Een Instructable Robot Met Veel Functies: 8 Stappen (met Afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Hallo vrienden, in deze instructable ga ik een fantastische robot introduceren die de volgende taken kan uitvoeren:

1- Het kan bewegen en de controle van zijn bewegingen gebeurt via Bluetooth

2- Het kan schoonmaken als een stofzuiger

3- Het kan nummers afspelen via Bluetooth

4- Het kan de toestand van zijn ogen en mond veranderen door Arduino

5- Het heeft knipperende LED

6- De wenkbrauw en de rand van de rok zijn gemaakt van strip LED

Dus deze unieke instructable is een zeer goede klas voor diegenen die een eenvoudige maar multifunctionele robot willen.

Ik moet hieraan toevoegen dat veel functies van deze robot afkomstig zijn uit artikelen op de Instructables-site en ik erken dit door het artikel in elke relevante sectie te citeren.

Stap 1: Afmetingen en functies

1- Algemene afmetingen van de robot:

-De afmetingen van de basis: 50 * 50 cm, hoogte vanaf de grond 20 cm inclusief wielen

- De afmeting van de wielen: diameter voorwielen: 5 cm, achterwielen 12 cm

- De afmetingen van de stofzuigertank: 20 * 20 * 15 cm

- De pijpdiameters: 35 mm

- De afmetingen van het batterijcompartiment: 20 * 20 * 15 cm

- De robotafmetingen van Istructables: 45 * 65 * 20 cm

Functies:

- beweging door twee motoren die de achterwielen draaien en twee voorwielen zonder stroom, de rotatie van de motoren wordt bestuurd door een eenheid die wordt bestuurd door Bluetooth en een software die in een smartphone kan worden geïnstalleerd.

- Stofzuigfunctie met schakelaar

- Knipperende LED-strips met rode en blauwe kleuren

- Verandering van de toestand van ogen en mond elke 10 seconden

- Wenkbrauwen en de rand van de rok van robot rode LED met constant licht kunnen aan-uit worden geschakeld

-Bluetooth-luidsprekers aan-uit op robotlichaam en kunnen worden bediend door Android-smartphone via Bluetooth.

Stap 2: Stuklijst, modules en componenten

Materialen, modules en componenten die in deze robot worden gebruikt, zijn als volgt:

1- Twee motor-versnellingsbakken ZGA28 (Fig. 1):

Model - ZGA28RO (RPM) 50, Fabrikant: ZHENG, Asdiameter: 4 mm, Spanning: 12 V, Aslengte 11,80 mm, Nullaststroom: 0,45 A, Transmissiediameter: 27,90 mm, Max. koppel: 1,7 kg.cm, versnellingsbakhoogte: 62,5 mm, constant koppel: 1,7 kg.cm, lengte: 83 mm, snelheidsverhouding: 174, diameter: 27,67 mm

2- Eén Bluetooth-stuurprogramma voor robotmotoren (Fig. 2):

BlueCar v1.00 uitgerust met HC-O5 Bluetooth-module (Fig 3)

Een Android-software genaamd BlueCar v1.00 kan op Android-smartphones worden geïnstalleerd en eenvoudig de bewegingen van de motoren regelen.

De Android-software wordt getoond in de figuren (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) en kan worden gedownload

3- Eén 12 V, 4,5 A-h loodzuuraccu (Fig.5)

4- Twee motorsteunen 28 * 23 * 32 mm (Fig. 6, Fig 7)

5- Twee motorkoppelingen 10*10*(4-6) mm (Fig. 8)

6- Twee motorassen 6 mm diameter * 100 mm lengte

7- Twee aangedreven achterwielen met elk een diameter van 12 cm (Fig 9)

8- Twee voorwielen van elk 5 cm diameter (Fig. 10)

9- Een 50 cm * 50 cm, vierkant stuk pc (polycarbonaat) plaat met een dikte van 6 mm

10- Elektrisch kanaal gemaakt van PVC wordt gebruikt voor het versterken en inlijsten van de basis de afmetingen zijn 3*3 cm

11- PVC-buis met een diameter van 35 mm voor stofzuigerbuizen (inclusief elleboog)

12- Stofzuigertank of -container is een plastic container die ik in mijn restjes had met de afmeting van 20* 20* 15 cm

13 - Stofzuigermotor-ventilator, 12 V-motor met een centrifugaalventilator er direct aan gekoppeld

14- Zes tuimelschakelaars

15- Een Arduino Uno-module

16- Eén versterkermodule groen PAM8403

www.win-source.net/en/search?q=PAM8403

17- Twee luidsprekers, elk 8 Ohm, 3 W

18- Vijf 8*8 dot-matrixmodules met Max7219-chip en SPI-connector (Fig. 12)

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

19- Twee vermogenstransistoren 7805

20- twee diodes 1N4004

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

21- Twee condensatoren 3.3 uF

22- Twee condensatoren 100 uF

23- Twee transistors BC547

www.win-source.net/en/search?q=BC547

24- Twee weerstanden 100Ohm

25- Twee weerstanden 100 kOhm

26- Twee condensatoren 10 uF

27- Drie projectborden 6*4 cm

28- Genoeg breadboard-draden en enkeladerige 1 mm-draden

29- Eén vrouwelijke USB-connector (ik heb een gebrande USB-hub gebruikt en een van de vrouwelijke USB eruit gehaald!)

30- Eén Bluetooth-ontvanger BT163

31- Elektrisch kanaal gemaakt van PVC 1*1 cm

32- Schroeven

33- Acht boordterminals

Stap 3: Vereiste hulpmiddelen

1- Snijder

2- Handzaag

3- Soldeerbout

4- Tang

5- Draadknipper

6- Kleine boor met verschillende koppen (boren - slijpmachines, snijders)

7- Heerser

8- Soldeer

9- superlijm

10- kleine en middelgrote schroevendraaiers

Stap 4: Grootte van aandrijfmotoren

Om de aandrijfmotoren op maat te maken, heb ik een tool voor het dimensioneren van de aandrijving op de volgende site gebruikt:

www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-size…

De basis is als volgt:

De Drive Motor Sizing Tool is bedoeld om een idee te geven van het type aandrijfmotor dat nodig is voor uw specifieke robot door bekende waarden te nemen en de benodigde waarden te berekenen bij het zoeken naar een motor. DC-motoren worden over het algemeen gebruikt voor aandrijfsystemen met continue rotatie, maar kunnen ook worden gebruikt voor gedeeltelijke (hoek-naar-hoek) rotatie. Ze zijn verkrijgbaar in een bijna oneindige verscheidenheid aan snelheden en koppels om aan elke behoefte te voldoen. Zonder terugschakelen draaien gelijkstroommotoren erg snel (duizenden omwentelingen per minuut (rpm)), maar hebben ze weinig koppel. Overweeg een motor met een encoderoptie om feedback te krijgen over de hoek of de snelheid van de motor. Tandwielmotoren zijn in wezen gelijkstroommotoren met een extra versnelling. Door een versnelling toe te voegen, wordt zowel de snelheid verlaagd als het koppel verhoogd. Een onbelaste gelijkstroommotor kan bijvoorbeeld met 12000 tpm draaien en een koppel van 0,1 kg-cm leveren. Een 225:1 geardown is toegevoegd om het toerental proportioneel te verlagen en het koppel te verhogen: 12000 tpm / 225 = 53,3 tpm en 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. De motor kan nu aanzienlijk meer gewicht verplaatsen met een redelijkere snelheid. Als u niet zeker weet welke waarde u moet invoeren, probeer dan een goede "opgeleide" schatting te maken. Klik op elke link voor meer uitleg over het effect van elke invoerwaarde. We raden u ook aan om de handleiding Drive Motor Sizing te bekijken, waar u alle vergelijkingen vindt die in deze tool worden gebruikt, compleet met uitleg.

Daarom worden mijn inputs voor de tools getoond in Fig. 1

En de uitgangen worden getoond in Fig.2

De redenen van mijn selectie-invoer waren ten eerste beschikbaarheid en ten tweede prijs, dus ik moest mijn ontwerp aanpassen aan wat beschikbaar was en dus moest ik veel compromissen sluiten, waaronder hellingshoek, snelheid en RPM., dus ondanks de waarde van 80 RPM dat de voorgestelde tool, ik koos een motor met 50 RPM.

U kunt veel sites op internet vinden die zijn toegewezen om motorselectie aan te drijven. Op de volgende site is er een zeer goede gids in pdf-formaat die waardevolle tips geeft met betrekking tot het selecteren van mobiele robotmotoren:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Stap 5: Hoe maak je mechanische onderdelen?

Het maken van de mechanische onderdelen kan als volgt in stappen worden gedaan:

1- Het maken van de basis: het snijden van een 50*50 cm van een plaat gemaakt van PC (polycarbonaat) met een dikte van 6 mm en het gebruik van 3*3 elektrische leidingen om het zowel als een rechthoek als twee kruisverbanden te versterken voor een betere sterkte.

2- Bevestigen van twee verticale delen van elektrische leidingen aan de basis en het sterk genoeg maken voor het aandrijven van wielen, het maken van een compartiment voor het aandrijven van motoren en het bevestigen van al deze delen aan de basis met schroeven om een stijve structuur te maken voor dragende en wielondersteuning.

3- Aansluiten van draden die lang genoeg zijn op motoren en deze solderen en motoren aansluiten met beugels op het motorcompartiment.

4- wielen verbinden met assen door schroeven en lijmen om deze assemblages sterk genoeg te maken om de belasting en snelheid te weerstaan, en na het inbrengen van de assen in gaten in verticale delen (zie clausule 2) en het toevoegen van twee plastic ringen aan beide zijden om te maken een lager voor asrotatie, verbind de assen met motorkoppelingen en gebruik stelschroeven om een sterke verbinding te maken, anders kunnen de assen losraken van de motoren en het leven voor u moeilijk maken. Het uitlijnen van de motoren is belangrijk en vereist een zorgvuldige en nauwkeurige taak en voldoende geduld om de aandrijving stevig en vrij bewegend te maken.

5- De voorwielen (in mijn geval een soort rollen die worden gebruikt bij het verplaatsen van stoelen) verbinden met de kleine basis en hun basis vastschroeven aan verticale 35 mm PVC-buizen, om ze vrij te laten draaien zonder enige belemmering en grijpen, is het beter om een beetje siliconenolie te gebruiken voor alle wiellagergaten en op de rollende wielen om ze vrij en snel te laten lopen.

6- Het batterijcompartiment aansluiten dat is gemaakt van polycarbonaatplaten en het compartiment op de basis schroeven en de batterij in het compartiment plaatsen, klaar voor latere aansluitingen.

7- De stofzuigertank met lijm en schroeven verbinden met de basis en de pijpen eraan bevestigen, ik heb een elleboog gebruikt en ik heb een T-stuk gemaakt met pijpen, die op de juiste manier waren gesneden om te worden gebruikt als zuiginlaat voor stofzuigers. Sluit ook de motorventilator aan voor het stofzuigen (de motoraansluitingen moeten worden aangesloten op draden die lang genoeg zijn voor latere werkzaamheden, de draden zouden ook minstens 0,5 mm^2 zijn voor een hoge stroomafname door de stofzuigermotor) naar de bovenkant van de tank.

8- In deze stap zou de instructables-robot uit polycarbonaatplaat (6 mm dikte) worden gesneden en op de basis worden aangesloten, zodat de stofzuigertank erin wordt geplaatst en de kop van de robot waaraan 20 * 20 * 20 kubus is toegewezen tot elektronische componenten en de modules. er moeten drie gaten voor tuimelschakelaars worden gemaakt in de voorkant van de robot.

Stap 6: Hoe elektronische onderdelen te maken:

Om de elektronische onderdelen te maken, zijn de stappen als volgt:

1- Knipperende LED maken

Het circuit en de componenten van dit onderdeel zijn precies als volgt overgenomen uit mijn vorige instructable:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- De matrix dot LED maken voor de staat van ogen en mond:

Alles wat ik in deze stap heb gedaan, is afkomstig uit de volgende instructable:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

behalve dat ik de software heb veranderd en in plaats van het via de seriële monitor te besturen, heb ik enkele codes toegevoegd om de toestand van ogen en mond elke 10 seconden te veranderen. In het softwaregedeelte zal ik hier meer over uitleggen en de software bijvoegen om te downloaden. Ik heb een klein circuit opgenomen voor het converteren van 12 V-batterijspanning naar 5 volt voor Arduino UNO-ingangsaansluiting, het detail van een dergelijk circuit is als volgt in mijn vorige instructable:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- De Bluetooth-aandrijfmotoren maken

De aansluitingen van motoren op de Bluetooth-aandrijfmotormodule (Fig. 3) is eenvoudig en volgens de bovenstaande afbeelding, dwz de rechter motorklemmen op de rechter klemmen van de bestuurder en de linker motorklemmen op de linker klemmen van de bestuurder, en de stroom van de batterij naar de stroom- en aardingsterminals van de bestuurder waarin een tuimelschakelaar op het batterijcompartiment is geïnstalleerd voor aan-uit. De software van dit deel wordt uitgelegd in het softwaredeel.

4- De Bluetooth-luidsprekers maken

Dit deel is eenvoudig en komt precies uit de volgende instructable:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

Op twee uitzonderingen na, ten eerste heb ik de Bluetooth-ontvanger niet verscheurd en heb ik een vrouwelijke USB gebruikt om hem op mijn voeding aan te sluiten (hetzelfde als item 2 hierboven, dwz 12 V/5 V-circuit) en een vrouwelijke aansluiting om hem aan te sluiten naar mijn versterkermodule. Ten tweede heb ik een versterkermodule gebruikt, groene PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (Fig 11), in plaats van de versterker die in die instructie wordt gebruikt, en ik heb aangesloten mijn linkerluidspreker op de linkeraansluitingen van de PAM8403 en sluit de rechterluidspreker aan op de rechteraansluitingen van de PAM8403(https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), rekening houdend met de polariteit, heb 5V input van dezelfde voeding hierboven gebruikt en ik heb de drie terminals van de PAM8403 aangesloten op de output jack van de Bluetooth-ontvanger volgens de afbeelding.

Stap 7: Software

Er zijn twee software in deze instructable, 1- voor Bluetooth-motorstuurprogramma en 2) voor Dot-matrix ogen en mond

- De software voor de motordriver wordt hier meegeleverd om te downloaden, u kunt deze apk op uw smartphone installeren en de robot softwarematig via Bluetooth besturen.

- De software voor de Arduino is hetzelfde als de software die is opgenomen in de bovengenoemde instructie voor het veranderen van de staat van ogen en mond met behulp van Dot-Matrix LED-s, maar ik heb enkele codes gewijzigd om ervoor te zorgen dat Arduino de toestanden verandert in elke 10 seconden, en deze software is hier ook om te downloaden.

Stap 8: Conclusie:

Als laatste, maar daarom niet minder belangrijk, hoop ik dat je je eigen robot kunt maken en ervan kunt genieten zoals ik wanneer ik mijn instructables-robot elke dag fantastische banen zie doen en het herinnert me eraan dat ik deel uitmaak van een creatieve gemeenschap genaamd INSTRUCTABLES