Zippy de Fanbot: 5 stappen (met afbeeldingen)

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

Deze instructable is gemaakt om te voldoen aan de projectvereiste van de MAKEcourse aan de University of South Florida (www.makecourse.com).

Zippy the Fanbot is een op Arduino gebaseerd project dat gebruikmaakt van stuwkracht die wordt geproduceerd door propellers die op borstelloze motoren zijn gemonteerd om de bot in de gewenste richtingen voort te stuwen of te draaien. De gebruiker bestuurt de bot met een infrarood afstandsbediening. De naam Zippy is ontstaan uit het feit dat het grootste deel van de assemblage bij elkaar wordt gehouden met kabelbinders.

Stap 1: 3D-print de onderdelen

Het frame van deze assemblage, evenals de Arduino-behuizing en elektronicadoos werden 3D-geprint. Elk deel werd bedrukt met 30% vulling met 3-5 schelpen. Ik heb de STL-deelbestanden geüpload om het u gemakkelijk te maken. Download ze gewoon en breng ze naar een goede 3D-printer!

Stap 2: Koop de benodigde elektronica en onderdelen

Er zijn een aantal elektronica en onderdelen nodig om Zippy the Fanbot te bouwen en te gebruiken. Hier is een lijst van alle onderdelen die ik heb gebruikt bij het maken van dit project:

1x Arduino Uno R3

1x VS/HX1838B infraroodsensor

1x Pack van Male naar Male Header Pins (genoeg voor Arduino Pins)

1x pak van 8 vrouwelijke naar vrouwelijke verbindingsdraden

1x 3S 11.1V lithium-polymeerbatterij

1x stroomverdeelharnas of stroomverdeelbord

4x Afro SimonK 20A OPTO ESC's

4x Sunnysky X2212 KV980 borstelloze motoren

2x APC CW 8045 Multirotor-propellers

2x APC CCW 8045 Multirotor-propellers

1x pak van 4 ritssluitingen

4x lichte zwenkwielen

1x pakket klittenbandstrips

1x rol zachte dubbelzijdige tape

Stap 3: Monteer de onderdelen en bouw het circuit

Zodra je alle benodigde onderdelen in 3D hebt geprint en alle andere benodigde onderdelen hebt gekocht, is het tijd om Zippy in elkaar te zetten! Raadpleeg de eerste afbeelding in deze instructable om te visualiseren hoe alles in elkaar zit.

Het 3D-geprinte frame is heel intuïtief in elkaar te zetten, en zo had ik het ook bedoeld. De twee armen grijpen in elkaar om een X-frame te maken en er is een beugel die over de armen past. De elektronica holster gaat onder de armen. De ventilatoradapters worden op de uiteinden van elke arm gemonteerd en de wieladapters schuiven rechtstreeks op de poten van het frame. Het zou heel intuïtief moeten zijn waar alle kabelbinders moeten worden aangebracht, maar als dat niet het geval is, kijk dan naar de eerste afbeelding op deze instructie! Het is niet absoluut noodzakelijk om kabelbinders aan te brengen om de bovenste beugel op de armen te houden.

Nadat het frame is gemonteerd, is het tijd om de elektronica te bedraden en te monteren. De ESC's worden op de armen gemonteerd, terwijl de motoren op de ventilatoradapters worden gemonteerd. Zowel de ESC's als motoren zijn gemonteerd met kabelbinders. De polariteit moet worden omgekeerd tussen de ESC's en motoren op de linker- en rechterachterarmen, zodat ze met de klok mee draaien. De andere twee armen hebben motoren die tegen de klok in draaien. Daarom worden de steunen met de klok mee op de motoren linksvoor en rechtsachter gemonteerd, terwijl de steunen tegen de klok in op de motoren rechtsvoor en linksachter worden gemonteerd. Deze tegengestelde draairichtingen produceren tegengestelde koppels die helpen bij de stabiele prestaties van de bot.

Gebruik klittenband om de Arduino-behuizing en de LiPo-batterij bovenop de middenbeugel te monteren. Gebruik dubbelzijdig plakband om de IR-sensor bovenaan in het midden van de Arduino-behuizing te monteren, op die manier bevindt deze zich op een optimale locatie om signalen van de afstandsbediening te ontvangen. Alle stroomverdeling van de LiPo naar de ESC's wordt gevoed door de elektronicabox die in de elektronicaholster zit. De signaaldraad van de Arduino naar de ESC's wordt ook door de elektronicabox gevoerd. WEES ZEER VOORZICHTIG dat u de bedrading van de LiPo naar de ESC's niet kriskras doorkruist. Dit kan de ESC's gemakkelijk beschadigen en mogelijk brand veroorzaken.

Raadpleeg het schakelschema dat illustreert hoe alles met elkaar is verbonden.

Stap 4: Flash de Arduino

Zodra Zippy de Fanbot in elkaar is gezet, is het tijd om de Arduino te flashen met de benodigde software. Ik heb de Arduino-schets geleverd die wordt gebruikt om Zippy te besturen. De code vereist in wezen 5 knoppen om de fanbot te bedienen. De beste knoppen om te programmeren zijn de navigatieknoppen op de afstandsbediening. Het is intuïtief dat de omhoog/omlaag-knoppen de bot vooruit/achteruit zullen bewegen, terwijl de links/rechts-knoppen de bot tegen de klok in/met de klok mee zullen draaien. De middelste navigatieknop fungeert als een kill-schakelaar en stopt alle motoren. Als de afstandsbediening die je gebruikt niet werkt met deze code, verwijder dan de propellers van de bot en gebruik de seriële monitor in de Arduino IDE om de Arduino te herprogrammeren om te werken met de richtingsknoppen op je afstandsbediening. U hoeft alleen maar op de knop te drukken die u wilt gebruiken en te kijken welke waarde op de seriële monitor wordt weergegeven. Vervang vervolgens de waarde in de juiste if-instructie in de code die ik heb verstrekt met de waarde die u op de seriële monitor ziet.

De code is vrij eenvoudig, zoals u zult zien. Er zijn 5 voorwaardelijke controles die bepalen op welke knop wordt gedrukt. Als de IR-sensor bijvoorbeeld detecteert dat de omhoog-knop wordt ingedrukt, gaan de twee voorste motoren draaien, waardoor de bot naar voren wordt getrokken. Als de linkernavigatieknop wordt ingedrukt, draaien de motoren rechtsvoor en linksachter, waardoor de bot tegen de klok in draait. Als een knop voor een bepaalde manoeuvre wordt ingedrukt, zullen de respectievelijke motoren hun snelheden continu verhogen totdat een maximale snelheid is bereikt.

Laten we even zeggen dat de bot vooruitgaat met de voorste motoren die op hun maximale snelheid draaien. Als de gebruiker de neer-knop indrukt en ingedrukt houdt, zullen de voorste motoren vertragen totdat ze volledig zijn gestopt en dan zullen de achterste motoren worden geactiveerd en de bot achteruit sturen. Dit geldt ook voor de rotatiemanoeuvres van de bot. Hierdoor kan de gebruiker de manoeuvres die de bot uitvoert versnellen of vertragen.

Laten we nu zeggen dat de bot weer met enige snelheid vooruit gaat. Als de linker of rechter richtingsknop wordt ingedrukt, stopt de bot onmiddellijk met het draaien van alle motoren voordat de motoren worden geactiveerd die hem laten draaien. Daarom kan de gebruiker onmiddellijk schakelen tussen lineaire en roterende beweging.

Stap 5: Veel plezier met Zippy en wees veilig

Nu ben je helemaal klaar! Zodra je Zippy hebt gebouwd en de Arduino-code hebt laten werken, is het tijd om te spelen. Wees echter uiterst voorzichtig, vooral in de buurt van kinderen en dieren. Zorg ervoor dat de propellers goed uitgebalanceerd zijn en strak op de motoren zijn vastgedraaid. De borstelloze motoren die in dit project worden gebruikt, draaien met zeer hoge RPM's, daarom zijn de rekwisieten zeer goed in staat om verwondingen te veroorzaken. Veel plezier!