Halvat Arduino Combat Robot Control: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Taistelulajien uudelleensyntyminen osavaltioissa ja Robot Wars Yhdistyneessä kuningaskunnassa herätti jälleen rakkauteni taistelurobotiikkaa kohtaan. Joten löysin paikallisen ryhmän bot -rakentajia ja sukellin sisään.

Taistelemme Ison -Britannian muurahaispainon asteikolla (painoraja 150 grammaa), ja tajusin nopeasti perinteisen tavan rakentaa botti, johon sisältyi RC -vaihteisto: kallis RC -lähetin, iso tai kallis vastaanotin ja ESC: t (elektroniset nopeudensäätimet), jotka ovat maagisia laatikoita joka pystyy käsittelemään paljon enemmän virtaa kuin on tarpeen tämän kokoiselle botille.

Käytettyäni Arduinoa aiemmin halusin yrittää tehdä asioita eri tavalla ja asettaa itselleni tavoitteen Arduino -järjestelmästä, joka voi vastaanottaa taistelulainsäädännön ja ohjata kahta käyttömoottoria noin 5 dollarilla (puolet halvan ESC: n hinnasta)

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi sekoitin tämän ohjattavan RC-auton uudelleen, vähentäen vastaanottimen painoa/kustannuksia ja tuottamalla 4 PWM-signaalia halvan h-siltapiirin käyttämiseksi

Tässä ohjeessa keskitytään Arduino -ohjausjärjestelmään, mutta lisään lisätietoja auttaakseni uusia ihmisiä rakentamaan ensimmäisen botin

Vastuuvapauslauseke:

Jopa pienessä mittakaavassa taistelurobotin rakentaminen/taistelu voi olla vaarallista, ryhdy omalla vastuullasi

Vaihe 1: Mitä tarvitset

Materiaalit:

Ohjausjärjestelmä:

• 1x Arduino pro mini 5v (1,70 USD)
• 1x nRF24L01 -moduuli (1,14 dollaria)
• 1x 3,3 V: n säätömoduuli (0,32 dollaria)
• 1x dual h-bridge -moduuli* (0,90 dollaria)

Muille peruskiiltobotille:

• 2x mikrovaihteinen moottori ** (halpa versio, luotettava versio)
• 1x 2s litiumpolymeeriakku
• 1x tasapainolaturi
• 1x lipo latauspussi
• 1x kytkin
• 1x akun liitin
• sekalanka (käytin joitain Arduino -hyppyjohtoja, jotka minulla oli makaamassa)
• pienet ruuvit
• (valinnainen) epoksi
• (valinnainen) Alumiini (virvoitusjuomapullosta)
• (valinnainen) ylimääräisiä LED -valoja

Perusohjain:

• 1x Arduino pro mini 5v
• 1x nRF24L01 -moduuli
• 1x 3.3v säätömoduuli
• 1x Arduino-joystick

Työkalut:

• Ruuvimeisseli
• Juotin
• Pihdit
• 3D -tulostin (valinnainen, mutta helpottaa elämää)

*Kun katsot h-sillan moduuleja, etsi moduuli, jossa kaikki 4 signaalituloa ovat vierekkäin, mikä helpottaa kiinnittämistä Arduinoon myöhemmin

** Katso viimeinen vaihe saadaksesi vinkkejä moottorin nopeuden valitsemiseen

Vaihe 2: Tulosta runko

Ennen kuin aloitat ohjausjärjestelmän käytön, katso rakennettavan botin suunnittelua. On aina parasta suunnitella botti aseesta. Aloittelijalle suosittelen aloittamaan peruskiilolla, ne on suunniteltu kestäviksi ja työntämään vastustajat pois tieltä, mikä tarkoittaa, että olet vähemmän todennäköisesti tuhoutunut ensimmäisessä taistelussasi, ja lisäksi on helpompi tuntea ajaminen, kun et ei tarvitse huolehtia aktiivisesta aseesta.

Olen suunnitellut kiilabotin: "Slightly Crude", joka on taistelutestattu sekä panssaroitu että panssaroimaton. Se on hyvä ensimmäinen botti, helppo tulostaa ja voidaan yhdistää 8 ruuvilla. Katso Thingiversestä eri huippumalli

Jos sinulla ei ole 3D -tulostinta, kokeile paikallista kirjastoa, hakkeritilaa tai valmistajatilaa

Lisähaarniskan lisääminen on helppoa tuoreena tulostimesta, hio sekä kiila että virvoitusjuomapurkki alumiinia hiekkapaperilla, harjaa pois kaikki hiomapöly, levitä epoksi sekä muoville että alumiinille, pidä kiinni puristimilla tai kuminauhoilla 12-24 tunnin ajan

Minulla ei ole tällä hetkellä julkista pyörän muotoilua, koska olen käyttänyt kumirenkaita opetusrobotiikkasarjasta 3D -painettujen navojen päällä. Tulevina viikkoina suunnittelen navan, joka käyttää O-renkaita pitoon. Kun pyörät on tehty, päivitän tämän sivun ja Thingiverse -sivun

Vaihe 3: Valmistele H-silta

Eri h-sillan moottoriajurit tulevat eri kokoonpanoissa, mutta alkuperäiseen luetteloon linkitetyn moduulin lähtö on 2 riviliitintä. Nämä riviliittimet ovat painavia ja tilaa vieviä, joten on parasta poistaa ne.

Helpoin tapa tehdä tämä on lämmittää molemmat tyynyt samanaikaisesti juotosraudalla ja heiluttaa lohkot varovasti pihdeillä

Ennen kuin jatkat, päätä, haluatko vaihtaa kokoonpanon moottorit. Jos näin on, Arduino -hyppykaapelit voidaan juottaa moduulin ulostuloon, sitten vastakkainen kaapeli voidaan juottaa moottoriin, jolloin ne voidaan irrottaa tarpeen mukaan.

Vaihe 4: Moduulien kytkentä

Moduulien johdotus voidaan tehdä kolmella eri tavalla, minkä vuoksi suunnitteluvaihe on kriittinen. Asevalinta vaikuttaa botin muotoon ja johdotuksen valintaan.

3 vaihtoehtoa ovat:

1. Löysät johdot (kevyt mutta hauraampi) (kuva 1)
2. Perfboard (raskaampi kuin 1 mutta kestävämpi ja suurempi jalanjälki) (kuva 2)
3. Mukautettu piirilevy (raskaampi kuin 1 mutta kestävä ja pieni jalanjälki) piirilevyn muotoilu kiinnitetty (kuva 3)

tehdystä valinnasta riippumatta todelliset liitännät ovat samat.

Tee seuraavat liitännät kahdesti (kerran ohjaimelle ja kerran vastaanottimelle)

nRF24L01 (nastan numerointi kuva 4 **):

• Nasta 1 -> GND
• Nasta 2 -> 3.3V -moduulin ulostulonappi
• Nasta 3 -> Arduino -nasta 9
• Nasta 4 -> Arduino -nasta 10
• Nasta 5 -> Arduino -nasta 13
• Nasta 6 -> Arduino -nasta 11
• Nasta 7 -> Arduino -nasta 12

3.3v -moduuli:

• Vin pin -> Vcc*
• Lähtötappi -> nasta 2 nRF (kuten yllä)
• GND -nasta -> GND

Arduino:

• Nastat 9-13 -> liitä nRF: ään edellä kuvatulla tavalla
• Raaka -> Vcc*
• GND -> GND

Tee seuraavat liitännät kerran erottaaksesi ohjaimen ja vastaanottimen

Ohjain:

Ohjaussauva:

• +5v -> Arduino 5v
• vrx -> Arduino -nasta A2
• vry -> Arduino -nasta A3
• GND -> GND

Vastaanotin:

h-silta-moduuli:

• Vcc -> Vcc*
• B -IB -> Arduino -nasta 2
• B -IA -> Arduino -nasta 3
• A -IB -> Arduino -nasta 4
• A -IA -> Arduino -nasta 5
• GND -> GND

Tämä on helpointa tehdä korvaamalla Vcc- ja GND -nastat langalla, kääntämällä levy ylösalaisin ja juottamalla nastat suoraan Arduinoon, mikä yksinkertaistaa juottamista ja luo varman kiinnityksen moottorin kuljettajalle

*Jotta taistelurobotti olisi laillinen, akun ja piirin väliin on lisättävä erotuspiste (kytkin tai irrotettava linkki). Tämä tarkoittaa, että akun positiivinen on kytkettävä kytkimeen ja sitten kytkin Vcc: hen

** kuva osoitteesta https://arduino-info.wikispaces.com/Nrf24L01-2.4GHz-HowTo, joka on loistava resurssi nRF24L01-moduulille

Vaihe 5: Säätimen asentaminen

Kun kaikki on kytketty, on jonkin koodin aika.

Ohjaimesta alkaen tarvitaan joitain potentiometriarvoja sen varmistamiseksi, että tarkka kytketty ohjaussauva toimii lähetyskoodin kanssa.

Lataa koodi "joystickTestVals2". Tätä koodia käytetään lukemaan potentiometrin arvot ja näyttämään ne sarjassa

Kun koodi on käynnissä ja sarjaikkuna on auki, aloita katsomalla "YLÖS" -arvoa, työnnä ohjaussauva täysin eteen -asentoon, "YLÖS" -arvo hyppää todennäköisesti muutaman suuren numeron välillä, valitse pienin näkemistäsi arvoista, vähennä siitä 10 (tämä varmistaa, että sauvan työntäminen pohjaan antaa täyden tehon) ja kirjoita se ylös "Max Max" -asentoon, jotta ohjaussauva jousi takaisin keskelle. Valitse nyt suurin arvo, jonka näet, lisää siihen 20 ja kirjoita se ylös "UpRestMax". Toista prosessi painamalla tikkua alaspäin ja kääntämällä lisäys-/vähennyslaskutoimitus arvoina "UpMin" ja "UpRestMin"

Toista koko prosessi uudelleen vasemmalle ja oikealle. Aloita painamalla sauvaa oikealle, nauhoittamalla "SideMax" ja sitten "SideRestMax", kun se joustaa taaksepäin, ja painamalla vasemmalle tallentaaksesi "SideMin" ja "SideRestMin"

Nämä arvot ovat erittäin tärkeitä, erityisesti kaikki arvot, jotka sisältävät sanan "lepo". nämä arvot luovat "kuolleen vyöhykkeen" tikun keskelle siten, että botti ei liiku, kun tikku lepää keskellä, varmista, että kun tikku on keskitetty, arvot ovat "restMin" ja "restMax" molemmille akseleille

Vaihe 6: Koodi

Annettu koodi tekee kaiken peruskiilabotille, jolla on rakenne, joka mahdollistaa myös aseen pwm-arvon lähettämisen.

Tarvittavat kirjastot:

• nRF24L01 Kirjasto täältä: GitHub
• Ohjelmisto PWM täältä: Google Code

Aseta ohjain:

avaa txMix -koodi ja muuta tikun raja -arvot arvoihin, jotka kirjoitit muistiin viimeisessä vaiheessa. Näin varmistat, että koodi reagoi ohjaussauvaasi oikein (Kuva 1)

Mukauta putki:

Varmista, ettet häiritse ketään muuta tapahtumassasi, sinun on vaihdettava radioputki. Tämä on itse asiassa tunniste, ja vastaanotin toimii vain oikean putken signaaleista, joten muista vaihtaa molempien koodien putki samaan.

Kuvassa 2 putken kuusinumeroiset numerot on korostettu. Nämä kaksi numeroa on muutettava putken mukauttamiseksi. Vaihda "E1" mihin tahansa toiseen 2 -numeroiseen heksadesimaaliarvoon ja kirjoita se muistiin, jotta voit helposti tarkistaa sen vastustajan putkia vastaan tapahtumassa

Lataa:

• txSekoita ohjaimeen
• vastaanottaa vastaanotinmoduuliin

Koodin loppu:

txMix:

Koodi lukee ohjaussauvassa "YLÖS" ja "sivu" -arvona. nämä arvot rajoittuvat annetun maksimiarvon perusteella varmistaakseen, että täysi teho annetaan suurimmalla tikulla.

Nämä arvot tarkistetaan sitten varmistaakseen, että tikku on siirtynyt pois neutraaliasennosta, jos siinä ei ole nollia.

Arvot sekoitetaan sitten erikseen kahteen muuttujaan, yksi vasemman moottorin nopeuden ja toinen oikean moottorin nopeuden osalta. Näissä muuttujissa negatiivista arvoa käytetään osoittamaan, että moottori ajaa taaksepäin, koska se yksinkertaistaa sekoittamista.

Vasemman ja oikean nopeuden arvot jaetaan sitten neljään pwm -arvoon, yksi kullekin: moottori oikealle eteenpäin, moottori vasemmalle eteenpäin, moottori oikealle taaksepäin, moottori vasemmalle taaksepäin.

Neljä pwm -arvoa lähetetään sitten vastaanottimelle.

vastaanottaa:

Yksinkertaisesti vastaanottaa signaaleja ohjaimelta, tarkistaa, ettei signaali sisällä pwm -arvoja eteen- ja taaksepäin yhdelle moottorille ja käyttää sitten pwm.

Vastaanotin katkaisee myös moottorin sammumisen, kun ohjaimelta ei saada signaalia

Vaihe 7: Pultta se kaikki Togheter

Juotosliittimet moottoreihin tai juotettava moottorit suoraan h-siltaan. (Mieluummin liittimet, jotta voin yksinkertaisesti vaihtaa pistokkeet, jos olen liittänyt moottorit väärin)

Juotos positiivinen johdin akkuliittimestä kytkimen keskitappiin ja yksi kytkimen ulkoisista nastoista liitettyjen moduulien Vcc -liittimeen.

Juotos negatiivinen johto akkuliittimestä liitettyjen moduulien GND -liitäntään.

(Valinnainen) lisää lisää LED -valoja Vcc: n ja GND: n väliin. Kaikki taistelurobotit tarvitsevat valon, joka palaa järjestelmän ollessa kytkettynä, riippuen komponenteista, joissa järjestelmässä on LED-valot Arduinossa, 3.3v-moduulissa ja h-sillalla niin kauan kuin ainakin yksi näistä on näkyvissä bot tämä sääntö täyttyy. Muita LED -valoja voidaan käyttää tämän säännön noudattamisen varmistamiseen ja ulkonäön mukauttamiseen

Hieman raakaöljyä on helppo pultata yhteen, ruuvaa ensin moottorin kiinnikkeet paikalleen, lisää elektroniikka ja ruuvaa sitten kansi paikalleen, pieni tarranauha auttaa pitämään kytkimen kannessa

Ohjain on sinun suunniteltava ja tulostettava. Testissä olen käyttänyt liitettyä ohjainta, joka on muokattu James Brutonin BB8 V3 -ohjaimesta

Vaihe 8: Sana robottitaistelusäännöistä

Eri maat, osavaltiot ja ryhmät järjestävät robottitaistelutapahtumia eri sääntöjen mukaisesti.

Olen luonut tämän järjestelmän ja kirjoittanut tämän "mahdollisimman yleiseksi" samalla kun noudatan tärkeimpiä sääntöjä, jotka koskevat RC -järjestelmiä (etenkin järjestelmän tulisi olla 2,4 GHz: n digitaalinen ja siinä pitäisi olla akun erotuspiste). Jos haluat käyttää tätä järjestelmää tai suunnitella oman ensimmäisen botin, on parasta ottaa yhteyttä paikalliseen ryhmään ja saada kopio heidän säännöistään.

Säännöt, joita paikallinen ryhmäsi ajaa, ovat ehdottomia, älä ota sanaani tässä ohjeessa ryhmäsi sääntöjen suhteen.

Koska tämä Arduino -järjestelmä on uusi yhteisössä, sinua todennäköisesti pyydetään testaamaan se ennen sen käyttöä tapahtumassa. Olen taistelutestannut tätä järjestelmää toistuvasti vakiomallista RC -laitetta vastaan ja itseään vastaan ilman häiriöitä, joten sen pitäisi läpäistä kaikki testit, mutta paikallisen tapahtuman järjestäjät saavat viimeisen sanan ja kunnioittavat päätöstään. Jos he hylkäävät sen käytön, kysy, onko olemassa lainabotti, jonka kanssa voit taistella, tai pyydä selvennystä, miksi se hylättiin, ja yritä korjata ongelma seuraavaan tapahtumaan

Vaihe 9: Lisätietoja moottoreista

Muurahaisluokassa käytettävillä mikrovaihteisilla moottoreilla on laaja valikoima nopeuksia ja ne on merkitty joko kierrosluvulla tai välityssuhteella. Alla on karkea muunnos.

Useimmat robotit käyttävät moottoreita välillä 75: 1 ja 30: 1 (joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta 10: 1). Botit, joilla on suuret pyörivät aseet, voivat hyötyä hitaammista 75: 1 -moottoreista, koska hitaampi nopeus mahdollistaa paremman hallinnan. Ketterät kiilat, nostimet ja räpylät ovat parhaita 30: 1 -suhteessa taitavan kuljettajan käsissä. Suosittelen 50: 1 -moottoreita kiilassa ensimmäisten taistelujen aikana vain totutellakseni järjestelmään ja ajamiseen

• 12V 2000 RPM (tai 6V 1000RPM) -> 30: 1
• 6V 300RPM -> 50: 1

Vaihe 10: Päivitykset ja parannukset

On kulunut pari vuotta tämän julkaisun julkaisemisesta, ja olen oppinut paljon tästä järjestelmästä, joten on aika päivittää ne tänne. Kaksi suurta tekijää ovat H-silta ja nrf24l01-moduuli, koska valitsin ehdottomasti halvimmat löydettävät osat. Nämä voidaan korjata seuraavasti:

• 0,5A H-sillan päivittäminen 1,5A H-siltaksi, kuten tämä: 1,5A H-silta
• Nrf24l01 -moduulin päivittäminen täysin SMD -muotoon: Avaa älykäs NRF24l01

Uusien komponenttipäivitysten ohella olen suunnitellut joitain uusia piirilevyjä, jotka auttavat tiivistämään RX: ää ja lisäämään ominaisuuksia TX: hen

Minulla on myös joitain koodimuutoksia tulossa, joten pysy kuulolla