Arduino RC Robot: 11 Adım (Resimlerle)

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

Açıklama

Birkaç yüz metre menzile sahip, dayanıklı, 3D baskılı, uzaktan kumandalı Arduino tabanlı bir robot. Modüler hızlı bağlantı motor şeması, farklı robot tasarımlarını herhangi bir alet kullanmadan hızlı bir şekilde prototiplemenizi sağlar. Çocuklar için robotik eğitimi için mükemmel.

Ne hakkında?

Arduino öğrenmeye yeni başladınız, ya da belki 3D baskı ve harika bir şey inşa etmeye hazırsınız. Anlamlı, pratik ama eğlenceli bir şey inşa etmek istiyorsunuz… OmniBot'u oluşturmaya hazırsınız. Arduino, elektroniğin İsviçre Çakısıysa, OmniBot da robotiğin İsviçre Çakısı! OmniBot, Bolts and Bytes Maker Academy'nin çok yönlü ve kullanımı kolay bir uzaktan kumandalı robotik kiti tasarlamayı amaçlayan birkaç aylık bir projesinin sonucudur. Ve şimdi tamamen açık kaynak! OmniBot pille çalışır, dört adede kadar DC motor kanalını, iki servo motoru çalıştırabilir ve birkaç yüz metre uzaktan kumandalı menzile sahiptir! Ve bunların hepsi, bir Arduino Uno beyniyle çalışan şık bir 3D baskılı kasanın içine sığıyor.

Tamam ama neden?

Küçük çocukların biraz karton ve yapıştırıcı alıp çalışan özel bir robota sahip olmasını gerçekten çok kolaylaştırmak istedik. Çevrimiçi satın alabileceğiniz geleneksel robot kitleriyle, bir sürü dağınık atlama kablosuyla uğraşmak zorunda kalırsınız, kendi kodunuzu yazarsınız ve - oh evet… onları neredeyse hiçbir zaman uzaktan kontrol edemezsiniz. Aynı kodu bir döngüde çalıştırıyorlar. OmniBot ile sadece bir pili, bir motoru takın ve istediğiniz yere bantlayın veya yapıştırın ve - bom. robot. Yazdığımız tüm kodlar, bir drone veya RC uçağı için kullanabileceğiniz aynı denetleyiciyle otomatik olarak sihirli bir şekilde çalışır. Hızlı prototipleme sahaya hazır robotlar için mükemmel bir kit. OmniBot platformunuzu oluşturmayı bitirdiğinizde, daha yeni başlamış olursunuz. On kısa dakika içinde, görev açısından kritik bir bomba imha robotundan Rocket-league tarzı bir futbol botuna geçebilirsiniz ve OmniBot'u güçlü yapan da budur. O halde başlayalım!

Önerilen Beceri Düzeyleri:

• Bu projeler biraz hafif lehimleme içeriyor, yeni başlayanlar için oldukça yönetilebilir.
• Arduino'nun genel anlayışı ve Arduino IDE'de nasıl çalışılacağı, eskizlerin yüklenmesi ve kitaplıkların eklenmesi. Kodlama gerekmez, ancak ileri düzey kullanıcılar istenirse kodlarını özelleştirebilir.
• Bazı hafif donanımlar tornavida ve tel kesiciler/sıyırıcılar ile çalışır. Küçük çocuklar için yetişkin gözetimi önerilir. (Son ürün her yaşta kullanıma uygundur!)

Gereçler

Gerekli araçlar:

• Havya ve lehim
• Alyan anahtarı/anahtar veya altıgen başlı tornavida
• Yıldız tornavida veya düz tornavida (motor korumasının terminal bloklarına bağlı olarak)
• Sıcak tutkal tabancası ve sıcak tutkal çubukları (gerekli değil ama şiddetle tavsiye edilir!)
• Tel kesiciler (diğer adımlarda kullanılabileceği için düz kesiciler önerilir)
• Tel striptizci
• Kargaburun (gerekli değildir, ancak 3D baskının temizlenmesini çok daha kolay hale getirir)
• Bir 3D yazıcıya erişim (eğer yoksa, yerel üretici alanınıza, okulunuza, laboratuvarınıza veya kütüphanenize sorun!)
• Arduino IDE yazılımına sahip bir bilgisayar

Malzeme Listesi:

Aşağıdaki öğeler ve bağlantılar Amazon'dan alınmıştır (tümü veya çoğu Amazon Prime öğeleridir), ancak bunların tümü olmasa da çoğunun Banggood ve AliExpress gibi web sitelerinde çok daha ucuza bulunabileceğini belirtmek gerekir. nakliye için birkaç hafta. Yeterince iyi bakarsanız, bu aslında proje maliyetini yarıya indirebilir.

1. Arduino Uno Mikrodenetleyici (yüzeye monte çipli tip bunun için daha iyi çalışır)
2. Arduino Motor Kalkanı V1
3. Turnigy Evo Verici (mod 2) (bu alıcıyla birlikte gelir ancak iBus iletişimli çoğu alıcı çalışmalıdır)
4. Erkek ve Dişi JST tapalar (Daha esnek oldukları için silikonlu tipini şiddetle tavsiye ederim)
5. 13,5 mm x 9 mm Basmalı Anahtar
6. M3x6mm havşa başlı vidalar (aslında sadece 6 vida gereklidir)
7. 2S Lipo pil (bu, 7 ila 12 volt arasında şarj edilemeyen bir pil ile değiştirilebilir)
8. 2S Lipo Şarj Cihazı (yalnızca bir lipo pil kullanılıyorsa gereklidir)
9. PETG 3D yazıcı filamenti (PLA kullanılabilir ancak PETG daha dayanıklı ve sıcak tutkala karşı ısıya dayanıklıdır)
10. TT motorlar ve tekerlekler
11. Servo motorlar (daha büyük servo motorlar da kullanılabilir)

Tüm aletleriniz ve parçalarınız varsa beni takip edin! İnşa etmemiz gereken robotlar var…

Adım 1: Robot Kasanızı 3B Yazdırma

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

Minimum yapı hacmi 4,5"X x 4,5"Y x 1,5"Z olan bir 3D yazıcı

İyi haber şu ki, onu zaten senin için tasarladım! 3D STL dosyalarının tamamı aşağıdadır. Ama önce, işte bazı notlar.

Baskı, Yukarı Bölüm, Alt Bölüm ve Pil Kapağı olmak üzere üç ayrı katı modeldir. Alt Bölüm destek malzemeleri gerektirir, ancak yalnızca anahtarın kurulacağı bölümün altındadır.

Alt Kısım ve Pil Kapağı, "yerinde yazdır" modeli olarak tek seferde basılabilir, yani bittiğinde doğrudan yazıcıdan çekebileceğiniz ve kapak kurulum gerektirmeden hemen çalışacağı anlamına gelir. Ancak bazı düşük kaliteli yazıcılar toleranslarla mücadele edebilir ve bu iki parçayı birlikte eritebilir, bu yüzden ayrı ayrı yazdırabilmeniz ve sonra monte edebilmeniz için Pil Kapağı ve Alt Bölüm için ayrı yazdırma dosyaları da ekledim.

2. Adım: 3D Baskıyı Temizleme

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Bir çift kargaburun
• Bir hobi bıçağı

Baskınızı baskı tablasından dikkatlice çıkarın. Hepsini benim yaptığım gibi tek seferde yazdırdıysanız, parçalar arasındaki bazı ipleri fırçalamanız gerekebilir. Bir pense kullanarak, destek malzemesini anahtarın gideceği delikten dışarı çekin. Bazı yazıcılarda pil kapağının ilk veya iki katmanı alt bölümle kaynaşmış olabilir, bu durumda kapağı kesmek için bir hobi bıçağı kullanabilirsiniz. Eğer sigorta çok kötüyse, kapak ve alt kısmı ayrı ayrı yazdırıp daha sonra birbirine tutturmanız gerekebilir.

Adım 3: Arduino Uno'nuzu Hazırlama

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Bir Arduino Uno
• Arduino IDE'nin kurulu olduğu bir bilgisayar (IDE'yi buradan yükleyebilirsiniz)
• Bir USB programlama kablosu

OmniBot kodu birkaç farklı kitaplığa bağlıdır.

1. "Servo.h" (bu, IDE'de yerleşiktir ve indirilmesi gerekmez)
2. "AFMotor.h" (Adafruit'in bu harika kitaplığı ve kurulum kılavuzu burada bulunabilir)
3. "OmniBot.h" (Bu Kitaplığı kurmak için aşağıdaki talimatları izleyin)

OmniBot kütüphanesini kurmak için Arduino Libraries klasörünüzü bulun (genellikle Documents>Arduino>Libraries altında) ve OmniBot adında yeni bir klasör oluşturun. OmniBot.h, OmniBot.cpp ve keywords.txt dosyalarını bu yeni klasöre yapıştırın. Kurulumu tamamlamak için Arduino IDE'yi kapatın ve yeniden başlatın. Başarılı olduysanız, şimdi IDE'de Sketch > Include Library'ye giderek OmniBot kitaplığını görmelisiniz.

Kütüphaneler kurulduktan sonra Arduino Uno'yu takın, Araçlar > Pano: > Arduino/Genuino Uno altında doğru panoyu seçin, aktif COM portunu seçin, ardından taslağı yükleyin!

Adım 4: Robot Alıcınızı Hazırlama

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• havya ve lehim
• Tel kesiciler
• tel striptizci
• Arduino Uno'su
• IBus alıcı modülü (tercihen önerilen vericiyle birlikte gelen, ancak diğer iBus alıcıları çalışabilir)

1. Alıcı modülünüzle birlikte gelen başlık kablolarını bularak başlayın. Dörtlü bir ip olmalı. Modülümüzdeki PPM'ye karşılık gelen sarı kablo gerekli değildir ve başlık demetinden çıkarılabilir veya kesilebilir.
2. Ayrı dişi başlığı kabloların ucundan kesin ve yaklaşık 1 cm yalıtımı soyun.
3. Profesyonel İpucu: Yıpranmayı önlemek için açıkta kalan telli teli bükün ve uçları lehimle kalaylayın.
4. Arduino'nuzdaki mevcut Gnd, Vcc ve Rx deliklerini bulun. (önerilen Arduino kullanılıyorsa, hepsi birbirine yakın, ICSP pinlerinin hemen altında bulunabilir.)
5. Kalaylı telleri ilgili deliklerden geçirin ve arka tarafa lehimleyin. Beyazdan RX'e, kırmızıdan 5V'a, siyahtan GND'ye.
6. Kısa devreyi önlemek için kalan kabloyu arkadan kesin.
7. Dişi dörtlü başlığı kırmızı VCC'ye, siyahı GND'ye ve beyazı S. BUS'a alıcı modülüne takın
8. Alıcı modülünü Arduino'ya sokun. Benimkinin USB bağlantı noktasından kapasitörler ve kristal arasına rahatça oturduğunu buldum.

Adım 5: Motor Sürücü Kalkanını Hazırlama

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Bir çift gömme kesici veya kıskaç.
• Küçük bir düz başlı veya yıldız tornavida (motor kalkanınızın sahip olduğu terminal bloklarına bağlı olarak)
• Yedi (7) dişi JST kablo adaptörü.

1. Alıcı arasına sıkıştırılmış olarak motor kalkanını Arduino'ya bastırmaya çalışın.
2. Motor kalkanı pimleri Arduino dişi pimlerine tam olarak basmazsa, motor blendajının alt tarafında alıcının içine giren uzun pimler bunu önleyebilir. Bunlar, resim 2'de görüldüğü gibi gömme kesiciler veya kıskaçlarla kesilebilir.
3. Arduino, Motor Shield, alıcı sandviçi yapıldığında (buna "yığın" diyelim), resimlerde gösterildiği gibi JST kablo adaptörlerini terminal bloklarına vidalamaya başlayın. Kabloların kırmızı telleri, terminal bloklarının en uç noktalarında ve siyah teller merkezdedir. (ekrandaki M1 ve M2 terminallerinin her birinde iki JST kablosu olması gerektiğini, M3 ve M4'ün her birinde bir tane olması gerektiğini, pil terminalinde bir tane olması gerektiğini unutmayın)
4. Motor korumasındaki pil terminaline çok dikkat edin. Buna bir JST kablosunu yanlış şekilde takmak, pil takılıyken yığınınızı kızartabilir. Unutmayın, kırmızı M+'ya, siyah GND'ye gider.
5. Akü terminal bloğunun sağında "PWR" pinlerini bağlayan sarı bir jumper olduğundan emin olun. Bu, yığının alt kısımlarına güç sağlar.
6. Profesyonel İpucu: Tüm kablolar vidalandığında, iyi takıldığından ve düşmeyeceğinden emin olmak için her bir kabloya hafif bir römorkör verin.

Buradayken, bu konektörlerin neyle ilgili olduğunu size anlatayım. M1 ve M2 klemensleri (her biri iki ayrı soketten oluşur) sırasıyla robotun sağ ve sol tahrik motorları içindir. Sıranın ortasında toprağa bağlı olduğunu ve amacımız için kullanılmayacağını düşündüğüm beşinci bir soket var. M3 ve M4 terminal bloğu, ihtiyacınız olan genel motor işlevselliği için OmniBot'un ön tarafında dağıtılan "Yardımcı Motorlar" olacaktır. M3 yardımcı motor, tek yönde dönme hızı %0 ile %100 arasında ayarlanabilir ve sol joystick yukarı ve aşağı hareketi ile kontrol edilir. M4 motor, sol joystick'in sol ve sağ hareketi ile kontrol edilen saat yönünde ve saat yönünün tersine %100 dönebilir. Bu joystick ekseninde, motor hızını doğal olarak %0'a ayarlayacak bir "merkeze dönüş" yayı bulunur.

Adım 6: Arduino Yığınını Kasanın Alt Bölümüne Monte Etme

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Önceki adımlardan tamamlanan yığın.
• Kasanın 3D baskılı Alt Kısmı
• İki (2) adet 6mm M3 makine vidası
• Alyan anahtarı/anahtar veya uzun altıgen sürücü.

1. JST konektörlerini, M1 terminal bloğundan gelen teller sağ tarafa, M2 terminal bloğundan gelen teller sol tarafa ve M3 ve M4 terminal bloğu döngüsünden gelen teller yığının altında öne doğru uzanacak şekilde düzenleyin. (alıcı anteni yığının altına da çevrilebilir)
2. JST logosunun kırmızı konektör gövdesinde yukarı baktığından emin olarak, JST konektör kafalarını basılı Alt Kısımdaki ilgili yuvalarına bastırın. Her ikisi de M1 terminal bloğuna gittiği için sağ taraftaki kabloların sırası önemli değildir. Aynısı, M2 terminal bloğunun sol taraftaki konektörleri için de geçerlidir.
3. M3 ve M4 kabloları doğrudan yığının altından geçmeli ve yanlarındaki sokete takılmalıdır.
4. Allan anahtarı ve M3 vidaları kullanarak yığını Alt Bölüm vida ayırıcılarına cıvatalayın. Vidalardan biri muhtemelen Arduino'nun dişi başlığını ısıracağından, daha küçük bir kafa çapına sahip bir heck vidası bulmak faydalı olabilir. Hiçbir şey için kullanmadığımız için bu başlığa zarar verme konusunda endişelenmeyin.
5. Dağınıklığı azaltmak için tüm gevşek kabloları mümkünse yığının altına sokun.

7. Adım: Güç Anahtarına Takma ve Lehimleme

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Bir havya ve biraz lehim
• Tel kesiciler
• tel striptizci
• 13,5 mm x 9 mm basmalı anahtar

1. Basmalı anahtarı, yerine oturana kadar Alt Bölümün alt tarafından deliğine itin. | sembolü öne ve 0 sembolü arkaya pil yuvasına bakar.
2. Siyah JST kablosunu pil terminalinden anahtar terminaline uzatın ve GND terminalinden anahtar terminaline rahatça ulaşmak için yeterince siyah kablo olduğundan emin olarak kesin.
3. Kesilmiş telin her iki ucunu soyun ve kalaylayın.
4. Siyah kablonun kesilen her bir ucunu, resimlerde gösterildiği gibi her bir anahtar terminaline lehimleyin. (Isı kolayca aşağı inip anahtarın plastik gövdesini eritmeye başlayabileceğinden, havyayı anahtar terminalinde çok uzun süre tutmamaya dikkat edin!)
5. Akü terminal kablosunun konektör ucunu akü yuvasının çentiği üzerinden akü kapağına doğru aşağı doğru geçirin.

Adım 8: Kasayı Kapatma

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Allan anahtarı veya altıgen başlı tornavida.
• Dört (4) 6mm M3 havşa başlı makine vidası

1. Yazdırılan Üst Kısmı dikkatlice Alt Kısmın üzerine yerleştirin, şimdi iki kısım arasında telin sıkışmasını sağlayın. Gerekirse, geri dönün ve onları yoldan çıkarmak için yığının altına biraz daha tel sokun.
2. Dört vidayı da alttan içeri doğru sürün. Profesyonel İpucu: Herhangi birini sonuna kadar vidalamadan önce tamamını vidalayın. Bu, yazdırılan parçalar üzerindeki baskıya bile yardımcı olur. Tüm vidalar aynı hizada olana kadar her bir vidayı köşelerde dönüşümlü olarak daha fazla sıkın.

Adım 9: Hızlı Bağlantı Motorlarının Oluşturulması

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Dört (4) TT dişli motor
• Dört (4) erkek JST bağlantı kablosu
• Bir havya ve biraz lehim
• Sıcak tutkal tabancası ve tutkal şiddetle tavsiye edilir ancak gerekli değildir

1. Erkek JST bağlantı kablosunu TT motoruna resimlerde gösterildiği gibi lehimleyin. Profesyonel İpucu: Bu motorlar hem saat yönünde hem de saat yönünün tersine hareket ettiğinden, tellerin polaritesi önemli değildir, ancak fişe takıldığında hepsinin aynı şekilde çalışması için tüm motorlar arasında tekdüzelik sağlamanız gerekir. siyah teller şimdi her motoru lehimlediğiniz gibi olmalıdır!)
2. Profesyonel İpucu: Ömürlerini büyük ölçüde artırmak için bu motorların lehim bağlantılarının üzerine bir parça sıcak tutkal ekleyin! Bu motorlar, lehimlemeniz gereken biraz dayanıksız bakır tırnaklara sahiptir ve eğer çok fazla bükülürlerse, stresi yorabilir ve hemen koparak motorunuzu işe yaramaz hale getirebilirler. Sıcak tutkal bu bükülmeyi önler!
3. Motorunuzu OmniBot'a taktığınızda, iki metal kontak yukarı bakmalıdır. Kasanın Alt Bölümü dişi JST konektörlerini biraz sıkıştırabileceğinden, ilk birkaç kez takmak biraz zor olabilir.

Adım 10: İlk OmniBot'unuz

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Tekerlekli bazı hızlı bağlantı TT motorları
• Çift arka yapışkan bant tercih edilir, ancak sıcak tutkal veya normal bant da kullanabilirsiniz.
• Verici denetleyiciniz
• Bir pil (7V - 12V çalışacaktır, ancak tercihen malzeme listesindeki 2S 7.4V Lipo piller)

Önce bir Allen anahtarı veya küçük bir tornavida kullanarak pil yuvasını açın, pilinizi takın ve tekrar kapatın. Bundan sonra, yapı için gerçekten herhangi bir kural yoktur: sol tahrik motorları sol tarafa takılır, sağ tahrik motorları sağ tarafa takılır ve servo motorların kahverengi/arka teli uzağa bakar. OmniBot. Bunun dışında, kendin yap!

Benimkini nasıl yaptığımı anlamak için resimlerimi akıtabilirsin. Ayrıca diğer gövde bileşenleri için dondurma çubukları, sıcak tutkal ve karton gibi yapı malzemelerinin kullanılmasını veya kasa boyutunun genişletilmesini tavsiye ederim.

11. Adım: OmniBot'unuzu Kontrol Etme

Bu adım için ihtiyacınız olacak:

• Bitmiş OmniBot'unuz
• Kontrol cihazınız

Hobby King'in Turnigy Evo vericisini yeterince tavsiye edemem. Otomatik frekans atlamalı ve dokunmatik ekran dahil birçok harika özelliğe sahip harika bir 2.4GHz dijital verici! Bolts and Bytes Maker Academy'de kullandığımız şey bu ve bize iyi hizmet etti. Siz de kullanıyorsanız, en son bellenimi kullanmak için bir bellenim güncellemesi çalıştırdığınızdan emin olun. Bunun için bir bağlantı Hobby King'deki ürün sayfasında bulunabilir.

OmniBot'unuzu hareket ettirmek için Turnigy Evo denetleyicisindeki araç kutusuna tıklayın ve RX Bind'e dokunun, ardından OmniBot'unuzu anahtardan kapatıp açın (kapatıp açın). Denetleyici, OmniBot içindeki alıcıya bağlandığını belirten bir ses çıkarmalıdır.

Şimdi sür! Tüm kodlar sorunsuz çalışmalıdır.

Turnigy Evo kontrolör özelliklerinin OmniBot'u aşağıdaki şekillerde kontrol ettiğini göreceksiniz:

• Sağ Çubuk Dikey ve Yatay > Tahrik motorları için OmniBot'ların Sol portları (2) ve sağ portları (2).
• Sol Çubuk Yatay > Ön motor bağlantı noktası 1, motor hızı -%100 ila %100 ve Servo bağlantı noktası 1
• Sol Çubuk Dikey > Ön motor bağlantı noktası 2, motor hızı %0 ila %100 ve Servo bağlantı noktası 2
• Orta Düğme > Maksimum OmniBot sürücü hızını ayarlayın
• Merkez Anahtar > Sağ çubuğu geri çekerken sürücü karıştırma şemasını değiştir (sürücü karıştırma karmaşık bir konu olduğu için orada açılması gereken çok şey var, biri gerçekten istiyorsa bir açıklama kaydedeceğim!)
• Sol Anahtar > YUKARI: Ön motorların ve servo motorların kontrolüne izin verir, MID: Sadece Servo motorların kontrolüne izin verir, AŞAĞI: sadece ön motorların kontrolüne izin verir. (bu, hareket etmek için bir servoya ihtiyacınız varsa ancak aynı anda bir ön motora ihtiyacınız yoksa kullanışlıdır)
• Sağ Anahtar > şu anda kullanılmayan

Ayrıca kontrolör menüsünde "uç noktalar", "ters" ve "kırpma" özelliklerini de bulacaksınız, ancak bunların her biri hakkında söylenecek çok şey var ve onları başka bir rehbere bırakacağım. Bunlardan herhangi biriyle ilgileniyorsanız, bu terimlerle ilgili bir YouTube araması, düzinelerce yararlı videoyu ortaya çıkarmalıdır.

Her Şeyiniz Bitti

Buraya kadar geldiysen tebrikler, biliyorum uzun oldu.

Topluluğun OmniBot ile ne yaptığını görmek için sabırsızlanıyorum. Kesinlikle herhangi bir soruyu cevaplamayı dört gözle bekleyeceğim ve herhangi bir geri bildirim duymayı çok isterim. Gelecekteki Instructables kılavuzunda OmniBot'un daha hafif bir sürümü için bizi izlemeye devam edin!