchopení, je lepší použít trochu silikonového oleje na všechna ložisková díra kol a na valivá kola, aby byla zajištěna jejich volná rychlost.

6- Připojení prostoru pro baterie, který je vyroben z polykarbonátových fólií, přišroubováním oddílu k základně a vložením baterie do prostoru připraveného pro pozdější připojení.

7- Spojením nádrže vysavače se základnou pomocí lepidla a šroubů a připevněním trubek k ní jsem použil koleno a vytvořil jsem T-kus trubkami, které byly vhodně nařezány, aby mohly být použity jako sací vstup pro vysávání. Také připojení sestavy motor-ventilátor pro vysávání (svorky motoru by měly být připojeny k vodičům dostatečně dlouhým pro pozdější práce a také dráty by měly být alespoň 0,5 mm^2 pro vysoký odběr proudu motorem vysavače) k horní části nádrž.

8- V tomto kroku by byl robot s instrukcemi vyříznut z polykarbonátového plechu (tloušťka 6 mm) a připojen k základně tak, aby se uvnitř něj nacházela nádrž vysavače a hlava robota, které je přidělena kostka 20*20*20. na elektronické součástky a moduly. v předním těle robota by měly být vytvořeny tři otvory pro kolébkové spínače.

Krok 6: Jak vyrábět elektronické součástky:

Při výrobě elektronických součástek postupujte takto:

1- Vytváření blikající LED

Obvod a součásti této části jsou převzaty přesně z mého předchozího pokynu takto:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- Vytvoření LED diody pro stav očí a úst:

Všechno, co jsem v tomto kroku udělal, bylo převzato z následujícího pokynu:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

kromě toho, že jsem změnil jeho software a místo ovládání přes sériový monitor jsem každých 10 sekund přidal nějaké kódy pro změnu stavu očí a úst. V části softwaru vysvětlím více o tom a zahrnu software ke stažení. Zahrnul jsem malý obvod pro převod napětí 12 V baterie na 5 V pro vstupní připojení Arduino UNO, podrobnosti o takovém obvodu jsou v mém předchozím pokynu následující:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- Výroba hnacích motorů Bluetooth

Připojení motorů k modulu hnacího motoru Bluetooth (obr.3) je snadné a podle výše uvedeného obrázku, tj. Pravé svorky motoru na pravé svorky ovladače a levé svorky motoru na levé svorky ovladače a napájení z baterie do napájecích a uzemňovacích svorek ovladače, ve kterém je kolébkový spínač nainstalován v prostoru pro baterie pro zapnutí a vypnutí. Software této části bude vysvětlen v softwarové části.

4- Výroba reproduktorů Bluetooth

Tato část je snadná a je převzata přesně z následujících pokynů:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

Až na dvě výjimky, za prvé, jsem neroztrhl přijímač Bluetooth a použil jsem k jeho napájení svůj USB konektor (stejný jako položka 2 výše, tj. Obvod 12 V/ 5 V) a zásuvku pro připojení k mému modulu zesilovače. Za druhé jsem místo zesilovače použitého v tomto návodu použil modul zesilovače, zelený PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (obr. 11), a připojil jsem můj levý reproduktor k levým svorkám PAM8403 a připojte pravý reproduktor k pravým svorkám PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), vezměte v úvahu polaritu, já použili 5V vstup ze stejného napájecího zdroje výše a připojil jsem tři svorky PAM8403 k výstupnímu konektoru přijímače Bluetooth podle obrázku.

Krok 7: Softwarové vybavení

V tomto pokynu jsou dva softwary, 1- pro motorový ovladač Bluetooth a 2) pro jehličnaté oči a ústa

- Zde je ke stažení software pro ovladač motoru, který si můžete nainstalovat do svého chytrého telefonu a ovládat robota pomocí softwaru přes Bluetooth.

-Software pro Arduino je stejný jako software obsažený ve výše uvedeném pokynu pro změnu stavu očí a úst pomocí Dot-Matrix LED-s, ale změnil jsem některé kódy, aby způsobil Arduino změnu stavů v každých 10 sekund a tento software je zde také ke stažení.

Krok 8: Závěr:

V neposlední řadě doufám, že si můžete udělat vlastního robota a užít si to jako já, když každý den vidím svého instruktovatelného robota, jak dělá fantastickou práci, a připomíná mi to, že jsem součástí kreativní komunity s názvem INSTRUCTABLES