Zippy Fanbot: 5 kroků (s obrázky)

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

Tento instruktáž byl vytvořen při splnění požadavku projektu na MAKEcourse na University of South Florida (www.makecourse.com).

Zippy the Fanbot je projekt založený na Arduinu, který využívá tah vytvářený vrtulemi namontovanými na bezkartáčových motorech za účelem pohonu nebo otáčení robota v požadovaných směrech. Uživatel ovládá robota pomocí infračerveného dálkového ovladače. Jméno Zippy bylo vytvořeno podle skutečnosti, že většina shromáždění je spojena zipy.

Krok 1: 3D tisk dílů

Rám této sestavy, stejně jako pouzdro Arduino a krabička elektroniky byly vytištěny 3-D. Každá část byla vytištěna na 30% výplň s 3–5 skořápkami. Nahrál jsem soubory částí STL, abych vám to usnadnil. Stačí je stáhnout a přenést na dobrou 3D tiskárnu!

Krok 2: Zakupte si potřebnou elektroniku a náhradní díly

K sestavení a používání Zippy the Fanbot bude potřeba řada elektroniky a dílů. Zde je seznam všech částí, které jsem použil při tvorbě tohoto projektu:

1x Arduino Uno R3

1x infračervený senzor VS/HX1838B

1x balení kolíkových konektorů mezi muži a muži (dost pro piny Arduino)

1 x balení 8 propojovacích kabelů mezi ženami a ženami

1x lithiová polymerová baterie 3S 11,1 V

1x kabelový svazek nebo rozvodná deska pro distribuci energie

4x Afro SimonK 20A OPTO ESC

4x střídavý motor Sunnysky X2212 KV980

2x víceúčelové vrtule APC CW 8045

2x víceúčelové vrtule APC CCW 8045

1x Balíček 4 zipů

4x lehká otočná kolečka

1x Balení pásků na suchý zip

1x role měkké oboustranné pásky

Krok 3: Sestavte díly a postavte obvod

Jakmile budete mít 3-D vytištěné všechny potřebné díly a zakoupíte všechny ostatní potřebné součásti, je čas začít se sestavováním Zippy! Podívejte se na první obrázek v tomto návodu, abyste si představili, jak je vše dohromady.

Skládání 3-D tištěného rámečku je velmi intuitivní, a tak jsem to zamýšlel. Obě ramena do sebe zapadnou a vytvoří rám X a na ramena se vejde držák. Pouzdro elektroniky jde pod paži. Adaptéry ventilátoru se namontují na konce každého ramene a adaptéry kol se zasunou přímo na nohy rámu. Mělo by být velmi intuitivní, kde použít všechny zipy, pokud však není, stačí se podívat na první obrázek na této nestrukturovatelné! K držení horního držáku na pažích není bezpodmínečně nutné použít zipy.

Jakmile je rám sestaven, je čas zapojit a namontovat elektroniku. ESC se montují na ramena, zatímco motory se montují na adaptéry ventilátorů. ESC i motory jsou upevněny stahovacími páskami. Je třeba obrátit polaritu mezi ESC a motory na předním levém a zadním pravém rameni, aby se otáčely ve směru hodinových ručiček. Další dvě ramena budou mít motory, které se otáčejí proti směru hodinových ručiček. Proto budou na přední levé a zadní pravé motory namontovány podpěry ve směru hodinových ručiček, zatímco proti směru hodinových ručiček budou namontovány na přední pravé a zadní levé motory. Tyto opačné směry otáčení vytvářejí protichůdné momenty, které pomáhají při stabilním výkonu robota.

Pomocí suchého zipu připevněte pouzdro Arduino a baterii LiPo na středový držák. Použijte oboustrannou pásku k upevnění infračerveného senzoru v horní části středu pouzdra Arduino, takže je na optimálním místě pro příjem signálů z dálkového ovladače. Veškerá distribuce energie z LiPo do ESC je vedena skrz elektroniku, která sedí v pouzdru elektroniky. Signální vodič z Arduina do ESC je také veden skrz elektroniku. BUĎTE VELMI opatrní, abyste neprořízli kabeláž z LiPo do ESC. To může snadno poškodit ESC a potenciálně způsobit požár.

Viz schéma zapojení, které ukazuje, jak je vše zapojeno dohromady.

Krok 4: Flashujte Arduino

Jakmile je Zippy Fanbot sestaven, je čas na flashování Arduina potřebným softwarem. Poskytl jsem skicu Arduina, která se používá k ovládání Zippy. Kód v zásadě vyžaduje 5 tlačítek pro ovládání fanbota. Nejlepší programovatelná tlačítka jsou navigační tlačítka na dálkovém ovládání. Je intuitivní, že tlačítka nahoru/dolů budou robota pohybovat dopředu/dozadu, zatímco tlačítka vlevo/vpravo budou robota otáčet proti směru hodinových ručiček/ve směru hodinových ručiček. Středové navigační tlačítko bude fungovat jako vypínač a zastaví všechny motory. Pokud dálkové ovládání, které používáte, s tímto kódem nefunguje, vyjměte vrtule z robota a pomocí sériového monitoru v Arduino IDE přeprogramujte Arduino tak, aby fungovalo se směrovými tlačítky na vašem dálkovém ovladači. Jednoduše musíte stisknout tlačítko, které chcete použít, a sledovat, jaká hodnota se zobrazuje na sériovém monitoru. Poté nahraďte hodnotu v příslušném příkazu if, která je v kódu, který jsem zadal, hodnotou, kterou vidíte na sériovém monitoru.

Kód je poměrně jednoduchý, jak uvidíte. Existuje 5 podmíněných kontrol, které určují, které tlačítko je stisknuto. Pokud například infračervený senzor zjistí, že je stisknuto tlačítko nahoru, dva přední motory se roztočí, což táhne robota dopředu. Pokud stisknete levé navigační tlačítko, přední pravý a zadní levý motor se roztočí, což způsobí, že se robot otáčí proti směru hodinových ručiček. Pokud podržíte tlačítko pro určitý manévr, příslušné motory budou plynule zvyšovat své otáčky, dokud nebude dosaženo maximální rychlosti.

Řekněme na chvíli, že se robot pohybuje vpřed a jeho přední motory se točí maximální rychlostí. Pokud uživatel stiskne a podrží tlačítko dolů, přední motory zpomalí, dokud se zcela nezastaví, a poté se zadní motory aktivují a pošlou robota zpět. To platí i pro rotační manévry robota. To umožňuje uživateli zrychlit nebo zpomalit manévry, které robot provádí.

Nyní řekněme, že se robot opět pohybuje určitou rychlostí vpřed. Pokud stisknete směrové tlačítko doleva nebo doprava, robot okamžitě zastaví roztočení všech motorů, než aktivuje motory, které jej roztočí. Uživatel tak může okamžitě přepínat mezi lineárním a rotačním pohybem.

Krok 5: Bavte se používat Zippy a buďte v bezpečí

Nyní jste všichni připraveni! Jakmile vytvoříte Zippy a začnete pracovat s kódem Arduino, je čas si hrát. Buďte však velmi opatrní, zejména kolem dětí a zvířat. Zajistěte, aby byly vrtule dobře vyvážené a pevně utažené na motorech. Bezkartáčové motory použité v tomto projektu se točí při velmi vysokých otáčkách, proto jsou rekvizity velmi schopné způsobit zranění. Bavte se!