Modified Wild Thing - Joystickbesturing - Nieuw en verbeterd: 7 stappen (met afbeeldingen)

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

Update 1-8-2019: Twee jaar na het voltooien van dit project heb ik verschillende printplaten ontworpen en gefabriceerd om het ombouwen van deze rolstoelen te vergemakkelijken. De eerste printplaat is bijna hetzelfde als het aangepaste protoboard dat hier is gesoldeerd, maar in plaats daarvan is het een professioneel vervaardigd bord dat een Arduino Nano nodig heeft. Er is ook een drop-in vervanging voor de originele voorraadbesturingskaart (deze heeft een ingebouwde motorbesturing), evenals een kaart die wordt aangesloten op de voorraadbesturingskaart en de joysticks emuleert, waardoor ze veel gemakkelijker te gebruiken zijn. Hier is alle info voor die boards: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Als je een van deze boards wilt, neem dan contact met me op via mijn blog en dan kunnen we verder gaan: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Deze handleiding is geschreven door Willem Hillier, een student aan de Champlain Valley Union High School in Hinesburg, VT. Dit project is binnen en buiten de lessen Design Tech en Engineering Robotics van Olaf Verdonk gerealiseerd.

Eind maart 2017 nam een plaatselijke fysiotherapeut contact op met de middelbare school en vroeg of we in staat zouden zijn om een Fisher Price Wild Thing aan te passen voor gebruik met één joystick, door deze Instructable te volgen: https://www.instructables.com/id/ Wild-Thing-modificatie/

We hebben die instructies overgenomen en het ontwerp waar we konden verbeterd. De gebieden waar we verbeterden waren onder meer:

• Elektronica montage/bedrading
• Code
• Joystick en joystickbevestiging
• PVC-montagesysteem
• Rugleuning, hoofdsteun en andere ondersteunende structuren
• Zwenkwiel

We hebben in onze build geen sonarsensor en piëzo-pieper gebruikt zoals het origineel deed.

Op de laatste bouwdag, toen we de laatste draagconstructies monteerden en het project aan het meisje presenteerden, was de lokale pers aanwezig. Ze filmden en interviewden verschillende mensen, en nadat ze in het lokale nieuws waren geweest, was de video te zien op het nationale nieuws, maar ook op talloze plaatsen online.

Deze instructies zijn niet uitgebreid zoals de originele Instructable is, maar zijn eerder een "add-on" die alleen de gebieden behandelt die we hebben gewijzigd.

Excuses voor de ondermaatse foto's in deze Instructable. Ik had tijdens dit project een iPhone 5 en deze heeft niet de beste camera…

DISCLAIMER: Champlain Valley Union High School of haar studenten, docenten en personeel zijn niet verantwoordelijk voor enig letsel aan personen of schade aan enig object, inclusief de auto, veroorzaakt door de wijzigingen. Elke vorm van wijziging maakt ook de garantie van de fabrikant van de auto ongeldig

Stap 1: Onderdelen en benodigdheden

Hoewel het grotendeels hetzelfde is als de originele onderdelenlijst van Instructable, zijn er enkele verschillen.

Veel van deze onderdelen kunnen lokaal worden gekocht bij Home Depot, Lowe's of uw plaatselijke ijzerhandel. Alle prijzen zijn die vermeld op het moment van plaatsing.

PVC-kader:

• 3/4 "PVC-buis
• Moeren, bouten en ringen voor doorgaande bouten
• 90 graden PVC ellebogen - x4
• 30 graden PVC ellebogen - x2

Geschatte kosten voor inlijsten: $ 30-40

Elektronica:

• Adafruit Pro Trinket - 5V 16MHz

  • Wordt gebruikt om de invoer van de joystick te nemen en de motoren op de juiste manier te bedienen
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Joystick

  • Elke 2-assige analoge joystick werkt - gebruik degene die fysiek het beste werkt voor uw toepassing.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Power

• Distributiebus (x2)

  • Gebruikt om stroom te verdelen en de bedrading te vereenvoudigen
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • $ 1,95x 2

• Trimpotentiometer

  • Gebruikt om de snelheid van de auto te regelen.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Gebruikt om andere elektronica op zijn plaats te solderen. Fungeert als een printplaat voor de elektronica van de controller.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Mannelijke kopteksten

  • Gebruikt om pluggen voor andere componenten te maken
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Vrouwelijke kopteksten

  • Gebruikt voor het andere uiteinde - we zullen dit aan de joystickkabel bevestigen, zodat deze op onze besturingskaart kan worden aangesloten.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Motorcontrollers (x2)

  • Je kunt elke 12V PWM-motorcontroller met omgekeerde mogelijkheden gebruiken, hoewel dit is wat we hebben gebruikt en ze zijn uitstekend (hoewel een beetje duur).
  • $ 45,00 x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• condensatoren (x2)

  • Nivelleert de spanning wanneer u veel stroom trekt (bijvoorbeeld snel accelereren).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • $ 1,37 x 2

• Aan/uit-schakelaar

  • Gebruikt om de auto aan/uit te zetten
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Zekeringhouder

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98

• 20A autozekering

  Deze kun je heel goedkoop ter plaatse kopen

• Elke zware draad

  • Gebruikt voor stroombedrading
  • Kan gemakkelijk ter plaatse worden gekocht

• Kleine 4-pins kabel

  • Gebruikt als joystickkabel
  • USB-bekabeling werkt goed

• Ringterminals

  Deze kunt u ter plaatse kopen

• Optioneel: verbeterde batterij

  • Geeft u een looptijd van ongeveer twee keer die van de standaardbatterij
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Powerpole-connectoren

  • Voor eenvoudig verwijderen van de batterij en gemakkelijk opladen
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Totale elektronicakosten: $ 190,69

Totale geschatte wijzigingskosten: $ 200-300

Stap 2: Elektronica Montage/bedrading

In plaats van alle benodigde draden direct aan de Adafruit Trinket Pro te solderen, heb ik ervoor gekozen om een PCB te bouwen waar alle benodigde verbindingen uit waren gebroken.

Ik gebruikte perfboard en gesoldeerde vrouwelijke headers voor de Trinket Pro. Ik gebruikte mannelijke headers voor de stroom-, servo- en joystickverbindingen. De snelheidspotentiometer is rechtstreeks op deze besturingskaart gesoldeerd, in tegenstelling tot het oorspronkelijke ontwerp waarbij de snelheidsaanpassingspotentiometer zich buiten de besturingskaart bevond. Dit is aanzienlijk betrouwbaarder (in tegenstelling tot een connector) en is eenvoudiger te fabriceren.

Daarnaast zijn er twee schakelaars die bepalen welke joystick-header actief is. Eén schakelaar schakelt het x-assignaal tussen de twee headers en de andere schakelt het y-assignaal. Elke header is "tegenover" de andere bedraad - b.v. grond en VCC worden in positie geschakeld vanaf de andere kop. Hierdoor kan de joystick worden geschakeld tussen linker- en rechterhandbediening door simpelweg de joystick-header te verwisselen en twee schakelaars om te draaien, zonder de controller opnieuw te programmeren.

Stap 3: Coderen

Toen ik de originele code probeerde, ontdekte ik dat deze extreem laggy was. Na enig onderzoek/testen werd vastgesteld dat de sonarcode ervoor zorgde dat de regellus erg langzaam liep als er geen sonarsensor was aangesloten. Dit was omdat de Arduino een "ping" naar de sonarsensor zou sturen en wachtte op de tijd om een "ping" terug te ontvangen van de sonarsensor. Als er geen sonarsensor is aangesloten, krijgt deze nooit een ping terug, maar wacht hij een tijdje om er een te ontvangen voordat er uiteindelijk een time-out optreedt.

Na het verwijderen van die code en andere onnodige code (specifiek code ontworpen om een auto met een stuurservo te laten rijden), liep het redelijk goed.

Stap 4: Joystick en joystickbevestiging

Het oorspronkelijke ontwerp maakte gebruik van een standaard 2-assige potentiometer-joystick van een afstandsbediening voor een vliegtuig, enz. Hoewel deze werken, zijn ze vaak niet van bijzonder hoge kwaliteit, en bovendien is het handvat niet ideaal, omdat het gemaakt is om te worden gebruikt met een enkele duim. Voor het gebruiksgemak hebben we gekozen voor een 2-assige joystick met een kogelhandvat. Ik heb een houder voor de joystick ontworpen en in 3D geprint. In totaal heeft het 4 drukrevisies ondergaan voordat het bevredigend was.

Er zijn verschillende dingen om op te merken over de joystickbevestiging:

• Het gebruikt twee doorlopende bouten om te klemmen op 1" PVC. Om de exacte maat te bepalen die hiervoor nodig is, hebben we een set "testringen" geprint met enigszins verschillende binnendiameters (zie bovenstaande foto).
• Dit specifieke bestand heeft ondersteuning nodig om het beste af te drukken - ik heb het afgedrukt op een Ultimaker 3. Ik veronderstel dat het op een kant kan worden afgedrukt, maar het zou waarschijnlijk niet super goed uitkomen. Ik heb ook een model zonder ondersteuning bijgevoegd.
• Er is een U-vormig kanaal uitgesneden aan de binnenkant waardoor de kabel tussen het uitgangsgat en de andere potentiometer kan gaan.
• Mijn ontwerp maakt gebruik van een lasergesneden acryl bovenklep, die in plaats daarvan gemakkelijk 3D-geprint kan worden

Stap 5: PVC-montagesysteem

Net als bij het oorspronkelijke ontwerp hebben we PVC gebruikt om een frame rond het voertuig te bouwen. Dit frame biedt meer bescherming voor de gebruiker, evenals handige bevestigingspunten voor andere onderdelen zoals de joystick en hoofdsteun.

We hebben doorlopende bouten gebruikt om het PVC-frame op vier punten aan het bestaande frame te bevestigen (zie bovenstaande afbeelding; bevestigingspunten zijn rood omcirkeld).

Stap 6: Rugleuning, hoofdsteun en andere ondersteunende structuren

Aangezien we een rolstoel bouwen, is de draagconstructie en het ergonomisch maken van het product erg belangrijk. Er waren drie gebieden die drastisch verbeterd waren ten opzichte van het originele Wild Thing.

1. Rugleuning

We gebruikten een schuimrubberen kickboard, met twee driehoekige houten wiggen ertussen en de originele zitting, zodat de rugleuning een steilere hoek had. Liftbouten werden gebruikt om de hele opstelling te beveiligen.

2. Zijkoffersteunstructuren

We gebruikten een stuk plaatstaal dat op het achterste oranje frame was gemonteerd en dat om de zijkanten van de taille van de gebruiker wikkelde. Schuim was gewikkeld rond de "tips" van dit metalen stuk. Zie foto's.

3. Hoofdsteun

De rugleuning van de kickboard is goed in termen van rugondersteuning, maar was in ons geval niet hoog genoeg om het hoofd van de gebruiker te ondersteunen. Hierdoor is er een hoofdsteun toegevoegd. We hebben de hoofdsteun van de bestaande (handmatige) rolstoel van de gebruiker gehaald en deze eenvoudig op het kickboard vastgeschroefd.

Stap 7: zwenkwiel

Het originele zwenkwiel en de ondersteunende structuur waren van plastic, hadden veel te veel speling en rolden helemaal niet goed. (zie bovenstaande foto voor een gedemonteerd aanzicht). We hebben ervoor gekozen om dit zwenkwiel te vervangen door een zwenkbaar rubberen zwenkwiel dat is ontworpen voor gebruik op de bodem van rollende karren, enz.

Ik ontwierp twee platen in Fusion 260 die op de boven- en onderkant van de plastic draainaaf aan de achterkant van het voertuig zouden passen (zie foto). Deze platen werden uitgesneden op een CNC plasmasnijder. In elk gat van deze platen werd een klein stukje stalen buis gelast. Bouten gingen door de bovenplaat, onderplaat en vervolgens gaten in de montageplaat op het zwenkwiel.

Bedankt voor het lezen van deze Instructable, en stem ervoor in de PVC-wedstrijd en Make It Move-wedstrijd!

Eerste prijs in de Make It Move-wedstrijd 2017