STEGObot: Stegosaurus -robotti: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Tämän pienen kaverin konseptilla on halu luoda leikkisämpiä robotteja, jotta 4 -vuotias poikani saisi entistä enemmän kiinnostumaan elektroniikan ja robotiikan oppimisesta.

Sen pääpiirteenä on stegosauruksen muotoinen piirilevy, joka on kaiken elektroniikan tukemisen lisäksi olennainen osa estetiikkaa.

Aion esitellä tämän robotin koko suunnittelun ja rakenteen, jotta asiayhteys saadaan selkeämmin.

Ensimmäisessä videossa esitetään yleiskatsaus konseptiin ja suunnitteluun, mekaniikkaan, elektroniikkaan ja ohjelmointiin, mutta kuvailen myös näitä vaiheita täällä muutamilla lisätiedoilla.

Vaihe 1: Suunnittelu

Istuessani työpöydälleni lapseni stegosaurus -lelu kädessään inspiraation saamiseksi aloin piirtää osia suoraan pahville.

Päädyin mukavaan pahviprototyyppiin testatakseni jalka- / kävelymekanismia ja saadakseni hyvän yleiskuvan osien todellisesta koosta ja järjestelystä.

Sitten, tietäen halutut mitat, aloin piirtää lopullista mallia ja 2D -malleja mekaanisille osille.

Vaihe 2: Mekaniikka

Kaikki mekaaniset osat valmistettiin iskunkestävistä polystyreenikappaleista (2 mm paksut levyt). Tämä on suosikkimateriaalini räätälöityjen osien tekemiseen robotteihini, ja olen käyttänyt tätä materiaalia noin 8 vuotta.

Menetelmä on yksinkertainen: mallit liimataan muovikappaleiden päälle liimalla. Kun liima on hyvin kuiva, leikkasin palat viivoiksi apuvälineellä. Suorille linjoille käytän myös metalliviivainta leikkausten ohjaamiseen niin, että niissä on todella suora leikkaus.

Joitakin osia on vahvistettava edelleen. Tässä tapauksessa yhdistän useita kerroksia tarvittavan lujuuden saavuttamiseksi ja käytän liimaa kaiken liittämiseen.

Jotta osat saisivat tasaisen viimeistelyn, hioin ne ensin # 60 hiekkapaperilla ylimääräisen materiaalin poistamiseksi ja # 500 hiekkapaperilla hienoa viimeistelyä varten.

Reiät on helppo tehdä poralla.

Viimeinen vaihe on maalata kaikki. Tarkista ensin ruiskutuspohjamaalilla, onko kaikki riittävän sileää ja lopuksi haluttu väri.

Jalkojen / kävelymekanismin servomoottorit ovat kaikki Hitecin miniservoja. Keskimmäinen on HS-5245MG ja kaksi muuta (etu- ja takajaloille) ovat HS-225MG. Valitsin heidät ei erityisestä syystä … se oli yksinkertaisesti siksi, että he olivat niitä, joita minulla oli kotona. Mutta ne ovat erinomaisia servomoottoreita, joissa on metallivaihteet ja joilla on enemmän vääntöä kuin tarvitaan.

Luettelo mekaniikan materiaaleista:

• iskunkestävä polystyreeni (2 mm paksu arkki);
• pikaliima;
• harmaa ruiskutuspohjamaali;
• vihreä spray -maali;
• Hitec HS-5245MG-servomoottori (1x);
• Hitec HS-225MG-servomoottori (2x);
• M3 nylonkiinnitys 35 mm (4x);
• pultit ja mutterit;
• hiekkapaperi (# 60 ja # 500).

Vaihe 3: Elektroniikka

Piirilevy (jota kutsun STEGOboardiksi) on suunniteltu helpottamaan servomoottoreiden ja NRF24L01 -moduulin yhdistämistä Arduino Nano -korttiin. Tämä olisi tietysti voitu tehdä hyvin pienellä PCB: llä. Mutta kuten aiemmin sanoin, PCB on myös olennainen osa estetiikkaa.

Kun kuvittelin koko robotin mielessäni, minulla oli ajatus, että sen takana pitäisi olla suuri vihreä PCB, jossa on erottamiskykyiset leijamaiset levyt.

Piirilevyn muotoinen tiedosto (SVG) tehtiin Inkscape -ohjelmalla, ja piirilevyn elektronisten osien kaavio ja järjestely tehtiin Fritzingillä. Fritzingiä käytettiin myös valmistukseen tarvittavien Gerber -tiedostojen vientiin.

PCBWay valmisti piirilevyn.

Piirilevyssä on kolme liitintä servomoottoreille ja otsikot Arduino Nano -kortille ja NRF24L01 -moduulille. Siinä on myös liitin virtalähdettä varten. Kaikki juotettiin lyijyttömällä juotoksella.

Virtalähde on valmistettu kahdesta sarjaan kytketystä LiPo -akusta, joten minulla on 7,4 V. Mutta servomoottorit hyväksyvät enintään 6 volttia. Siksi siinä on myös alentava LM2596-moduuli, joka tarjoaa oikean jännitteen eikä polta servomoottoreita.

Luettelo elektroniikan materiaaleista:

• Arduino Nano R3;
• NRF24L01 -moduuli;
• suorakulmaiset tapit;
• naisten otsikot;
• LiPo -akku 3,7 V 2000 mAh (2x);
• lyijytön juotoslanka;
• LM2596 askel alas jännitteen säädin;
• juotosvirta.

Vaihe 4: Ohjelmointi

STEGObotin ohjelmointi on hyvin yksinkertaista, koska siinä on vain kolme servomoottoria, ja se on tehty Arduino IDE: llä.

Periaatteessa meidän on siirrettävä keskimmäistä servomoottoria kallistamaan rungon etuosaa ja kääntämään etujalkojen servoa (samanaikaisesti takajalat pyörivät vastakkaiseen suuntaan). Joten se vetää robotin eteenpäin.

Vaihe 5: Pidä hauskaa

STEGObot voi liikkua eteen- ja taaksepäin sekä kääntyä vasemmalle ja oikealle. Sitä ohjataan kauko -ohjaimella mukautetulla kaukosäätimellä, jonka tein hallitsemaan kaikkia robottejani.