De auteur van Instructables met de bijnaam droiddexter maakte een nogal gecompliceerde zelfrijdende het model. Ja de robotdie kan worden bediend vanaf een laptop. Om de beweging van het platform te besturen, wordt een toetsenbord gebruikt en kan de operator opdrachten geven aan de manipulatorarm vanaf een joystick die op dezelfde laptop is aangesloten. De joystick wordt gebruikt zoals Logitech Attack 3, maar een andere soortgelijke zal het doen. Breadboard-type breadboards en jumpers met DuPont-connectoren (hoewel andere bedrijven ze nu produceren) stellen u in staat om snel het ontwerp van de robot en de samenstelling ervan opnieuw te configureren en aan te passen.
Een applicatie die op een laptop draait, herhaalt op het scherm in driedimensionale vorm de huidige positie van de manipulatorarm en geeft ook informatie weer over al zijn bewegingen in de tekstconsole. Het programma is geschreven in C ++ en heeft een eenvoudige architectuur voor evenementen.
Zoals droiddexter werd toegepast zelfgemaakt veel details van een metalen constructeur (Meccano of zijn kloon), voegde hij een illustratie toe met een lijst van deze onderdelen en hun alfanumerieke aanduidingen. Op de foto's van de robotknooppunten nam hij met de details van de ontwerper de bijbehorende aanduidingen uit deze lijst mee.
Het apparaat gebruikt twee kaarten tegelijk Arduino: één Uno (in de robot) en één Nano (aangesloten op de laptop). Elk van deze kaarten is verbonden via een 2,4 GHz NRF24L01-module via standaardadapters met ingebouwde 3,3 volt-stabilisatoren en blokkerende condensatoren. Er zijn over het algemeen vijf stroombronnen: twee 12-volt batterijen, twee 9-volt batterijen en een 8,8-volt lithium-polymeer batterij. Op zo'n vreemde manier herinnerde de droiddexter BigTrak, hier bekend als Elektronica IM-11. Toegegeven, er zijn slechts twee stroombronnen. Jumper type DuPont master nam 120 - 40 stuks van elk van de drie types. Servo's - twee soorten: TowerPro MG995 - vier stuks, TowerPro SG90 - één stuk. Nog nodig: een stabilisator van vijf volt (elk, zelfs 7805, maar een betere puls) en twee collectormotoren op 500 tpm met versnellingsbakken.
Het volgen van de droiddexter gaat verder met de selectie van mechanische componenten. Hij neemt twee houten staven van 540 mm lang, 60 mm diep en 25 mm breed, glasvezelplaten (vereisen bescherming van handen en ademhalingsorganen tijdens verwerking), de bovengenoemde metalen constructeur (het kostte twee sets), vier wielen met een diameter van 100 mm en een dikte van 20 mm, berekend op een as van 6 mm,twee houders met lagers en assen voor die wielen die vrij kunnen draaien en niet worden aangedreven door elektromotoren, zes servohouders en twee motorhouders met tandwielen voor de overige twee wielen.
Het ontwerp van de robot droiddexter is opgedeeld in grote modules. Elk van hen kan worden verwijderd en vervolgens opnieuw worden geconfigureerd, gerepareerd (wat erg handig is - leg niet het hele model op tafel) of vervang het door een ander model met een andere functie.
Op dit moment zijn er vier modules in de robot, ze worden getoond in Figuur A. De derde en vierde module ondersteunen de voor- en achterwielen, evenals de stuurinrichting. De eerste en tweede module verbinden de derde en vierde met elkaar, de tweede module bevat ook twee 12-volt batterijen die de wielaandrijfmotoren en servomotoren voeden. De batterijen zijn verlijmd met houtlijm.
Een andere functie van de eerste module is het extra ondersteunen van de stuurinrichting. Anders wordt het onder invloed van vrij sterke belastingen vervormd. Daarom bevat de eerste module een naar voren stekend houten blok, terwijl de tweede losjes met de stuurinrichting is verbonden - twee veren en een scharnier.
Om de sterkte te vergroten, zijn de droiddexter rationeel aangebrachte onderdelen gemaakt van glasvezel en staal in het stuurmechanisme.
Figuur A1 toont een groot bovenaanzicht van module 4. Knooppunt A1: 1 draagt het elektronische deel van de robot. Een prototypebord en Arduino zijn bevestigd op een stuk glasvezel, de rest van de elektronische droiddexter is rechtstreeks op A1: 1 bevestigd. Hiervoor nam hij de L-vormige klem en twee delen AB-7, daarop vastgezet met bouten en moeren.
Knooppunt A1: 2 bevat achterwielaandrijving.
De A1: 3-montage bestaat uit twee houten blokken die de droiddexter met houtlijm aan het frame is vastgelijmd, zodat modules 1 en 2 alle onderdelen van de robot dragen.
Knooppunt A1: 4 bevat extra elektronica om de bewegingsmotoren van de robot te besturen.
Laten we nu module 4 van onderaf bekijken - fig. A2. Knooppunt A2: 1 is de belangrijkste stuurservo. Twee van de drie servo's van de robot zijn verantwoordelijk voor het taxiën. Ze werden door de droiddexter op een stuk hard karton geplaatst en van onderen aan de voorkant van de modules 3 en 4 bevestigd, vastgenageld aan het frame.
Knooppunt A2: 2 is een van de onderdelen van het stuurmechanisme dat de droiddexter heeft aangesloten op de servo's, evenals op module 4. Ook bevinden de voorwielen van de robot zich erop.
Figuren A3 tot en met A6 tonen respectievelijk het knooppunt A1: 3, module 4, knooppunt A1: 1 en knooppunt A2: 2, respectievelijk de stuurinrichting.
Dit mechanisme bestaat op zijn beurt uit drie hoofdcomponenten: het mechanische deel zelf, dat de positie van de voorwielen verandert, de servo's zelf, evenals de veren, die dit alles ondersteunen in een verticale positie onder invloed van servo's. Figuur B0 toont dit veersysteem. Aanvankelijk bouwde droiddexter een stuurinrichting zonder glasvezel drager. Het bleek kwetsbaar. Bij het rijden met hoge snelheid ging het mechanisme kapot en het metaal verbogen. Met glasvezel is de sterkte toegenomen en de veren geven het ontwerp flexibiliteit en nemen de krachten op die het anders zouden kunnen vernietigen. Het taxiën wordt soepeler en bij een botsing vindt geen overdracht van destructieve kracht op de servo's plaats. Door veerhouders toe te voegen aan de B0: 1-montage, besloot droiddexter dat de scharnieren op dezelfde manier konden worden bevestigd.
In Fig. B1 wordt hetzelfde getoond, maar vanuit een andere hoek. Extra glasvezelsteunen werden toegevoegd na de eerste tests die tot storingen leidden. Aan de details van A-11, A-7, A-5, droiddexter toegevoegd overeenkomsten met verstijvers. Knooppunt B1: 3 is een wielhouder met een as en lager verbonden met een L-vormige klem; deze wielen taxiën. B1: 2 - een van de wielen, ze zijn zeer duurzaam en bieden voldoende speling.
Knooppunt B2: 1 is onderdeel A-5 verbonden met de servoaandrijving met twee bouten en moeren. Wasmachines zijn vereist. B2: 2 en B2: 3 - metalen strips versterkt met verstijvingsribben. B2: 4 - scharnier waaraan sluitringen en onderdelen TW-1 zijn toegevoegd voor betrouwbaarheid.
Van de volgende figuren B3 tot B14:
B5: 1 - een sleuf die zo is gemaakt dat het stuurmechanisme bij het nemen van bochten in grote hoeken niet tegen een blok rust. Als B5: 3 kunnen alleen hoogwaardige L-klemmen worden gebruikt. Daarin maakte de droiddexter twee gaten voor bevestiging aan een boom.Hij plaatste de klemmen precies parallel aan de rest van de details. B5: 2 is een stapel glasvezelvierkanten aan elke kant van de L-vormige klem.
De volgorde van de componenten is als volgt. Als je van bovenaf telt: R-8, een kleine veer, PY-2 met een T-1 eraan vastgemaakt, drie lagen glasvezel, een L-vormige klem, nog drie lagen, nog een PY-2, een plastic houder, nog een PY-2 met T- 1, dan de stuurinrichting, dan R-8.
Bij montage B7: 1 voorkomt onderdeel AUB-5 het losraken van de schroefverbinding. Knopen B7: 2 tot B7: 6 zijn meerlagige glasvezelstapels die ons al bekend zijn. Op knooppunt B7: 7 paste de droiddexter korte bouten toe zodat ze de roterende delen niet zouden raken. B7: 8, B7: 9 - gaten in glasvezel voor onderdelen SH-2 (80 mm) en R-8. Knooppunt B7: 10 voorkomt dat de metalen strip buigt, omdat onderdelen SQ-25 en A-11 samen een scharnier vormen.
De knikarm kan de eindschakel omhoog, omlaag, naar links en naar rechts bewegen, zelfs als het platform stilstaat. Om langs de Y-as te bewegen, werd het SH-4-gedeelte, 127 mm lang, door een houten blok geleid. Om langs de X-as te bewegen, wordt onderdeel SQ-25 direct op de servoaandrijving bevestigd (Fig. C0 tot C9).
Om het motortoerental te regelen, gebruikte de droiddexter een composiettransistor TIP122, het PWM-signaal dat afkomstig is van Arduino. Om de draairichting van de motor te veranderen, heeft de droiddexter een originele mechanische perpolator gemaakt van een kleine servoaandrijving. Daarvoor had hij de H-brug geprobeerd, maar die bleek te zwak. Wat het gebruik van een eenvoudig relais verhinderde, is niet duidelijk. Motoren worden aangedreven door twee parallel geschakelde 12-volt accu's.
Op de foto is heel duidelijk hoe de polariteitsomkering is gerangschikt en werkt, maar de vertaler zou de beweegbare contacten niet verbinden met directe, maar met spiraaldraden.
Voor een snelle herconfiguratie worden alle verbindingen gemaakt op een breadboard-type breadboard. De droiddexter-antenne bevindt zich aan de zijkant en is hoog genoeg. De bewegingsmotoren van de robot, zoals hierboven beschreven, worden gevoed door twee 12-volt batterijen, aangezien lithium-polymeer batterijen geschikt voor de parameters te duur bleken te zijn voor de meester. De servomotor van het polariteitsomkeerapparaat wordt door hen aangedreven, maar door een stabilisator van vijf volt. Acht volt lithium-polymeerbatterijen met een kleinere capaciteit bleken betaalbaarder voor de meester, hij voedde alle servo's van hen - zowel die die worden gebruikt voor taxiën als die die in de manipulator zijn geïnstalleerd. Deze schijven beginnen te falen als het laadvermogen van de stroombron te klein is of als er veel andere belastingen op zijn aangesloten.
Arduino wordt aangedreven door een afzonderlijke 9-volt batterij via een stabilisator die nominaal op het bord is geïnstalleerd.
Natuurlijk is de "dierentuin" van stroombronnen, waarvan sommige moeten worden veranderd, andere moeten worden opgeladen, lastig, maar het zal het prototype goed doen.
De 2,4 GHz-module, zoals hierboven beschreven, wordt aangedreven door Arduino via een speciaal ontworpen adapter met stabilisator. Het werkt dus stabieler dan wanneer het wordt aangedreven door de Arduino-stabilisator zelf.
De Arduino-conclusies worden als volgt gebruikt: 6 en 7 - besturing van servo-aandrijvingen van het stuurmechanisme, 2 en 3 - van de manipulator, 5 - apparaat met polariteitsomkering, 8 - PWM voor collector-verplaatsingsmotoren, 2, evenals van 9 tot 13 - informatie-uitwisseling met 2,4 GHz module.
Alles bij elkaar ziet het er zo uit:
Vanaf de zijkant van de laptop is alles vrij eenvoudig: Arduino Nano, dezelfde adapter met een stabilisator en dezelfde 2,4 GHz-module. Aangedreven door een 9 volt batterij. De body is gemaakt van glasvezel en metalen onderdelen.
De software is nog niet klaar, de auteur deelt het wanneer zowel de software als de hardwareonderdelen het prototypestadium verlaten. Het is geschreven in C ++ met SDL en biedt een driedimensionale weergave van de huidige positie van de manipulator, het platform verplaatsen met opdrachten van de pijltjestoetsen en de manipulator met opdrachten van de joystick, waarbij de snelheid wordt gewijzigd met opdrachten van het wiel op de joystick. Om ervoor te zorgen dat de reacties op de opdrachten van de joystick niet te hard zijn, wordt softwarematig afvlakken toegepast. De joystick verzendt gegevens over de positie van de assen in het bereik 0 - 32767, ze worden programmatisch omgezet naar het bereik 0 - 180 - in dit formaat accepteren ze servocommando's. Informatie wordt verzonden in pakketten, die elk bestaan uit vijf gehele getallen met gegevens over de vereiste posities van alle actuatoren.
Door de robot te besturen, kan de gebruiker tegelijkertijd zoiets moois bewonderen:
Na het verlaten van de prototypefase wordt alles overgebracht van de breadboard naar de printplaat. Composiettransistors worden behoorlijk warm, ze hebben in de eerste plaats een printplaat en goede koellichamen nodig.
Het feit dat droiddexter bij het verwerken van glasvezel nodig is om de handen en ademhalingsorganen te beschermen, was overtuigd van zijn eigen ervaring en zal niet meer met dit materiaal werken zonder persoonlijke beschermingsmiddelen ooit!
Spijkers hameren is beter met een groot aantal zwakke slagen dan andersom. Kies de kracht van de boor afhankelijk van de diameter van het gat en het materiaal - ja, je hebt twee of drie boren nodig, maar er worden meer zenuwen bespaard. Om te voorkomen dat het gat beweegt, drukt u de boor eerst krachtig tegen het boorpunt, pas dan de boor aan en verhoogt u geleidelijk de snelheid. Draag handschoenen wanneer u met gereedschap werkt. Zorg er bij het uitoefenen van kracht op de schroevendraaier voor dat haar angel niet over de andere hand glijdt. Snijd niets met een mes naar je toe, alleen van je af. Sluit de voedingen niet kort.
En dan gebruikt u al uw zelfgemaakte producten zonder verband, kleefstoffen en gips!