1KG Sumobot Build: 6 na Hakbang

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

Ang Instructable na ito ay gagabay sa iyo sa proseso ng pagdidisenyo at pagbuo ng isang 1 kilo na sumobot.

Ngunit una, kaunting background sa kung bakit ako nagpasya na isulat ito. Inaayos ko na sana ang dati kong sumobot para sa isang kumpetisyon nang mapagtanto kong hindi pa ako nakagagawa ng isang Makatuturo sa kung paano gumawa ng isang sumobot. Natahimik ako sa Mga Instructable sa nakaraang taon, kaya't nagpasya akong bumalik sa Instructable na ito sa kung paano bumuo ng isang 1KG sumobot.

Una, marami sa inyo ang nagtataka: ano ang isang sumobot?

Talaga, ang isang sumobot ay isang uri ng robot na ginamit sa mga kumpetisyon ng sumobot o robot-sumo. Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang layunin ay upang itulak ang bawat isa sa labas ng isang singsing, katulad ng pakikipagbuno sa sumo. Ang sumobot mismo ay dinisenyo na may nag-iisang layunin ng pagtulak ng isa pang sumobot palabas ng ring. Ang sumobot sa Instructable na ito ay 1 kilo. Gayunpaman, mayroong iba pang mga klase sa timbang tulad ng 500 gramo at 3 kilo.

Kailangan ng mga kasanayan:

• Pamilyar sa CAD (Computer Aided Design)
• Paghihinang
• Programming sa Arduino

Hindi gaanong kasanayan ang kinakailangan para sa proyektong ito. Ang pagiging komportable lamang sa CAD, ang paghihinang at pagprograma ay malayo pa. Huwag mapahamak sa kung gaano kahusay ang tunog ng disenyo ng tulong sa computer. Nagbibigay ang Autodesk ng libreng komprehensibong mga tutorial sa kanilang sariling software (Gumagamit ako ng Fusion 360 mismo) at lubos na kapaki-pakinabang sa isang nagsisimula na malaman ang mga lubid. Para sa akin, ang mas mahalaga ay ang pagpayag at kahandaang matuto, at syempre na magsaya kasama.

Sa pamamagitan nito, magsisimula tayo.

P. S. Papasok din ako sa Instructable na ito sa paligsahan ng Make it Move. Kung nahanap mo ang Kahanga-hangang tagubilin na ito, mangyaring bumoto din para sa akin. (Gusto ko ang t-shirt; mukhang cool talaga:))

Hakbang 1: Listahan ng Mga Bahagi

Listahan ng mga bahagi:

0.090 "6061 Aluminium Sheet - 12" x 12 "(o anumang 0.090" /2.2mm aluminyo sheet na maaaring maging CNC. Pinili ko ang 6061 dahil magagamit ito para sa pangunahing katawan, at ang 6061 ay may patas na lakas)

0.5mm Aluminium Sheet - 12 "x 12" (Ang anumang haluang metal ay gagana; para lamang ito sa tuktok na takip at talim. Gumamit ako ng ekstrang mga aluminyo na scrap)

5mm Aluminium Sheet (Muli, gagana ang anumang haluang metal. Ang akin ay 7075 aluminyo na mga scrap.)

2 x 12V DC high torque motor (Ang anumang mataas na torque motor ay gagana, tulad ng isang ito mula sa Amazon.)

2 x wheel rim (Muli, ang anumang rim ng gulong ay gagana, nakasalalay sa iyong motor. Kung mayroon kang isang 5mm motor shaft, ang mga gulong na ito ay gagana nang maayos. Ang minahan ay talagang ilang mga lumang silicone wheel na mayroon ako)

4 IR distansya sensor (Gumagamit ako ng Sharp IR distansya sensor, na maaaring mabili mula sa maraming mga tindahan, tulad nito mula sa Pololu at ito mula sa Sparkfun.)

2 IR sensor (Nakuha ko ulit dito mula sa Sparkfun.)

1 Microcontroller board (Gumagamit ako ng ATX2 dahil kinakailangan nito. Ang isang regular na Arduino Uno ay talagang magiging mas mahusay para sa kadalian ng paggamit nito).

1 3S Lithium polymer baterya (LiPo. 3S LiPos ay 12 volts. Ang isang kapasidad saanman mula 800 hanggang 1400 mah ay gagana.)

1 Motor driver (Muli, nakasalalay ito sa kung magkano ang lakas na maaaring iguhit ng iyong motor. Direktang dumadaan ito sa tuktok ng isang Arduino Uno at maaaring magbigay ng hanggang sa 5A ng kasalukuyang.)

Mga wire, cable, at konektor (Upang ikonekta ang mga sensor sa board, at upang mag-interface gamit ang isang laptop.)

M3 turnilyo at mani

Epoxy

Karton

Laptop (upang mai-program ang board)

Ang mga tool tulad ng gunting, wire strippers, at soldering iron.

Hakbang 2: Pagtitipon ng Chassis

Gumamit ako ng Fusion 360, isang all in one cloud na nagpapatakbo ng 3D CAD / CAM software, upang idisenyo ang chassis. Nagbibigay ang Autodesk ng magagandang mga tutorial dito. Natutunan ko mula sa karamihan sa panonood ng mga video at pagkatapos ay sinusubukan na gawin ang sarili ko. Hindi ko masubukan at turuan ka kung paano gamitin ang Fusion 360; Hahayaan kong gawin ng mga propesyonal ang kanilang bagay.

Ang disenyo mismo ay binubuo ng isang pangunahing base, isang talim, isang tuktok na takip, dalawang braket ng motor, at dalawa (o apat) na naka-print na brace. Ang pangunahing base ay 2.2mm aluminyo, ang mga braket ng motor ay 5mm na aluminyo, ang talim ay 0.5mm na aluminyo, habang ang tuktok na takip ay maaaring maging 0.5mm na aluminyo o regular na karton. Gumamit ako ng karton dahil ang aluminyo ay may bigat na pares ng higit pang gramo, at lampas ako sa limitasyong 1 kilo ng 10 gramo. Ang 3D naka-print na brace sa kabilang banda ay naka-print sa ABS, sa 50% infill.

Ang mga disenyo na tumawag para sa aluminyo ay na-export sa.dxf file at ipinadala sa isang lokal na kumpanya ng pagputol ng laser dito sa Pilipinas. Pansamantala ang mga naka-print na bahagi ng 3D ay na-export sa STL at muling ipinadala sa isang lokal na 3D na kumpanya ng pag-print.

Pagwawaksi: Gumamit ulit ako ng isang lumang sumobot ko na hindi na gumagana ngunit ginagamit ang disenyo na ito, kaya't ang ilan sa mga bahagi ay naipon na sa mga larawan. Gayunpaman, lalakasan kita sa proseso ng pag-iipon ng lahat ng mga piraso.

Kapag naputol ang mga bahagi, maaari kang magsimula sa tuktok na takip, brace at talim, o sa bracket ng motor.

Ang tuktok na takip sa disenyo ay gawa sa aluminyo, ngunit dahil sa mga paghihigpit sa timbang gumamit ako ng karton. Pinutol ko ang karton sa parehong mga pagtutukoy tulad ng sa disenyo.

Ang naka-print na brace na 3D ay na-secure sa harap gamit ang mga turnilyo, at ginagamit upang literal na mai-brace ang talim. Ang talim ay natigil sa base gamit ang epoxy. Ang mga butas ng tornilyo sa talim at ang pangunahing base ay ginagamit upang gabayan ang pagpoposisyon at tiyakin na tumpak itong pinagsama. Mayroong mga pabilog na butas sa pangunahing base na maaari mong punan ng epoxy upang idikit ang talim sa pangunahing base. Ang malaking lugar sa ibabaw ng mga butas ay nagbibigay-daan sa epoxy upang mahigpit na mahigpit ang hawak ng talim at pigilan ito mula sa pagkawasak mula sa base. Ang IR sensor ay maaari ring mai-stuck sa ilalim ng talim gamit ang epoxy, tulad ng sa mga larawan. Tiyaking ang ilalim ng sensor ay patayo sa sahig.

Upang mai-mount ang motor sa base, i-tornilyo muna ang motor sa bracket ng motor. Gayunpaman, kailangan mo munang maghinang ng mga wire sa motor, dahil ang mga lead ay nasa likuran ng motor at mahirap abutin ang mga ito kapag naka-attach sa base. Ang linya ng motor kasama ang motor bracket at hinahawakan ng mga turnilyo. Iyon ay, kung nakuha mo ang motor na isinama ko sa listahan ng mga bahagi. Kung hindi, maaari mong baguhin ang disenyo upang magkasya sa iyong motor. Sa puntong ito, maaari mo ring ilakip ang rim ng gulong sa motor. Ang motor bracket pagkatapos ay turnilyo sa likurang butas ng pangunahing base.

Kung gumagamit ka ng isang driver ng motor na hindi maaaring pumunta sa tuktok ng Arduino, o para sa anumang kadahilanan na ang driver ng motor ay dapat magkaroon ng sarili nitong lugar, mayroong puwang sa pagitan ng mga motor at talim para dito. Ang puwang na ito ay inilaan para sa baterya ng lipo at isang driver ng motor, sakaling kailanganin mo ang labis na puwang. Dahil nagtatrabaho na rin kami sa ilalim na bahagi ng robot, at mahirap na i-access ito sa paglaon sa sandaling nakakabit ang tuktok na takip, maaari mong ilagay ang driver ng motor sa pagitan ng talim at motor, tulad ng sa mga larawan. Ang Double sided tape ay maaaring makatulong sa paglakip nito sa base.

Hakbang 3: Elektronika

Susunod ang mga electronics, tulad ng mga sensor, driver ng motor at board.

Kung, muli, gumagamit ka ng isang driver ng motor na hindi tumaas sa isang Arduino, simulang ilakip ang mga wire na kinakailangan upang mai-interface ito sa microcontroller. Para sa aking driver ng motor, ang kailangan ko lamang ay isang senyas (asul) at ground (itim) na kawad. Depende ito sa driver mismo. Ang kailangan lang ng mga driver ay ang mga wire upang kumonekta sa baterya o pinagmulan ng kuryente. Ang mga lead na nakakabit sa aking XT-60 (ang parehong plug sa karamihan ng mga baterya ng lipo) ay masyadong makapal, kaya kailangan kong i-trim ito upang magkasya ang makitid na mga bloke ng konektor.

Ang aking microcontroller ay nagbabahagi din ng parehong mapagkukunan ng kuryente tulad ng mga driver ng motor, kaya't kailangan kong maghinang nang direkta sa mga lead ng konektor ng XT-60 sa mga driver ng motor.

Ang mga sensor ng IR distansya mismo ay maaaring kailanganin na magkaroon ng mga pin ng header na solder sa kanila, depende sa kung anong sensor ang nakukuha mo. Kadalasan isinasama nila ang ilan sa pakete kung binili mo ang mga ito, kaya solder lamang ang mga iyon kung kinakailangan.

Maaaring kailanganin mo ring mag-solder ng mga wire nang magkasama upang ikonekta ang microcontroller sa mga sensor, tulad ko. Ang sensor ay may sariling konektor; ang ilan ay gumagamit ng JST, habang ang ilan ay gumagamit ng mga header ng servo. Sa isang regular na Arduino, maaari mong idikit ang mga jumper cable sa Arduino at pagkatapos ay maghinang sa kabilang dulo ng cable sa cable na lumalabas sa sensor. Gumagana ang proseso sa parehong paraan sa iba pang mga microcontroller. Ang mga wire na nagmumula sa microcontroller ay solder sa mga wire na nagmumula sa sensor.

Hakbang 4: Pagsasama-sama ng Lahat ng Mga Bahagi

Ang mga sensor at microcontroller ay napupunta sa tuktok na plato. Inilagay ko ang mga IR distansya sensor sa isang bungkos ng karton upang itaas ito sa itaas ng microcontroller, dahil ang mga wire sa likod ng sensor ay sumalpok sa microcontroller. Pansinin kung paano mayroong tatlong mga sensor lamang sa larawan. Sa huling minuto lamang ako ay nagpasya na magdagdag ng isang pang-apat na distansya sensor sa likuran ng robot. Sa kasamaang palad, wala nang puwang kaya kailangan ko itong i-mount sa pangunahing base mismo, sa likod mismo ng mga motor.

Pagkatapos ay nakakabit ang microcontroller sa tuktok na plato. Walang masyadong mahirap; Sinundot ko lang ang ilang mga butas sa karton at inikot ang buong board sa tuktok na plato. Kung gumagamit ka ng aluminyo, ang isang hand drill ay kinakailangan.

Matapos ma-secure ang lahat sa tuktok na plato, gumamit ng double sided tape upang idikit ito sa tuktok na bahagi ng mga motor.

Sa puntong ito, maaari mong simulang ikonekta ang lahat ng mga electronics na magkasama, tulad ng pagkonekta ng mga sensor at driver ng motor sa microcontroller. Kung gumagamit ka ng driver ng motor na dumidikit lamang sa tuktok ng Arduino, wala kang problema para sa iyo. Kung hindi, kakailanganin mong i-wire ito alinsunod sa mga pagtutukoy ng driver sa board, tulad ng ginawa ko.

Kapag ang lahat ay naka-wire na, ilagay ang lipo sa ibabang puwang sa pagitan ng mga motor at talim pagkatapos ay pasiglahin ang iyong microcontroller at mga driver upang makita itong lumiwanag sa unang pagkakataon.

Hakbang 5: Programming

Kapag ang lahat ay natipon, mayroong isang huling bagay na dapat gawin: i-program ang iyong robot.

Ang pagprograma ng iyong robot ay nakasalalay sa kung anong diskarte ang gusto mo. Ipinapalagay ko dito na may kakayahan ka sa pag-program, dahil ang aking driver ng motor ay gumagamit ng serial (UART) na komunikasyon, at sa gayon ang aking programa ay hindi gagana para sa ibang mga driver ng motor. Pagkatapos ng lahat, walang isang sukat na akma sa lahat sa pag-program.

Upang matulungan ka, narito ang isang pangunahing flowchart ng aking programa.

kung mayroong isang taong malapit sa harap, pumunta sa buong powerif pakaliwa o kanang kulay ng sensor ay nakakita ng isang puting linya, bumalik pagkatapos ay lumiko sa paligid ng kaliwa o kanang distansya ang sensor ay nakakita ng isang bagay, lumiko sa direksyon na iyon sa likod ng sensor ay nakakita ng isang bagay, lumiko sa direksyon na iyon kung ang isang tao ay malayo sa harap, magpatuloy, magpatuloy

Narito ang buong programa kung gusto mong malaman:

# isama

// A5 - left color sensor // A4 - kanang color sensor // A6 - rear distansya sensor // A2 - left distansya sensor // A3 - kanang distansya sensor // A1 - front distansya sensor // motor 1 - kanan // motor 2 - left void setup () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); OK (); beep (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, "Initialized"); pagkaantala (4900); }

void loop () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int rearDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); kung (frontDistanceValue> 250) {// may isang tao mismo sa harap, max power Serial1.write (127); Serial1.write (128); } iba pa kung (leftColorValue == 0) {// hinawakan gilid // baligtarin ang Serial1.write (1); Serial1.write (255); pagkaantala (400); Serial1.sulat (1); Serial1.write (128); pagkaantala (300); } iba pa kung (rightColorValue == 0) {// hinawakan gilid // baligtarin ang Serial1.write (1); Serial1.write (255); pagkaantala (400); Serial1.write (127); Serial1.write (255); pagkaantala (300); } iba pa kung (frontDistanceValue> 230) {// kinda far front Serial1.write (127); Serial1.write (128); } iba pa kung (leftDistanceValue> 250) {// turn left Serial1.write (127); Serial1.write (255); pagkaantala (450); } iba pa kung (rightDistanceValue> 250) {// turn right Serial1.write (1); Serial1.write (128); pagkaantala (450); } iba pa kung (likuranDalueValue> 150) {// malapit sa likod ng Serial1.write (1); Serial1.write (128); pagkaantala (1050); } iba pa kung (frontDistanceValue> 180) {// malayo sa harap ng Serial1.write (127); Serial1.write (128); } iba pa {Serial1.write (100); Serial1.write (155); }}

Hakbang 6: Mga Larawan

Ipinapakita ang ilang mga larawan ng natapos na sumobot.

Sana may natutunan ka mula sa itinuturo na ito. Kung gusto mo ang patnubay na ito, mangyaring bumoto para sa akin sa paligsahan na Make it Move. Kung hindi, Masisiyahan akong itama ang anumang maaaring gawing mas mahusay ang gabay na ito.

Maligayang pag-aaral!