DIY көп максаттуу робот базасы жана мотор калканы: 21 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Салам баарына, жакында мен Arduino аркылуу робототехника долбоорлорунун үстүндө иштей баштадым. Бирок менде иштөөгө ылайыктуу база жок болчу, жыйынтыгы сонун көрүнгөн жок жана мен көрө алган жалгыз нерсе - бул менин бардык компоненттерим зымдарга чырмалып калган. Кандайдыр бир катаны чечүү көйгөйү түбөлүккө окшоп кетчү жана нерселерди кайра -кайра зым менен каптоо кээде капа кылат. Мен мотор айдоочусу менен бирге көп функциялуу робот жасоону чечтим, анда мен башка компоненттеримди оңой эле тиркеп, ар кандай өзгөртүүлөр үчүн оңой эле чогултуп жана бузуп алам.

Эгерде сиз башталгыч болсоңуз жана робототехниканы баштоону кааласаңыз же кичине масштабда чоңураак роботтун долбоорун прототиптөөнү пландап жатсаңыз, анда прототиптештирүү базасы дайыма жардамга келет.

Бул көрсөтмө акрил базаңызды даярдоонун, моторлорду, дөңгөлөктөрдү кошуунун, ошондой эле үйдө эки тараптуу ПХБ жасоо менен DIY мотор калканчынын бүт процессин камтыйт. Аягында баары туура жасалганын текшерүү жана роботуңуз менен эмне кылсаңыз болору жөнүндө болжол менен түшүнүк берүү үчүн негизги долбоор болот. Түзүлгөндөн кийин, сиз төмөнкү роботтордун айрымдарын сынап көрсөңүз болот:

1. Жөнөкөй Алыстан башкарылуучу робот (зымдуу)
2. Роботту ээрчүү
3. Роботтон тоскоолдуктар
4. Bluetooth көзөмөлдөгөн робот
5. Зымсыз алыстан башкарылуучу робот (RF өткөргүчүн жана алуучусун / IR пультун колдонуу менен)

Бул менин биринчи көрсөтмөм, андыктан каталарым үчүн кечирим сурайм жана конструктивдүү сындар кабыл алынат.

1 -кадам: Инструменттериңизди жана материалдарыңызды чогултуп алыңыз

Бул эки бөлүктөн тургандыктан 1. Шасси жана 2. Мотор калканы шаймандардын жана тетиктердин тизмеси тиешелүү түрдө эки бөлүмгө бөлүнөт.

Шасси үчүн:

Куралдар:

• Лазердик кескичке жеткиликтүүлүк (сиз аны жакын жердеги өндүрүшчү мейкиндигинен издесеңиз болот же интернеттен жергиликтүү лазер кесүүчү кызмат провайдерлерин издесеңиз болот)
• Бурама айдоочу
• Зым кескич
• Лампочка + зым

Бөлүктөр:

• 3мм акрил барак (каалаган түс)
• Редукторлуу моторлор (100дөн 200 айлампага чейин) x 2
• Дөңгөлөктөр x 2
• Кастор дөңгөлөгү x1
• M3 x 10 мм гайкалар жана болттор x 20 (же бир аз жоготсо дагы)
• 6 уячалуу АА батарейка кармагыч x 1 (12в батареяны же ли-по пакетин колдонуунун кажети жок)
• Servo мотор x 1 (милдеттүү эмес)
• M2 x 25мм гайкалар жана болттор x (моторду бекитүү үчүн)
• Которуштуруу x 1
• Изоляцияланган зым (туташуу үчүн)

Мотор калканы үчүн:

Куралдар:

• Лампочка + зым
• Темир
• Мини бургулоо же кол менен бургулоо
• Резина кол каптар
• Металл Скрабы
• Кичинекей пластикалык контейнер
• Мультиметр (тестирлөө үчүн)
• Туруктуу маркер

Керектүү химиялык заттар:

• FeCl3 порошогу ЖЕ ЧЕЧИМИ
• Ацетон же ичке (тырмак боёк тазалагычты да колдонсо болот)

Бөлүктөр:

• Эки жактуу капталган тактай
• Жылтыр кагаз же фото кагаз
• 16 пин IC розеткасы x 2
• 14 пин IC розеткасы x 2
• L293D Motor Driver IC x 2
• 74HC04 ЭМЕС дарбаза IC x1
• Электролиттик конденсаторлор: 100uf, 10uf, 47uf (ар бир X 1)
• 0.1uf керамикалык конденсатор х 2
• 7805 чыңалуу жөндөгүчү IC x 1
• Ургаачы баш тилке узун пин X 1
• Аялдын баш тилкеси кыска пин x1
• Эркек баш тилкеси X 1
• Бурамалуу Терминал Блоктору (2 пин 3.5мм аралык) х 6
• LED x 1
• Резистор (220 Омдон 330 Омго чейин) х 1

2 -кадам: Шасси

Роботубузга моторлорду, дөңгөлөктөрдү, датчиктерди ж.б. орнотуу үчүн бизге бардыгын бир жерге жайгаштырган жана роботтун негизги корпусу боло турган шасси керек. Бирөөнү сатып алуунун ордуна, мен керектүү тетиктерди оңой орното турган жана өзүм каалагандай өзгөртө турган бирөөнү өзүм жасоону чечтим. Мен профессионалдуу көрүнүш үчүн акрил менен бардым.

Компьютерге шасси чийүүдөн мурун мен калем менен кагазды колдонуп, бардык өлчөөлөрү жана өлчөмдөрү бар орой эскизин тарткам. Бул акрил менен биринчи жолу иштеп жатканым үчүн, мен параметрлер жана дизайн жөнүндө бир аз түшүнүксүз болуп калдым, бирок бир нече жолу аракет кылып, "oomlout" тарабынан жайгаштырылган Нускамага шилтеме бергенден кийин, бул кыйын иш болгон жок.

Акыркы дизайн Inkscapeте жасалган жана лазердик кесүүгө жөнөтүлгөн.

Эми, сиз эмне кылышыңыз керек болсо, файлдарды жүктөп алып, кызмат провайдери сураган форматта экспорттоп, лазер менен кесүү керек. ''. Svg "файлы Inkscape үчүн жана".cdr "Corel draw үчүн.

InkScape үчүн жүктөө шилтемеси:

Файлдарды жүктөө үчүн:

3 -кадам: Ассамблеяны баштайлы

Лазердик кесилген бөлүктөрүңүздү жана жогоруда аталган шаймандарды жана материалдарды чогултуңуз.

4 -кадам: Алгач моторуңузду даярдаңыз

Роботту кыймылга келтирүү үчүн бизге кандайдыр бир кыймылдаткычтар керек. Биз кыймылдаткыч катары редукторлуу DC кыймылдаткычтарын колдонобуз.

Моторлорго эки башка түстөгү (ар бири болжол менен 5-6 дюймдук узундуктагы) ширетүүчү зымдар. Полярдыкты текшерүү үчүн зымдарды батареяга туташтырып, айлануусун текшериңиз. Эгерде мотор карама -каршы багытта айланса, зымдарды алмаштырат.

5 -кадам: Баарын "гайкага" жана "болттоого" убакыт

Каптал табакчаларды оюктун түбүнө орнотуу менен баштаңыз. T-Slotко гайканы коюп, астындагы пластинканын тешигинен болт салыңыз жана бурагычтын жардамы менен бекиңиз. Өтө бекем бекитпеңиз, болбосо акрилди сындырып салышыңыз мүмкүн. Плиталардын багытын текшериңиз (мотор тарабы төмөндө көрсөтүлгөндөй).

Андан кийин моторлорду, дөңгөлөктү, алдыңкы табакты, батарея кармагычты жана акыры үстүңкү табакты оңдоңуз

Эгерде сиз чоң servo моторду орноткуңуз келсе, аны түз эле оюкчанын ичине сайып коюңуз же микро сервону орнотуу үчүн алгач пластинаны серво үчүн, андан кийин servo моторго бекиңиз

Дөңгөлөктөрдү моторлорго бекиткиле

Коммутаторду батарейка менен көрсөтүлгөндөй туташтырып, ордуна бурап коюңуз

Акырында arduino/ arduino мега OR Raspberry pi менен бурап коюңуз

А сиз бүттүңүз !!

6 -кадам: Мотор Калканч/ Мотор Айдоочунун Району

Кыймылдаткычтар роботтун кыймылдаткычтары болуп саналат, алар биздин микроконтроллер камсыз кыла албаган иштөө үчүн көбүрөөк күчтү талап кылышат, андыктан түздөн -түз ага илинип калса, албетте, куурулат. Моторлорго энергия берүү жана анын багытын жана ылдамдыгын көзөмөлдөө үчүн бизге H-Bridge керек. H-Bridge деген эмне жана ал кантип иштейт? Бул видео сиздин суроого жооп берет деп ойлойм: Видео (Видео меники эмес)

Эгерде сиз баарын өзүңүз жасайм деп ишенсеңиз, анда мотор драйверинин схемасын даярды сатып алуунун ордуна өз алдынча жасоону ойлонсоңуз болот. Мен Arduino тактасын колдонуп жүргөндүктөн, сынык тактасынын ордуна мотор калканчын жасоону чечтим.

Калкандын сындыруучу тактадан артыкчылыгы, бул сиздин Arduino тактаңыздын үстүнө оңой сайылып турат, бул мейкиндикти үнөмдөйт жана ага зымдарды орнотуу оңой болуп калат жана башаламандык аз болот.

Мен калканды жасоо үчүн эки тараптуу ПХБ (Басма схема) жасадым, анткени ПХБнын бир катмары бардык байланыштарды жасоого жетишсиз болгон. Мен ПХБ жасоо үчүн "Тонерди которуу" ыкмасын колдондум.

Эгерде сиз ПХБны кантип жасоону билбесеңиз, анда мен кантип жасоо боюнча бардык кадамдарды камтыйм деп кабатыр болбоңуз.

7 -кадам: Сиздин схемаңыздын дизайнын жасоо

Өзүңүздүн жеке ПКБ тактаңызды жасоодон мурун, ПКБ макетиңизди иштеп чыгыңыз. Сиз татыктуу PCB долбоорлоочу программаны колдонуу менен макеттин дизайнын түзө аласыз. Мен үчүн төмөнкүлөр эң жакшы PCB долбоорлоочу программалар.

• Autodesk EAGLE
• Fritzing

Мотор калканчын жасоо үчүн файлдарды төмөнкү кадамдар менен жүктөп алып, нускамаларды аткарыңыз.

8 -кадам: PCB макетин басып чыгаруу

Биз эки жактуу ПХБ жасап жаткандыктан, бизге эки катмар керек болот 1. Үстүнкү катмар 2. Төмөнкү катмар.

PDF файлдарын жүктөп алып, лазердик принтерди колдонуп, аларды ар кандай Glossy кагазга (журнал кагазы да жасайт) өзүнчө басып чыгарыңыз.

Сыялык принтерлер иштебейт, анткени анын сыясы сууда ээрийт, андыктан сыяны ПХБ тактасына өткөрбөйт.

Кеңештер:

• Басып чыгарардан мурун принтериңизди жогорку чечимге коюңуз
• Басып чыгарардан мурун чыныгы өлчөм параметрин тандаңыз

ПКБ жасоо үчүн бизге эмне үчүн кагаз жана сыя керек?

Жогоруда айтылгандай, куруу үчүн колдонулган ыкма тонерди өткөрүп берүү деп аталат.

Бул кантип иштейт:

1. Алгач лазердик принтердин жардамы менен тактайдын макетин жалтырак кагазга түшүрөсүз.
2. Принтерде колдонулган тонер пластиктен башка эч нерсе эмес, ал эрип, кагазыңызга жабышып калат.
3. Эми сиз тонерди темирди колдонуп жез капталган тактаңызга өткөрүп бересиз, башкача айтканда сиз тонерди кайра эриңиз жана ал жезге жабышып калат.
4. Сыя жез бөлүгүн жабуу үчүн коргоочу катмар катары кызмат кылат.
5. Чечүү чечими сыя менен эмес, металл менен гана иштегендиктен, сиз ПХБнын жез жагына сыя өткөрүп бересиз, ошондо сиздин ПХБ тактасындагы белгилүү бир үлгү чегилип калат жана сыяланган бөлүгү болбойт.

9 -кадам: Жез капкагын кесип, тазалаңыз

• Басып чыгарылган схемаңызды алыңыз жана сызыктарды чийүү жана кесүү үчүн доскадагы чекиттерди белгилеңиз. Кесүү үчүн сиз Dremel же Hacksaw колдоно аласыз.
• Кескенден кийин, тактай жакшы жана жалтырак көрүнгөнгө чейин, самынды жана металл тазалагычты колдонуп тактайды тазалаңыз.

Тактай тазалоо үстүндөгү оксид катмарын, кирди жана майды кетирет жана тонер бекем жабыша турган жаңы жез катмарын ачыкка чыгарат.

10 -кадам: Тонерди башкармалыкка өткөрүп берүү

1. Басып чыгаруунун каалаган катмарын (астынкы же үстүңкү күзгүнү) алып, басылган жагы ылдый каратып жез капталган жерге коюңуз.
2. Такта менен басып чыгарууну тегиздеңиз. Кир жуугуч үтүктү колдонуп, тактаңызга басып чыгарылган ПХБ макетиңизди үтүктөңүз.
3. Басылган макеттин үтүгү сыяны кагаздан ПХБ тактасына өткөрүп берет.

Кеңештер:

• Үтүгүңүздү эң жогорку температурага коюңуз (калың кагаз үчүн) же орто
• Туруктуу жылуулук берүү үчүн үтүктү тактага коюп, ага 1-2 мүнөткө кысым жасаңыз.
• Үтүктү кагазга акырын 2-3 мүнөт жылдырыңыз.
• Туура жылуулук бурчтарга жана капталдарга түшүрүлгөндүгүн текшериңиз

Бүт процесс болжол менен 5-6 мүнөткө созулушу керек (кагаздын калыңдыгына жана температурасына жараша аздыр -көптүр болушу мүмкүн).

11 -кадам: Тактайдын кагазын алып салуу

Термиялык иштетүүдөн кийин тактайды контейнерге чылапчынга 5-7 мүнөткө салып коюңуз. Тактайдагы кагаз чылап калганча күтө туруңуз, анан акырын сүртүңүз, ошондо сиз кагазды сүртүп жатканда сыя кетпейт. такта

12 -кадам: Экинчи катмар

Эми экинчи катмарды жасоого убакыт келди. Бул эки жактуу ПХБ болгондуктан, үстүңкү катмар менен астыңкы катмар кемчиликсиз тегизделиши керек, антпесе жыйынтыктар жагымсыз болмок. Эки катмарды туташтыруу үчүн vias колдонулат.

PCB өндүрүүчүлөрүнүн так эки катмарын тегиздей ала турган машиналары бар. Бирок биз үйдө ушундай так ишти кантип жасайбыз? Ошентип, мен бул маселени чече турган бир амал ойлоп таптым. Эки катмарды тегиздөө үчүн төмөнкү кадамдарды жасаңыз:

1. Биринчи катмарды шилтеме катары колдонуп, ПКБңыздын бурчтарындагы тешиктерди бургулаңыз.
2. Экинчи катмардын басылышын алыңыз жана мурунку катмар үчүн жасалган жерде тешиктерди жасаңыз.
3. Тактай менен басып чыгарууну тегиздеңиз, жарык бардык тешиктерден өтөт.
4. Капталдарын скотч менен колдонуп, ошол эле жылуулук менен иштетиңиз. Тактайды сууга чылап, кагазды алып салыңыз

13 -кадам: тректерди оңдоо

Кээде тонер тактага туура өткөрүлбөй калат, бул кээ бир толук эмес байланыштарга алып келет.

Бул көйгөйдү чечүү үчүн учтуу туруктуу маркерди алып, толук эмес тректерди чийиңиз.

14 -кадам: Досканы кыруу

Ар кандай түрдөгү эритме эритмелери бар, бирок эң кеңири тараганы Ferric Chloride. Сиз аны порошок түрүндө же эритме катары ала аласыз.

Чечим чыгаруу үчүн:

1. Пластик идишти бир аз суу менен алыңыз. (болжол менен 1,5 стакан).
2. Ага 2-3 аш кашык FeCl3 кошуп, жакшылап аралаштырыңыз. (сууга дайыма кислотаны жумшак аралаштыруу менен кошуңуз)

Химиялык заттар менен иштөөдө кол кап кийип, жакшы желдетилүүчү жерде болгула.

Тактайды эритмеге 20-30 мүнөткө коюңуз. Болжол менен 20-30 мүнөттөн кийин аны контейнерден алып салыңыз, аны узак убакытка калтыруу сыя менен корголгон аймакты чийип салат, андыктан ал бүткөндө алып салыңыз.

Тактаны чийип салгандан кийин суу менен чайкаңыз.

15 -кадам: Тонерди алып салыңыз

Тонерди кетирүү үчүн ацетон же суюлтуучу каражатты колдонсоңуз болот (тырмак боёк тазалагыч дагы ошондой кылат). Пахтанын же нымдуу кездеменин тынчын алып, аны ичке/ацетон менен чылап коюңуз. Тонерди сүртүп, досканы суу менен тазалаңыз.

Ал эми сиздин үйүңүздө "Эки тараптуу ПХБ" бар.

16 -кадам: Тешиктерди бургулоо

Тешиктерди мини тик бургулоо же кол менен бургулоо менен бургулаңыз.

Бурамалуу терминалдар менен чыңалуу жөндөгүчтөрүн тешүү үчүн 1 мм, башка тешиктер үчүн 0,8 мм битти колдонуңуз

Бургандан кийин чаңды тазалаңыз.

17 -кадам: Бул Soldering убактысы

Лайкоодон мурун, сиз менен макеттин басылышын сактап, бөлүктөрдүн жайгашуусун билиңиз. Эки тараптан тешиктен өткөрүүчү зым аркылуу виастарды ширетүү менен баштаңыз, ашыкча зымды кесип алыңыз. Калган компоненттерди ширетүүдөн мурун көп метрди колдонуңуз жана үстүнкү жана астыңкы катмардагы тректердин үзгүлтүксүздүгүн текшериңиз, ошондой эле ширетүүдөн кийин шорты бар-жогун текшериңиз.

Калган бөлүктөрү ширетилет. Полярдыкты жана компоненттердин жайгашуусун текшерүүнү унутпаңыз.

18 -кадам: Районду текшериңиз

IC'лерди розеткасына коюп, схеманы иштетүүдөн мурун, шорты жок экенин текшериңиз жана тийиштүү казыктарда чыңалууну текшериңиз. Эгерде баары жакшы болсо, ICлерди коюп, схеманы кубаттаңыз.

19 -кадам: Мотор драйверин орнотуу жана сыноо

Калкан сиздин Arduino тактаңыздын үстүнө так түшөт жана чынжыр текшерилет, андыктан аны иштетүү көйгөй болбойт.

Тестирлөөдөн мурун мотор калканынын түзүлүшүн жана өзгөчөлүктөрүн карап көрөлү.

Структурасы жана өзгөчөлүктөрү:

• Төрт моторду башкаруу үчүн эки L293D H-bridge IC колдонот.
• 74HC04 инвертору IC, h-көпүрөлөрдү көзөмөлдөө үчүн колдонулган төөнөгүчтөрдүн санын азайтуу үчүн.
• Өзүнчө +5V жана GND темир жолу.
• Өзүнчө рельске ээ 4 сервоприводду орнотуу үчүн казык
• Тактага баштапкы абалга келтирүү үчүн которулуңуз
• 4 моторду башкаргандан кийин да калган санарип казыктардын саны: 6 (алардын 2си PWM катары)

Райондук тестирлөө:

M1 & M2 винт терминалынын чыгуусуна эки моторду туташтырыңыз, кубаттуу секиргичти туташтырыңыз жана 9-12В туруктуу токтун жардамы менен схеманы кубаттаңыз (полярдык жана туташуу үчүн диаграмманы караңыз). TEST эскизин arduino тактасына жүктөгөндөн кийин, мотор калканчын сайып, электр менен жабдууну күйгүзүңүз.

Экинчи мотор драйверин текшерүү үчүн моторлорду M3 & M4ке туташтырыңыз жана пин коддорун код менен алмаштырыңыз

• Солго = 3
• LeftPin = 2
• RightEN = 5
• RightPin = 6

20 -кадам: Келгиле, аны кыймылга келтирели

Роботту жандандырууга убакыт келди

Эми сизде бардык керектүү компоненттери бар робот бар, келгиле, проектти бир нече мүнөттө эч кандай кыйынчылыксыз жана баш аламандыксыз кантип тез прототиптөө мүмкүн экенин түшүнүү үчүн анын жардамы менен жөнөкөй проект түзөлү.

Тоскоолдуктардан качкан робот менен баштоо эң жакшы болот. Ошентип, келгиле.

Бөлүктөр талап кылынат:

1. HC -SR04 УЗИ сенсор
2. Микро серво мотору (эгер орнотулбаса)
3. Кээ бир зымдар

Байланыштар:

• Vcc жана GND сенсорунун пинин тийиштүү түрдө +5V жана GND туташтырыңыз
• Trigger пинди A1 менен Echo pinди A2ге arduino менен туташтырыңыз
• J5 секирүүчүсүн калканга коюп, сервону рельске 10 пинге туташтырыңыз (диаграмманы караңыз)
• Сенсорду сервого орнотуңуз

Төмөндөгү эскизди arduino тактаңызга жүктөп, роботтун тоскоолдуктардан качуусун байкаңыз.

Ошентип, сиз бир нече мүнөттө жөнөкөй автономдуу роботту жасадыңыз.

21 -кадам: Акыры

Сен бүттүң!

Роботуңуз менен ойноп, аны менен кызыктуу долбоорлорду түзүңүз. Ар кандай сенсорлор жана өнүктүрүү такталары бар, аларды колдонууга жана түшүнүүгө оңой, аларды сиз каалаган жол менен жылдыруу үчүн колдонуңуз.

Эгерде сиз робот техникасында жаңы болсоңуз, мен сизге кириш бөлүгүндө берилген кээ бир негизги долбоорлорду сынап көрүүнү сунуштайм.

Мына ушул Нускамалык үчүн. Сизге кызыктуу болду деп үмүттөнөм.

Эгерде сизде курулушка байланыштуу кандайдыр бир шектенүү/суроо болсо, тартынбастан сураңыз. Көргөнүңүз үчүн рахмат:)