Arduino RC -robot: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Beskrywing

'N Duursame, 3D -gedrukte, afstandsbediende robot op Arduino -basis met 'n paar honderd meter bereik. Met 'n modulêre snelkoppelingsmotor kan u verskillende robotontwerpe vinnig prototipeer sonder enige gereedskap. Ideaal vir robotika -opvoeding vir kinders.

Waaroor gaan dit alles?

U het dus pas begin om Arduino te leer, of miskien 3D -drukwerk, en u is gereed om iets gaafs te bou. U wil iets betekenisvol en prakties, maar lekker bou … U is gereed om die OmniBot te bou. As die Arduino die Switserse leermes van elektronika is, dan is die OmniBot die Switserse leermes van robotika! Die OmniBot is die resultaat van 'n projek van 'n paar maande van die Bolts and Bytes Maker Academy wat daarop gemik was om 'n veelsydige en maklik gebruikbare afstandsbediende robotika -stel te ontwerp. En nou is dit alles open source! Die OmniBot is battery -aangedrewe, kan tot vier GS -motorkanale, twee servomotors dryf en het 'n afstandbeheerde reikafstand van 'n paar honderd meter! En dit pas alles in 'n slanke 3D -gedrukte omhulsel, wat u raai, 'n Arduino Uno -brein.

Goed, maar hoekom?

Ons wou dit baie maklik maak vir jong kinders om karton en gom op te tel en met 'n werkende robot op te eindig. Met tradisionele robotstelle wat u aanlyn kan koop, word u gedwing om baie rommelige draaddrade te hanteer, u eie kode te skryf en - ja, u kan dit byna nooit op afstand beheer nie. Hulle voer net dieselfde kode in 'n lus uit. Met die OmniBot steek u eenvoudig 'n battery in, steek 'n motor in, plak dit vas of plak dit waar u wil, en - boom. robot. Al die kode wat ons geskryf het, werk outomaties met dieselfde beheerder as wat u vir 'n hommeltuig of RC-vliegtuig kan gebruik. Dit is die perfekte kit vir robotte wat vinnig gereed is vir prototipes. As u klaar is met die bou van u OmniBot -platform, het u eers begin. Binne tien minute kan u gaan van 'n missiekritiese bom wat robot ontlont, na 'n Rocket-liga-sokkerbot, en dit maak OmniBot kragtig. So laat ons begin!

Aanbevole vaardigheidsvlakke:

• Hierdie projekte bevat ligte soldeer; dit is redelik hanteerbaar vir beginners.
• Algemene begrip van Arduino en hoe om te werk in die Arduino IDE om sketse op te laai en biblioteke by te voeg. Geen kodering is nodig nie, maar gevorderde gebruikers kan hul kode indien nodig aanpas.
• Sommige ligte hardeware werk met skroewedraaier en draadsnyers/strippers. Volwasse toesig word aanbeveel vir jong kinders. (Die finale produk is geskik vir alle ouderdomme!)

Voorrade

Vereiste gereedskap:

• Soldeerbout en soldeer
• Inbussleutel/sleutel of hekseskroewedraaier
• Phillips kop- of platkopskroewedraaier (afhangende van die aansluitblokke van die motorskerm)
• Warm lijmpistool en warm gomstokkies (nie nodig nie, maar word sterk aanbeveel!)
• Draadsnyers (spoelsnyers word aanbeveel, aangesien dit in ander stappe gebruik kan word)
• Draadstroppers
• Naald tang (nie nodig nie, maar dit maak die skoonmaak van die 3D druk baie makliker)
• Toegang tot 'n 3D -drukker (as u nie een het nie, vra u plaaslike vervaardiger, skool, laboratorium of biblioteek!)
• 'N Rekenaar met die Arduino IDE -sagteware

Handves:

Die volgende items en skakels is afkomstig van Amazon (almal of die meeste is Amazon Prime -items), maar daar moet op gelet word dat die meeste, indien nie almal nie, baie goedkoper op webwerwe soos Banggood en AliExpress gevind kan word as u bereid is om te wag paar weke vir aflewering. Dit kan die projekkoste eintlik halveer as u goed genoeg lyk.

1. Arduino Uno Microcontroller (die tipe met die chip op die oppervlak kan beter hiervoor werk)
2. Arduino motorskerm V1
3. Turnigy Evo -sender (modus 2) (hierdie kom saam met die ontvanger, maar die meeste ontvangers met iBus -kommunikasie behoort te werk)
4. Manlike en vroulike JST -proppe (ek beveel die tipe met silikoon sterk aan omdat dit meer buigsaam is)
5. 13,5 mm x 9 mm wipskakelaar
6. M3x6mm versinkte skroewe (slegs 6 skroewe is eintlik nodig)
7. 2S Lipo -battery (dit kan vervang word met 'n nie -herlaaibare battery tussen 7 en 12 volt)
8. 2S Lipo Charger (slegs nodig as u 'n lipo -battery gebruik)
9. PETG 3D -drukker filament (PLA kan gebruik word, maar PETG is duursamer en hittebestand teen warm gom)
10. TT motors en wiele
11. Servomotors (groter servomotore kan ook gebruik word)

As u al u gereedskap en onderdele het, volg my dan! Ons het robotte om te bou …

Stap 1: 3D -druk van u robotonderstel

Vir hierdie stap benodig u:

'N 3D -drukker met 'n minimum bouvolume van 4,5 "X x 4,5" Y x 1,5 "Z

Die goeie nuus is, ek het dit al vir jou ontwerp! Die 3D STL -lêers is reg onder. Maar eers, hier is 'n paar notas.

Die afdruk bestaan uit drie afsonderlike soliede modelle, die boonste gedeelte, die onderste gedeelte en die batteryleur. Die onderste gedeelte benodig wel ondersteuningsmateriaal, maar slegs onder die gedeelte waar die skakelaar geïnstalleer sal word.

Die onderste gedeelte en die batteryklep kan in een skoot gedruk word as 'n "print in place" -model, wat beteken dat u dit reguit van die drukker kan trek wanneer dit klaar is, en die deur sal dadelik werk sonder om te installeer. Sommige drukkers van 'n laer kwaliteit sukkel egter met die verdraagsaamhede en smelt hierdie twee dele saam, so ek het ook afsonderlike druklêers vir elke batterydeur en onderste gedeelte ingesluit, sodat u dit afsonderlik kan druk en dit daarna kan aanmekaar sit.

Stap 2: Maak die 3D -afdruk skoon

Vir hierdie stap benodig u:

• 'N Naald tang
• 'N Stokperdjie mes

Verwyder u afdrukke versigtig van die bouplaat. As u alles in een skoot gedruk het, net soos ek, moet u miskien 'n tou tussen die dele verwyder. Trek 'n tang met behulp van 'n tang by die gat waar die skakelaar gaan. Op sommige drukkers kan die eerste laag of twee van die batteryklep saamgesmelt word met die onderste gedeelte. As dit die geval is, kan u 'n stokperdjie mes gebruik om die deur uit te sny. As die versmelting te erg is, moet u moontlik die deur en die onderste gedeelte afsonderlik druk en dit daarna aan mekaar vasmaak.

Stap 3: berei u Arduino Uno voor

Vir hierdie stap benodig u:

• 'N Arduino Uno
• 'N Rekenaar met die Arduino IDE geïnstalleer (u kan die IDE vanaf hier installeer)
• 'N USB -programmeerkabel

Die OmniBot -kode is afhanklik van 'n paar verskillende biblioteke.

1. "Servo.h" (dit is ingebou in die IDE en hoef nie afgelaai te word nie)
2. "AFMotor.h" (hierdie wonderlike biblioteek van Adafruit, saam met die gids vir die installasie daarvan, kan hier gevind word)
3. "OmniBot.h" (Volg die instruksies hieronder om hierdie biblioteek te installeer)

Om die OmniBot -biblioteek te installeer, vind u die gids Arduino Libraries (gewoonlik onder Dokumente> Arduino> Biblioteke) en skep 'n nuwe gids met die naam OmniBot. Plak die OmniBot.h-, OmniBot.cpp- en keywords.txt -lêers in hierdie nuwe gids. Sluit en herbegin die Arduino IDE om die installasie te voltooi. As u suksesvol was, moet u nou die OmniBot -biblioteek sien deur na Sketch> Include Library in die IDE te gaan.

Sodra die biblioteke geïnstalleer is, koppel die Arduino Uno aan, kies die regte bord onder Tools> Board:> Arduino/Genuino Uno, kies die aktiewe COM -poort en laai dan die skets op!

Stap 4: berei u robot -ontvanger voor

Vir hierdie stap benodig u:

• soldeerbout en soldeer
• draadknipper
• draadstroppers
• Arduino Uno
• IBus -ontvangermodule (verkieslik die een wat by die aanbevole sender kom, maar ander iBus -ontvangers werk moontlik)

1. Begin met die opsporing van die kopdrade wat by u ontvangermodule kom. Dit moet 'n string van vier wees. Die geel draad wat ooreenstem met PPM op ons module is nie nodig nie en kan verwyder word of uit die kopkop verwyder word.
2. Sny die individuele vroulike kop van die einde van die drade af en verwyder ongeveer 1 cm isolasie.
3. Pro -wenk: Draai die blootgestelde gestrande draad om te voorkom dat dit rafel en trek die punte met soldeersel vas.
4. Soek die beskikbare Gnd-, Vcc- en Rx -gate op u Arduino. (as u die aanbevole Arduino gebruik, kan hulle naby mekaar net onder die ICSP -penne gevind word.)
5. Steek die blikkiesdrade deur hul onderskeie gate en soldeer aan die agterkant. Wit tot RX, rooi tot 5V, swart tot GND.
6. Sny die oorblywende draad aan die agterkant af om kortsluiting te voorkom.
7. Koppel die vroulike vierkopkop in die ontvangermodule rooi na VCC, swart na GND en wit na S. BUS
8. Steek die ontvanger module in die Arduino. Ek het gevind dat myne styf tussen die kapasitors en die kristal pas by die USB -poort.

Stap 5: Berei die motorbestuurdersskerm voor

Vir hierdie stap benodig u:

• 'N Paar spoelsnyers of knippers.
• 'N Klein platkop of Phillips -skroewedraaier (afhangende van die aansluitblokke wat u motorskerm het)
• Sewe (7) vroulike JST kabels adapters.

1. Probeer om die motorskerm op die Arduino te druk met die ontvanger tussenin.
2. As die motorskermpenne nie heeltemal in die Arduino -vroulike penne druk nie, kan daar lang penne aan die onderkant van die motorskerm wat in die ontvanger steek, voorkom. Dit kan afgewerk word met spoelsnyers of knippers soos op foto 2 gesien.
3. As die Arduino, Motor Shield, ontvanger -toebroodjie gemaak is (laat ons dit die "stapel" noem), begin dan die JST -kabeladapters aan die aansluitblokke vasskroef, soos op die foto's blyk. Die rooi drade van die kabels is almal aan die einde van die meeste posisies van die aansluitblokke en die swart drade is in die middel. (let op dat die aansluitings M1 en M2 op die skerm twee JST -kabels elk moet hê, M3 en M4 moet elkeen een hê, die batteryklem moet een hê)
4. Gee baie aandag aan die batteryklem van die motorskerm. As u 'n JST -kabel op die verkeerde manier aan hierdie een koppel, kan u u stapel braai as 'n battery ingeprop word. Onthou, rooi gaan na M+, swart gaan na GND.
5. Maak seker dat daar 'n geel springer is wat die "PWR" penne regs van die battery -aansluitblok verbind. Dit bied krag aan die onderste dele van die stapel.
6. Pro tip: as al die kabels vasgeskroef is, gee 'n ligte trek aan elke draad om te verseker dat dit goed vasgemaak is en nie uitval nie.

Terwyl ek hier was, wil ek u vertel waarmee hierdie verbindings verband hou. Aansluitblokke M1 en M2 (elk 'n stel van twee afsonderlike voetstukke) is onderskeidelik vir die regter- en linkeraangedrewe motor van die robot. Daar is 'n vyfde aansluiting in die middel van die ry wat volgens my aan die grond gekoppel is en vir ons doeleindes nie gebruik sal word nie. M3- en M4 -aansluitblok sal 'hulpmotors' wees wat aan die voorkant van die OmniBot uitgebreek word vir watter algemene motorfunksionaliteit u ook al benodig. Die hulpmotor M3 kan ingestel word tussen 0% en 100% spoed wat in een rigting draai en word beheer deur die linker joystick op en af beweging. Die M4 -motor kan 100% kloksgewys en linksom draai, deur die linker joysticks se linker- en regterbeweging te draai. Hierdie joystick -as het 'n "terugkeer na die middel" -veer wat die motorsnelheid natuurlik op 0%sal stel.

Stap 6: Monteer die Arduino -stapel op die onderkant van die onderstel

Vir hierdie stap benodig u:

• Die voltooide stapel van die vorige stappe.
• Die 3D -gedrukte onderste gedeelte van die onderstel
• Twee (2) 6 mm M3 -masjienskroewe
• 'N Inbussleutel/sleutel of lang seskantbestuurder.

1. Rangskik die JST -verbindings sodat die drade van die M1 -aansluitblok na die regterkant kom, die drade vanaf die M2 -aansluitblok na die linkerkant en die drade vanaf die M3- en M4 -aansluitbloklus onder die stapel na voor. (die ontvangerantenne kan ook onder die stapel geloop word)
2. Om seker te maak dat die JST -logo na bo op die rooi verbindingsliggaam wys, druk die JST -aansluitkoppe in hul onderskeie voetstukke op die gedrukte onderste gedeelte. Die volgorde van die kabels aan die regterkant maak nie saak nie, aangesien albei na die M1 -aansluitblok gaan. Dieselfde geld vir die verbindings aan die linkerkant na die M2 -aansluitblok.
3. M3- en M4 -kabels moet direk onder die stapel loop en in die aansluiting aansluit wat hulle aan die kant is.
4. Gebruik 'n Allan -moersleutel en M3 -skroewe om die stapel vas te maak aan die onderste gedeelte van die skroef. Dit kan nuttig wees om 'n skroef met 'n kleiner kopdeursnee te vind, aangesien een van die skroewe waarskynlik in die vroulike kop van die Arduino sal byt. Moenie bekommerd wees oor die beskadiging van hierdie kop nie, aangesien ons dit vir niks gebruik nie.
5. Trek waar moontlik alle los bedrading onder die stapel om rommel te verminder.

Stap 7: Installeer en soldeer in die kragskakelaar

Vir hierdie stap benodig u:

• 'N Soldeerbout en 'n bietjie soldeer
• draadknipper
• draadstroppers
• 13,5 mm x 9 mm wipskakelaar

1. Druk die tuimelschakelaar in die gat van die onderkant van die onderste gedeelte totdat dit op sy plek klik. Maak seker dat die | die simbool kyk na die voorkant en die 0 -simbool na die agterkant in die rigting van die batterykamer.
2. Trek die swart JST -draad van die batteryaansluiting na die skakelaaraansluiting en sny dit om seker te maak dat daar genoeg swart draad van die GND -aansluiting loop om die skakelaaraansluiting gemaklik te bereik.
3. Stroop en maak albei kante van die afgesnyde draad vas.
4. Soldeer elke afgesnyde punt van die swart draad aan elke skakelterminal soos in die foto's getoon. (wees versigtig om nie die soldeerbout te lank op die skakelaarterminal te hou nie, aangesien die hitte maklik kan afneem en die plastiek van die skakelaar kan smelt!)
5. Draai die aansluitkant van die batteryklemkabel oor die kerf van die batterykamer na die batteryklep.

Stap 8: Maak die onderstel toe

Vir hierdie stap benodig u:

• Allan -moersleutel of hekseskroewedraaier.
• Vier (4) 6 mm M3 -versinkte masjienskroewe

1. Plaas die afgedrukte boonste gedeelte versigtig oor die onderste gedeelte en sorg dat daar nou draad tussen die twee dele vasgeknyp word. Gaan indien nodig terug en steek nog 'n draadjie onder die stapel om dit uit die weg te ruim.
2. Draai al vier die skroewe van onder af in. Pro tip: skroef alles in die meeste gevalle vas voordat u dit heeltemal vasskroef. Dit help selfs die druk op die gedrukte dele. Draai elke skroef meer en meer vas, afwisselend oor die hoeke totdat alle skroewe gelyk is.

Stap 9: Bou die Quick Connect -motors

Vir hierdie stap benodig u:

• Vier (4) TT -gemotoriseerde motors
• Vier (4) manlike JST -aansluitkabels
• 'N Soldeerbout en 'n bietjie soldeer
• Warm lijmpistool en gom word sterk aanbeveel, maar nie nodig nie

1. Soldeer 'n manlike JST -aansluitkabel aan die TT -motor op dieselfde manier as op die foto's. Pro tip: Omdat hierdie motors beide kloksgewys en antikloksgewys ry, maak die polariteit van die drade nie saak nie, maar u moet eenvormigheid verseker oor alle motors, sodat hulle almal op dieselfde manier werk wanneer hulle ingeprop word. (Dit wil sê, as u die rooi en swart drade moet nou dieselfde wees as wat u elke motor soldeer!)
2. Pro tip: Voeg 'n bol warm gom oor die soldeerverbinding van hierdie motors om hul lewensduur aansienlik te verhoog! Hierdie motors het ietwat dun koperblaaie waaraan u moet soldeer, en as hulle te veel buig, kan hulle moeg word en kan u motor nutteloos raak. Warm gom verhoed dat buiging!
3. As u u motor in die OmniBot aansluit, moet die twee metaalkontakte na bo wys. Dit kan 'n bietjie moeilik wees om die eerste paar keer aan te sluit, omdat die onderste gedeelte van die onderstel die vroulike JST -verbindings 'n bietjie kan druk.

Stap 10: u eerste OmniBot

Vir hierdie stap benodig u:

• Sommige TT -motors met vinnige verbindings met wiele
• Kleeflint word verkieslik verkies, maar u kan ook warm gom of gewone band gebruik.
• Jou sender beheerder
• 'N Battery (7V tot 12V sal werk, maar verkieslik die 2S 7.4V Lipo -batterye in die materiaallys)

Maak eers die batterykamer oop met 'n inbussleutel of 'n klein skroewedraaier, steek die battery in en sluit dit weer. Daarna is daar regtig geen reëls vir die konstruksie nie, behalwe: die linkeraangedrewe motors word aan die linkerkant ingeprop, die motor met die regte aandrywing word aan die regterkant ingeprop en die bruin/agterdraad van die servomotors kyk weg van die OmniBot. Anders as dit, maak dit u eie!

U kan my foto's laat vloei om 'n idee te kry van hoe ek myne gebou het. Ek sal ook aanbeveel dat u boumateriaal, soos Popsicle -stokke, warm gom en karton, vir ander liggaamsdele gebruik, of om die onderstelgrootte uit te brei.

Stap 11: Beheer u OmniBot

Vir hierdie stap benodig u:

• Jou klaar OmniBot
• Jou beheerder

Ek kan die Turnigy Evo -sender van Hobby King nie genoeg aanbeveel nie. Dit is 'n uitstekende digitale sender van 2,4 GHz met outomatiese frekwensiehopping en baie uitstekende funksies, waaronder 'n aanraakskerm! Dit is wat ons by die Bolts and Bytes Maker Academy gebruik, en dit het ons goed gedien. As u dit ook gebruik, moet u 'n firmware -opdatering uitvoer sodat u die nuutste firmware gebruik. 'N Skakel hiervoor kan gevind word op die produkbladsy van Hobby King.

Om u OmniBot aan die gang te kry, klik op die gereedskapskas op die Turnigy Evo -beheerder en tik op RX Bind, en skakel dan die OmniBot van die skakelaar af (skakel af en skakel aan). Die beheerder moet 'n geluid maak wat aandui dat dit aan die ontvanger in die OmniBot gekoppel is.

Ry nou! Al die kode moet naatloos werk.

U sal vind dat die funksies van die Turnigy Evo -beheerder die OmniBot op die volgende maniere beheer:

• Right Stick Vertical and Horizontal> Left ports (2) en right ports (2) van die OmniBots vir dryfmotors.
• Linkerstok horisontaal> Voorste motorpoort 1, motorsnelheid -100% tot 100% en servo -poort 1
• Left Stick Vertical> Voorste motorpoort 2, motorsnelheid 0% tot 100% en Servo -poort 2
• Middelknop> Pas die maksimum snelheid van OmniBot aan
• Middelskakelaar> Verander die aandrymmengskema as u die regte stok terugtrek (daar is baie om uit te pak, aangesien aandrywing 'n ingewikkelde onderwerp is, ek sal 'n verduideliking stoor as iemand dit regtig wil hê!)
• Links skakelaar> UP: Laat beheer van voormotors en servomotors toe, MIDDEL: Laat slegs servomotore toe, DOWN: laat slegs die voorste motors toe. (dit is handig as u 'n servo nodig het om te beweeg, maar nie terselfdertyd 'n voormotor nie)
• Regterskakelaar> tans ongebruik

U vind ook funksies in die bedieningsmenu vir 'eindpunte', 'omgekeerde' en 'afsny', maar daar is baie te sê oor elkeen, en ek laat dit vir 'n ander gids. As u daarin belangstel, moet 'n soektog op YouTube met hierdie terme tientalle nuttige video's openbaar.

Jou alles klaar

As jy so ver gekom het, baie geluk, ek weet dit was lank.

Ek kan nie wag om te sien wat die gemeenskap met die OmniBot doen nie. Ek sien beslis daarna uit om enige vrae te beantwoord en hoor graag terugvoer. Bly ingeskakel vir 'n ligter weergawe van die OmniBot in 'n toekomstige Instructables -gids!