Paano Lumikha ng isang Malayuang Kinokontrol na 3D Printed Self-Balancing Robot: 9 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ito ay isang ebolusyon ng nakaraang bersyon ng B-robot. 100% OPEN SOURCE / Arduino robot. Ang CODE, 3D na mga bahagi at electronics ay bukas kaya huwag mag-atubiling baguhin ito o lumikha ng isang malaking bersyon ng robot. Kung mayroon kang mga pagdududa, ideya o kailangan ng tulong sulitin ang pamayanan ng B-robot

Ang bagong bersyon ay may toneladang mga bagong tampok:

• Kontrolin at i-tune ito gamit ang iyong smartphone / tablet sa pamamagitan ng libreng jrRobots APP o iOS o Android
• Maaaring makontrol ng Google Blockly!
• Perpekto upang magsaya habang natututo ka ng robotics (Tingnan ang Mga Hamon ng Robotics!)
• Maaari nang gumamit ng mga regular na baterya ng AA (o isang 3 cells na LIPO na baterya) Anumang may kakayahang maghatid ng 9V
• Dalawang output ng SERVO (isang gamit para sa ARM). Kontrolin ang dalawang output ng servo sa pag-tap lang sa iyong screen ng smartphone.
• Mas madaling i-print at gumamit ng mas kaunting plastik
• Maaaring buhayin ang PRO MODE mula sa iyong smartphone / Tablet (nadagdagan ang liksi at bilis)
• Tumaas na saklaw ng WIFI (hanggang sa 40 metro)
• Katayuan ng baterya at "Angulo ng ikiling" na ipinapakita sa real time sa iyong smartphone screen
• Baguhin ang robotic control ng PID nito sa real time at tingnan kung paano ito nakakaapekto sa pag-uugali at pagganap nito.

Ngunit una, magsisimula mula sa simula. Dahil ito ay Mga Tagubilin maaari kang magkaroon ng ilang mga sangkap na kinakailangan upang likhain ang B-robot EVO.

Ang listahan:

• DEVIA Control Board (ginagawang mas madali ng board na ito ang set-up dahil mayroon na itong Gyro / accelerometers + WIFI module at makokontrol ang mga servos at hanggang sa tatlong stepper motor). Kung nais mong gumawa ng iyong sarili, tingnan ang eskematiko na ito)
• 2x NEMA17 stepper motors +14 cms cables (pares)
• 2x Stepper motor driver (A4988)
• Metal gears servo (kakailanganin mo ng isang braso upang labanan at itaas ang iyong B-robot …)
• 6x case ng AA Battery na may ON / OFF Switch
• Mga bolts + nut na kinakailangan upang maitakda ang lahat
• Pares ng nylon bumper -o naka-print na 3D- (14 × 5 cms)
• Double side tape, googly eyes…
• 2 goma para sa gulong: mahigpit na pagkakahawak

Hakbang 1: Listahan ng BOM at Ano ang Mga Elemento

Ang listahan:

• DEVIA CONTROL BOARD: ginagawang mas madali ng board na ito ang proseso ng pag-set up. Ito ay isang "pinahusay" na bersyon ng malakas na Arduino ZERO ngunit may mga output ng motor + servos control, WIFI, Comms port, 12V na maaaring makontrol na boltahe port at sensor. Kung nais mong "paggawa / pagpupulong" ng iyong sarili, tingnan ang diagram na ito, makakatulong ito sa iyo na ikonekta ang lahat ng magkakaibang elemento.
• 2x NEMA17 stepper motors +14 cms cables (pares). Sa gayon, ang isang NEMA17 stepper motors na may parehong pagtutukoy ay dapat na gumana.
• 2x Stepper motor driver (A4988). Ang pinaka-malawak na ginagamit na driver ng stepper motor.
• Mga metal gears SERVO: Kakailanganin mo ng isang braso upang labanan at itaas ang iyong B-robot … Ang servo ng nylon gears ay hindi gagana kasing ganda ng nilalayon
• 6x case ng AA Battery na may ON / OFF Switch: Ang kasong ito ay nilagyan sa frame ngunit maaari mo ring gamitin ang isang baterya ng LiPO (3S)
• Mga bolts + nut na kinakailangan upang maitakda ang lahat: M3 bolts at nut (12x6mm, 12x15mm)
• Pares ng mga nylon bumper (14 × 5 cms): Bilang kahalili maaari kang lumikha ng iyong sariling pasadyang bumper dito at i-print ito
• Double side tape, googly eyes… upang ayusin ang IMU sa kalasag ng Utak. Ang dobleng panig na tape na ito ay gagana bilang isang shock absover sa IMU
• Frame: Mga naka-print na bahagi ng 3D
• 2 goma para sa gulong: mahigpit na pagkakahawak
• Ang iyong smartphone / tablet upang makontrol ito

Kung nais mong laktawan ang lahat ng ito at tumalon sa video ng gabay ng Assembly. Pindutin dito

Hakbang 2: Mga Tampok ng B-robot at Mga Hamon ng Robotic

Lumikha kami ng mga hamon upang talunin sa B-robot, ang mga ito ay isang madaling paraan upang ipakilala ang kontrol ng electronics at robotics habang ikaw ay masaya. Sinubukan naming gawin ang lahat bilang abot-kayang posible gamit ang napaka-karaniwang mga elemento ng "MAKER World" at pagbibigay ng mga libreng APP upang makontrol ang mga robot.

Ang B-robot ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng Google Blockly. Dagdag pang impormasyon dito

Ang mga parameter ng pag-uugali nito ay nababagay nang real time: impormasyon

Maaari ka ring maging isang tekniko ng robot: Ayusin ang iyong B.robot upang manalo sa karera!

Maraming mga gumagawa ang nagbabago at nagdaragdag ng mga bahagi sa B-robot. Tingnan ang mga ito dito

Ang ilang teorya sa likod ng isang robot sa sarili na pagbabalanse: dito

Hakbang 3: Kung Lumikha Ka Ng Robot na Ito, Mayroon Ka Halos Lahat ng Kailangan Nimo upang Lumikha ng mga Ito:

Kung mayroon ka nang mga bahagi na kinakailangan upang likhain ang robot na ito mayroon ka nang 90% ng mga item na kinakailangan upang likhain:

• ang Sphere-o-bot: friendly art robot na maaaring gumuhit sa spherical o hugis-itlog na mga bagay mula sa laki ng isang ping pong ball hanggang sa isang malaking itlog ng pato (4-9 cm).
• Ang Iboardbot: Ang iBoardbot ay isang robot na konektado sa internet na may kakayahang magsulat ng mga teksto at pagguhit nang may ganap na katumpakan
• TheMotorized Camera Slider: Isang smartphone na kinokontrol ng Camera Slider
• ang Air hockey robot !: Isang mapaghamong air hockey robot, perpekto upang magsaya!
• Ang B-robot na EVO

Lahat ng mga ito ay gumagamit ng parehong mga electronics at pandagdag na elemento

Hakbang 4: Video ng Gabay sa Assembly

Ito ang unang pagkakataon na naitala namin ang isang video sa halip na gumawa ng isang "larawan" na gabay sa pagpupulong. Para sa robot na ito, mas madali kung nakikita mo kung paano ikonekta ang lahat at makakuha ng ilang mga paliwanag / tip tungkol sa kung paano gawin ang lahat.

Mayroong isang "palaging nai-update" na gabay sa pagpupulong dito na may ilang mga tip kung sakali nais mong kumuha ng isang pagnakawan dito.

Hakbang 5: I-UPLOAD ANG ARDUINO CODE sa DEVIA CONTROL BOARD

a) I-install ang Arduino IDE sa iyong PC mula dito (laktawan ang hakbang na ito kung mayroon ka nang naka-install na Arduino IDE) Ang code na B-robot na ito ay nasubukan at nabuo sa bersyon ng IDE na 1.6.5 at mga susunod na bersyon. Kung mayroon kang problema sa pag-iipon ng code, ipaalam sa amin

b) I-download ang lahat ng mga file ng arduino mula rito. Kopyahin ang mga file sa loob ng folder ng BROBOT_EVO2_23_M0 sa iyong hard drive

c) Compile at ipadala ang code sa control board ng DEVIA

1. Buksan ang iyong Arduino IDE
2. Buksan ang pangunahing code sa /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Ikonekta ang iyong DEVIA board gamit ang USB cable sa PC
4. Tandaan: Kung ito ang unang pagkakataon na kumonekta ka sa isang Arduino board sa iyong PC baka kailangan mong i-install ang driver.
5. Piliin ang board Arduino / Genuino ZERO (katutubong USB port). Sa menu ng TOOLS-> board
6. Piliin ang serial port na lilitaw sa mga tool-> Serial port
7. Ipadala ang code sa board (pindutan ng UPLOAD: Arrow na tumuturo sa KANAN)

Piliin ang tamang board bago i-upload ang code

d) Tapos na

Hakbang 6: KONTROLAHI ANG IYONG B-ROBOT EVO 2:

Mga Gumagamit ng Android:

Bumuo kami ng isang LIBRENG APP upang makontrol ang Brobot (at hinaharap na mga JJrobots) para sa iyong Android / iOS batay sa Smartphone / Tablet:

Android APP / iOS APP

Mga hakbang na susundan:

1. I-install ang JJRobots control APP (para sa Android o iOS)
2. Matapos buksan ang Brobot EVO ON, ikonekta ang iyong smartphone / tablet sa network ng wifi ng B-robot EVO (ang default na password ng WIFI ay 87654321)
3. Ilunsad ang JJrobots control APP at maglaro kasama ang iyong B-robot EVO!

Hakbang 7: Modelong 3D Interactive B-robot

Tutulungan ka ng interactive na 3D na modelo upang makakuha ng magandang ideya tungkol sa kung paano ang B-robot EVO ay mukhang isang beses na tipunin

Hakbang 8: Pag-troubleshoot

Ang aking B-robot ay hindi tumutugon sa utos na ipinadala mula sa aking smartphone / tablet

Suriin na nakakonekta ka sa network ng JJROBOTS_XX gamit ang tamang password (bilang default: 87654321) at hindi hinarangan ng iyong aparato ang trapiko ng data sa B-robot (manatiling laging konektado sa robot)

Ang aking B-robot ay walang kapangyarihan o mahulog nang walang dahilan

Ayusin ang kasalukuyang naihatid ng mga driver ng stepper motor. Gumamit ng isang distornilyador at dahan-dahang paikutin ang mga turnilyo na nakalagay sa larawan sa ibaba. Ang umiikot na 10º-30º ay higit sa sapat. Pag-ikot ng orasan: dagdagan ang lakas na naihatid sa mga motor

Ang aking B-robot ay hindi maaaring tumayo nang mag-isa

Kung ang lahat ay ok, ang B-robot ay nangangailangan lamang ng kaunting tulong mula sa servo upang tumayo nang mag-isa. Tingnan ang video na ito. Kung ang iyong robot ay hindi kumilos tulad ng sa video, ayusin ang stepper motor driver output power (mga tagubilin sa itaas). Tandaan na ang mga bumper ay mayroong dalawang pag-andar dito: protektahan ang electronics + robot at tulungan itong tumayo nang madali.

DEBUG MODE

Mayroong isang DEBUG MODE sa loob ng B-robot CODE. Papayagan ka ng MODE na ito na i-debug ang pag-uugali ng robot kung nagkakaroon ka ng mga isyu. Mangyaring, sumangguni sa komunidad ng B-robot kung mayroon kang mga problema o katanungan. Tingnan ang linya ng sketch na #define DEBUG 0 ″ at palitan ang 0 hanggang 1 … 8 depende sa kung anong impormasyon ang nais mong makuha.

Higit pang impormasyon sa pinakadulo ng pahinang ito

Hakbang 9: FAQ

mga madalas itanong:

Bakit gumagamit ka ng mga motor na Stepper?

Mayroong maraming mga pagpipilian para sa mga motor: DC, Brushless, Steppers… Pinipili namin ang mga stepper motor dahil mayroon silang sapat na metalikang kuwintas, maaari mong ikonekta ang mga gulong nang direkta nang walang mga gears na makabuo ng ilang backslash (ito ay isang karaniwang problema sa pagbabalanse ng mga robot), mayroon silang magagandang bearings at makontrol mo ang bilis ng mga motor nang may kawastuhan. Sa mga karaniwang laki ng mga motor na ito ay mura (ginagamit namin ang parehong mga motor na ginamit sa isang regular na 3D printer) at ang mga driver ay mura at madaling makipag-ugnay sa Arduino din.

Bakit ka gumagamit ng isang koneksyon sa Wifi?

Ang paggamit ng isang koneksyon sa Wifi ay nagbibigay-daan sa amin upang gumana sa maraming mga aparato (Mga Smartphone, Tablet, PC …) Ang mga aparatong Bluetooth ay mas mura ngunit ang kanilang saklaw ay karaniwang mas maikli. Ang mga lumang aparato ay hindi suportado at hindi mo ito madaling maikonekta sa Internet. Ang module ng Wifi na inirerekumenda namin, pinapayagan kaming lumikha ng isang Access Point, kaya hindi mo kailangang gumamit ng isang umiiral na imprastraktura ng Wifi (hindi pinapayagan sa iyo ng murang mga module ng Wifi na gawin ito). Maaari mong ikonekta ang iyong aparato nang direkta sa Robot saanman ngunit kung gusto mo maaari mo itong i-hack at gamitin ang iyong sariling imprastraktura samakatuwid ang pagkontrol sa iyong robot (o anumang nilikha mo) sa Internet mula sa anumang liblib na lugar sa mundo! (Cool, hindi ba?)

Bakit BROBOT?

Ang mga robot sa sarili na pagbabalanse ay nakakatuwang makita at maglaro. Ang isang robot sa sarili na pagbabalanse ay nangangailangan ng mga sensor at kontrol sa mga algorithm. Mahahanap mo ang lahat ng HOWTO at mga teknikal na dokumento na nagpapaliwanag ng "nasa likod ng mga eksena" sa JJROBOTS. Alamin ang mga electronics at robotics na lumilikha ng iyong sariling BROBOT mula sa simula! Mayroong ilang mga komersyal na solusyon sa balancing robot, ngunit dito nais naming ibahagi ang kaalaman at saloobin. Maaari mong gamitin ang mga bahagi ng BROBOT upang lumikha ng maraming mga robot o gadget, tandaan ang lahat ng mga aparato na ginamit sa isang BROBOT ay karaniwang mga aparato / electronics na may maraming potensyal. Sa komunidad ng JJROBOTS nais naming ipakita sa iyo kung paano! Bumibili ka na ngayon ng isang robot sa sarili na pagbabalanse, bumibili ka ng iyong sariling mga elektronik at pandagdag na aparato! Pag-iisip tungkol sa paglikha ng isang robot ng patnubay sa sarili ng GPS? isang binagong bersyon ng BROBOT ang iyong robot!

Gaano karaming payload ang maaaring magdala ng BROBOT?

Madaling dalhin ng BROBOT ang iyong mga de-lata na lata. Sinubukan namin ng 500g ng payload na may tagumpay. Ang mas maraming timbang ay ginagawang mas hindi matatag ang robot ngunit maaari rin itong maging masaya, hindi ba?

Bakit gumagamit ng mga stepper motor para sa isang balancing robot?

Mayroong maraming mga pagpipilian para sa mga motor, DC, Brushless, Steppers… Pinipili namin ang mga stepper motor dahil mayroon silang sapat na metalikang kuwintas, maaari mong ikonekta ang mga gulong nang direkta nang walang mga gears na makabuo ng ilang backslash, mayroon silang magagandang bearings at maaari mong makontrol ang bilis ng mga motor. tiyak Gayundin ang mga ito ay mura at ang mga driver din…

Maaari ba akong gumamit ng mga rechargeable na baterya ng mga baterya ng Lipo?

Oo, maaari kang gumamit ng karaniwang mga baterya ng AA (inirekumenda ng alkalina), mga baterya na maaaring rechargeable ng AA (hal. NiMh) o maaari mong opsyonal na gumamit ng isang 3S Lipo na baterya. Patakbuhin ang mga baterya ng Lipo sa iyong sariling responsibilidad.

Ano ang runtime ng BROBOT?

Sa mga rechargeable AA na baterya (hal. Ni-Mh 2100mAh) maaari mong asahan sa halos kalahati hanggang isang oras na runtime

Maaari bang gumana ang BROBOT nang wala ang wifi module?

Oo, maaaring gumana ang BROBOT at mapanatili ang katatagan nito. Ngunit, syempre hindi mo ito makontrol nang wala ang modyul.

Maaari ko bang palitan ang pangalan ng network ng Wifi na nabubuo ng BROBOT?

Oo, sa configure ng sketch maaari mong baguhin ang pangalan at ilang iba pang mga pagsasaayos sa internet. Maaari mo ring ikonekta ang BROBOT sa iyong mayroon nang Wifi network

Ito ba ay isang proyekto para sa isang nagsisimula sa Arduino?

Sa gayon, ang BROBOT ay hindi isang madaling "proyekto ng nagsisimula", ngunit mayroon itong maraming dokumentasyon kaya mayroon kang isang platform upang mapalago ang iyong mga kasanayan. Maaari mo munang mai-mount ang iyong BROBOT sumusunod sa mga tagubilin at dapat itong gumana OK, pagkatapos ay masimulan mong maunawaan ang ilang bahagi ng code at sa wakas ay magsulat ng iyong sariling mga piraso ng code … Halimbawa madali ito (may mga tutorial para dito) upang isulat ang iyong code upang awtomatikong ilipat ng robot ang braso at paikutin ang sarili nito kung hindi ka magpapadala ng isang utos sa loob ng 10 segundo … Mas advanced na mga pag-hack: Mag-convert sa isang ganap na autonomous na robot na may balakid sa pag-iwas sa pagdaragdag ng isang Sonar, i-convert sa isang sumusunod na linya ng robot, at iba pa …

Bakit ang BROBOT electronics ay hindi gaanong mura?

Kami ay talagang isang maliit na startup (2 tao sa aming libreng oras) at ngayon ay maaari lamang kaming magpatakbo ng maliit na batch ng electronics. Tulad ng alam mo na ang presyo ng electronics ay bumababa nang mabilis sa mataas na dami ng mga produksyon ngunit nagsisimula kami … Kung nagbebenta kami ng maraming mga board at maaari naming patakbuhin ang higit pang mga produksyon ng lakas ng tunog ibabagsak namin ang mga presyo !!. Ang JJROBOTS ay hindi ipinanganak upang makakuha ng pera, ang aming diwa ay upang magbenta ng "magagandang produkto" upang matagpuan ang aming mga susunod na proyekto at ikalat ang kaalaman sa robot.