Hoe maak je een op afstand bestuurbare 3D-geprinte zelfbalancerende robot - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Dit is een evolutie van de vorige versie van B-robot. 100% OPEN SOURCE / Arduino-robot. De CODE, 3D-onderdelen en elektronica zijn open, dus voel je vrij om deze aan te passen of een enorme versie van de robot te maken. Als je twijfels, ideeën of hulp nodig hebt, haal dan het beste uit de B-robot-community

De nieuwe versie wordt geleverd met tal van nieuwe functies:

• Bedien en stem af met uw smartphone/tablet via de gratis jjRobots APP of iOS of Android
• Google Blockly bestuurbaar!
• Perfect om plezier te hebben terwijl je robotica leert (kijk eens naar de robotica-uitdagingen!)
• Kan nu gewone AA-batterijen gebruiken (of een LIPO-batterij met 3 cellen) Alles wat 9V kan leveren
• Twee SERVO-uitgangen (één gebruikt voor de ARM). Bedien de twee servo-uitgangen door gewoon op het scherm van uw smartphone te tikken.
• Gemakkelijker te printen en minder plastic te gebruiken
• PRO-MODUS kan worden geactiveerd vanaf uw smartphone/tablet (verhoogde behendigheid en snelheid)
• Groter wifi-bereik (tot 40 meter)
• Batterijstatus en "Kantelhoek" worden in realtime weergegeven op het scherm van uw smartphone
• Pas de PID-robotbesturing in realtime aan en zie hoe dat van invloed is op het gedrag en de prestaties.

Maar laten we eerst bij het begin beginnen. Omdat dit Instructables is, heb je misschien enkele van de elementen die nodig zijn om de B-robot EVO te maken.

De lijst:

• DEVIA-besturingskaart (dit bord maakt de installatie eenvoudiger omdat het al gyro-/versnellingsmeters + WIFI-module heeft en servo's en maximaal drie stappenmotoren kan besturen). Als u uw eigen wilt maken, bekijk dan dit schema)
• 2x NEMA17 stappenmotoren +14 cms kabels (paar)
• 2x Stappenmotor driver (A4988)
• Servo met metalen tandwielen (je hebt een arm nodig om te vechten en je B-robot op te tillen…)
• 6x AA-batterijhouder met AAN/UIT-schakelaar
• Bouten + moeren nodig om alles op te zetten
• Paar nylon bumpers -of 3D geprint- (14×5 cm)
• Dubbelzijdig plakband, googly eyes…
• 2 elastiekjes voor de wielen: grip

Stap 1: Stuklijst en wat de elementen zijn

De lijst:

• DEVIA CONTROL BOARD: dit bord vereenvoudigt het installatieproces. Het is een "verbeterde" versie van de krachtige Arduino ZERO, maar met motoren + servo-besturingsuitgangen, WIFI, COMM-poort, 12V regelbare spanningspoort en sensoren. Als je zelf wilt "fabriceren/assembleren", bekijk dan dit diagram, het zal je helpen om alle verschillende elementen met elkaar te verbinden.
• 2x NEMA17 stappenmotoren +14 cms kabels (paar). Nou, een NEMA17 stappenmotoren met dezelfde specificaties zou moeten werken.
• 2x Stappenmotor driver (A4988). De meest gebruikte stappenmotor driver.
• SERVO met metalen tandwielen: je hebt een arm nodig om te vechten en je B-robot op te tillen … De servo met nylon tandwielen werkt niet zo goed als bedoeld
• 6x AA Batterijhouder met AAN/UIT-schakelaar: Deze koffer is in het frame gemonteerd, maar u kunt ook een LiPO-batterij gebruiken (3S)
• Bouten+moeren nodig om alles op te zetten: M3 bouten en moeren (12x6mm, 12x15mm)
• Paar nylon bumpers (14×5 cm): als alternatief kunt u hier uw eigen aangepaste bumper maken en deze afdrukken
• Dubbelzijdig plakband, googly eyes… om de IMU aan het hersenschild te bevestigen. Deze dubbelzijdige tape werkt als een schokabsorbeerder op de IMU
• Frame: 3D-geprinte onderdelen
• 2 elastiekjes voor de wielen: grip
• Je smartphone/tablet om hem te bedienen

Als je dit allemaal wilt overslaan en naar de montagehandleiding video wilt gaan. Klik hier

Stap 2: B-robotfuncties en robotuitdagingen

We hebben uitdagingen gecreëerd om te verslaan met de B-robot, ze zijn een gemakkelijke manier om de elektronica en robotbesturing te introduceren terwijl je plezier hebt. We hebben geprobeerd om alles zo betaalbaar mogelijk te maken met behulp van veel voorkomende "MAKER World" -elementen en het verstrekken van gratis APP's om de robots te besturen.

De B-robot is te besturen via Google Blockly. Meer info hier

Zijn gedragsparameters aangepast in realtime: info

Je kunt zelfs een robottechnicus zijn: pas je B.robot aan om de race te winnen!

Veel makers hebben onderdelen aan de B-robot aangepast en toegevoegd. Bekijk ze hier

Enige theorie achter een zelfbalancerende robot: hier

Stap 3: Als je deze robot maakt, heb je bijna alles wat je nodig hebt om deze te maken:

Als je al de onderdelen hebt die nodig zijn om deze robot te maken, heb je al 90% van de items die nodig zijn om te maken:

• de Sphere-o-bot: vriendelijke kunstrobot die kan tekenen op bolvormige of eivormige objecten van de grootte van een pingpongbal tot een groot eendenei (4-9 cm).
• De Iboardbot: De iBoardbot is een met internet verbonden robot die met grote precisie teksten kan schrijven en tekenen
• De gemotoriseerde cameraschuifregelaar: een door een smartphone bestuurde cameraschuifregelaar
• de Airhockeyrobot!: Een uitdagende airhockeyrobot, perfect om plezier te hebben!
• De B-robot EVO

Ze gebruiken allemaal dezelfde elektronica en aanvullende elementen

Stap 4: Montagehandleiding Video

Dit is de eerste keer dat we een video hebben opgenomen in plaats van een "foto" montagehandleiding te doen. Voor deze robot is het makkelijker als je ziet hoe je alles moet aansluiten en wat uitleg/tip krijgt over hoe je alles moet doen.

Er is hier een "altijd bijgewerkte" montagehandleiding met enkele tips voor het geval je er een buit op wilt maken.

Stap 5: UPLOAD de ARDUINO CODE naar het DEVIA CONTROL BOARD

a) Installeer vanaf hier de Arduino IDE op uw pc (sla deze stap over als u de Arduino IDE al hebt geïnstalleerd) Deze B-robotcode is getest en ontwikkeld op IDE-versie 1.6.5 en latere versies. Als je een probleem hebt met het compileren van de code, laat het ons dan weten

b) Download hier alle arduino-bestanden. Kopieer de bestanden in de map BROBOT_EVO2_23_M0 op uw harde schijf

c) Compileer en stuur de code naar de DEVIA-besturingskaart

1. Open je Arduino IDE
2. Open de hoofdcode in /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Sluit uw DEVIA-bord met de USB-kabel aan op de pc
4. Opmerking: als dit de eerste keer is dat u een Arduino-bord op uw pc aansluit, moet u misschien de driver installeren.
5. Selecteer het bord Arduino/Genuino ZERO (native USB-poort). In het TOOLS-menu->bord
6. Selecteer de seriële poort die verschijnt op de tools->Seriële poort
7. Stuur de code naar het bord (UPLOAD-knop: pijl die naar RECHTS wijst)

Het juiste bord selecteren voordat de code wordt geüpload

d) Klaar

Stap 6: BEDIEN UW B-ROBOT EVO 2:

Android-gebruikers:

We hebben een GRATIS APP ontwikkeld om de Brobot (en toekomstige JJrobots) te bedienen voor uw Android- of iOS-gebaseerde smartphone/tablet:

Android-APP / iOS-APP

Te volgen stappen:

1. Installeer de JJRobots control APP (voor Android of iOS)
2. Nadat u de Brobot EVO AAN heeft gezet, verbindt u uw smartphone/tablet met het wifi-netwerk van de B-robot EVO (het standaard WIFI-wachtwoord is 87654321)
3. Start de JJrobots-besturings-app en speel met je B-robot EVO!

Stap 7: 3D interactief B-robotmodel

Het interactieve 3D-model helpt je een goed beeld te krijgen van hoe de B-robot EVO er na montage uitziet

Stap 8: Problemen oplossen

Mijn B-robot reageert niet op het commando van mijn smartphone/tablet

Controleer of u met het juiste wachtwoord bent verbonden met het JJROBOTS_XX-netwerk (standaard: 87654321) en of uw apparaat het dataverkeer naar de B-robot niet heeft geblokkeerd (blijf altijd verbonden met de robot)

Mijn B-robot heeft geen vermogen of valt zonder reden

Pas de stroom aan die wordt geleverd door de stuurprogramma's van de stappenmotoren. Gebruik een schroevendraaier en draai voorzichtig de schroeven die op de onderstaande foto worden aangegeven. 10º-30º roteren is meer dan genoeg. Rotatie met de klok mee: verhoog het vermogen dat aan de motoren wordt geleverd

Mijn B-robot kan niet zelf opstaan

Als alles in orde is, heeft de B-robot maar een klein beetje hulp van de servo nodig om uit zichzelf overeind te komen. Kijk eens naar deze video. Als uw robot zich niet gedraagt zoals in de video, pas dan het uitgangsvermogen van de stappenmotordrivers aan (instructies hierboven). Houd er rekening mee dat de bumpers hier twee functies hebben: de elektronica+robot beschermen en hem helpen om gemakkelijk op te staan.

DEBUG-MODUS

Er is een DEBUG-MODUS in de B-robot CODE. Met deze MODUS kunt u het gedrag van de robot debuggen als u problemen ondervindt. Raadpleeg de B-robot-community als je problemen of vragen hebt. Kijk naar de schetslijn "#define DEBUG 0" en verander de 0 in 1…8, afhankelijk van de informatie die je wilt krijgen.

Meer info helemaal aan het einde van deze pagina

Stap 9: Veelgestelde vragen

Veel Gestelde Vragen:

Waarom gebruik je stappenmotoren?

Er zijn verschillende opties voor motoren: DC, Brushless, Steppers… We kiezen voor stappenmotoren omdat ze voldoende koppel hebben, je zou de wielen direct kunnen verbinden zonder tandwielen die enige backslash genereren (dit is een veelvoorkomend probleem bij balancerende robots), ze hebben goede lagers en u kunt de snelheid van de motoren nauwkeurig regelen. In standaardformaten zijn deze motoren goedkoop (we gebruiken dezelfde motoren die op een gewone 3D-printer worden gebruikt) en de stuurprogramma's zijn goedkoop en ook gemakkelijk te koppelen met Arduino.

Waarom gebruik je een wifi-verbinding?

Door een wifi-verbinding te gebruiken, kunnen we met veel apparaten werken (smartphones, tablets, pc's …) Bluetooth-apparaten zijn goedkoper, maar hun bereik is meestal korter. Oude apparaten worden niet ondersteund en je kon het niet gemakkelijk met internet verbinden. Met de Wifi-module die we aanbevelen, kunnen we een Access Point maken, zodat u geen bestaande Wifi-infrastructuur hoeft te gebruiken (goedkope Wifi-modules laten u dit niet toe). Je kunt je apparaat overal rechtstreeks op de robot aansluiten, maar als je wilt, kun je het hacken en je eigen infrastructuur gebruiken, waardoor je je robot (of wat je ook hebt gemaakt) vanaf elke afgelegen plek ter wereld via internet bestuurt! (Cool, nietwaar?)

Waarom BROBOT?

Zelfbalancerende robots zijn leuk om te zien en te spelen. Een zelfbalancerende robot vereist sensoren en besturingsalgoritmen. Je vindt alle HOWTO en technische documenten die het "achter de schermen" uitleggen in JJROBOTS. Leer elektronica en robotica en creëer je eigen BROBOT vanaf het begin! Er zijn enkele commerciële oplossingen voor de balancerende robot, maar hier willen we kennis en gedachten delen. Je kunt de BROBOT-onderdelen gebruiken om meer robots of gadgets te maken, houd er rekening mee dat alle apparaten die in een BROBOT worden gebruikt standaardapparaten/elektronica zijn met veel potentieel. In de JJROBOTS-community willen we je laten zien hoe! U koopt nu een zelfbalancerende robot, u koopt uw eigen elektronische en hulpapparatuur! Denkt u erover om een GPS-zelfgeleidingsrobot te maken? een aangepaste versie van BROBOT is jouw robot!

Hoeveel lading kan BROBOT vervoeren?

BROBOT kan gemakkelijk je frisdrankblikjes dragen. We hebben met succes getest met 500 g laadvermogen. Meer gewicht maakt de robot onstabieler, maar dit kan ook leuk zijn, nietwaar?

Waarom stappenmotoren gebruiken voor een balanceerrobot?

Er zijn verschillende opties voor motoren, DC, Brushless, Steppers … We kiezen voor stappenmotoren omdat ze voldoende koppel hebben, je de wielen direct kunt verbinden zonder tandwielen die enige backslash genereren, ze hebben goede lagers en je kunt de snelheid van de motoren heel goed regelen precies. Ze zijn ook goedkoop en de chauffeurs ook…

Kan ik oplaadbare batterijen of Lipo-batterijen gebruiken?

Ja, u kunt standaard AA-batterijen gebruiken (alkaline aanbevolen), AA-oplaadbare batterijen (bijv. NiMh) of u kunt optioneel een 3S Lipo-batterij gebruiken. Gebruik Lipo-batterijen op eigen verantwoordelijkheid.

Wat is de looptijd van BROBOT?

Met oplaadbare AA-batterijen (bijv. Ni-Mh 2100mAh) kun je ongeveer een half tot een uur gebruiksduur verwachten

Zou BROBOT kunnen werken zonder de wifi-module?

Ja, BROBOT zou kunnen werken en zijn stabiliteit behouden. Maar je zou het natuurlijk niet kunnen besturen zonder de module.

Kan ik de naam wijzigen van het wifi-netwerk dat BROBOT genereert?

Ja, op de configuratieschets zou je de naam kunnen veranderen en ook enkele andere internetconfiguraties. Je kunt BROBOT ook verbinden met je bestaande wifi-netwerk

Is dit een project voor een Arduino-beginner?

Nou, BROBOT is geen gemakkelijk "beginnersproject", maar het heeft veel documentatie, zodat je een platform hebt om je vaardigheden te vergroten. Je zou eerst je BROBOT kunnen mounten volgens de instructies en het zou goed moeten werken, dan zou je sommige delen van de code kunnen gaan begrijpen en uiteindelijk je eigen stukjes code kunnen schrijven… Het zou bijvoorbeeld gemakkelijk kunnen zijn (er zijn tutorials voor) om je code zodat de robot automatisch de arm beweegt en zichzelf ronddraait als je binnen 10 seconden geen commando verzendt… Meer geavanceerde hacks: verander in een volledig autonome robot met obstakels die het vermijden van een SONAR, converteer naar een volglijnrobot, enzovoort …

Waarom zijn BROBOT-elektronica niet zo goedkoop?

We zijn een hele kleine startup (2 personen in onze vrije tijd) en nu konden we nog maar een kleine partij elektronica draaien. Zoals je weet, daalt de prijs van elektronica snel bij producties met een hoog volume, maar we beginnen… Als we veel boards verkopen en we meer volumeproducties kunnen draaien, zullen we de prijzen verlagen!!. JJROBOTS is niet geboren om geld te krijgen, onze geest is om "goede producten" te verkopen om onze volgende projecten te stichten en de kennis van robotica te verspreiden