STEGObot: robot Stegosaurus: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

El concepte d’aquest petit amic té la voluntat de crear robots més lúdics per fer que el meu noi de 4 anys estigui encara més interessat en aprendre electrònica i robòtica.

La seva característica principal és el PCB en forma d’estegosaure, que a més de ser la part principal per donar suport a tota l’electrònica, és una part fonamental de l’estètica.

Tinc la intenció de mostrar tot el disseny i la construcció d’aquest robot per a una percepció més clara del context.

El primer vídeo mostra una visió general del concepte i el disseny, la mecànica, l'electrònica i la programació, però també descriuré aquests passos aquí amb informació i detalls addicionals.

Pas 1: disseny

Assegut al meu escriptori amb una joguina estegosaure del meu fill a la mà per inspirar-me, vaig començar a dibuixar les peces directament sobre cartró.

Vaig acabar amb un bonic prototip de cartró per provar el mecanisme de pota / caminar i obtenir una bona visió general de la mida real i la disposició de les peces.

Després, coneixent les dimensions desitjades, vaig començar a dibuixar el model final i les plantilles 2D per a les peces mecàniques.

Pas 2: Mecànica

Totes les peces mecàniques estaven fetes de peces de poliestirè d’alt impacte (làmines de 2 mm de gruix). Aquest és el meu material preferit per fer peces personalitzades per als meus robots i fa uns vuit anys que utilitzo aquest material.

El mètode és senzill: les plantilles s’enganxen sobre les peces de plàstic amb cola de pal. Quan la cola estigui ben seca, vaig tallar les peces a les línies amb un ganivet utilitari. Per a les línies rectes, també faig servir una regla metàl·lica per guiar els talls perquè tinguin un tall realment recte.

Cal reforçar algunes parts. En aquests casos, combina diverses capes per aconseguir la força necessària i faig servir adhesiu instantani per unir-ho tot.

Per donar un acabat suau a les peces, primer les polim amb paper de vidre # 60 per eliminar l’excés de material i paper de vidre # 500 per a un acabat fi.

Els forats es poden fer fàcilment amb trepant.

L’últim pas és pintar-ho tot. Primer amb l’imprimació per veure si tot és prou suau i finalment el color desitjat.

Els servomotors per a les potes / mecanisme de marxa són tots els mini servos Hitec. El mig és un HS-5245MG i els altres dos (per a les potes davantera i posterior) són HS-225MG. No els vaig triar per cap motiu especial … era simplement perquè eren els que tenia a casa. Però són excel·lents servomotors amb engranatges metàl·lics i tenen més parell del necessari.

Llista de materials per a mecànica:

• poliestirè d'alt impacte (xapa de 2 mm de gruix);
• adhesiu instantani;
• imprimació per esprai gris;
• pintura en aerosol verda;
• Servomotor Hitec HS-5245MG (1x);
• Servomotor Hitec HS-225MG (2x);
• M3 malla de niló 35 mm (4x);
• cargols i femelles;
• paper de vidre (# 60 i # 500).

Pas 3: electrònica

El PCB (que anomeno STEGOboard) està dissenyat per facilitar la connexió dels servomotors i del mòdul NRF24L01 a una placa Arduino Nano. Per descomptat, això es podria haver fet amb un PCB molt petit. Però, com he dit abans, el PCB també és una part fonamental de l’estètica.

Quan vaig imaginar tot el robot a la meva ment, vaig tenir la idea que hauria de tenir un gran PCB verd a la part posterior amb les distintives plaques en forma d’estel.

El fitxer de forma de PCB (SVG) es va fer amb Inkscape i l’esquema i la disposició de les parts electròniques a la placa es van fer amb Fritzing. Fritzing també es va utilitzar per exportar fitxers Gerber necessaris per a la fabricació.

El PCB va ser fabricat per PCBWay.

El PCB té tres connectors per a servomotors i capçaleres per a la placa Arduino Nano i el mòdul NRF24L01. També té un connector per a la font d'alimentació. Tot es va soldar amb soldadura sense plom.

L’alimentació la fan dues bateries LiPo connectades en sèrie, així que tinc 7.4V. Però els servomotors accepten un màxim de 6 volts. Per tant, també té un mòdul LM2596 reduït per proporcionar la tensió correcta i no cremar els servomotors.

Llista de materials per a electrònica:

• Arduino Nano R3;
• Mòdul NRF24L01;
• capçaleres de pin d'angle recte;
• capçaleres femenines;
• Bateria LiPo 3,7 V 2000 mAh (2x);
• filferro de soldadura sense plom;
• LM2596 baixador regulador de tensió;
• flux de soldadura.

Pas 4: Programació

La programació de STEGObot és molt senzilla, ja que només té tres servomotors i es va fer amb l’IDE Arduino.

Bàsicament, hem de moure el servomotor central per inclinar la part frontal del cos i girar el servo de les potes davanteres (simultàniament, les potes posteriors giren de manera oposada). Per tant, fa tirar el robot cap endavant.

Pas 5: divertir-se

STEGObot pot avançar, retrocedir i fer girs a l'esquerra i a la dreta. Es controla remotament amb un comandament a distància personalitzat que he fet per controlar tots els meus robots.