Joy Robot (Robô Da Alegria) - Açık Kaynak 3D Baskılı, Arduino Powered Robot!: 18 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Yazar IgorF2Takip Yazar tarafından daha fazla:

Hakkında: Yapımcı, mühendis, çılgın bilim adamı ve mucit IgorF2 Hakkında Daha Fazlası »

Instructables Wheels Yarışmasında Birincilik, Instructables Arduino Yarışmasında İkincilik ve Çocuklar İçin Tasarım Yarışmasında İkincilik. Bize oy veren herkese teşekkürler!!!

Robotlar her yere ulaşıyor. Endüstriyel uygulamalardan su altı ve uzay araştırmalarına kadar. Ama benim favorilerim eğlence ve eğlence için kullanılanlar! Bu projede, çocuk hastanelerinde eğlence amaçlı kullanılmak ve çocuklara biraz eğlence getirmek için bir DIY robot tasarlandı. Proje, çocuk hastanelerinde hayır işleri yürüten STK'lara yardımcı olmak için bilgi paylaşımına ve teknolojik yeniliği teşvik etmeye odaklanmıştır.

Bu talimat, bir ESP8266 Wi-Fi modülüne bağlı bir Arduino Uno kullanarak bir Wi-Fi ağı üzerinden kontrol edilen uzaktan kumandalı bir insansı robotun nasıl tasarlanacağını gösterir. Baş ve kol hareketlerinden bazı servo motorlar, küçük mesafeler hareket ettirmek için bazı DC motorlar ve LED matrislerinden yapılmış bir yüz kullanır. Robot, HTML tasarımlı bir arayüz kullanılarak sıradan bir internet tarayıcısından kontrol edilebilir. Robottan operatörün kontrol arayüzüne video ve ses yayınlamak için bir Android akıllı telefon kullanılır.

Eğitim, robotun yapısının nasıl 3B yazdırıldığını ve birleştirildiğini gösterir. Elektronik devre anlatılır ve Arduino kodu detaylandırılır, böylece herkes robotu çoğaltabilir.

Bu robot için kullanılan tekniklerin bazıları Instructables'ta zaten yayınlanmıştı. Lütfen aşağıdaki eğitimlere bir göz atın:

www.instructables.com/id/WiDC-Wi-Fi-Controlled-FPV-Robot-with-Arduino-ESP82/

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED-Matrix-Array-With-Arduino-Uno/

www.instructables.com/id/Wi-Servo-Wi-fi-Browser-Controlled-Servomotors-with/

Bu eğitimde sunulan kodun ilk versiyonundan sorumlu olan, yukarıda bahsedilen projede yer alan diğer ekip üyelerine özel teşekkürler:

• Thiago Farauche
• Diego Augustus
• yhan hristiyan
• Helam Moreira
• Paulo de Azevedo Jr.
• Guilherme Pupo
• ricardo caspirro
• ASEB'ler

Proje hakkında daha fazla bilgi edinin:

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-joy-robot

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

www.facebook.com/robodaalegria/

Nasıl yardımcı olabilirsiniz?

Bu proje, ekip üyeleri ve bazı işletmelerden gelen küçük bağışlar tarafından finanse edilmektedir. Beğendiyseniz, bize yardımcı olabileceğiniz bazı yollar var:

• Bağış: Robotun yapımını ve gelecekteki iyileştirmelerini desteklemek istiyorsanız bize ipuçları gönderebilirsiniz. İpuçları, malzeme (elektronik, 3d baskı, filament vb.) satın almak ve çocuk hastanelerinde müdahalelerimizin tanıtımına yardımcı olmak için kullanılacaktır. Adınız projenin kredilerine eklenecek! Thingiverse platformundaki tasarımımızdan ipuçlarını gönderebilirsiniz:
• Beğen: Projemizi ne kadar takdir ettiğinizi bize gösterin. Projemizi belgelediğimiz platformlarda bize bir "beğen" verin (Facebook, Hackster, Hackaday, Maker Share, Thingiverse…).
• Paylaşın: Projeyi en sevdiğiniz sosyal medya web sitesinde paylaşın, böylece daha fazla insana ulaşabilir ve dünya çapında daha fazla yapımcıya ilham verebiliriz.

Anet A8'i sadece 169,99 $ karşılığında satın alabileceğinizi biliyor muydunuz? Buraya tıklayın ve sizinkini alın

Adım 1: Biraz Tarih…

'Robô da Alegria' ('Joy Robot') projesi, teknoloji geliştirmek ve toplumu maker hareketine çekmek amacıyla Baixada Santista bölgesinde (Brezilya) 2016 yılında doğdu. STK'ların çocuk hastanelerinde yürüttüğü gönüllü projelerden ilham alan projede, açık donanım ve apen yazılım araçlarını kullanan, çocuk hastanesi ortamına biraz eğlence getirebilecek ve diğer kuruluşların çalışmalarına katkıda bulunabilecek bir robot geliştirilmesi amaçlanıyor.

Projenin tohumları 2015 yılının sonunda atıldı. Baixadas Santista Derneği (ASEBS) tarafından desteklenen teknolojinin yaratılması ve geliştirilmesi hakkında bir konuşmanın ardından. Para ödülü olmayan bir proje idealize edildi, ancak bu, diğer insanlara yardım etmek amacıyla insanların fedakar bir şekilde dahil olacağı bir konu sundu.

Robot, ilk konseptinden mevcut durumuna kadar çeşitli dönüşümler geçirdi. Mekanik gözlere ve kaşlara sahip tek bir kafadan, mevcut insansı formuna kadar, farklı yapı malzemeleri ve elektronik cihazlar test edilerek birkaç yineleme yapıldı. Akrilik bir prototip ve lazerle kesilmiş MDF'den 3D baskılı bir gövdeye geçtik. Bluetooth ile kontrol edilen iki servo motorlu basit bir arayüzden, Wi-Fi ağı kullanan bir web arayüzü ile 6 servo motor ve 2 motor DC komutundan oluşan bir gövdeye.

Robot yapısı tamamen Fusion 360 kullanılarak 3D baskı ile üretilmiştir. Yazıcıların maksimum kullanım süresinin önemli olduğu makerspace veya fab laboratuvarlarında robot replikalarının üretilmesini sağlamak için robotun tasarımı parçalara ayrılmıştır. her biri üç saatten daha az baskı. Parça seti, gövde montajı için yapıştırılmış veya cıvatalanmıştır.

LED dizilerinden oluşan yüz, robota duyguları ifade etme yeteneği verir. Servo motorlarla çalıştırılan kollar ve boyun, küçük otomata kullanıcılarla etkileşim için gerekli hareketliliği sağlar. Robotun kontrol merkezinde, bir Arduino Uno, kullanıcıya aynı Wi-Fi ağına bağlı herhangi bir cihaz aracılığıyla ifadeleri ve hareketleri komuta etme yeteneği veren bir ESP8266 modülü ile iletişim de dahil olmak üzere tüm çevre birimleri ile arayüz oluşturur.

Robotun göğsüne, robotun operatörü ile çocuklar arasında ses ve video aktarımı için kullanılan bir akıllı telefon da takılmıştır. Cihaz ekranı, oyunlarla ve robot gövdesiyle etkileşime girmek üzere tasarlanmış diğer uygulamalarla etkileşim için hala kullanılabilir.

Adım 2: Araçlar ve Malzemeler

Bu proje için aşağıdaki araç ve gereçler kullanılmıştır:

Aletler:

• 3D yazıcı - Robotun tüm gövdesi 3D yazdırılır. Tüm yapıyı inşa etmek için birkaç saatlik 3 boyutlu baskı gerekliydi;
• PLA filamenti - Gövdeyi yazdırmak için kullanılan beyaz ve siyah PLA filamentleri;
• Tornavida - Parçaların çoğu cıvatalarla bağlanır;
• Süper yapıştırıcı - Bazı parçalar süper yapıştırıcı kullanılarak yapıştırılmıştır;
• Pense ve kesiciler
• Lehim demir ve tel

Elektronik

• Arduino Uno (link / link) - Robotun ana denetleyicisi olarak kullanılır. Motorlara sinyal gönderir ve WiFi modülü ile haberleşir;
• ESP8266-01 (bağlantı/bağlantı)- 'WiFi modem' olarak kullanılır. Arduino Uno tarafından gerçekleştirilecek kontrol arayüzünden sinyaller alır;
• SG90 servo motorları (x6) (link / link) - Kollar için dört, kafa hareketleri için iki servo kullanıldı;
• Redüksiyonlu ve lastik tekerlekli DC motorlar (x2) (link / link) - Robotun küçük mesafeler kat etmesine izin verir;
• L298N çift kanallı H-köprü (x1) (link / link) - Arduino dijital çıkışlarını motorlara giden güç voltajlarına dönüştürür;
• 16 kanallı servo kontrolör (link / link) - Bu kart ile sadece iki Arduino çıkışı kullanarak birkaç servo motoru kontrol edebilirsiniz;
• MAX7219 8x8 LED ekran (x4) (link/link) - Robotun yüzü olarak kullanılırlar;
• Mikro USB kablosu - Kodu yüklemek için kullanılır;
• Dişi-dişi jumper kabloları (bazıları);
• Erkek-dişi jumper kabloları (bazıları);
• Akıllı Telefon - Bir Motorola 4,3" Moto E akıllı telefon kullanıldı. Benzer boyutta başkaları da işe yarayabilir;
• 18650 pil (x2) (bağlantı) - Arduino ve diğer çevre birimlerine güç sağlamak için kullanıldılar;
• 18650 pil tutucu (x1) (bağlantı / bağlantı) - Pilleri yerinde tutarlar;
• 1N4001 diyotlar (x2)
• 10 kohm direnç (x3)
• 20 mm açma/kapama anahtarı (x1)
• Protoshield (link) - Devrenin kablolanmasına yardımcı olur.

mekanik:

• Bilyalı tekerlekler (x2)
• M2x6mm cıvatalar (+-70)
• M2x10mm cıvatalar (+-20)
• M2x1.5mm somunlar (x10)
• M3x40mm cıvatalar (x4)
• M3x1.5mm somunlar (x4)

Yukarıdaki bağlantılar, bu eğitimde kullanılan öğeleri nerede bulabileceğinize dair bir öneridir ve bu projenin geliştirilmesini destekler. Onları başka bir yerde aramaktan ve en sevdiğiniz yerel veya çevrimiçi mağazadan satın almaktan çekinmeyin.

Anet A8'i Gearbest'te sadece 169,99$'a satın alabileceğinizi biliyor muydunuz? Kendinizinkini alın:

3. Adım: 3D Baskı

Robot yapısı tamamen Autodesk Fusion 360 kullanılarak 3D baskı ile üretildi. Yazıcıların maksimum kullanım süresinin önemli olduğu makerspace veya fab laboratuvarlarında robot replikalarının üretilmesini sağlamak için robotun tasarımı parçalara ayrıldı. her biri üç saatten daha az baskı. Parça seti, gövde montajı için yapıştırılmış veya cıvatalanmıştır.

Model 36 farklı parçadan oluşmaktadır. Çoğu desteksiz, %10 dolgulu basılmıştır.

• Baş üstü (sağ/sol)
• Baş altı (sağ/sol)
• Baş yan kapakları (sağ/sol)
• Yüz arka plakası
• Yüz ön plaka
• Boyun ekseni 1
• Boyun ekseni 2
• Boyun ekseni 3
• Boyun merkezi
• Kol (sağ/sol)
• Omuz (sağ/sol)
• Omuz kupası (sağ/sol)
• Omuz kapağı (sağ/sol)
• Kol ekseni (sağ/sol)
• Göğüs (sağ/sol)
• Göğüs (sağ/sol/ön)
• Tekerlekler (sağ/sol)
• Temel
• Telefon tutucu
• Geri (sağ/sol)
• Düğmeler (sağ/sol)
• Dolap (sağ/sol)

Robotu yönlendirme prosedürü aşağıdaki adımlarda açıklanmıştır.

Tüm stl dosyalarını aşağıdaki web sitelerinden indirebilirsiniz:

• https://www.thingiverse.com/thing:2765192
• https://pinshape.com/items/42221-3d-printed-joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.youmagine.com/designs/joy-robot-robo-da-alegria
• https://cults3d.com/en/3d-model/gadget/joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.myminifactory.com/object/55782

Bu deneysel bir prototip. Bazı parçaların bazı iyileştirmelere ihtiyacı var (projenin sonraki güncellemeleri için). Bilinen bazı sorunlar var:

• Bazı servoların kabloları ile omuz arasında parazit;
• baş ve büst arasındaki sürtünme;
• Tekerlekler ve yapı arasındaki sürtünme;
• Bazı vidaların deliği çok sıkıdır ve bir delme ucu veya bir hobi bıçağı ile genişletilmesi gerekir.

3D yazıcınız yoksa, yapabileceğiniz bazı şeyler şunlardır:

• Bir arkadaşınızdan sizin için yazdırmasını isteyin;
• Yakınlarda bir hacker/maker alanı bulun. Model birkaç parçaya bölündü, böylece her parçanın tek tek basılması dört saatten az sürüyor. Bazı hacker/maker alanları sizden yalnızca kullanılan malzemeler için ücret alacaktır;
• Kendi 3D yazıcınızı satın alın. Bir Anet A8'i Gearbest'te sadece 169,99$'a bulabilirsiniz. Kendinizinkini alın:
• Bir DIY Kiti satın almakla ilgileniyor musunuz? Yeterince insan ilgileniyorsa, Tindie.com'da bir DIY kitleri sunuyor olabilirim. Bir tane istersen, bana bir mesaj gönder.

Adım 4: Devrelere Genel Bakış

Robot, özünde bir Arduino Uno kullanılarak kontrol ediliyor. Arduino, robotu bir Wi-Fi ağı üzerinden uzaktan kontrol etmek için kullanılan bir ESP8266-01 modülünü arayüzler.

Arduino'ya I2C iletişimi kullanılarak 16 kanallı bir servo denetleyici bağlanır ve 6 servo motoru kontrol eder (boyun için iki ve her kol için iki). Beş adet 8x8 LED matrisi Arduino tarafından desteklenir ve kontrol edilir. Dört Arduino'nun dijital çıkışı, bir h köprüsü kullanarak iki DC motorun kontrolü için kullanılır.

Devrelere iki USB güç bankası kullanılarak güç verilir: biri motorlar için diğeri Arduino için. Tek bir güç paketi kullanarak tüm robotu çalıştırmaya çalıştım. Ancak ESP8266, DC motorlar açıldığında/kapatıldığında ani yükselmeler nedeniyle bağlantıyı kaybediyordu.

Robotun göğsünde bir akıllı telefon var. Sıradan bir bilgisayarda barındırılan kontrol arayüzüne/kontrol arayüzünden video ve ses yayınlamak için kullanılır. Ayrıca ESP6288'e komutlar gönderebilir, böylece robotun gövdesini kontrol edebilir.

Burada kullanılan bileşenlerin amacına göre optimize edilmemiş olabileceği fark edilebilir. Örneğin Arduino + ESP8266 kombinasyonu yerine bir NodeMCU kullanılabilir. Kameralı bir Rapsberry Pi, akıllı telefonun yerini alacak ve motorları da kontrol edecekti. Bir Android akıllı telefonu robotunuz için "beyin" olarak kullanmak bile mümkündür. Bu doğru… Bir Arduino Uno seçildi çünkü herkes için çok erişilebilir ve kullanımı kolay. Bu projeye başladığımızda, yaşadığımız yerde hala nispeten pahalı olan ESP ve Raspberry Pi kurulu… Bir zamanlar ucuz ve ucuz robot yapmak istedik, o anda en iyi seçim olan Arduino tahtaları.

Adım 5: Yüzü Birleştirme

Robotun yüzünde 4 adet 8x8 LED matrix kullanılmıştır.

Yapı, siyah PLA kullanılarak 3D olarak basılmış iki parçaya (arka yüz plakası ve ön yüz plakası) bölündü. %10 dolgu ve destek olmadan 3D yazdırmam yaklaşık 2,5 saatimi aldı.

Alan sınırlamaları nedeniyle, LED matrislerinin konektörlerinin sökülmesi ve konumlarının aşağıda açıklandığı gibi değiştirilmesi gerekiyordu:

1. LED matrisini çıkarın;
2. Lehim çözücü giriş ve çıkış konnektörleri;
3. Pimler kartın ortasına bakacak şekilde devre kartının diğer tarafından yeniden lehimleyin.

Nihai sonucu resimlerde görebilirsiniz.

Dört LED matrisi daha sonra 16 M2x6mm cıvata kullanılarak arka plakaya bağlandı. Pimler şemaya göre bağlanmıştır.

İlk matris, 5 telli bir erkek-dişi jumper kullanılarak bağlandı. Erkek uç daha sonra Arduino pinlerine bağlandı. Dişi uç, matris giriş pinlerine bağlanır. Her matrisin çıkışı, bir dişi-dişi jumper kullanılarak bir sonrakinin girişine bağlanır.

Matrislerin bağlanmasından sonra ön plaka dört adet M2 cıvata kullanılarak monte edilir. Gevşek kablolar kalmayacak şekilde jumperları arka ve ön panellerin etrafına sarın.

Yüz modülü daha sonra sonraki adımlarda açıklanacağı gibi robotun kafasının içine kurulur.

Adım 6: Kafanın Montajı

Robotun kafası sekiz adet 3d baskılı parçaya bölünmüş, hepsi 0,2 mm çözünürlüklü, %10 dolgulu ve desteksiz beyaz PLA ile basılmıştır:

• Baş üstü (sağ ve sol)
• Baş altı (sağ ve sol)
• Başlık (sağ ve sol)
• Boyun ekseni 1
• Boyun ekseni 2

130 mm çapındaki yapıyı basmak neredeyse 18 saatimi aldı.

Başın üst ve alt kısmı iki kısma ayrılmıştır. Süper yapıştırıcı kullanılarak birbirine yapıştırılırlar. Yapıştırıcıyı uygulayın ve birkaç saat dinlenmeye bırakın.

Yan kapaklar daha sonra başın üst ve alt kenarlarına takılan cıvatalar kullanılarak monte edilir. Bu sayede kafa üst kısımlarına takılan vidalar sökülerek kafa tamir için devre dışı bırakılabilir. Başlığı kapatmadan önce robotun yüzünü (önceki adımda anlatılmıştır) ve büstünü (sonraki adımlarda anlatılmıştır) birleştirin.

Servomotor #5 Boyun ekseni 1'e bağlandı. Servoyu eksenin ortasına konumlandırdım, ardından kornayı taktım ve konumunu kilitlemek için bir vida kullandım. Boyun ekseni 2'yi bu servo motora monte etmek için iki M2x6mm cıvata kullandım. Servomotor #6, Boyun ekseni 2'ye aynı şekilde takılır.

Boyun ekseni 2 daha sonra bir sonraki adımda gösterildiği gibi Boyun merkezine bağlandı.

Yüz modülü kafanın içine monte edilmiştir.

Adım 7: Burst ve Omuzların Birleştirilmesi

Göğüs ve omuz baskı için yaklaşık 12 saatimi aldı.

Bu bölüm beş farklı bölümden oluşmaktadır:

• Göğüs (sağ/sol)
• Omuzlar (sağ/sol)
• Boyun merkezi
• Boyun ekseni 3

Göğüs kısımları süper yapıştırıcı kullanılarak yapıştırılmıştır. Yanlara M2x10mm cıvatalar kullanılarak omuzlar takıldı ve her iki tarafa servo motorlar (Servomotor #2 ve #4) takıldı. Her bir omuzda dikdörtgen bir delikten geçerler (telin geçmesi gerçekten oldukça zordur) ve M2x10mm cıvata ve somunlarla bağlanırlar.

Orta boyun, Boyun ekseni 3 parçasının yerleştirildiği dikdörtgen bir deliğe sahiptir. Bu iki parçayı birbirine bağlamak için dört adet M2x6mm cıvata kullanıldı. Bundan sonra orta boyun omuzlara bağlandı. Omuzları büstün üzerine monte etmek için kullanılan aynı cıvataları kullanır. Konumunu kilitlemek için dört adet M2x1, 5mm somun kullanılır.

Servomotor #6, iki vida kullanılarak Boyun ekseni 3'e bağlanmıştır. Daha sonra Boyun ekseni 3'ü Boyun merkezi dikdörtgen deliğine yerleştirdim ve konumunu kilitlemek için dört M2x6mm cıvata kullandım.

Adım 8: Kolların Birleştirilmesi

Her bir kolu yazdırmak yaklaşık 5 saatimi aldı.

Her kol dört parçadan oluşur:

• omuz kupası
• omuz kapağı
• kol ekseni
• Kol

Kol ekseni merkezileştirilir ve üç adet M2x6mm cıvata kullanılarak kolun üzerine monte edilir. Eksenin diğer ucuna bir servo korna takılıdır.

Bir servo motor (#1 ve #3) bazı vidalar kullanılarak Omuz kabzasının içine takılır ve ardından boynuzu (kol eksenine bağlı olan) takılır. Bir önceki adımda gösterildiği gibi, omuzlara zaten monte edilmiş olan servoya (#2 ve #4) bağlı olan diğer boynuzun takılması için bardakta bir delik vardır.

Kupada (ve Omuzda) servoların kablolarını geçirmek için başka bir delik var. Bundan sonra, robotun omzunu kapatmak için iki adet M2x6mm cıvata ile Kapak takılır.

Adım 9: Sandığı Monte Etme

Göğüs, büstü robotun alt kısmına (tekerlekler ve taban) bağlayan kısımdır. Sadece iki parçadan oluşuyor (sağ ve sol kısımlar. 4 saatte bastım.

Robotun omuzları göğsün üst kısmına oturur. Bu parçaların hizalanmasına ve sabitlenmesine yardımcı olan bir cıvata için bir delik vardır. Her ne kadar bu iki parçayı yapıştırmanız tavsiye edilse de.

Bu parçaların alt kısmında, daha sonra gösterileceği gibi tekerleklere bağlantı için kullanılan altı delik bulunur.

Bu noktada devrelerin bağlantısını kolaylaştırmak için servo motorları bazı etiketlerle etiketledim.

Adım 10: Tekerleklerin Montajı

Robotun tekerlekleri üç adet 3d baskılı parça kullanır:

• Tekerlekler (sol/sağ)
• Ön

Bu parçaları yazdırmam yaklaşık 10 saatimi aldı.

Tekerlekleri monte etmek için aşağıdaki adımları takip ettim:

• İlk önce bazı kabloları DC motor konektörlerine lehimlemek zorunda kaldım. Bu teller daha sonra bir H-köprü devresi kullanarak motorlara güç sağlamak için kullanıldı;
• Motorlar daha sonra her biri için iki adet M3x40 cıvata ve somun kullanılarak yapıya bağlandı. Aslında daha kısa bir cıvata kullanılabilir (ama internette bulamadım);
• Daha sonra yapının diğer kısımlarını birbirine bağlayan ön paneli yapıştırdım;
• Bu kısmın tepesinde bazı delikler var. Daha önce gösterildiği gibi göğse bağlanması için kullanılırlar. Her iki bölümün bağlantısı için altı adet M2x6mm civata kullanılmıştır.

Adım 11: Telefon Tutucu

Telefon tutucu, tek bir 3d baskılı parçadır ve yazdırılması yaklaşık 1 saat sürer.

Robotun karnında bir akıllı telefon var. Motorola Moto E için tasarlandı. 4.3 ekrana sahip. Benzer boyuttaki diğer akıllı telefonlar da sığabilir.

Telefon tutucu kısım, akıllı telefonu istenilen pozisyonda tutmak için kullanılır. Önce akıllı telefon konumlandırılır, ardından telefon tutucu ve dört adet M2x6mm cıvata kullanılarak robotun gövdesine bastırılır.

Cıvataları sıkmadan önce USB kablosunu akıllı telefona bağlamak önemlidir. Aksi takdirde daha sonra bağlamak zor olacaktır. Maalesef alan çok sınırlı, bu yüzden USB konektörünün bir kısmını kesmek zorunda kaldım…:/

Adım 12: Tabanı Monte Etme

Tabanda yalnızca bir adet 3D baskılı parça bulunur. Bu kısmı yazdırmam yaklaşık 4 saatimi aldı.

Bilyalı tekerlekler ve örneğin devre kartları gibi diğer bileşenlerin montajı için birkaç deliğe sahiptir. Tabanı monte etmek için aşağıdaki prosedür kullanıldı:

• Dört M2x6mm cıvata kullanarak 16 kanallı servo denetleyiciyi takın;
• Dört M2x6mm cıvata kullanarak L298N h-köprü devresini kurun;
• Arduino Uno'yu dört M2x6mm cıvata kullanarak kurun;
• Ön kalkanı robotun üstüne kurun;
• Devreleri bağlayın (birkaç adım sonra anlatılacağı gibi);
• Her biri için iki vida kullanarak bilyalı tekerlekleri takın. Teller, taban ile tekerleklerin montajında kullanılan vidalar arasında sıkışacak şekilde düzenlenmiştir;
• Taban, bazı vidalar kullanılarak tekerlek bölümüne bağlandı.

Adım 13: Sırt ve Güç Paketi

Robotun arka kapağı, devrelere erişmek, pilleri şarj etmek veya akıllı telefonu açıp kapatmak için kolayca açılabilecek şekilde tasarlanmıştır.

Altı adet 3d baskılı parçadan yapılmıştır:

• Geri (sol/sağ)
• Düğmeler (x2)
• Kilitler (sol/sağ)

Parçaları yazdırmam yaklaşık 5 saat 30 dakikamı aldı. Sağ ve sol arka kısımlar süper yapıştırıcı kullanılarak yapıştırılmıştır. Tutkal tamamen kuruyana kadar bekleyin, aksi takdirde kapak kolayca kırılır.

Güç paketi, iki adet 18650 pil ve bir pil tutucudan oluşur. Bazı kabloları lehimlemek zorunda kaldım (akü #1 negatif kutbu ile akü #2 pozitif kutbu arasında). Güç paketinin negatif kutbu Arduinos GND'ye bağlandı (bazı kablolar ve jumperlar kullanılarak). Pozitif kutup ile Arduino'nun Vin girişi arasına bir açma/kapama anahtarı takıldı.

Açma/kapama anahtarı, M2x6mm cıvata ve M2x1.5mm somun kullanılarak arka 3d baskılı parçalara takıldı. Pil tutucu, dört M2x6mm cıvata kullanılarak arkaya bağlandı.

Kilitlerin silindirik kısmının daha iyi oturması için zımpara kağıdı ile zımparalanması gerekiyordu. Kapaktaki deliklerden geçerler. Düğmeler diğer tarafa bağlanır ve yapıştırılır.

Kapak robotun arkasına sığar. Kapağı kilitlemek için döndürülebilen düğmeler robotun içini korur.

Adım 14: Devreleri Kablolama

Devre şemalara göre kablolanmıştır.

Arduino:

• Arduino pin D2 => L298N pin IN4
• Arduino pin D3 => L298N pin IN3
• Arduino pin D6 => L298N pin IN2
• Arduino pin D7 => L298N pin IN1
• Arduino pin D9 => MAX7219 pin DIN
• Arduino pin D10 => MAX7219 pin CS
• Arduino pin D11 => MAX7219 pin CLK
• Arduino pin D4 => ESP8266 RXD
• Arduino pini D5 => ESP8266 TXD
• Arduino pini A4 => SDA
• Arduino pini A5 => SCL
• Arduino pini Vin => Pil V+ (diyotlardan önce)
• Arduino pin gnd => Pil V-

ESP8266-01

• ESP8266 pin RXD => Arduino pin D4
• ESP8266 pin TXD => Arduino pin D5
• ESP8266 pin gnd => Arduino pin gnd
• ESP8266 pin Vcc => Arduino pin 3V3
• ESP8266 pini CH_PD => Arduino pini 3V3

L298N h-köprü

• L298N pin IN1 => Arduino pin D7
• L298N pin IN2 => Arduino pin D6
• L298N pin IN3 => Arduino pin D3
• L298N pin IN4 => Arduino pin D2
• L298N pimi +12V => Pil V+ (diyotlardan sonra)
• L298N pin gnd => Arduino gnd
• L298N ÇIKIŞ1 => Motor 1
• L298N ÇIKIŞ2 => Motor 2

MAX7219 (ilk matris)

• MAX7219 pin DIN => Arduino pin D9
• MAX7219 pin CS => Arduino pin D10
• MAX7219 pin CLK => Arduino pin D11
• MAX7219 pin Vcc => Arduino pin 5V
• MAX7219 pin gnd => Arduino pin gnd

MAX7219 (diğer matrisler)

• MAX7219 pin DIN => MAX7219 pin DOUT(önceki matris)
• MAX7219 pin CS => MAX7219 pin CS (önceki matris)
• MAX7219 pin CLK => MAX7219 pin CLK (önceki matris)
• MAX7219 pin Vcc => MAX7219 pin VCC (önceki matris)
• MAX7219 pin gnd =: MAX7219 pin gnd (önceki matris)

16 kanallı servo kontrolör

• Servo denetleyici pimi SCL => Arduino pimi A5
• Servo denetleyici pimi SDA => Arduino pimi A4
• Servo denetleyici pimi Vcc => Arduino pimi 5V
• Servo denetleyici pimi gnd => Arduino pimi gnd
• Servo denetleyici pimi V+ => Pil V+ (diyotlardan sonra)
• Servo denetleyici pimi gnd => Arduino pimi gnd

Bazıları Sg90 servosunun 3.0 ile 6.0V arasında, diğerleri 4.0 ile 7.2V arasında çalıştırılabileceğini söylüyor. Sorun yaşamamak için pillerden sonra iki diyotu seri bağlamaya karar verdim. Bu şekilde servolar için voltaj 2*3.7 - 2*0.7 = 6.0V olur. Aynısı DC motorlar için de geçerlidir.

Bunun en etkili yol olmadığına dikkat edin, ama benim için çalıştı.

Adım 15: Arduino Kodu

En son Arduino IDE'yi yükleyin. ESP-8266 modülü ile haberleşme veya DC motorların kontrolü için herhangi bir kütüphaneye ihtiyaç duyulmamıştır.

Aşağıdaki kitaplıkları eklemem gerekecek:

• LedControl.h: LED matrislerini kontrol etmek için kullanılan kitaplık;
• Adafruit_PWMServoDriver.h: servo motorları kontrol etmek için kullanılan kütüphane.

Arduino kodu 9 bölüme ayrılmıştır:

• RobodaAlegria.ino: Bu ana taslaktır ve diğer bölümleri çağırır. Kütüphaneler buraya ithal edilmektedir. Ayrıca global değişkenleri tanımlar ve başlatır;
• _05_Def_Olhos.ino: her bir göz için matrislerin tanımlandığı yer burasıdır. Her göz 8x8'lik bir matris ve tanımlandığı yerlerde 9 seçenek ile temsil edilir: nötr, geniş göz, kapalı, kapalı, kızgın, sıkılmış, üzgün, aşık ve ölü gözler. Sağ ve sol göz için farklı bir matris vardır;
• _06_Def_Boca.ino: Ağız için matrislerin tanımlandığı yer burasıdır. Ağız, 16x8'lik bir matrisle temsil edilir ve tanımlandığı yerlerde 9 seçenekle temsil edilir: mutlu, üzgün, çok mutlu, çok üzgün, nötr, dili dışarıda, açık, ardına kadar açık ve tiksintili ağız;
• _10_Bracos.ino: Kollar ve boyun için önceden tanımlanmış hareketler bu dosyada tanımlanmıştır. Dokuz hareket, mov1() - mov9(), yapılandırıldı;
• _12_Rosto.ino: Bu dosyada, _05_Def_Olhos.ino ve _06_Def_Boca.ino'da tanımlanan matrisleri birleştirerek robotun yüzünü güncellemek için bazı işlevler vardır;
• _13_Motores_DC: DC motorların fonksiyonlarını tanımlar;
• _20_Comunicacao.ino: bu dosyada ESP8266'ya veri göndermek için bir fonksiyon tanımlanmıştır;
• _80_Setup.ino: Arduino açılışında çalışır. Robotun motorlarının ön yüzünü ve konumunu ayarlar. Ayrıca belirli bir Wi-Fi ağına bağlantı için komutlar gönderir;
• _90_Loop: ana döngü. ESP8266'dan gelen komutları arar ve çıktıları kontrol etmek için belirli işlevleri çağırır.

Arduino kodunu indirin. XXXXX'i wifi yönlendirici SSID'niz ve YYYYY'yi '_80_Setup.ino' üzerinde yönlendirici parolanızla değiştirin. Lütfen ESP8266'nızın baud hızını kontrol edin ve kodda ('_80_Setup.ino') doğru şekilde ayarlayın. Arduino kartını bilgisayarınızın USB portuna bağlayın ve kodu yükleyin.

16. Adım: Android Uygulamaları

Robottan gelen video ve sesi kontrol arayüzüne yayınlamak için bir Android akıllı telefon kullanıldı. Kullandığım uygulamayı Google Play mağazasında bulabilirsiniz (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.pas.webcam).

Akıllı telefonun ekranı, operatörün ekranda ne olduğunu görebilmesi için kontrol arayüzüne de iletilebilir. Ekranı yansıtmak için kullandığım uygulamayı Google Play mağazasında da bulabilirsiniz (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ajungg.screenmirror).

Robotla etkileşime geçmek için bir Android video oyunu da tasarlandı. Henüz çok kararlı değil, bu nedenle indirilemez.

Adım 17: Kontrol Arayüzü

Tekerlekler Yarışması 2017'de " loading="lazy" Ödülü

Çocuklar İçin Tasarım Yarışmasında İkincilik

Arduino Yarışması 2017'de İkincilik Ödülü