DIY višenamjenska baza robota i štit motora: 21 korak (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Pozdrav svima, nedavno sam počeo raditi na projektima robotike koristeći Arduino. Ali nisam imao odgovarajuću podlogu za rad, krajnji rezultat nije izgledao sjajno i jedino što sam mogao vidjeti su sve moje komponente zapletene u žice. Problemi u otklanjanju grešaka koji su znali trajati zauvijek i ožičenje stvari uvijek iznova bili su frustrirajući. Stoga sam odlučio napraviti višenamjenski robot zajedno s upravljačkim programom motora na koji bih mogao jednostavno pričvrstiti svoje ostale komponente bez stvaranja nereda te ga lako sastaviti i demontirati za bilo kakve izmjene.

Ako ste početnik i želite započeti s robotikom ili čak kad planirate prvo izraditi prototip većeg projekta robota u malim razmjerima, baza prototipova uvijek vam dobro dođe.

Ovo uputstvo pokriva cijeli proces pripreme vaše akrilne podloge, dodavanje motora, kotača, a također i izradu DIY štitnika za motor izrađujući dvostranu PCB kod kuće. Na kraju će biti osnovni projekt koji će provjeriti je li sve ispravno učinjeno i dati okvirnu ideju o tome što možete učiniti sa svojim robotom. Nakon izrade možete isprobati neke od osnovnih robota, poput ovih:

1. Jednostavan daljinski upravljani robot (ožičen)
2. Robot koji slijedi liniju
3. Robot koji izbjegava prepreke
4. Robot s Bluetooth kontrolom
5. Bežični daljinski upravljani robot (pomoću RF odašiljača i prijemnika / IR daljinskog upravljača)

Ovo je moje prvo uputstvo pa mi oprostite na greškama i konstruktivna kritika je dobrodošla.

Korak 1: Skupite svoje alate i materijale

Budući da se radi o dvodijelnoj konstrukciji 1. Šasija i 2. Štitnik motora popis alata i dijelova podijeljen je u dva dijela.

Za šasiju:

Alati:

• Pristup laserskom rezaču (možete ga potražiti u blizini proizvođača ili u blizini potražiti lokalne pružatelje usluga laserskog rezanja)
• Odvijač
• Rezač žice
• Lemilica + žica

Dijelovi:

• Akrilni lim od 3 mm (bilo koja boja po vašem izboru)
• Motori s reduktorom (100 do 200 o / min) x 2
• Kotači x 2
• Kotač x1
• M3 x 10 mm matice i vijci x 20 (ili više ako ih izgubite)
• 6-ćelijski AA držač baterije x 1 (nije potrebno ako koristite 12v bateriju ili li-po paket)
• Servo motor x 1 (opcionalno)
• M2 x 25 mm matice i vijci x (za pričvršćivanje motora)
• Prekidač x 1
• Izolirana žica (za povezivanje)

Za motorni štit:

Alati:

• Lemilica + žica
• Željezo
• Mini bušilica ili ručna bušilica
• Gumene rukavice za ruke
• Piling za metal
• Mala plastična posuda
• Višemetarski (za testiranje)
• Neizbrisivi flomaster

Potrebne kemikalije:

• FeCl3 prah ILI Otopina
• Aceton ili razrjeđivač (može se koristiti i sredstvo za uklanjanje boje za nokte)

Dijelovi:

• Dvostrana ploča obložena bakrom
• Sjajni papir ili foto papir
• 16 -polna IC utičnica x 2
• 14 -polna IC utičnica x 2
• Upravljački program motora L293D IC x 2
• 74HC04 NE Vrata IC x1
• Elektrolitički kondenzatori: 100uf, 10uf, 47uf (svaki X 1)
• 0,1uf keramički kondenzator x 2
• 7805 regulator napona IC x 1
• Ženska traka za zaglavlje dugačka iglica X 1
• Ženska traka za zaglavlje kratka iglica x1
• Muška traka za zaglavlje X 1
• Vijčani priključni blokovi (2 pinski razmak 3,5 mm) x 6
• LED x 1
• Otpornik (220ohm do 330ohm će biti dovoljan) x 1

Korak 2: Šasija

Za ugradnju motora, kotača, senzora itd. Za našeg robota potrebna nam je šasija koja će držati sve stvari na mjestu i bit će glavno tijelo robota. Umjesto da ga kupim, odlučio sam napraviti jedan na koji se lako mogu montirati potrebni dijelovi i mijenjati kad god je potrebno. Otišao sam s akrilom kako bih mu dao profesionalni izgled.

Prije nego što sam zapravo nacrtao šasiju na računalu, upotrijebio sam olovku i papir i nacrtao grubu skicu sa svim mjerenjima i dimenzijama. Bio je to prvi put da sam radio s akrilom pa sam bio pomalo zbunjen oko parametara i dizajna, ali nakon nekoliko pokušaja i upućivanja na Instructable koji je objavio "oomlout", to više nije bio težak zadatak.

Konačni dizajn izrađen je u Inkscapeu i poslan na lasersko rezanje.

Ono što trebate učiniti je preuzeti datoteke i izvesti ih u formatu koji traži davatelj usluga te ih laserski izrezati. Datoteka '.svg "služi za Inkscape, a".cdr "za Corel draw.

Poveznica za preuzimanje za InkScape:

Za preuzimanje datoteka:

Korak 3: Počnimo montažu

Skupite laserski izrezane dijelove i gore spomenute alate i materijale.

Korak 4: Prvo pripremite svoje motore

Za pokretanje robota potrebne su nam neke vrste pokretača. Kao pokretači koristit ćemo istosmjerne motore sa zupčanikom.

Lemiti žice dvije različite boje (svaka približno duljine 5 do 6 inča) na motorima. Za provjeru polariteta spojite žice na bateriju i provjerite okretanje. Ako se motori okreću u suprotnim smjerovima, zamijenite žice.

Korak 5: Vrijeme je da sve 'pričvrstite' i 'pričvrstite'

Počnite pričvršćivanjem bočnih ploča na donju osnovnu ploču postavljanjem u utore. Postavite maticu u T-utor i umetnite vijak iz otvora na donjoj ploči te ga pričvrstite odvijačem. Pazite da ne pričvrstite previše čvrsto jer ćete u protivnom možda razbiti akril. Provjerite orijentaciju ploča (strana motora prema dolje, kao što je prikazano).

Zatim popravite motore, kotač, prednju ploču, držač baterije i na kraju gornju ploču

Ako želite postaviti veliki servo motor, možete ga izravno pričvrstiti u zadani utor ili za montažu mikro serva prvo pričvrstite ploču za servo, a zatim i servo motor

Pričvrstite kotače na motore

Spojite prekidač s baterijom kao što je prikazano i pričvrstite ga

Na kraju uvrnite svoj arduino/ arduino mega ILI malinu pi

I gotovi ste !!

Korak 6: Štitnik motora/ krug pokretača motora

Motori su pokretači robota koji zahtijevaju više snage za rad koju naš mikrokontroler ne može osigurati, pa će ga spajanje izravno ispržiti. Kako bismo motorima dali snagu i kontrolirali smjer i brzinu, potreban nam je H-most. Što je H-most i kako funkcionira? Mislim da će ovaj video odgovoriti na vaše pitanje: Video (Video nije moj)

Ako vjerujete da sve radite sami, razmislite i o tome da sami napravite sklop upravljačkog programa motora, umjesto da kupujete gotov. Budući da koristim Arduino ploču, odlučio sam napraviti štitnik motora umjesto ploče za razbijanje.

Prednost štita u odnosu na ploču za razbijanje je to što se lako priključuje na vašu Arduino ploču, što štedi prostor i ožičenje postaje jednostavno i stvara se manje nereda.

Napravio sam dvostranu PCB (tiskanu ploču) za izradu štita, budući da jednoslojni PCB nije bio dovoljan za sve veze. Za izradu PCB -a koristio sam metodu 'Prijenos tonera'.

Ako ne znate napraviti PCB, ne brinite, pokazat ću sve korake kako ga napraviti.

Korak 7: Izrada dizajna ploče

Prije nego što napravite vlastitu prilagođenu PCB ploču, morate dizajnirati svoj izgled PCB -a. Raspored možete dizajnirati pomoću pristojnog softvera za projektiranje PCB -a. Za mene su sljedeći najbolji softver za projektiranje PCB -a.

• Autodesk EAGLE
• Frizing

Za izradu štitnika motora samo trebate preuzeti datoteke u sljedećim koracima i slijediti upute.

Korak 8: Ispis vašeg PCB rasporeda

Budući da izrađujemo dvostranu PCB, trebat će nam dva sloja 1. Gornji sloj 2. Donji sloj.

Preuzmite pdf datoteke i ispišite ih zasebno na bilo kojem sjajnom papiru (to može učiniti i časopis) pomoću laserskog pisača.

Inkjet pisači ne bi radili jer je tinta topljiva u vodi pa neće prenijeti svoju tintu na PCB ploču.

Savjeti:

• Prije ispisa postavite pisač na visoku razlučivost
• Prije ispisa odaberite opciju stvarne veličine

Zašto su nam potrebni papir i tinta za izradu PCB -a ??

Kao što je ranije spomenuto, metoda koja se koristi za izradu naziva se prijenos tonera.

Kako radi:

1. Prvo uzmite otisak rasporeda ploče na sjajnom papiru pomoću laserskog pisača.
2. Toner koji se koristi u pisaču nije ništa drugo nego plastika koja se topi i lijepi za papir.
3. Sada toner prebacujete na svoju bakrenu ploču pomoću željeza, tj. Ponovno topite toner i on se lijepi za bakar.
4. Tinta služi kao zaštitni sloj za prekrivanje bakrenog dijela koji se ne smije gravirati.
5. Budući da rješenje za jetkanje radi samo s metalom, a ne i s tintom, tintu prebacujete na bakrenu stranu PCB -a tako da se određeni uzorak na ploči PCB -a nagrize, a dio s tintom ne.

Korak 9: Izrežite i očistite bakrenu odjeću

• Uzmite svoj tiskani krug i označite točke na ploči kako biste nacrtali linije i izrezali ga. Za rezanje možete koristiti Dremel ili Ručnu pilu.
• Nakon rezanja, dasku očistite sapunom i metalnom ribaljkom dok ploča ne izgleda lijepo i sjajno.

Čišćenjem ploče uklanja se oksidni sloj, prljavština i masnoća na njoj te se otkriva svježi sloj bakra na koji se toner može čvrsto zalijepiti.

Korak 10: Prijenos tonera na ploču

1. Uzmite bilo koji sloj (donje ili gornje ogledalo) otiska i stavite ga na bakrenu odjeću s otisnutom stranom prema dolje.
2. Poravnajte ploču i ispis. Glačalom za rublje glačajte svoj ispisani PCB raspored na ploči.
3. Peglanjem ispisanog izgleda tinta se prenosi s papira na PCB ploču.

Savjeti:

• Postavite glačalo na najvišu temperaturu (za debeli papir) ili na srednju
• Za opskrbu stalnom toplinom stavite glačalo na dasku i pritisnite na njega otprilike 1 do 2 minute.
• Lagano pomaknite glačalo na papiru oko 2-3 minute.
• Pazite da se primjerena toplina primjenjuje na uglovima i sa strane

Cijeli proces trebao bi trajati oko 5 - 6 minuta (može biti više ili manje ovisno o debljini papira i temperaturi).

Korak 11: Uklanjanje papira s ploče

Nakon toplinske obrade namočite ploču u posudu s malo vode iz slavine oko 5-7 minuta. Pričekajte da se papir na dasci nakvasi, a zatim je nježno protrljajte kako se tinta ne bi uklonila dok brisate papir odbor.

Korak 12: Drugi sloj

Sada je vrijeme za izradu drugog sloja. Budući da se radi o dvostranoj PCB -u, gornji i donji sloj trebali bi biti savršeno poravnati, inače bi rezultati bili nepoželjni. Za povezivanje dva sloja koristit će se vias.

Proizvođači PCB -a imaju strojeve koji mogu precizno poravnati dva sloja. Ali kako kod kuće radimo tako precizan posao? Pa sam smislio trik koji može riješiti ovaj problem. Za poravnavanje dva sloja slijedite ove korake:

1. Izbušite rupe na uglovima PCB -a koristeći prvi sloj kao referencu.
2. Uzmite otisak drugog sloja i napravite rupe na istom mjestu kao i za prethodni sloj.
3. Poravnajte ploču i ispis tako da svjetlo prolazi kroz sve rupe.
4. Zalijepite stranice pomoću maskirne trake i učinite istu toplinsku obradu. Namočite ploču u vodu i uklonite papir

Korak 13: Popravljanje staza

Ponekad se toner ne prenosi pravilno na ploču, što dovodi do nekih nepotpunih veza.

Da biste riješili ovaj problem, uzmite šiljati trajni marker i nacrtajte nepotpune tragove.

Korak 14: Nagrizanje ploče

Postoje različite otopine za jetkanje, ali najčešći je željezni klorid. Možete ga nabaviti u obliku praha ili kao otopina.

Za izradu rješenja:

1. Uzmite plastičnu posudu s malo vode. (oko 1,5 šalice).
2. U to dodajte 2-3 žlice FeCl3 i dobro promiješajte. (uvijek dodajte kiselinu u vodu uz lagano miješanje)

Tijekom rada s kemikalijama obavezno nosite rukavice i budite u dobro prozračenom prostoru.

Stavite ploču u otopinu oko 20 - 30 minuta. Nakon otprilike 20 - 30 minuta izvadite ga iz spremnika i ostavite dulje vrijeme da nagrize područje zaštićeno tintom pa ga uklonite kad završi.

Isperite dasku vodom nakon jetkanja.

Korak 15: Uklonite toner

Za uklanjanje tonera možete upotrijebiti aceton ili razrjeđivač (sredstvo za uklanjanje boje za nokte će također poslužiti). Uzmite mir pamučne ili vlažne krpe i dobro je namočite razrjeđivačem/acetonom. Utrljajte toner i očistite ploču vodom.

I imate domaće kuhanje "Dvostrana PCB".

Korak 16: Bušenje rupa

Izbušite rupe mini okomitom bušilicom ili ručnom bušilicom.

Za bušenje rupa za vijčane stezaljke i regulator napona koristite svrdlo od 1 mm, a za ostale rupe bit od 0,8 mm

Očistite prašinu nakon bušenja.

Korak 17: Vrijeme je za lemljenje

Prije lemljenja svakako zadržite ispis izgleda za referencu i znajte položaj dijelova. Započnite lemljenjem vija prolaskom žice kroz rupe i lemljenjem s obje strane, odrežite višak žice. Prije lemljenja ostale komponente upotrijebite višemetarski te provjerite kontinuitet tragova gornjeg i donjeg sloja, a također provjerite ima li kratkih spojeva nakon lemljenja. `

Lemiti ostale dijelove. Obavezno provjerite polaritet i položaj komponenti.

Korak 18: Provjerite krug

Prije postavljanja IC -a u utičnice i uključivanja strujnog kruga, provjerite da nema kratkih spojeva i provjerite napon na odgovarajućim pinovima. Ako je sve u redu, postavite IC i napajajte krug.

Korak 19: Instaliranje i testiranje upravljačkog programa motora

Štit će dobro pristajati na vašu Arduino ploču, a krug se provjerava pa napajanje neće predstavljati nikakav problem.

Prije testiranja pogledajmo strukturu i značajke štitnika motora.

Struktura i značajke:

• Koristi dva IC sklopa H29 mosta L293D za upravljanje s četiri motora.
• IC pretvarač 74HC04 za smanjenje broja pinova koji se koriste za upravljanje h-mostovima.
• Odvojena šina +5V i GND.
• Igle za montažu 4 servo motora s zasebnom razvodnom šinom
• Prebacite za resetiranje ploče
• Broj preostalih digitalnih pinova čak i nakon upravljanja sa 4 motora: 6 (2 od njih kao PWM)

Testiranje kruga:

Spojite dva motora na izlaz s vijčanim priključcima M1 & M2, spojite kratkospojnik za napajanje i napajajte krug pomoću istosmjernog napajanja 9-12V (pogledajte dijagram za polaritet i spojeve). Nakon što prenesete TEST skicu na arduino ploču, priključite štitnik motora i uključite napajanje.

Za testiranje drugog upravljačkog programa motora spojite motore na M3 i M4 i zamijenite brojeve pinova u kodu

• LijevoEN = 3
• Lijevi pin = 2
• DesnoEN = 5
• Desni pin = 6

Korak 20: Neka se pomakne

Vrijeme je da oživite svog robota

Sada imate instaliranog robota sa svim potrebnim komponentama, napravimo jednostavan projekt pomoću njega kako biste stekli ideju koliko brzo možete prototipirati bilo što u nekoliko minuta bez ikakvih problema i nereda.

Robot koji izbjegava prepreke bit će najbolji za početak. Pa idemo.

Potrebni dijelovi:

1. HC -SR04 Ultrazvučni senzor
2. Mikro servo motor (ako nije instaliran)
3. Neke žice

Priključci:

• Priključite pin Vcc i GND senzora na +5V i GND
• Spojite okidač na A1 i Echo pin na A2 na arduinu
• Postavite kratkospojnik J5 na štit i spojite servo na pin 10 na servo šini (pogledajte dijagram)
• Senzor montirajte na servo

Prenesite donju skicu na svoju arduino ploču i promatrajte svog robota kako izbjegava prepreke.

Tako ste u par minuta napravili jednostavnog autonomnog robota.

Korak 21: Kraj

Gotov si!

Uživajte u igranju sa svojim robotom i stvarajte zabavne projekte s njim. Dostupni su različiti senzori i razvojne ploče koji su laki za korištenje i razumljivi, iskoristite ih kako biste se kretali onako kako želite.

A ako ste tek počeli s robotikom, preporučit ću vam da isprobate neke osnovne projekte navedene u uvodnom dijelu.

To je to za ovaj Instructable. Nadam se da vam je bilo zanimljivo.

Ako imate bilo kakvih nedoumica/upita u vezi s izradom, slobodno pitajte. Hvala na gledanju:)