1 kg Sumobot Build: 6 vaihetta

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

Tämä opas opastaa sinua 1 kilogramman sumobotin suunnittelussa ja rakentamisessa.

Mutta ensin hieman taustaa siitä, miksi päätin kirjoittaa tämän. Olin korjaamassa vanhaa sumobotiani kilpailua varten, kun tajusin, etten ollut koskaan tehnyt Instructablea sumobotin tekemisestä. Olen ollut hiljainen Instructablesissa viimeisen vuoden ajan, joten päätin palata tämän Instructable -ohjelman kanssa 1KG -sumobotin rakentamiseen.

Aluksi monet teistä ihmettelevät: mikä on sumobotti?

Pohjimmiltaan sumobotti on eräänlainen robotti, jota käytetään sumobotti- tai robotti-sumokilpailuissa. Kuten nimestä voi päätellä, tavoitteena on työntää toisiaan ulos kehästä, samanlainen kuin sumopaini. Itse sumobotti on suunniteltu vain työntämään toinen sumobotti renkaasta. Tämän ohjeen sumobotti on 1 kilogramma. On kuitenkin muitakin painoluokkia, kuten 500 grammaa ja 3 kiloa.

Tarvittavat taidot:

• Tietokoneavusteinen suunnittelu (CAD)
• Juotos
• Ohjelmointi Arduinossa

Tähän projektiin ei tarvita paljon taitoja. Pelkkä CAD: n käyttö, juottaminen ja ohjelmointi vie paljon. Älä pelkää kuinka monimutkainen tietokoneavusteinen suunnittelu kuulostaa. Autodesk tarjoaa ilmaisia kattavia opetusohjelmia omasta ohjelmistostaan (itse käytän Fusion 360: tä), ja se on erittäin hyödyllinen aloittelijoille, jotka oppivat köydet. Minulle tärkeämpää on halu ja halu oppia ja tietysti pitää hauskaa matkan varrella.

Aloitetaan tällä.

P. S. Olen myös mukana tässä Instructable -ohjelmassa Make it Move -kilpailussa. Jos pidät tätä Instructablea mahtavana, äänestä myös minua. (Haluan t-paidan; se näyttää todella siistiltä:))

Vaihe 1: Osaluettelo

Osaluettelo:

0,090”6061 alumiinilevy - 12” x 12”(tai mikä tahansa 0,090”/2,2 mm: n alumiinilevy, joka voidaan CNC -levyttää. Valitsin 6061: n, koska tätä käytetään päärungossa, ja 6061: n vahvuus on melko hyvä)

0,5 mm: n alumiinilevy - 12 x 12 tuumaa (mikä tahansa seos toimisi; tämä koskee vain yläkantta ja terää. Käytin vara -alumiiniromua)

5 mm: n alumiinilevy (Jälleen mikä tahansa seos toimisi. Minun oli 7075 alumiiniromua.)

2 x 12 V: n tasavirtamoottori (mikä tahansa suuren vääntömomentin moottori toimii, kuten tämä Amazonista.)

2 x vanne (Jälleen mikä tahansa vanne toimisi moottorista riippuen. Jos sinulla on 5 mm: n moottorin akseli, nämä pyörät toimivat hienosti. Omat ovat itse asiassa joitain vanhoja silikonirenkaita, joita minulla oli)

4 IR -etäisyysanturia (käytän Sharp IR -etäisyysanturia, jota voi ostaa useista kaupoista, kuten tämä Pololusta ja tämä Sparkfunista.)

2 IR -anturia (sain joitain täältä Sparkfunista.)

1 Mikrokontrollerikortti (käytän ATX2: ta vain sen vuoksi, että sitä vaaditaan. Tavallinen Arduino Uno olisi itse asiassa parempi sen helppokäyttöisyyden vuoksi).

1 3S litiumpolymeeriakku (LiPo. 3S LiPos ovat 12 volttia. Kapasiteetti missä tahansa 800-1400 mah toimisi.)

1 Moottorin ohjain (Tämä taas riippuu siitä, kuinka paljon moottorisi voi ottaa virtaa. Tämä menee suoraan Arduino Unon päälle ja voi tuottaa jopa 5 A virtaa.)

Johdot, kaapelit ja liittimet (anturien liittämiseen piirilevyyn ja liitäntään kannettavan tietokoneen kanssa.)

M3 ruuvit ja mutterit

Epoksi

Pahvi

Kannettava tietokone (taulun ohjelmointiin)

Työkalut, kuten sakset, langanpuhdistimet ja juotin.

Vaihe 2: Rungon kokoaminen

Rungon suunnittelussa käytin Fusion 360: tä, joka on kaikki yhdessä pilvipohjainen 3D CAD/CAM -ohjelmisto. Autodesk tarjoaa kauniita opetusohjelmia täällä. Opin enimmäkseen katsomalla videoita ja sitten yrittäen tehdä ne itse. En aio yrittää opettaa sinulle Fusion 360: n käyttöä; Annan ammattilaisten hoitaa hommansa.

Suunnittelu itsessään koostuu yhdestä pääpohjasta, yhdestä terästä, yhdestä yläkannesta, kahdesta moottorikannattimesta ja kahdesta (tai neljästä) 3D -painetusta kiinnikkeestä. Pääjalusta on 2,2 mm alumiinia, moottorin kiinnikkeet ovat 5 mm alumiinia, terä on 0,5 mm alumiinia, kun taas yläkansi voi olla joko 0,5 mm alumiinia tai tavallista pahvia. Käytin pahvia, koska alumiini painaa pari grammaa enemmän ja ylitin 1 kilon rajan 10 grammalla. Toisaalta 3D -painetut olkaimet on painettu ABS: llä, 50% täytteellä.

Alumiinia vaatineet mallit vietiin.dxf -tiedostoiksi ja lähetettiin paikalliselle laserleikkausyritykselle täällä Filippiineillä. 3D -painetut osat vietiin STL: ään ja lähetettiin jälleen paikalliselle 3D -tulostusyritykselle.

Vastuuvapauslauseke: Käytin uudelleen vanhaa sumobotiani, joka ei enää toimi, mutta käyttää tätä mallia, joten osa osista on jo koottu valokuviin. Aion kuitenkin opastaa sinua kokoamaan kaikki osat yhteen.

Kun osat on leikattu, voit aloittaa joko yläkannesta, tuesta ja terästä tai moottorin kiinnikkeestä.

Suunnittelun yläkansi on valmistettu alumiinista, mutta painorajoitusten vuoksi käytin pahvia. Leikkasin pahvia samoissa määrityksissä kuin suunnittelussa.

3D -painettu aihio kiinnitetään edessä ruuveilla, ja sitä käytetään kirjaimellisesti terän kiinnittämiseen. Terä on kiinnitetty pohjaan epoksilla. Ruuvinreikiä terään ja pääjalusta käytetään ohjaamaan paikannusta ja varmistamaan, että se on liitetty oikein yhteen. Pääpohjassa on pyöreitä reikiä, jotka voit täyttää epoksilla terän kiinnittämiseksi pääjalustaan. Reikien suuren pinta -alan ansiosta epoksi tarttuu terään paremmin ja estää sen repeytymisen alustasta. IR -anturi voidaan myös kiinnittää terän pohjaan epoksilla, aivan kuten valokuvissa. Varmista, että anturin pohja on kohtisuorassa lattiaan nähden.

Kiinnitä moottori alustaan ruuvaamalla moottori ensin moottorin kiinnikkeeseen. Sinun on kuitenkin ensin juotettava johdot moottoriin, koska johdot ovat moottorin takana ja niihin on vaikea päästä, kun ne on kiinnitetty alustaan. Moottori on moottorikannattimen vieressä ja ruuveilla. Eli jos sinulla on moottori, jonka sisällytin osaluetteloon. Jos ei, voit muokata mallia vastaamaan moottoriasi. Tässä vaiheessa voit myös kiinnittää pyörän vanteen moottoriin. Moottorin kiinnike ruuvataan sitten pääjalustan takareikiin.

Jos käytät moottoriajuria, joka ei voi nousta Arduinon päälle, tai jostain syystä, että moottoriajurilla on oltava oma alue, moottorien ja terän välillä on tilaa. Tämä tila on varattu lipoakulle ja moottoriajurille, jos tarvitset lisätilaa. Koska myös me työskentelemme jo robotin alaosan parissa ja siihen olisi vaikea päästä käsiksi myöhemmin, kun yläkansi on kiinnitetty, voit sijoittaa moottorin ohjaimen terän ja moottorien väliin, aivan kuten kuvissa. Kaksipuolinen teippi voi auttaa kiinnittämään sen pohjaan.

Vaihe 3: Elektroniikka

Seuraavaksi elektroniikka, kuten anturit, moottorin ohjain ja kortti.

Jos taas käytät moottoriajuria, joka ei mene Arduinon päälle, aloita liittäminen johtoihin, joita tarvitaan sen liittämiseen mikrokontrolleriin. Moottoriajurini tarvitsee vain signaali (sininen) ja maadoitusjohto (musta). Se riippuu kuljettajasta itsestään. Kaikki ohjaimet tarvitsevat johtoja akun tai virtalähteen liittämiseksi. XT-60: eeni liitetyt johdot (sama pistoke useimmissa lipoparistoissa) olivat liian paksuja, joten minun piti leikata se sopimaan kapeisiin liitinlohkoihin.

Mikro-ohjaimellani on myös sama virtalähde kuin moottoriajureilla, joten jouduin juottamaan johdot suoraan moottoriajurien XT-60-liittimen johtoihin.

Infrapuna -etäisyysanturit voivat joutua juottamaan niittotapit riippuen siitä, minkä anturin saat. Ne sisältävät yleensä joitain pakettiin, jos ostat ne, joten juota ne vain tarpeen mukaan.

Saatat joutua myös juottamaan johdot yhteen liittääksesi mikro -ohjaimen antureihin, aivan kuten minä. Anturissa on oma liitin; jotkut käyttävät JST: tä, kun taas jotkut servo -otsikoita. Tavallisella Arduinolla voit liittää hyppyjohdot Arduinoon ja juottaa kaapelin toisen pään anturista tulevaan kaapeliin. Prosessi toimii samalla tavalla muiden mikro -ohjaimien kanssa. Mikro -ohjaimesta tulevat johdot on juotettu anturista tuleviin johtoihin.

Vaihe 4: Laita kaikki osat yhteen

Anturit ja mikrokontrolleri menevät ylälevylle. Asensin IR -etäisyysanturit pahvipakkaukseen nostaakseni sen mikro -ohjaimen yläpuolelle, koska anturin takana olevat johdot törmäävät mikro -ohjaimeen. Huomaa, kuinka kuvassa on vain kolme anturia. Vasta viime hetkellä päätin lisätä neljännen etäisyysanturin robotin takaosaan. Valitettavasti tilaa ei ollut enää, joten jouduin asentamaan sen itse päärunkoon, suoraan moottorien taakse.

Mikro -ohjain kiinnitetään sitten ylälevyyn. Ei mitään liian vaikeaa; Pistin vain muutamia reikiä pahviin ja ruuvatin koko levyn ylälevyyn. Jos käytät alumiinia, käsipora on välttämätön.

Kun kaikki on kiinnitetty ylälevyyn, kiinnitä se kaksipuolisella teipillä moottorien yläosaan.

Tässä vaiheessa voit aloittaa kaiken elektroniikan yhdistämisen yhteen, kuten liittää anturit ja moottorin ohjaimen mikrokontrolleriin. Jos käytät moottoriajuria, joka tarttuu vain Arduinon päälle, ei ole ongelma sinulle. Jos ei, sinun on johdotettava se ohjaimen määritysten mukaisesti levylle, aivan kuten minä tein.

Kun kaikki on kytketty, aseta lipo moottorin ja terän väliseen alatilaan ja käynnistä sitten mikro -ohjain ja ohjaimet, jotta se syttyy ensimmäisen kerran.

Vaihe 5: Ohjelmointi

Kun kaikki on koottu, on viimeinen tehtävä: ohjelmoi robotti.

Robotin ohjelmointi riippuu haluamastasi strategiasta. Oletan tässä, että olet pätevä ohjelmoimaan, koska moottoriajurini käyttää sarjaliikennettä (UART), joten ohjelmani ei toimi muiden moottoriajurien kanssa. Loppujen lopuksi ohjelmoinnissa ei ole yhtä kokoa.

Tässä on apuna ohjelmani vuokaavio.

jos edessä on joku hyvin lähellä, mene täysillä, jos vasen tai oikea värianturi havaitsee valkoisen viivan, mene takaisin ja käänny ympäri, jos vasen tai oikea etäisyysanturi havaitsee jotain, käänny siihen suuntaan, jos takatunnistin havaitsee jotain, käänny siihen suuntaan, jos joku on kauas edestä, mene eteenpäin, jatka eteenpäin

Tässä on koko ohjelma, jos olet utelias:

#sisältää

// A5 - vasen värianturi // A4 - oikea värianturi // A6 - etäisyysanturi // A2 - vasen etäisyysanturi // A3 - oikea etäisyysanturi // A1 - etuetäisyysanturi // moottori 1 - oikea // moottori 2 - left void setup () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); OK (); piippaus (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, "Alustettu"); viive (4900); }

void loop () {

int frontDistanceValue = analoginenLue (A1); int leftDistanceValue = analoginenLuku (A2); int rightDistanceValue = analoginenLuku (A3); int takaDistanceValue = analoginenLuku (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); if (frontDistanceValue> 250) {// joku edessä, suurin teho Serial1.write (127); Sarja1. Kirjoita (128); } else if (leftColorValue == 0) {// kosketettu reuna // käänteinen Serial1.write (1); Sarja1. Kirjoita (255); viive (400); Sarja1. Kirjoita (1); Sarja1. Kirjoita (128); viive (300); } else if (rightColorValue == 0) {// kosketettu reuna // käänteinen Serial1.write (1); Sarja1. Kirjoita (255); viive (400); Sarja1. Kirjoita (127); Sarja1. Kirjoita (255); viive (300); } else if (frontDistanceValue> 230) {// kinda far front Serial1.write (127); Sarja1. Kirjoita (128); } else if (leftDistanceValue> 250) {// käänny vasemmalle Serial1.write (127); Sarja1. Kirjoita (255); viive (450); } else if (rightDistanceValue> 250) {// käänny oikealle Serial1.write (1); Sarja1. Kirjoita (128); viive (450); } else if (backDistanceValue> 150) {// lähellä takaosaa Serial1.write (1); Sarja1. Kirjoita (128); viive (1050); } else if (frontDistanceValue> 180) {// kaukana edessä Serial1.write (127); Sarja1. Kirjoita (128); } else {Sarja1. kirjoita (100); Sarja1. Kirjoita (155); }}

Vaihe 6: Valokuvat

Tässä muutamia kuvia valmiista sumobotista.

Toivottavasti opit tästä opettavaisesta. Jos pidät tästä oppaasta, äänestä minua Make it Move -kilpailussa. Jos ei, korjaan mielelläni kaiken, mikä voi parantaa tätä opasta.

Hyvää oppimista!