Arduino RC Robot: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Penerangan

Robot berasaskan Arduino yang boleh dicetak 3D dan tahan lasak dengan jarak beberapa ratus meter. Skema motor sambungan cepat modular membolehkan anda membuat prototaip reka bentuk robot yang berbeza dengan cepat tanpa alat. Sesuai untuk pendidikan robotik untuk kanak-kanak.

Apa maksudnya?

Oleh itu, anda baru mula belajar Arduino, atau mungkin percetakan 3D dan anda sudah bersedia untuk membina sesuatu yang menarik. Anda ingin membina sesuatu yang bermakna, praktikal, tetapi menyeronokkan … Anda sudah bersedia untuk membina OmniBot. Sekiranya Arduino adalah Swiss Army Knife of electronics, maka OmniBot adalah Swiss Army Knife robotics! OmniBot adalah hasil dari projek Bolts and Bytes Maker Academy selama beberapa bulan yang bertujuan untuk merancang kit robotik kawalan jauh yang serba boleh dan mudah digunakan. Dan kini semua sumber terbuka! OmniBot berkuasa bateri, dapat menggerakkan hingga empat saluran motor DC, dua motor servo, dan mempunyai jarak jauh yang dikendalikan beberapa ratus meter! Dan semuanya sesuai di dalam cetakan 3D yang ramping, berjalan, anda dapat meneka, otak Arduino Uno.

Baiklah, tapi mengapa?

Kami benar-benar ingin menjadikan anak-anak kecil mudah mengambil kadbod dan gam dan akhirnya menggunakan robot tersuai yang berfungsi. Dengan kit robot tradisional yang mungkin anda beli dalam talian, anda terpaksa menangani banyak wayar pelompat yang tidak kemas, menulis kod anda sendiri, dan - oh ya … anda hampir tidak dapat mengendalikannya dari jauh. Mereka hanya menjalankan kod yang sama dalam satu gelung. Dengan OmniBot, anda hanya pasangkan bateri, pasangkan motor, dan pita atau lekatkan di tempat yang anda mahukan, dan - boom. robot. Semua kod yang kami tulis secara automatik berfungsi dengan pengawal yang sama yang mungkin anda gunakan untuk pesawat drone atau RC. Ini adalah kit yang sesuai untuk robot siap sedia dalam bidang prototaip cepat. Apabila anda selesai membina platform OmniBot, anda baru sahaja bermula. Dalam sepuluh minit pendek anda boleh pergi dari robot pencegah bom kritikal misi, ke bot bola sepak gaya Rocket-League, dan itulah yang menjadikan OmniBot berkuasa. Oleh itu, mari kita mulakan!

Tahap Kemahiran yang Disyorkan:

• Projek ini merangkumi pematerian cahaya, ia cukup mudah dikendalikan untuk pemula.
• Pemahaman umum tentang Arduino dan cara bekerja di Arduino IDE memuat naik sketsa dan menambah perpustakaan. Tidak memerlukan pengekodan tetapi pengguna lanjutan dapat menyesuaikan kod mereka jika dikehendaki.
• Sebilangan perkakasan ringan berfungsi dengan pemutar skru dan pemotong / pelucut wayar. Pengawasan orang dewasa disyorkan untuk kanak-kanak kecil. (Produk akhir sesuai digunakan untuk semua peringkat umur!)

Bekalan

Alat yang diperlukan:

• Pateri dan pateri
• Perengkuh / kunci Allen atau pemutar skru kepala hex
• Pemutar skru kepala Phillips atau kepala rata (bergantung pada blok terminal pelindung motor)
• Pistol gam panas dan tongkat gam panas (tidak diperlukan tetapi sangat disyorkan!)
• Pemotong kawat (pemotong siram disarankan kerana boleh digunakan dalam langkah lain)
• Pelucut wayar
• Tang hidung jarum (tidak diperlukan tetapi memudahkan pembersihan cetakan 3D)
• Akses ke pencetak 3D (jika anda tidak memilikinya, tanyakan ruang pembuat, sekolah, makmal atau perpustakaan tempatan anda!)
• Komputer dengan perisian Arduino IDE

Bil bahan:

Item dan pautan berikut diambil dari Amazon (semua atau kebanyakannya adalah item Amazon Prime) tetapi perlu diperhatikan bahawa kebanyakan, jika tidak semuanya, boleh didapati dengan harga lebih murah di laman web seperti Banggood dan AliExpress jika anda sudi menunggu beberapa minggu untuk penghantaran. Ini sebenarnya dapat mengurangkan kos projek menjadi separuh jika anda kelihatan cukup baik.

1. Arduino Uno Microcontroller (jenis dengan permukaan mount chip berfungsi lebih baik untuk ini)
2. Arduino Motor Shield V1
3. Turnigy Evo Transmitter (mod 2) (ini dilengkapi dengan penerima tetapi kebanyakan penerima dengan komunikasi iBus harus berfungsi)
4. Palam JST lelaki dan wanita (Saya sangat mengesyorkan jenisnya dengan silikon kerana lebih fleksibel)
5. Suis Rocker 13.5mm x 9mm
6. Skru countersunk M3x6mm (hanya 6 skru yang diperlukan)
7. Bateri Lipo 2S (ini boleh diganti dengan bateri yang tidak boleh dicas semula antara 7 dan 12 volt)
8. Pengecas Lipo 2S (hanya diperlukan jika menggunakan bateri lipo)
9. Filamen pencetak 3D PETG (PLA dapat digunakan tetapi PETG lebih tahan lama dan tahan panas terhadap lem panas)
10. Motor dan roda TT
11. Motor servo (motor servo yang lebih besar boleh digunakan juga)

Sekiranya anda mempunyai semua alat dan bahagian anda, ikuti saya! Kami mempunyai robot untuk dibina …

Langkah 1: Mencetak 3D Chassis Robot Anda

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

Pencetak 3D dengan jumlah binaan minimum 4.5 "X x 4.5" Y x 1.5 "Z

Berita baiknya, saya sudah merancangnya untuk anda! Fail 3D STL ada di bawah. Tetapi pertama, berikut adalah beberapa nota.

Cetakannya adalah tiga model pepejal yang terpisah, Bahagian Atas, Bahagian Bawah, dan Pintu Bateri. Bahagian Bawah memerlukan bahan sokongan, tetapi hanya di bawah bahagian di mana suis akan dipasang.

Bahagian Bawah dan Pintu Baterai dapat dicetak dalam satu tangkapan sebagai model "cetak di tempat", yang bermaksud bahawa anda dapat menariknya langsung dari pencetak apabila selesai dan pintu akan berfungsi dengan segera tanpa pemasangan. Sebilangan pencetak berkualiti rendah mungkin menghadapi toleransi dan mencantumkan kedua-dua bahagian ini, jadi saya juga memasukkan fail cetak yang berasingan untuk setiap Pintu Bateri dan Bahagian Bawah supaya anda dapat mencetaknya secara individu dan memasangnya.

Langkah 2: Membersihkan Cetakan 3D

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• Sepasang tang hidung jarum
• Pisau hobi

Keluarkan cetakan anda dengan berhati-hati dari plat binaan. Sekiranya anda mencetak semuanya dalam satu tangkapan seperti yang saya lakukan, anda mungkin perlu melepaskan beberapa tali di antara bahagian-bahagiannya. Dengan menggunakan sepasang tang, tarik bahan sokongan dari lubang di mana suis akan pergi. Pada beberapa pencetak, lapisan pertama atau dua pintu bateri mungkin menyatu dengan bahagian bawah, jika ini berlaku, anda boleh menggunakan pisau hobi untuk memotong pintu. Sekiranya fius terlalu teruk, anda mungkin perlu mencetak pintu dan bahagian bawah secara berasingan dan menyambungkannya selepas itu.

Langkah 3: Menyiapkan Arduino Uno anda

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• Arduino Uno
• Komputer dengan Arduino IDE terpasang (anda boleh memasang IDE dari sini)
• Kabel pengaturcaraan USB

Kod OmniBot bergantung pada beberapa perpustakaan yang berbeza.

1. "Servo.h" (ini dibina dalam IDE dan tidak perlu dimuat turun)
2. "AFMotor.h" (perpustakaan hebat dari Adafruit ini, bersama dengan panduan pemasangannya boleh didapati di sini)
3. "OmniBot.h" (Ikuti arahan di bawah untuk memasang Perpustakaan ini)

Untuk memasang pustaka OmniBot, cari folder Perpustakaan Arduino anda (biasanya di bawah Dokumen> Arduino> Perpustakaan) dan buat folder baru bernama OmniBot. Tampal dalam fail OmniBot.h, OmniBot.cpp, dan kata kuncis.txt ke dalam folder baru ini. Tutup dan mulakan semula Arduino IDE untuk menyelesaikan pemasangan. Sekiranya anda berjaya sekarang anda harus melihat perpustakaan OmniBot dengan menavigasi ke Sketch> Include Library, di IDE.

Setelah Perpustakaan dipasang, pasangkan Arduino Uno, pilih papan yang betul di bawah Alat> Papan:> Arduino / Genuino Uno, pilih port COM yang aktif, kemudian muat naik lakaran!

Langkah 4: Menyiapkan Penerima Robot Anda

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• besi pematerian dan pateri
• pemotong wayar
• pelucut wayar
• Arduino Uno
• Modul penerima IBus (lebih baik yang disertakan dengan pemancar yang disyorkan tetapi penerima iBus lain mungkin berfungsi)

1. Mulakan dengan mencari wayar header yang disertakan dengan modul penerima anda. Seharusnya empat helai. Kawat kuning yang sesuai dengan PPM pada modul kami tidak diperlukan dan boleh dikeluarkan atau dipotong dari tandan tandan.
2. Potong kepala wanita masing-masing dari hujung wayar dan lepaskan penebat kira-kira 1 cm.
3. Petua Pro: Putar wayar terdampar yang terdedah untuk mengelakkan pecah dan timah hujungnya dengan pateri.
4. Cari lubang Gnd, Vcc, dan Rx yang ada di Arduino anda. (jika menggunakan Arduino yang disyorkan, mereka dapat dijumpai berdekatan satu sama lain di bawah pin ICSP.)
5. Masukkan wayar kalengan melalui lubang dan pateri masing-masing di bahagian belakang. Putih hingga RX, merah hingga 5V, hitam hingga GND.
6. Potong wayar yang tinggal di bahagian belakang untuk mengelakkan pemendekan.
7. Pasangkan header quad wanita ke modul penerima merah ke VCC, hitam ke GND, dan putih ke S. BUS
8. Masukkan modul penerima ke Arduino. Saya dapati bahawa tambang sesuai dengan kapasitor dan kristal di port USB.

Langkah 5: Menyiapkan Perisai Pemandu Motor

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• Sepasang pemotong atau selipar.
• Pemutar skru kepala kecil atau kepala Phillips (bergantung pada blok terminal yang dimiliki perisai motor anda)
• Tujuh (7) penyesuai kabel JST wanita.

1. Cuba tekan perisai motor ke Arduino dengan penerima terpasang di antara.
2. Sekiranya pin perisai motor tidak menekan hingga ke pin wanita Arduino, mungkin ada pin panjang di bahagian bawah pelindung motor yang menusuk ke penerima yang mencegahnya. Ini dapat dipangkas dengan pemotong atau pemotong bulu seperti yang dilihat pada gambar 2.
3. Apabila Arduino, Motor Shield, sandwic penerima telah dibuat (mari kita sebut ini sebagai "stack"), mulailah mengacaukan adaptor kabel JST ke blok terminal seperti yang ditunjukkan gambar. Kabel merah kabel semuanya berada di hujung kebanyakan kedudukan blok terminal dan wayar hitam berada di tengah. (perhatikan bahawa terminal M1 dan M2 pada pelindung harus mempunyai dua kabel JST masing-masing, M3 dan M4 masing-masing mempunyai satu, terminal bateri harus mempunyai satu)
4. Perhatikan terminal bateri pada pelindung motor. Melampirkan kabel JST ke salah satu ini dengan cara yang salah boleh menggumpalkan timbunan anda semasa bateri dipasang. Ingat, merah pergi ke M +, hitam pergi ke GND.
5. Pastikan terdapat pelompat kuning yang menghubungkan pin "PWR" di sebelah kanan blok terminal bateri. Ini memberikan kuasa ke bahagian bawah timbunan.
6. Petua Pro: Apabila semua kabel ditutup, berikan kawat ringan pada setiap wayar untuk memastikannya terpasang dengan baik dan tidak jatuh.

Semasa berada di sini, izinkan saya memberitahu anda apa kaitan penyambung ini. Blok terminal M1 dan M2 (masing-masing adalah satu set dua soket individu) masing-masing untuk motor pemacu kanan dan kiri robot. Terdapat soket kelima di tengah barisan yang saya percaya dihubungkan ke tanah, dan untuk tujuan kita, tidak akan digunakan. Blok terminal M3 dan M4 akan menjadi "Auxiliary Motors" yang pecah di bahagian depan OmniBot untuk apa sahaja fungsi motor umum yang anda perlukan. Motor bantu M3 dapat diset antara kelajuan 0% hingga 100% berputar dalam satu arah dan dikendalikan oleh gerakan joystick kiri dan atas kiri. Motor M4 dapat berputar 100% mengikut arah jam dan berlawanan arah jam mengikut kawalan joystick kiri dan kiri. Paksi kayu bedik ini mempunyai spring "kembali ke pusat" yang secara semula jadi akan menetapkan kelajuan motor menjadi 0%.

Langkah 6: Memasang Arduino Stack Ke Bahagian Bawah Chassis

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• Tumpukan yang telah siap dari langkah sebelumnya.
• Bahagian bawah casis 3D yang dicetak
• Dua (2) skru mesin 6mm M3
• Pemacu kunci kunci / kunci Allen atau pemacu hex panjang.

1. Susun penyambung JST sedemikian rupa sehingga wayar dari blok terminal M1 sampai ke sebelah kanan, wayar dari blok terminal M2 sampai ke sebelah kiri dan wayar dari gelung blok terminal M3 dan M4 di bawah timbunan ke depan. (antena penerima juga boleh dilingkari di bawah timbunan)
2. Memastikan logo JST menghadap ke atas pada badan penyambung merah, tekan pasang kepala penyambung JST ke soket masing-masing pada Bahagian Bawah yang dicetak. Susunan kabel sebelah kanan tidak menjadi masalah kerana kedua-duanya menuju ke blok terminal M1. Perkara yang sama berlaku untuk penyambung sebelah kiri ke blok terminal M2.
3. Kabel M3 dan M4 harus bergelung tepat di bawah timbunan dan pasangkan ke soket di sebelahnya.
4. Dengan menggunakan sepana Allan dan skru M3, pasangkan timbunan ke bahagian skru Bahagian Bawah. Mungkin berguna untuk mencari skru heck dengan diameter kepala yang lebih kecil kerana salah satu skru kemungkinan akan menggigit header wanita Arduino. Jangan risau merosakkan tajuk ini kerana kami tidak menggunakannya untuk apa-apa.
5. Letakkan semua pendawaian yang longgar di bawah timbunan di mana mungkin untuk mengurangkan kekacauan.

Langkah 7: Memasang dan Memateri di Suis Kuasa

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• Setrika pemateri dan beberapa pateri
• pemotong wayar
• pelucut wayar
• Suis rocker 13.5mm x 9mm

1. Tekan suis rocker ke dalam lubang dari sisi bawah Bahagian Bawah sehingga terkunci di tempatnya. Pastikan bahawa | simbol menghadap ke depan dan simbol 0 menghadap ke belakang ke arah ruang bateri.
2. Regangkan wayar JST hitam dari terminal bateri ke terminal suis dan potong memastikan bahawa ada wayar hitam yang cukup berjalan dari terminal GND untuk sampai ke terminal suis dengan selesa.
3. Jalur dan timah kedua-dua hujung wayar yang dipotong.
4. Pateri setiap hujung wayar hitam yang dipotong ke setiap terminal suis seperti yang ditunjukkan dalam gambar. (berhati-hatilah untuk tidak menahan besi pematerian di terminal suis terlalu lama kerana panas dapat dengan mudah mengalir dan mula mencairkan badan plastik suis!)
5. Lepaskan hujung penyambung kabel terminal bateri di atas takungan ruang bateri ke arah pintu bateri.

Langkah 8: Menutup Casis

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• Pemacu skru Allan wrench atau hex head.
• Empat (4) skru mesin counterersunk 6mm M3

1. Letakkan Bahagian Atas yang dicetak dengan berhati-hati di atas Bahagian Bawah memastikan sekarang wayar dicubit di antara kedua-dua bahagian tersebut. Sekiranya diperlukan, kembalilah dan masukkan lebih banyak wayar di bawah timbunan untuk mengeluarkannya.
2. Pindahkan keempat-empat skru dari bawah. Petua Pro: Keluarkan semua cara sebelum menyekat salah satu daripadanya. Ini membantu tekanan pada bahagian yang dicetak. Kencangkan setiap skru lebih banyak, bergantian di sudut sehingga semua skru rata.

Langkah 9: Membina Motor Sambungan Pantas

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• Empat (4) motor gear TT
• Empat (4) kabel penyambung JST lelaki
• Setrika solder dan beberapa pateri
• Senapang dan gam panas sangat disyorkan tetapi tidak perlu

1. Pateri kabel penyambung JST lelaki ke motor TT dengan cara yang sama seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Petua Pro: Kerana motor ini bergerak mengikut arah jam dan lawan jam, kekutuban wayar tidak menjadi masalah, tetapi anda harus memastikan keseragaman pada semua motor sehingga semuanya beroperasi dengan cara yang sama ketika dipasang. (Iaitu bagaimanapun anda menyolder warna merah dan wayar hitam sekarang harus sama dengan yang anda solder setiap motor!)
2. Petua Pro: Tambahkan sebiji gam panas di atas sendi pateri motor ini untuk meningkatkan jangka hayatnya! Motor ini mempunyai tabung tembaga yang agak tipis yang anda mahu solderkan dan jika mereka membengkokkan terlalu banyak, mereka dapat menahan tekanan dan keletihan sehingga menjadikan motor anda tidak berguna. Gam panas menghalang lenturan itu!
3. Apabila anda memasang motor anda ke OmniBot, kedua-dua kenalan logam harus menghadap ke atas. Mereka mungkin agak sukar untuk memasangkan beberapa kali pertama kerana Bahagian bawah casis dapat menekan sedikit penyambung JST wanita.

Langkah 10: OmniBot Pertama Anda

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• Beberapa motor TT menyambung pantas dengan roda
• Pita melekit punggung berganda lebih disukai tetapi anda juga boleh menggunakan lem panas atau pita biasa.
• Pengawal pemancar anda
• Bateri (7V hingga 12V akan berfungsi, tetapi lebih baik bateri Lipo 2S 7.4V dalam senarai bahan)

Pertama, buka ruang bateri menggunakan sepana Allen atau pemacu skru kecil, pasangkan bateri anda, dan tutup kembali. Selepas itu, sebenarnya tidak ada peraturan untuk binaan selain: motor pemacu kiri terpasang di sebelah kiri, motor pemacu kanan terpasang di sebelah kanan, dan wayar coklat / belakang motor servo menghadap dari yang OmniBot. Selain daripada itu, jadikan ia milik anda sendiri!

Anda boleh mengalirkan gambar saya untuk mengetahui bagaimana saya membina gambar saya. Saya juga mengesyorkan menggunakan bahan binaan seperti tongkat Popsicle, lem panas, dan kadbod untuk komponen badan lain atau memperluas ukuran casis.

Langkah 11: Mengawal OmniBot Anda

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• OmniBot anda yang sudah siap
• Pengawal anda

Saya tidak dapat mengesyorkan pemancar Turnigy Evo dari Hobby King cukup. Ini adalah pemancar digital 2.4GHz yang hebat dengan lompatan frekuensi automatik dan banyak ciri hebat termasuk skrin sentuh! Ini adalah apa yang kami gunakan di Bolts and Bytes Maker Academy dan ia telah melayani kami dengan baik. Sekiranya anda menggunakannya juga, pastikan anda menjalankan kemas kini firmware sehingga anda menggunakan firmware terkini. Pautan untuk itu boleh didapati di halaman produk di Hobby King.

Untuk membuat OmniBot anda bergerak, klik pada kotak alat pada alat kawalan Turnigy Evo dan ketik RX Bind, kemudian kitar kuasa (matikan kemudian hidupkan) OmniBot anda dari suis. Pengawal harus mengeluarkan suara yang menunjukkan bahawa ia telah tersambung ke penerima di dalam OmniBot.

Sekarang memandu! Semua kod harus berfungsi dengan lancar.

Anda akan mendapati bahawa ciri pengawal Turnigy Evo mengawal OmniBot dengan cara berikut:

• Tongkat Kanan Vertikal dan Mendatar> Port kiri (2) dan port kanan (2) OmniBots untuk motor pemacu.
• Left Stick Horizontal> Port motor depan 1, kelajuan motor -100% hingga 100% dan port Servo 1
• Left Stick Vertical> Port motor depan 2, kelajuan motor 0% hingga 100% dan servo port 2
• Pusat Kenop> Laraskan kelajuan pemacu OmniBot maksimum
• Pusat Suis> Ubah skema pencampuran pemacu ketika menarik kembali tongkat kanan (ada banyak yang perlu dibongkar di sana kerana pencampuran pemacu adalah topik yang rumit, saya akan menyimpan penjelasan jika seseorang benar-benar menginginkannya!)
• Suis Kiri> ATAS: Membolehkan kawalan motor depan dan motor servo, MID: Membolehkan kawalan hanya motor Servo, BAWAH: membenarkan kawalan motor depan sahaja. (ini berguna jika anda memerlukan servo untuk bergerak tetapi bukan motor depan pada masa yang sama)
• Suis Kanan> tidak digunakan pada masa ini

Anda juga akan menemui ciri dalam menu pengawal untuk "titik akhir", "terbalik", dan "memangkas", tetapi ada banyak yang boleh diperkatakan mengenai setiap satu dan saya akan meninggalkannya untuk panduan lain. Sekiranya anda berminat dengan salah satu daripadanya, carian YouTube dengan syarat tersebut akan menunjukkan puluhan video bermanfaat.

Semua Anda Selesai

Sekiranya anda berjaya sejauh ini, tahniah, saya tahu ia sudah lama.

Saya tidak sabar untuk melihat apa yang dilakukan komuniti dengan OmniBot. Saya pasti tidak sabar untuk menjawab sebarang soalan dan ingin mendengar sebarang maklum balas. Nantikan versi OmniBot yang lebih ringan dalam panduan Instructables yang akan datang!