Joy Robot (Robô Da Alegria) - avoimen lähdekoodin 3D -tulostettu, Arduino -käyttöinen robotti !: 18 vaihetta (kuvilla)

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

Seuraa lisää tekijältä:

Tietoja: Tekijä, insinööri, hullu tiedemies ja keksijä Lisätietoja IgorF2: sta »

Ensimmäinen palkinto Instructables Wheels -kilpailussa, toinen palkinto Instructables Arduino -kilpailussa ja toiseksi sijoitus Design for Kids Challenge -kilpailussa. Kiitos kaikille meitä äänestäneille !!!

Robotteja tulee kaikkialle. Teollisista sovelluksista vedenalaiseen ja avaruustutkimukseen. Mutta suosikkini ovat ne, joita käytetään hauskanpitoon ja viihteeseen! Tässä projektissa DIY -robotti suunniteltiin viihdekäyttöön lastensairaaloissa tuoden lapsille hauskaa. Hanke keskittyy tiedon jakamiseen ja teknologisten innovaatioiden edistämiseen auttaakseen kansalaisjärjestöjä, jotka tekevät hyväntekeväisyyttä lastensairaaloissa.

Tämä opas näyttää kuinka suunnitella kauko-ohjattu humanoidirobotti, jota ohjataan Wi-Fi-verkon kautta, käyttämällä ESP8266-Wi-Fi-moduuliin yhdistettyä Arduino Unoa. Se käyttää joitain servomoottoreita pään ja käsivarsien liikkeissä, joitain tasavirtamoottoreita pienten etäisyyksien siirtämiseen ja LED -matriiseista valmistettua kasvoa. Robottia voidaan ohjata tavallisella Internet -selaimella käyttämällä HTML -muotoista käyttöliittymää. Android -älypuhelinta käytetään videon ja äänen lähettämiseen robotista käyttäjän ohjausliittymään.

Opetusohjelma osoittaa, kuinka robotin rakenne tulostettiin 3D -kokoon ja koottiin. Sähköpiiri on selitetty ja Arduino -koodi on yksityiskohtainen, jotta kuka tahansa voi toistaa robotin.

Jotkut tämän robotin tekniikoista on jo julkaistu Instructables -sivustossa. Tutustu seuraaviin opetusohjelmiin:

www.instructables.com/id/WiDC-Wi-Fi-Controlled-FPV-Robot-with-Arduino-ESP82/

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED-Matrix-Array-With-Arduino-Uno/

www.instructables.com/id/Wi-Servo-Wi-fi-Browser-Controlled-Servomotors-with/

Erityiset kiitokset muille edellä mainittuun projektiin osallistuneille tiimin jäsenille, jotka ovat vastuussa tässä opetusohjelmassa esitetyn koodin ensimmäisestä versiosta:

• Thiago Farauche
• Diego Augustus
• Yhan Christian
• Helam Moreira
• Paulo de Azevedo Jr.
• Guilherme Pupo
• Ricardo Caspirro
• ASEBS

Lisätietoja projektista:

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-joy-robot

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

www.facebook.com/robodaalegria/

Kuinka voit auttaa?

Tätä hanketta rahoittavat tiimin jäsenet ja pienet lahjoitukset joiltakin yrityksiltä. Jos pidit siitä, voit auttaa meitä joillakin tavoilla:

• Lahjoitus: voit lähettää meille vinkkejä, jos haluat tukea robotin rakentamista ja sen tulevia parannuksia. Vinkkejä käytetään tarvikkeiden ostamiseen (elektroniikka, 3D -tulostus, filamentit jne.) Ja auttamaan toimenpiteidemme edistämisessä lasten sairaaloissa. Nimesi lisätään projektin hyvityksiin! Voit lähettää vinkkejä suunnittelustamme Thingiverse -alustalla:
• Kuten: Näytä meille kuinka paljon arvostat projektiamme. Anna meille "tykkäys" alustoille, joihin dokumentoimme projektimme (Facebook, Hackster, Hackaday, Maker Share, Thingiverse …).
• Jaa: Jaa projekti suosikki sosiaalisen median verkkosivustollasi, jotta voimme tavoittaa enemmän ihmisiä ja inspiroida lisää tekijöitä ympäri maailmaa.

Tiesitkö, että voit ostaa Anet A8: n vain 169,99 dollarilla? Klikkaa tästä ja hanki omasi

Vaihe 1: Hieman historiaa…

'Robô da Alegria' ('Joy Robot') -hanke syntyi vuonna 2016 Baixada Santistan alueella (Brasilia), ja sen tavoitteena on kehittää teknologiaa ja houkutella yhteisö valmistajien liikkeeseen. Kansalaisjärjestöjen lastensairaaloissa toteuttamien vapaaehtoisten hankkeiden innoittamana hankkeessa pyritään kehittämään robotti, joka käyttää avoimia laitteisto- ja apen -ohjelmistotyökaluja.

Hankkeen siemen istutettiin vuoden 2015 lopussa. Keskustelun jälkeen Baixadas Santistan Startup -yhdistyksen (ASEBS) edistämästä teknologian luomisesta ja kehittämisestä. Se oli idealisoitu hanke, ilman rahapalkintoa, mutta joka esitteli aiheen, jossa ihmiset osallistuisivat altruistiseen tapaan tavoitteenaan auttaa muita ihmisiä.

Robotille tehtiin erilaisia muutoksia alkuperäisestä suunnittelusta nykyiseen tilaan. Vain yhdestä päästä, mekaanisilla silmillä ja kulmakarvoilla nykyiseen humanoidiseen muotoonsa, suoritettiin useita iterointeja, joissa testattiin erilaisia rakentavia materiaaleja ja elektronisia laitteita. Akryyliprototyypistä ja laserleikatusta MDF-levystä siirryimme 3D-tulostettuun runkoon. Yksinkertaisesta käyttöliittymästä, jossa on kaksi Bluetooth-ohjattavaa servomoottoria, rungosta, joka koostuu 6 servomoottorista ja 2 moottorista DC-komennosta verkkokäyttöliittymän kautta Wi-Fi-verkkoa käyttäen.

Robottirakenne on valmistettu kokonaan 3D -tulostuksella käyttäen Fusion 360 -tekniikkaa. Jotta robotin jäljennökset voitaisiin valmistaa valmistajatiloissa tai fablaboratorioissa, joissa tulostimien enimmäiskäyttöaika on ratkaisevan tärkeää, robotin suunnittelu jaettiin palasiksi alle kolme tuntia tulostusta. Osasarja on liimattu tai ruuvattu runkoon asennusta varten.

LED -matriisista koostuvat kasvot antavat robotille mahdollisuuden ilmaista tunteita. Servomoottorikäyttöiset kädet ja kaula antavat pienelle automaatille tarvittavan liikkuvuuden vuorovaikutukseen käyttäjien kanssa. Robotin ohjauskeskuksessa Arduino Uno on yhteydessä kaikkiin oheislaitteisiin, mukaan lukien viestintä ESP8266-moduulin kanssa, mikä antaa käyttäjälle mahdollisuuden komentaa lausekkeita ja liikkeitä minkä tahansa samaan Wi-Fi-verkkoon yhdistetyn laitteen kautta.

Robotin rintaan on asennettu myös älypuhelin, jota käytetään äänen ja videon siirtämiseen robotin käyttäjän ja lasten välillä. Laitteen näyttöä voidaan edelleen käyttää vuorovaikutukseen pelien ja muiden sovellusten kanssa, jotka on suunniteltu toimimaan vuorovaikutuksessa robotin rungon kanssa.

Vaihe 2: Työkalut ja materiaalit

Tässä projektissa käytettiin seuraavia työkaluja ja materiaaleja:

Työkalut:

• 3D -tulostin - Koko robotin runko on 3D -tulostettu. Koko rakenteen rakentamiseen tarvittiin useita tunteja 3D -tulostusta;
• PLA -filamentti - Valkoiset ja mustat PLA -filamentit, joita käytetään rungon painamiseen;
• Ruuvimeisseli - Suurin osa osista on liitetty ruuveilla;
• Superliima - Jotkut osat kiinnitettiin superliimalla;
• Pihdit ja leikkurit
• Juotosrauta ja lanka

Elektroniikka

• Arduino Uno (linkki / linkki) - Sitä käytetään robotin pääohjaimena. Se lähettää signaaleja moottoreille ja kommunikoi WiFi -moduulin kanssa;
• ESP8266-01 (linkki / linkki)- Sitä käytetään WiFi-modeemina. Se vastaanottaa signaaleja ohjausliittymästä, jonka Arduino Uno suorittaa;
• SG90 -servomoottorit (x6) (linkki / linkki) - Neljä servoa käytettiin käsivarsiin ja kaksi pään liikkeisiin;
• Tasavirtamoottorit, joissa on pelkistys- ja kumipyörät (x2) (linkki / linkki) - Niiden avulla robotti voi matkustaa pieniä matkoja;
• L298N kaksikanavainen H -silta (x1) (linkki / linkki) - Se muuntaa Arduinon digitaaliset lähdöt moottorien jännitteiksi;
• 16 -kanavainen servo -ohjain (linkki / linkki) - Tällä kortilla voidaan ohjata useita servomoottoreita käyttämällä vain kahta Arduino -lähtöä;
• MAX7219 8x8 LED -näyttö (x4) (linkki / linkki) - niitä käytetään robotin kasvona;
• Micro USB -kaapeli - käytetään koodin lataamiseen;
• Naaras-naarashyppyjohdot (jotkut);
• Uros-naarashyppyjohdot (jotkut);
• Älypuhelin - Käytettiin Motorola 4,3 "Moto E -älypuhelinta. Myös muut samankokoiset saattavat toimia.
• 18650 akku (x2) (linkki) - Niitä käytettiin Arduinon ja muiden oheislaitteiden virransyöttöön;
• 18650 paristopidike (x1) (linkki / linkki) - Ne pitävät paristot paikallaan;
• 1N4001 -diodit (x2)
• 10 kohmin vastusta (x3)
• 20 mm: n virtakytkin (x1)
• Protoshield (linkki) - Se auttaa kytkemään piirin.

Mekaniikka:

• Pallopyörät (x2)
• M2x6mm pultit (+-70)
• M2x10mm pultit (+-20)
• M2x1.5mm mutterit (x10)
• M3x40mm pultit (x4)
• M3x1.5mm mutterit (x4)

Yllä olevat linkit ovat ehdotuksia siitä, mistä löydät tämän opetusohjelman kohteet ja jotka tukevat tämän projektin kehittämistä. Voit vapaasti etsiä niitä muualta ja ostaa suosikki paikallisesta tai verkkokaupastasi.

Tiesitkö, että voit ostaa Anet A8: n vain 169,99 dollarilla Gearbestista? Hae omasi:

Vaihe 3: 3D -tulostus

Robottirakenne valmistettiin kokonaan 3D -tulostuksella käyttäen Autodesk Fusion 360 -laitetta. Jotta robottien jäljennökset voitaisiin tuottaa valmistajatiloissa tai fablaboratorioissa, joissa tulostimien enimmäiskäyttöaika on ratkaiseva, robotin suunnittelu jaettiin palasiksi alle kolme tuntia tulostusta. Osasarja on liimattu tai ruuvattu runkoon asennusta varten.

Malli koostuu 36 eri osasta. Suurin osa niistä painettiin ilman tukia, ja täyttöaste oli 10%.

• Pää ylhäällä (oikea/vasen)
• Pää alhaalla (oikea/vasen)
• Pään sivusuojukset (oikea/vasen)
• Takalevy edessä
• Edessä oleva etulevy
• Kaulan akseli 1
• Kaulan akseli 2
• Kaulan akseli 3
• Kaulan keskusta
• Varsi (oikea/vasen)
• Olkapää (oikea/vasen)
• Olkapää (oikea/vasen)
• Olkapää (oikea/vasen)
• Varren akseli (oikea/vasen)
• Rintakuva (oikea/vasen)
• Rinta (oikea/vasen/edessä)
• Pyörät (oikea/vasen)
• Pohja
• Puhelimen pidike
• Takaisin (oikea/vasen)
• Nupit (oikea/vasen)
• Kaappi (oikea/vasen)

Robotin irrottaminen on kuvattu seuraavissa vaiheissa.

Voit ladata kaikki stl -tiedostot seuraavilta sivustoilta:

• https://www.thingiverse.com/thing:2765192
• https://pinshape.com/items/42221-3d-printed-joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.youmagine.com/designs/joy-robot-robo-da-alegria
• https://cults3d.com/en/3d-model/gadget/joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.myminifactory.com/object/55782

Tämä on kokeellinen prototyyppi. Jotkut osat tarvitsevat parannuksia (projektin myöhempää päivitystä varten). On joitakin tunnettuja ongelmia:

• Joidenkin servojen ja olkapään johdotuksen häiriöt;
• Kitka pään ja rinnan välillä;
• Kitka pyörien ja rakenteen välillä;
• Joidenkin ruuvien reikä on liian tiukka, ja sitä on suurennettava poranterällä tai harrasteveitsellä.

Jos sinulla ei ole 3D -tulostinta, voit tehdä seuraavat toimet:

• Pyydä ystävääsi tulostamaan se puolestasi;
• Etsi hakkeri-/tekijätila lähistöltä. Malli oli jaettu useisiin osiin, joten kunkin osan tulostaminen kestää alle neljä tuntia. Jotkut hakkeri-/valmistajatilat veloittavat vain käytetyistä materiaaleista;
• Osta oma 3D -tulostin. Löydät Anet A8: n vain 169,99 dollarilla Gearbestista. Hae omasi:
• Oletko kiinnostunut tekemään DIY -sarjan? Jos tarpeeksi ihmisiä on kiinnostunut, saatan tarjota DIY -sarjoja Tindie.comissa. Jos haluat sellaisen, lähetä minulle viesti.

Vaihe 4: Yleiskatsaus piireihin

Robottia ohjataan Arduino Unolla. Arduino liittää ESP8266-01-moduulin, jota käytetään robotin kauko-ohjaukseen Wi-Fi-verkon kautta.

16-kanavainen servo-ohjain on kytketty Arduinoon I2C-tiedonsiirron avulla ja ohjaa 6 servomoottoria (kaksi kaulalle ja kaksi kumpaakin kättä varten). Arduino saa virtansa ja ohjaa viidestä 8x8 LED -matriisista koostuvaa matriisia. Neljää Arduinon digitaalilähtöä käytetään kahden tasavirtamoottorin ohjaamiseen h-sillan avulla.

Piireihin syötetään virtaa kahdella USB -virtapankilla: toinen moottoreille ja toinen Arduinolle. Olen yrittänyt käyttää koko robottia signaaliteholla. Mutta ESP8266 katkaisi yhteyden piikkien takia, kun tasavirtamoottorit käynnistettiin/sammutettiin.

Robotin rinnassa on älypuhelin. Sitä käytetään videon ja äänen lähettämiseen ohjausliittymästä/siitä, isännöi tavallista tietokonetta. Se voi myös lähettää komentoja ESP6288: lle, mikä ohjaa itse robotin runkoa.

Voisi huomata, että tässä käytetyt komponentit eivät ehkä ole optimoitu tarkoitukseensa. Esimerkiksi NodeMCU: ta voidaan käyttää Arduino + ESP8266 -yhdistelmän sijasta. Kameralla varustettu Rapsberry Pi korvaa älypuhelimen ja ohjaa myös moottoreita. On jopa mahdollista käyttää Android -älypuhelinta robotin "aivoina". Se on totta… Arduino Uno valittiin, koska se on erittäin helppokäyttöinen ja helppokäyttöinen kaikille. Kun aloitimme tämän projektin, ESP ja Raspberry Pi -levy olivat vielä suhteellisen kalliita asuinalueellamme… kun halusimme rakentaa halvan robotin, Arduino -levyt, joissa paras valinta tällä hetkellä.

Vaihe 5: Kasvojen kokoaminen

Neljä 8x8 LED -matriisia käytettiin robotin kasvoilla.

Rakenne jaettiin kahteen osaan (etulevy ja etulevy) 3D -painettu mustalla PLA: lla. Kesti noin 2,5 tuntia 3D -tulostamiseen, 10% täyttö ja ilman tukia.

Tilarajoitusten vuoksi LED -matriisien liittimet oli erotettava ja niiden paikkaa muutettiin alla kuvatulla tavalla:

1. Poista LED -matriisi;
2. Dessolder -tulo- ja lähtöliittimet;
3. Juotos uudelleen piirilevyn toiselle puolelle, tapit osoittavat levyn keskikohtaa.

Lopputuloksen näet kuvista.

Neljä LED -matriisia kiinnitettiin sitten takalevyyn käyttämällä 16 M2x6mm pultteja. Nastat liitettiin kaavion mukaan.

Ensimmäinen matriisi liitettiin 5-johtimisella uros-naarasliittimellä. Urospää liitettiin myöhemmin Arduinon nastoihin. Naaraspää on kytketty matriisitulonappeihin. Kunkin matriisin ulostulo on kytketty seuraavan tuloon naaras-naaras-hyppyjohdinta käyttäen.

Matriisien liittämisen jälkeen etulevy asennetaan neljällä M2 -pultilla. Kääri puserot taka- ja etupaneelien ympärille niin, ettei lankoja ole löysällä.

Kasvomoduuli asennetaan myöhemmin robotin pään sisään, kuten se selitetään seuraavissa vaiheissa.

Vaihe 6: Pään asentaminen

Robotin pää jaettiin kahdeksanneksi 3D -painetuksi osaksi, jotka kaikki painettiin valkoisella PLA -levyllä 0,2 mm: n resoluutiolla, 10% täyteaineella ja ilman tukia:

• Pää ylhäällä (oikea ja vasen)
• Pää alhaalla (oikea ja vasen)
• Pääsuojus (oikea ja vasen)
• Kaulan akseli 1
• Kaulan akseli 2

Minulla kesti lähes 18 tuntia 130 mm halkaisijaltaan rakenteen tulostamiseen.

Pään ylä- ja alaosa on jaettu kahteen osaan. Ne liimataan yhteen superliimalla. Levitä liimaa ja anna sen levätä muutama tunti.

Sivutulpat asennetaan sitten pultin ylä- ja alaosiin kiinnitetyillä ruuveilla. Näin pää voidaan irrottaa korjattavaksi irrottamalla pään yläosiin kiinnitetyt ruuvit. Kokoa robotin kasvot (kuvattu edellisessä vaiheessa) ja rintakuva (kuvattu seuraavissa vaiheissa) ennen pään sulkemista.

Servomoottori #5 kiinnitettiin niska -akseliin 1. Asetin servon akselin keskelle, sitten kiinnitin äänitorven ja lukitsin sen ruuvin. Asensin kahta M2x6mm ruuvia kaulan akselin 2 kiinnittämiseen kyseiseen servomoottoriin. Servomoottori #6 on kiinnitetty niska -akseliin 2 samalla tavalla.

Kaulan akseli 2 yhdistettiin myöhemmin kaulan keskustaan, kuten se näkyy seuraavassa vaiheessa.

Kasvomoduuli on asennettu pään sisään.

Vaihe 7: Sarjan ja hartioiden kokoaminen

Rintojen ja olkapään tulostaminen vei minut noin 12 tuntia.

Tämä osio koostuu viidestä eri osasta:

• Rintakuva (oikea/vasen)
• Olkapäät (oikea/vasen)
• Kaulan keskusta
• Kaulan akseli 3

Rintaosan osat liimattiin superliimalla. Olkapäät kiinnitettiin sivuille M2x10mm ruuveilla ja servomoottorit (servomoottorit 2 ja 4) asennettiin kummallekin puolelle. Ne kulkevat suorakulmaisen reiän läpi kummallakin olkapäällä (lanka on itse asiassa melko vaikea kulkea), ja ne kiinnitetään M2x10mm -pultteilla ja muttereilla.

Keskikaulussa on suorakulmainen reikä, johon kaulan akselin 3 osa on työnnetty. Näiden kahden osan yhdistämiseen käytettiin neljää M2x6mm ruuvia. Tämän jälkeen keskikaula kiinnitettiin hartioihin. Se käyttää samoja ruuveja, joita käytetään olkapään kiinnittämiseen rintakehään. Neljä M2x1, 5 mm mutteria käytetään lukitsemaan sen asento.

Servomoottori nro 6 liitettiin kaula -akseliin 3 kahdella ruuvilla. Sitten asensin kaulan akselin 3 kaulan keskiosan suorakulmaisen reiän sisään ja lukitsin sen asennon neljällä M2x6mm ruuvilla.

Vaihe 8: Aseiden kokoaminen

Kunkin käsivarren tulostamiseen meni noin 5 tuntia.

Jokainen käsi on tehty neljästä osasta:

• Olkapää kuppi
• Olkapää
• Varren akseli
• Arm

Varren akseli on keskitetty ja kiinnitetty itse varteen kolmella M2x6mm ruuvilla. Servo horne on kiinnitetty akselin toiseen päähän.

Servomoottori (#1 ja #3) asennetaan olkapään sisään ruuveilla, ja sen jälkeen sarvi (varren akseliin kiinnitetty) asennetaan. Kupissa on reikä muiden sarvien asentamista varten, joka on kiinnitetty servoihin (#2 ja #4), jotka on jo asennettu hartioille, kuten edellisessä vaiheessa näytettiin.

Kupissa (ja olkapäässä) on toinen reikä servojen kaapeleiden kuljettamista varten. Tämän jälkeen korkki asennetaan robotin olkapään sulkemiseksi kahdella M2x6mm ruuvilla.

Vaihe 9: Rintakehän kiinnitys

Rintakehä on osa, joka yhdistää rinnan robotin pohjaan (pyörät ja pohja). Se koostuu vain kahdesta osasta (oikea ja vasen osa. Tulostin ne 4 tunnissa.

Robotin hartiat sopivat rinnan yläosaan. Pultille on reikä, joka auttaa osien kohdistamisessa ja kiinnittämisessä. Vaikka on suositeltavaa liimata nämä kaksi osaa.

Tämän osan pohjassa on kuusi reikää, joita käytetään pyörien liittämiseen, kuten myöhemmin esitetään.

Tässä vaiheessa merkitsin servomoottorit muutamilla tarroilla piirien liittämisen helpottamiseksi.

Vaihe 10: Pyörien kokoaminen

Robotin pyörät käyttävät kolmea 3D -painettua osaa:

• Pyörät (vasen/oikea)
• Edessä

Minulla kesti noin 10 tuntia näiden osien tulostamiseen.

Noudatin seuraavia ohjeita pyörien kokoamisessa:

• Ensin piti juottaa johdot DC -moottoriliittimiin. Näitä johtoja käytettiin myöhemmin moottorien virransyöttöön käyttämällä H-siltapiiriä;
• Moottorit kiinnitettiin sitten rakenteeseen käyttämällä kahta M3x40 -pulttia ja mutteria. Itse asiassa voitaisiin käyttää lyhyempää pulttia (mutta en löytänyt verkosta);
• Sen jälkeen liimasin etupaneelin, joka yhdistää rakenteen muut osat;
• Tämän osan päällä on joitakin reikiä. Niitä käytetään sen kiinnittämiseen rintaan, kuten aiemmin on esitetty. Molempien osien liittämiseen käytettiin kuutta M2x6mm ruuvia.

Vaihe 11: Puhelimen pidike

Puhelimen pidike on yksi 3D -painettu osa, ja sen tulostaminen kestää noin tunnin.

Robotilla on älypuhelin vatsassaan. Se on suunniteltu Motorola Moto E.

Puhelimen pidikeosaa käytetään pitämään älypuhelin halutussa asennossa. Ensin älypuhelin asetetaan paikalleen, sitten se painetaan robotin runkoa vasten puhelimen pidikkeen ja neljän M2x6mm -pultin avulla.

On tärkeää liittää USB -kaapeli älypuhelimeen ennen pultien kiristämistä. Muuten sen yhdistäminen myöhemmin on vaikeaa. Valitettavasti tila on hyvin rajallinen, joten jouduin katkaisemaan osan USB -liittimestä …:/

Vaihe 12: Jalustan asennus

Pohjassa on vain yksi 3D -tulostettu osa. Tämän osan tulostaminen kesti noin 4 tuntia.

Siinä on useita reikiä muiden osien, kuten kuulapyörien ja piirilevyjen asentamista varten. Pohjan kokoamiseen käytettiin seuraavaa menettelyä:

• Asenna 16 -kanavainen servosäädin neljällä M2x6mm ruuvilla;
• Asenna L298N h-siltapiiri neljällä M2x6mm ruuvilla;
• Asenna Arduino Uno neljällä M2x6mm ruuvilla;
• Asenna protoshield robotin päälle;
• Johdotkaa piirit (kuten on kuvattu pari vaihetta myöhemmin);
• Asenna kuulapyörät kahdella ruuvilla. Johdot on järjestetty siten, että ne jäävät pohjaan ja pyörien asennuksessa käytettyjen ruuvien väliin;
• Jalusta kiinnitettiin pyöräosiin ruuveilla.

Vaihe 13: Selkä ja Power Pack

Robotin takakansi on suunniteltu siten, että sen voi helposti avata, jotta pääsee käsiksi piireihin, ladataan akkuja tai kytketään älypuhelin päälle/pois päältä.

Se koostuu kuudesta 3D -painetusta osasta:

• Takaisin (vasen/oikea)
• Nupit (x2)
• Lukot (vasen/oikea)

Osien tulostaminen kesti noin klo 5.30. Oikea ja vasen takaosa liimattiin superliimalla. Odota, kunnes liima on täysin kuiva, tai kansi rikkoutuu helposti.

Virtapaketti koostuu kahdesta 18650 paristosta ja paristopidikkeestä. Jouduin juottamaan joitain johtoja (akun #1 miinusnapa ja akun #2 positiivinen napa). Virtapaketin negatiivinen napa liitettiin Arduinos GND: hen (käyttämällä joitain johtoja ja hyppyjä). On/off -kytkin asennettiin positiivisen navan ja Arduinon Vin -tulon väliin.

Virtakytkin kiinnitettiin 3D -painettuihin osiin M2x6mm pultilla ja M2x1.5mm mutterilla. Paristopidike kiinnitettiin taakse neljällä M2x6mm ruuvilla.

Lukkojen lieriömäinen osa oli hiottava hiekkapaperilla paremman istuvuuden saavuttamiseksi. Ne kulkevat kannessa olevien reikien läpi. Nupit on liitetty ja liimattu toiselle puolelle.

Kansi sopii robotin takaosaan. Nupit voidaan kääntää kannen lukitsemiseksi ja suojata robotin sisäpuolta.

Vaihe 14: Piirien kytkentä

Piiri on kytketty kaavion mukaan.

Arduino:

• Arduino -nasta D2 => L298N -nasta IN4
• Arduino -nasta D3 => L298N -nasta IN3
• Arduino -nasta D6 => L298N -nasta IN2
• Arduino -nasta D7 => L298N -nasta IN1
• Arduino -nasta D9 => MAX7219 -nastainen DIN
• Arduino -nasta D10 => MAX7219 -nastainen CS
• Arduino -nasta D11 => MAX7219 -nastainen CLK
• Arduino -nasta D4 => ESP8266 RXD
• Arduino -nasta D5 => ESP8266 TXD
• Arduino -nasta A4 => SDA
• Arduino -nasta A5 => SCL
• Arduino pin Vin => Akku V+ (ennen diodeja)
• Arduino pin gnd => Akku V-

ESP8266-01

• ESP8266 -nastainen RXD => Arduino -nasta D4
• ESP8266 -nastainen TXD => Arduino -nasta D5
• ESP8266 nastainen gnd => Arduino -nastainen gnd
• ESP8266 -nasta Vcc => Arduino -nasta 3V3
• ESP8266 -nastainen CH_PD => Arduino -nasta 3V3

L298N h-silta

• L298N -nasta IN1 => Arduino -nasta D7
• L298N -nasta IN2 => Arduino -nasta D6
• L298N -nasta IN3 => Arduino -nasta D3
• L298N -nasta IN4 => Arduino -nasta D2
• L298N -nasta + 12V => Akku V + (diodien jälkeen)
• L298N pin gnd => Arduino gnd
• L298N OUT1 => Moottori 1
• L298N OUT2 => Moottori 2

MAX7219 (ensimmäinen matriisi)

• MAX7219 -nastainen DIN => Arduino -nasta D9
• MAX7219 -nastainen CS => Arduino -nasta D10
• MAX7219 -nastainen CLK => Arduino -nasta D11
• MAX7219 nasta Vcc => Arduino nasta 5V
• MAX7219 nastainen gnd => Arduino -nastainen gnd

MAX7219 (muut matriisit)

• MAX7219 -nastainen DIN => MAX7219 -nastainen DOUT (edellinen matriisi)
• MAX7219 -nastainen CS => MAX7219 -nastainen CS (edellinen matriisi)
• MAX7219 -nastainen CLK => MAX7219 -nastainen CLK (edellinen matriisi)
• MAX7219 -nastainen Vcc => MAX7219 -nastainen VCC (edellinen matriisi)
• MAX7219 -nastainen gnd =: MAX7219 -nastainen gnd (edellinen matriisi)

16-kanavainen servo-ohjain

• Servo -ohjaimen tappi SCL => Arduino -nasta A5
• Servo -ohjaimen tappi SDA => Arduino -nasta A4
• Servo -ohjaimen tappi Vcc => Arduino -nasta 5V
• Servo -ohjaimen nasta gnd => Arduino -nasta gnd
• Servo -ohjaimen nasta V+ => Akku V+ (diodien jälkeen)
• Servo -ohjaimen nasta gnd => Arduino -nasta gnd

Jotkut sanovat, että Sg90 -servoa voidaan käyttää 3,0 - 6,0 V: n välillä, toisten välillä 4,0 - 7,2 V. Vaikeuksien välttämiseksi päätin laittaa kaksi diodia sarjaan paristojen jälkeen. Tällä tavoin servojen jännite on 2*3,7 - 2*0,7 = 6,0 V. Sama koskee tasavirtamoottoreita.

Huomaa, että tämä ei ole tehokkain tapa, mutta se toimi minulle.

Vaihe 15: Arduino -koodi

Asenna uusin Arduino IDE. Kirjastoa ei tarvittu kommunikointiin ESP-8266-moduulin kanssa tai tasavirtamoottoreiden ohjaamiseen.

Minun on lisättävä seuraavat kirjastot:

• LedControl.h: kirjasto, jota käytetään LED -matriisien ohjaamiseen;
• Adafruit_PWMServoDriver.h: kirjasto, jota käytetään servomoottoreiden ohjaamiseen.

Arduino -koodi on jaettu 9 osaan:

• RobodaAlegria.ino: tämä on pääluonnos, ja se kutsuu muita osia. Kirjastoja tuodaan tänne. Se myös määrittää ja alustaa globaalimuuttujat;
• _05_Def_Olhos.ino: tässä määritellään kunkin silmän matriisit. Kutakin silmää edustaa 8x8-matriisi ja 9 vaihtoehtoa, joissa ne on määritelty: neutraali, suuret silmät, suljettu, suljettu, vihainen, tylsistynyt, surullinen, rakastunut ja kuolleet silmät. Oikealle ja vasemmalle silmälle on eri matriisi;
• _06_Def_Boca.ino: tässä määritellään suun matriisit. Suuta edustaa 16x8-matriisi ja 9 vaihtoehtoa, kun ne on määritelty: iloinen, surullinen, erittäin onnellinen, hyvin surullinen, neutraali, kieli auki, auki, auki ja inhottava suu;
• _10_Bracos.ino: tässä tiedostossa on määritelty ennalta määrätyt liikkeet käsille ja kaulalle. Yhdeksän liikettä, mov1 () - mov9 (), määritettiin;
• _12_Rosto.ino: tässä tiedostossa on joitain toimintoja robotin kasvojen päivittämiseksi yhdistämällä matriisit, jotka on määritelty _05_Def_Olhos.ino ja _06_Def_Boca.ino;
• _13_Motores_DC: se määrittää DC -moottoreiden toiminnot;
• _20_Comunicacao.ino: tässä tiedostossa on määritelty toiminto tietojen lähettämiseen ESP8266 -tiedostoon;
• _80_Setup.ino: se toimii Arduinolla. Se asetti robotin moottorin alkupinnan ja asennon. Se lähettää myös komentoja yhteyden muodostamiseen tiettyyn Wi-Fi-verkkoon;
• _90_Loop: pääsilmukka. Se etsii saapuvia komentoja ESP8266: lta ja kutsuu tiettyjä toimintoja ohjaamaan lähtöjä.

Lataa Arduino -koodi. Korvaa XXXXX wifi -reitittimesi SSID -tunnuksella ja VVVVV reitittimen salasanalla osoitteessa _80_Setup.ino. Tarkista ESP8266: n siirtonopeus ja määritä se oikein koodissa ('_80_Setup.ino'). Liitä Arduino -kortti tietokoneen USB -porttiin ja lähetä koodi.

Vaihe 16: Android -sovellukset

Android -älypuhelinta käytettiin videon ja äänen lähettämiseen robotista ohjausliittymään. Löydät käyttämäni sovelluksen Google Play -kaupasta (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Älypuhelimen näyttö voidaan myös siirtää ohjausliittymään, jotta käyttäjä voi nähdä mitä näytöllä näkyy. Löydät myös sovelluksen, jota käytin kuvauksen peilaamiseen Google Play -kaupasta (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ajungg.screenmirror).

Android -videopeli on myös suunniteltu toimimaan vuorovaikutuksessa robotin kanssa. Se ei ole vielä kovin vakaa, joten sitä ei voi ladata.

Vaihe 17: Ohjausliitäntä

"loading =" laiska "palkinto Wheels Contest 2017 -kilpailussa

Toinen sija Design for Kids -haasteessa

Toinen palkinto Arduino -kilpailussa 2017