DIY veeldoelige robotbasis en motorskerm: 21 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hallo almal, onlangs het ek begin werk aan 'n robotiese projek met behulp van Arduino. Maar ek het nie 'n behoorlike basis om aan te werk nie, die eindresultaat het nie goed gelyk nie, en al wat ek kon sien, is al my komponente wat in drade verstrengel is. Dit was soms frustrerend om probleme op te los wat altyd so lank as altyd was en om dinge weer en weer te bedek. Daarom het ek besluit om 'n veeldoelige robot saam met 'n motorbestuurder te maak waarop ek my ander komponente maklik kon aanheg sonder om gemors te maak en dit maklik bymekaar te maak en te demonteer vir enige aanpassings.

As u 'n beginner is en met robotika wil begin, of selfs as u van plan is om eers op klein skaal 'n groter robotprojek te prototipe, is 'n prototipe -basis altyd handig.

Hierdie instruksies dek die hele proses van die voorbereiding van u akrielbasis, die toevoeging van motors, wiele en maak ook 'n DIY -motorskerm deur 'n dubbelzijdige PCB tuis te vervaardig. Aan die einde is daar 'n basiese projek om te kyk of alles reg gedoen is en 'n goeie idee te gee van wat u met u robot kan doen. Na die bou kan u 'n paar van die basiese robotte probeer, soos hierdie:

1. Eenvoudige afstandbeheerde robot (bedraad)
2. Lyn wat robot volg
3. Hindernis om robot te vermy
4. Bluetooth -beheerde robot
5. Draadlose afstandsbediende robot (met behulp van RF -sender en ontvanger / IR -afstandsbediening)

Dit is my eerste opdrag, so vergewe my vir enige foute, en konstruktiewe kritiek is welkom.

Stap 1: Versamel u gereedskap en materiaal

Aangesien dit 'n tweedelige konstruksie is. 1. Die onderstel en 2. motorafskerming is die lys van gereedskap en onderdele onderskeidelik in twee afdelings verdeel.

Vir onderstel:

Gereedskap:

• Toegang tot 'n lasersnyer (u kan een in 'n vervaardigingsruimte in die omgewing soek of aanlyn soek na plaaslike lasersnyverskaffers)
• Skroewedraaier
• Draadsnyer
• Soldeerbout + draad

Dele:

• 3 mm akrielblad (enige kleur van u keuse)
• Toerustingmotors (100 tot 200 rpm) x 2
• Wiele x 2
• Caster wiel x1
• M3 x 10 mm moere en boute x 20 (of meer as u iets verloor)
• 6-sel AA-batteryhouer x 1 (nie nodig as u 12v-battery of li-po-pak gebruik nie)
• Servomotor x 1 (opsioneel)
• M2 x 25 mm moere en boute x (vir die bevestiging van motors)
• Skakel skakelaar x 1
• Geïsoleerde draad (vir verbindings)

Vir motorskerm:

Gereedskap:

• Soldeerbout + draad
• Yster
• Mini boor of hand boor
• Rubber handskoene
• Metaal skrop
• 'N Klein plastiekhouer
• Multi-meter (vir toetsing)
• Permanente merker

Chemikalieë benodig:

• FeCl3 poeier OF oplossing
• Asetoon of verdunner (kan ook spykerverf verwyderaar gebruik)

Dele:

• Dubbelzijdig koperbekleed bord
• Glanspapier of fotopapier
• 16 -pen IC -aansluiting x 2
• 14 -pen IC -aansluiting x 2
• L293D motorbestuurder IC x 2
• 74HC04 NIE Gate IC x1
• Elektrolitiese kapasitors: 100uf, 10uf, 47uf (elk X 1)
• 0.1uf keramiek kondensator x 2
• 7805 spanningsreguleerder IC x 1
• Vroulike kopstrook lang pen X 1
• Vroulike kopstrook kort pen x1
• Manlike kopstrook X 1
• Skroefklemblokke (2 -polige 3,5 mm -afstand) x 6
• LED x 1
• Weerstand (220 ohm tot 330 ohm sal enige doen) x 1

Stap 2: Die onderstel

Om die motors, wiele, sensors, ens. Vir ons robot te kan monteer, benodig ons 'n onderstel wat alles in plek hou en die hoofliggaam van die robot sal wees. In plaas daarvan om een te koop, het ek besluit om self een te maak waarop u die vereiste onderdele maklik kan monteer en aanpas wanneer nodig. Ek het met akriel gegaan om dit 'n professionele voorkoms te gee.

Voordat ek die onderstel op die rekenaar geteken het, het ek pen en papier gebruik en 'n skets gemaak met al die afmetings en afmetings. Dit was die eerste keer dat ek met akriel gewerk het, en ek was 'n bietjie verward oor die parameters en die ontwerp, maar na 'n paar pogings en na die instruksies van "oomlout" verwys, was dit nie meer 'n moeilike taak nie.

Die finale ontwerp is in Inkscape gemaak en vir lasersnit gestuur.

Wat u nou moet doen, is om die lêers af te laai en dit in die formaat wat deur die diensverskaffer gevra word, uit te voer en dit met laser te sny. Die ''.svg 'lêer is vir Inkscape en'.cdr 'vir Corel Draw.

Laai die skakel vir InkScape af:

Om lêers af te laai:

Stap 3: Kom ons begin die vergadering

Versamel u lasersnitte en bogenoemde gereedskap en materiaal.

Stap 4: Berei eers u motors voor

Om die robot te laat beweeg, benodig ons 'n soort aandrywers. Ons sal gemotoriseerde GS -motors as aandrywers gebruik.

Soldeerdrade van twee verskillende kleure (elk met 'n lengte van ongeveer 5 tot 6 duim) aan die motors. Om die polariteit te kontroleer, koppel die drade aan 'n battery en kyk na die draai. Verander die drade as die motors in teenoorgestelde rigtings draai.

Stap 5: Tyd om alles te 'moer' en 'vas' te maak

Plaas 'n moer in die T-gleuf en steek die bout uit die gat in die onderste plaat vas en maak dit vas met 'n skroewedraaier. Maak seker dat u nie te styf vasmaak nie, anders kan u die akriel breek. Kontroleer die rigting van die plate (met die motorkant na onder, soos getoon).

Maak dan die motors, wiel, voorplaat, batteryhouer en laastens die boonste plaat vas

As u 'n groot servomotor wil plaas, kan u dit direk in die gegewe gleuf skroef, of om 'n mikro -servo te monteer, bevestig eers die bord vir servo en dan die servomotor

Bevestig die wiele aan die motors

Verbind die skakelaar met die battery soos aangedui en skroef dit vas

Skroef uiteindelik u arduino/ arduino mega OF framboos pi in

En jy is klaar !!

Stap 6: Die motorskerm/ die motorbestuurderbaan

Die motors is die aandrywers van die robot wat meer krag benodig om te werk wat ons mikrobeheerder nie kan verskaf nie, dus as u direk daaraan aansluit, sal dit beslis braai. Om die motors van krag te voorsien en die rigting en snelheid daarvan te beheer, benodig ons 'n H-brug. Wat is 'n H-brug en hoe werk dit? Ek dink hierdie video sal u vraag beantwoord: Video (die video is nie myne nie)

As u daaraan dink om alles self te doen, kan u ook oorweeg om die motorbestuurder alleen te maak in plaas daarvan om 'n klaargemaakte een te koop. Aangesien ek die Arduino -bord gebruik, het ek besluit om 'n motorskerm te maak in plaas van 'n uitbreekbord.

Die voordeel van 'n skild bo die uitbreekbord is dat dit maklik bo -op u Arduino -bord kan aansluit, wat 'n bietjie ruimte bespaar en dinge aan die bedrading maklik raak en minder gemors ontstaan.

Ek het 'n dubbelzijdige PCB (Printed Circuit Board) gemaak om die skild te maak, aangesien 'n enkele PCB -laag nie genoeg was om al die verbindings te maak nie. Ek het die 'Toner transfer' -metode gebruik om die PCB te maak.

As u nie weet hoe om 'n PCB te maak nie, moenie bekommerd wees nie, ek sal al die stappe bespreek oor hoe u dit kan maak.

Stap 7: Ontwerp u printplaat

Voordat u u eie PCB -bord maak, moet u u PCB -uitleg ontwerp. U kan die uitleg ontwerp deur 'n ordentlike sagteware vir PCB -ontwerp te gebruik. Vir my is die volgende sagteware vir PCB die beste ontwerp.

• Autodesk EAGLE
• Fritsing

Om die motorskerm te maak, hoef u net die lêers in die volgende stappe af te laai en die instruksies te volg.

Stap 8: Druk u PCB -uitleg uit

Aangesien ons dubbelzijdige PCB maak, benodig ons twee lae 1. Bo -laag 2. Onderste laag.

Laai die pdf -lêers af en druk dit afsonderlik op enige glanspapier (met tydskrifpapier sal dit ook moontlik wees) met 'n laserprinter.

Inkjet -drukkers werk nie, aangesien die ink in water oplosbaar is, sodat dit nie die ink op die printplaat kan oordra nie.

Wenke:

• Stel u drukker op 'n hoë resolusie voor dit gedruk word
• Kies die werklike grootte opsie voordat u dit druk

Waarom het ons papier en ink nodig om 'n PCB te maak?

Soos vroeër genoem, word die metode wat gebruik word vir die bou, toneroordrag genoem.

Hoe dit werk:

1. U neem eers die afdruk van u borduitleg op 'n glanspapier met 'n laserprinter.
2. Die toner wat in die drukker gebruik word, is niks anders as plastiek nie, wat smelt en aan jou papier vasklou.
3. Nou plaas u die toner op u koperplaat met yster, dit wil sê dat u die toner weer smelt en by die koper bly.
4. Die ink dien as 'n beskermende laag om die kopergedeelte wat nie geëts moet word nie, te bedek.
5. Aangesien die etsoplossing slegs met metaal werk en nie met ink nie, dra u ink oor na die koperkant van die printplaat, sodat 'n sekere patroon op u printplaat geëts word en die geënte deel nie.

Stap 9: Sny en maak u koperkleed skoon

• Neem u gedrukte kring en merk punte op die bord om lyne te trek en dit af te sny. Vir sny kan u 'n Dremel of ystersaag gebruik.
• Na die sny, maak die bord skoon met 'n bietjie seep en 'n metaalskrop totdat die bord mooi en glansend lyk.

Deur die bord skoon te maak, word die oksiedlaag, vuil en vet daarop verwyder en 'n vars laag koper blootgestel waarop die toner stewig kan plak.

Stap 10: Die oordrag van toner na die bord

1. Neem 'n laag (onder- of bo -spieël) van die afdruk en plaas dit op die koper met die gedrukte kant na onder.
2. Rig die bord en die afdruk in lyn. Stryk u gedrukte PCB -uitleg op u bord met 'n strykyster.
3. Deur die gedrukte uitleg te stryk, word die ink van die papier na die printplaat oorgedra.

Wenke:

• Stel jou yster op die hoogste temperatuur (vir dik papier) of op medium
• Om konstante hitte te verskaf, plaas die yster op die bord en druk ongeveer 1 tot 2 minute daarop.
• Beweeg die yster ongeveer 2-3 minute lank op die papier.
• Maak seker dat behoorlike hitte op die hoeke en sye toegepas word

Die hele proses moet ongeveer 5-6 minute duur (dit kan min of meer afhang van die dikte van die papier en die temperatuur).

Stap 11: Verwydering van die vraestel

Week die bord na die hittebehandeling ongeveer 5-7 minute in 'n houer met 'n bietjie kraanwater. Wag totdat die papier op die bord sag is, en vryf dit dan saggies sodat die ink nie verwyder word terwyl u die papier van die papier af vryf nie. bord.

Stap 12: Die tweede laag

Nou is dit tyd om die tweede laag te maak. Aangesien dit 'n dubbelzijdige PCB is, moet die boonste laag en die onderste laag perfek in lyn gebring word, anders sou die resultate ongewens wees. Om die twee lae te verbind, sal vias gebruik word.

PCB -vervaardigers het masjiene wat die twee lae presies in lyn kan bring. Maar hoe doen ons sulke presiese werk tuis? Dus het ek 'n truuk gekry wat hierdie probleem kan oplos. Volg die volgende stappe om die twee lae in lyn te bring:

1. Boor gate in die hoeke van u PCB met die eerste laag as verwysing.
2. Maak die afdruk van die tweede laag en maak gate op dieselfde plek as die vorige laag.
3. Rig die bord en die druk so uit dat lig deur al die gate gaan.
4. Plak die kante met 'n maskeerband vas en doen dieselfde hittebehandeling. Week die bord in water en verwyder die papier

Stap 13: Maak die spore reg

Soms word die toner nie behoorlik na die bord oorgedra nie, wat lei tot onvolledige verbindings.

Om hierdie probleem op te los, neem 'n puntige permanente merker en teken die onvolledige spore.

Stap 14: Ets die bord

Daar is verskillende variëteite van etsoplossings, maar die algemeenste is ysterchloried. U kan dit in poeiervorm of as oplossing kry.

Om die oplossing te maak:

1. Neem 'n plastiekhouer met 'n bietjie water. (ongeveer 1,5 koppie).
2. Voeg 2-3 eetlepels FeCl3 daarby en roer goed. (voeg altyd suur by water terwyl jy stadig roer)

As u met chemikalieë werk, moet u handskoene dra en in 'n goed geventileerde omgewing wees.

Plaas die bord vir ongeveer 20 - 30 minute in die oplossing. Nadat u dit ongeveer 20 - 30 minute uit die houer gehaal het en dit vir 'n lang tyd gelaat het, sal die inktbeskermde gebied geëts word, so verwyder dit as dit klaar is.

Spoel die bord met water na ets.

Stap 15: Verwyder die toner

Om die toner te verwyder, kan u asetoon of verdunner gebruik (naelverf verwyderaar kan ook gebruik word). Neem 'n bietjie katoen of klam lap en week dit goed met verdunner/asetoon. Vryf die toner af en maak die bord skoon met water.

En u het u tuisbrou "dubbelzijdige PCB".

Stap 16: Boor die gate

Boor die gate met 'n klein vertikale boor of 'n handboor.

Gebruik 1 mm boorpunt vir die boor van gate vir skroefklemme en spanningsreguleerder en 0,8 mm boor vir ander gate

Maak die stof skoon nadat dit geboor is.

Stap 17: Dit is tyd vir soldeer

Voordat u soldeer, moet u 'n afdruk van die uitleg by u hou as verwysing en die plek van die onderdele ken. Begin deur die vias te soldeer deur 'n draad deur die gate te trek en aan beide kante te soldeer, sny die oortollige draad af. Voordat u soldeer, gebruik die res van die komponente 'n multi-meter en kyk na die kontinuïteit van die spore van die boonste en onderste laag en kyk ook of daar kortbroek is na soldeer. '

Soldeer die res van die dele. Kontroleer die polariteit en plasing van die komponente.

Stap 18: Gaan die stroombaan na

Voordat u die IC's in hul voetstukke plaas en die kring aanskakel, moet u seker maak dat daar geen kortbroek is nie en die spanning by die onderskeie penne kontroleer. As alles reg is, plaas die IC's en voed die stroombaan.

Stap 19: Die motorbestuurder installeer en toets

Die skild pas styf bo -op u Arduino -bord en die kring word nagegaan, so dit is geen probleem nie.

Kyk eers na die struktuur en kenmerke van die motorskerm voordat u dit toets.

Struktuur en funksies:

• Gebruik twee L293D H-brug IC om vier motors te beheer.
• 'N 74HC04-omvormer IC om die aantal penne wat gebruik word om die h-brûe te beheer, te verminder.
• 'N Afsonderlike +5V- en GND -spoor.
• Spelde vir die montering van 4 servomotors met aparte kragrail
• Skakel om die bord terug te stel
• Aantal digitale penne wat oorgebly het, selfs nadat 4 motors bestuur is: 6 (2 daarvan as PWM)

Toets die stroombaan:

Koppel twee motors aan die skroefklem-uitgang M1 & M2, koppel die kragkoppelaar aan en voer die stroombaan aan met 'n DC-toevoer 9-12V (verwys na die diagram vir polariteit en verbindings). Nadat u die TEST -skets na die arduino -bord opgelaai het, koppel die motorskerm en skakel die kragtoevoer aan.

Vir die toets van die tweede motorbestuurder, koppel die motors aan op M3 & M4 en vervang die speldnommers hiermee in die kode

• Links EN = 3
• Linkspen = 2
• Regs EN = 5
• Regspeld = 6

Stap 20: Kom ons laat dit beweeg

Dit is tyd om u robot tot lewe te bring

Nou het u 'n robot met al die nodige komponente geïnstalleer. Kom ons maak 'n eenvoudige projek waarmee ons 'n idee kan kry van hoe vinnig u alles binne 'n paar minute kan prototipeer sonder moeite en gemors.

Dit is die beste om 'n obstakel te vermy. So laat ons dit regkry.

Onderdele benodig:

1. HC -SR04 Ultrasoniese sensor
2. Mikro servomotor (indien nie geïnstalleer nie)
3. Sommige drade

Verbindings:

• Koppel die Vcc- en GND -pen van die sensor aan onderskeidelik +5V en GND
• Koppel die snellerpen aan die A1 en die echo -pen aan die A2 op arduino
• Plaas die J5 -trui op die skild en verbind die servo met pen 10 op die servorail (verwys diagram)
• Monteer die sensor op die servo

Laai die onderstaande skets op na u arduino -bord en kyk hoe u robot hindernisse vermy.

U het dus binne 'n paar minute 'n eenvoudige outonome robot gemaak.

Stap 21: Die einde

Jy's klaar!

Speel lekker met jou robot en maak prettige projekte daarmee. Daar is verskillende sensors en ontwikkelingsborde beskikbaar wat maklik is om te gebruik en te verstaan, en dit kan gebruik om dit te laat beweeg soos u wil.

En as u nie nuut is in robotika nie, sal ek u aanbeveel om 'n paar basiese projekte in die inleiding te probeer.

Dit is dit vir hierdie Instructable. Ek hoop jy het dit interessant gevind.

Vra gerus as u twyfel/navrae het oor die konstruksie. Dankie dat jy gekyk het:)