Instructablesin lempinimellä droiddexter kirjoittanut melko monimutkainen itseliikkuva malli. Se on robottijota voidaan ohjata kannettavasta tietokoneesta. Alustan liikkeen ohjaamiseksi käytetään näppäimistöä, ja käyttäjä voi antaa komentoja manipulaattorivarrelle samaan kannettavaan tietokoneeseen liitetyllä ohjaussauvalla. Ohjaussauvaa käytetään kuten Logitech Attack 3, mutta toinen vastaava toimii. Leipälautatyyppiset leipälaudat ja puserot, joissa on DuPont-liittimet (vaikka muut yritykset nyt tuottavat niitä), antavat sinun määrittää ja muokata nopeasti robotin suunnittelua ja sen koostumusta nopeasti.
Kannettavalla tietokoneella toimiva sovellus toistaa ruudulla kolmiulotteisena manipulaattorivarren nykyisen sijainnin ja näyttää myös tiedot kaikista sen liikkeistä tekstikonsolissa. Ohjelma on kirjoitettu C ++: lla ja sillä on yksinkertainen tapahtuma-arkkitehtuuri.
Kun droiddexter otettiin käyttöön kotitekoinen tuote paljon yksityiskohtia metallirakentajalta (Meccano tai hänen klooni), hän liitti kuvan, jossa oli luettelo näistä osista ja niiden aakkosnumeerisista nimityksistä. Robottisolmujen valokuvissa hän toi suunnittelijan yksityiskohtien mukana vastaavat nimitykset tästä luettelosta.
Laite käyttää kahta taulua kerralla Työläs: yksi Uno (robotissa) ja yksi Nano (kytketty kannettavaan tietokoneeseen). Jokainen näistä korteista on kytketty 2,4 GHz: n NRF24L01-moduulin kautta vakioadapterien avulla, joissa on sisäänrakennetut 3,3 voltin stabilisaattorit ja estokondensaattorit. Virtalähteitä on yleensä viisi: kaksi 12 voltin paristoa, kaksi 9 voltin paristoa ja yksi 8,8 voltin litiumpolymeeriparisto. Niin omituisella tavalla droiddexter muistutti BigTrakia, joka tunnetaan täällä nimellä elektroniikka MI-11. Totta, että virtalähteitä on vain kaksi. Puserotyyppi DuPont-mestari otti 120 - 40 kappaletta jokaisesta kolmesta tyypistä. Servos - kahta tyyppiä: TowerPro MG995 - neljä kappaletta, TowerPro SG90 - yksi kappale. Tarvitaan edelleen: viiden voltin vakaaja (mikä tahansa, jopa 7805, mutta parempi pulssi) ja kaksi kollektorimoottoria nopeudella 500 kierr./min.
Droiddexterin seuraaminen jatkaa mekaanisten komponenttien valintaa. Hän ottaa kaksi puutapaa, 540 mm pitkä, 60 mm syvä ja 25 mm leveä, lasikuitulevyä (vaativat käsien ja hengitysteiden suojaamisen prosessoinnin aikana), edellä mainitun metallirakentajan (kesti kaksi sarjaa), neljä pyörää, joiden halkaisija on 100 mm ja paksuus 20 mm laskettuna 6 mm: n akselista,kaksi pidikettä laakereilla ja akseleilla pyörille, jotka pyörivät vapaasti ja joita ei käytetä sähkömoottoreilla, kuusi servopidikettä ja kaksi moottorin pidikettä hammaspyörillä jäljellä oleville kahdelle pyörälle.
Robotti-droiddexter-suunnittelu on jaettu suuriin moduuleihin. Jokainen niistä voidaan poistaa ja sitten määrittää uudelleen, korjata (mikä on erittäin kätevää - koko mallia ei tarvitse asettaa pöydälle) tai korvata se toisella, joka suorittaa eri toiminnon.
Tällä hetkellä robotissa on neljä moduulia, ne on esitetty kuvassa A. Kolmas ja neljäs moduuli tukevat etu- ja takapyöriä sekä ohjauslaitekokoonpanoa. Ensimmäinen ja toinen moduuli yhdistävät kolmannen ja neljännen toisiinsa, toisessa moduulissa on myös kaksi 12 voltin akkua, jotka syöttävät pyöräveto- ja servomoottoreita. Paristot on liimattu puuliimalla.
Ensimmäisen moduulin toinen tehtävä on tukea lisäksi ohjausvaihdekokoonpanoa. Muuten, melko voimakkaiden kuormien vaikutuksesta, se deformoituu. Siksi ensimmäiseen moduuliin kuuluu eteenpäin työntyvä puupallo, kun taas toinen on kytketty ohjauslaitteeseen löysästi - kahdella jousella ja saranalla.
Lujuuden lisäämiseksi droiddexter käytti ohjausmekanismissa rationaalisesti lasikuitua ja terästä.
Kuvassa A1 on suuri näkymä moduulista 4. Solmu A1: 1 kuljettaa robotin elektronisen osan. Prototyyppitaulu ja Arduino kiinnitetään lasikuitulaasteelle, loput elektroniikan droiddexteristä kiinnitetään suoraan kohtaan A1: 1. Tätä varten hän otti L-muotoisen puristimen ja kaksi osaa AB-7, kiinnitettynä siihen pulteilla ja muttereilla.
Solmu A1: 2 pitää takavetoa.
A1: 3 -solmu koostuu kahdesta puupalkasta, jotka droiddeksteri liimataan runkoon puuliimillä siten, että moduulit 1 ja 2 kuljettavat robotin kaikki osat.
Solmu A1: 4 sisältää lisäelektroniikkaa robotin liikemoottorien ohjaamiseksi.
Katsotaanpa nyt moduulia 4 alhaalta - kuva. A2. Solmu A2: 1 on pääohjaus servo. Kaksi robotin kolmesta servosta vastaa rullaamisesta. Niiden droiddexter sijoitti sen kovalevylle ja kiinnitti sen alhaalta moduulien 3 ja 4 etuosaan naulaamalla sen kehykseen.
Solmu A2: 2 on yksi ohjausmekanismin osista, jotka droiddexter yhdisti servoihin sekä moduuliin 4. Myös robotin etupyörät sijaitsevat siinä.
Kuviot A3 - A6 esittävät vastaavasti solmua A1: 3, moduulia 4, solmua A1: 1 ja solmua A2: 2, vastaavasti ohjauslaitetta.
Tämä mekanismi puolestaan koostuu kolmesta pääkomponentista: itse mekaanisesta osasta, joka muuttaa etupyörien sijaintia, itse servoista, sekä jousista, jotka tukevat tätä kaikkea pystysuorassa asennossa servojen vaikutuksesta. Kuvio B0 näyttää tämän jousijärjestelmän. Aluksi droiddexter rakensi ohjauslaitteen ilman lasikuitukannattinta. Se osoittautui hauraaksi. Nopealla nopeudella ajettaessa mekanismi rikkoutui ja metalli taipui. Lasikuitulla lujuus on lisääntynyt, ja jouset antavat suunnittelulle joustavuuden ottaen vastaan voimat, jotka muuten voisivat tuhota sen. Rullaaminen tulee sujuvammaksi, ja törmäyksessä tuhovoimaa ei siirretä servoihin. Lisäämällä jousipidikkeet B0: 1-kokoonpanoon, droiddexter päätti, että saranat voidaan kiinnittää samalla tavalla.
Kuvassa 1 B1 on esitetty sama, mutta eri kulmasta. Muita lasikuitukannattimia lisättiin ensimmäisten testien jälkeen, jotka johtivat erittelyihin. A-11: n, A-7: n, A-5: n yksityiskohtiin droiddexter lisäsi yhtäläisyyksiä jäykisteisiin. Solmu B1: 3 on pyöränpidike, jonka akseli ja laakeri on kytketty L-muotoiseen puristimeen; nämä pyörät rullaavat. B1: 2 - yksi pyöristä, ne ovat erittäin kestäviä ja tarjoavat riittävän välyksen.
Solmu B2: 1 on osa A-5, joka on kytketty servo-asemaan kahdella pultilla ja mutterilla. Aluslevyt vaaditaan. B2: 2 ja B2: 3 - jäykisteillä vahvistetut metallinauhat. B2: 4 - sarana, johon aluslevyt ja osat TW-1 lisätään luotettavuuden vuoksi.
Seuraavista kuvista B3 - B14:
B5: 1 - rako, joka on tehty siten, että suuressa kulmassa kaarressa ohjausmekanismi ei lepää lohkoa vasten. Kuten B5: 3, voidaan käyttää vain korkealaatuisia L-kiinnittimiä. Niissä droiddexter teki kaksi reikää puun kiinnittämistä varten.Hän asetti pihdit tarkalleen muiden yksityiskohtien suuntaisesti. B5: 2 on pino lasikuituruutua L-muotoisen puristimen molemmille puolille.
Komponenttien järjestys on seuraava. Jos lasketaan ylhäältä: R-8, pieni jousi, PY-2, johon on kiinnitetty T-1, kolme kerrosta lasikuitua, L-muotoinen puristin, vielä kolme kerrosta, toinen PY-2, muovipidike, toinen PY-2 T- 1, sitten ohjausvaihde ja sitten R-8.
Kokoonpanossa B7: 1 osa AUB-5 estää ruuviliitoksen löystymistä. Solmut B7: 2 - B7: 6 ovat meille jo tuttuja monikerroksisia lasikuitupinoja. Solmussa B7: 7 droiddexter asetti lyhyet pultit niin, etteivät ne osu pyöriviin osiin. B7: 8, B7: 9 - lasikuitunreiät osille SH-2 (80 mm) ja R-8. Solmu B7: 10 estää metallinauhan taipumista, koska osat SQ-25 ja A-11 muodostavat yhdessä saranan.
Nivelvarsi voi liikuttaa päätyvarsia ylös, alas, vasemmalle ja oikealle, vaikka alusta olisi paikallaan. Y-akselia pitkin liikkua, SH-4-osa, 127 mm pitkä, johdettiin puupalkin läpi. X-akselia pitkin liikuttamiseksi osa SQ-25 kiinnitetään suoraan servo-asemaan (kuva C0 - C9).
Moottorin nopeuden ohjaamiseksi droiddexter käytti komposiititransistoria TIP122, jonka PWM-signaali tulee Arduinolta. Moottorin pyörimissuunnan muuttamiseksi droiddexter valmisti pienestä servovetolaitteesta alkuperäisen mekaanisen perpolaattorin. Ennen sitä hän oli kokeillut H-siltaa, mutta se osoittautui liian heikoksi. Mikä esti yksinkertaisen releen käytön, ei ole selvää. Moottorit saavat virran kahdesta 12 voltin akusta, jotka on kytketty samanaikaisesti.
Valokuvasta on hyvin selvää, kuinka napaisuuden muutin on järjestetty ja toimii, mutta kääntäjä yhdistäisi liikutettavat koskettimet ei suorilla, vaan spiraalijohdoilla.
Nopeaa uudelleenkonfigurointia varten kaikki yhteydet tehdään leipälautatyyppisellä leipälevyllä. Droiddexter-antenni sijaitsee sivulla ja riittävän korkealla. Robotin liikemoottorit, kuten yllä on osoitettu, saavat virtaa kahdesta 12 voltin akusta, koska parametreihin sopivat litiumpolymeeriparistot osoittautuivat liian kalliiksi isäntälle. Napaisuuden kääntölaitteen servomoottori saa virtaa heistä, mutta viiden voltin stabilisaattorin kautta. Kahdeksan voltin litiumpolymeeriparistot, joiden kapasiteetti oli pienempi, osoittautuivat edullisemmiksi päällikölle, hän ruokki heiltä kaikki servit - sekä rullaamiseen käytettävät että manipulaattoriin asennetut. Nämä asemat alkavat epäonnistua, jos virtalähteen kuormitettavuus on liian pieni tai siihen on kytketty monia muita kuormia.
Arduino saa virtansa erillisestä 9 voltin akusta nimellisesti taululle asennetun vakaajan kautta.
Tietysti virtalähteiden ”eläintarha”, joista jotkut on vaihdettava, toiset ladattava, on hankalaa, mutta se tekee prototyypistä.
Edellä kuvatulla 2,4 GHz: n moduulilla saa virtansa Arduino erityisen suunnitellun adapterin kautta, jossa on stabilisaattori. Joten se toimii vakaammin kuin käytettäessä itse Arduino-vakaajaa.
Arduinon johtopäätöksiä käytetään seuraavasti: 6 ja 7 - ohjausmekanismin servo-käyttöjen hallinta, 2 ja 3 - manipulaattorin, 5 - napaisuuden kääntölaite, 8 - PWM kollektorin siirtomoottoreille, 2, samoin kuin 9–13 - tiedonvaihto 2,4 GHz: n kanssa moduuli.
Kaikki yhdessä näyttää tältä:
Kannettavan tietokoneen puolelta kaikki on melko yksinkertaista: Arduino Nano, sama adapteri stabilisaattorilla ja sama 2,4 GHz: n moduuli. Voimanlähteenä 9 voltin akku. Runko on valmistettu lasikuitusta ja metalliosista.
Ohjelmisto ei ole vielä valmis, tekijä jakaa sen, kun sekä ohjelmisto että laitteiston osat poistuvat prototyyppivaiheesta. Se on kirjoitettu C ++ -sovelluksella SDL: n avulla ja tarjoaa kolmiulotteisen näytön manipulaattorin nykyisestä sijainnista, siirtämällä alustaa nuolinäppäimillä annettavilla komennoilla ja manipulaattoria ohjaussauvan komennoilla, muuttamalla nopeutta komennoilla ohjaussauvan pyörästä. Jotta reaktio ohjaussauvan komentoihin ei olisi liian kova, ohjelmiston tasoitus toteutetaan. Joystick siirtää tietoja akselien sijainnista alueella 0 - 32767, ne lasketaan ohjelmallisesti uudelleen alueella 0 - 180 - tässä muodossa ne hyväksyvät servokomentoja. Tiedot lähetetään paketeina, joista kukin koostuu viidestä kokonaisluvusta, joissa on tietoja kaikkien toimilaitteiden vaadittavista sijainneista.
Hallitsemalla robottia, käyttäjä voi samanaikaisesti ihailla niin kaunista asiaa:
Prototyyppivaiheen poistumisen jälkeen kaikki siirretään leipälevystä painetulle piirilevylle. Yhdistelmätransistorit kuumenevat melko paljon, ne vaativat painetun piirilevyn ja hyvät jäähdytysaineet.
Se tosiasia, että lasikuidun käsittelyssä on välttämätöntä käsien ja hengityselinten suojelemiseksi, droiddexter vakuutti omasta kokemuksestaan, että se ei enää työskentele tämän materiaalin kanssa ilman henkilönsuojaimia!
Naulan vasara on parempi useilla heikoilla iskuilla kuin päinvastoin. Valitse poran teho reikän halkaisijan ja materiaalin mukaan - kyllä, tarvitset kaksi tai kolme poraa, mutta enemmän hermoja säästyy. Reiän liikkumisen estämiseksi paina ensin poraa voimakkaasti porauskohtaa vasten ja käynnistä vasta sitten pora ja lisää nopeutta asteittain. Käytä käsineitä työskennellessäsi minkä tahansa työkalun kanssa. Kun asetat voimaa ruuvimeisseliin, varmista, että hänen pistos ei liuku toiseen käteen. Älä leikkaa mitään veitsellä itseäsi kohti, vain kaukana itsestäsi. Älä oikosulje virtalähteitä.
Ja sitten käytät mitä tahansa kotitekoista tuotteitasi ilman siteitä, liimoja ja kipsiä!