Com crear un robot d’equilibri imprès en 3D controlat a distància: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Aquesta és una evolució de la versió anterior de B-robot. FONT 100% OBERT / robot Arduino. El CODE, les peces 3D i l'electrònica estan oberts, així que no dubteu a modificar-lo o crear una enorme versió del robot. Si teniu dubtes, idees o necessiteu ajuda, aprofiteu al màxim la comunitat de robots B.

La nova versió inclou moltes funcions noves:

• Controleu-lo i ajusteu-lo mitjançant el vostre telèfon intel·ligent / tauleta mitjançant l’aplicació gratuïta jjRobots o iOS o Android
• Google es pot controlar de manera bloquejada.
• Perfecte per passar-ho bé mentre aprens robòtica (fes un cop d'ull als desafiaments de la robòtica).
• Ara es poden utilitzar bateries AA normals (o una bateria LIPO de 3 cel·les) Qualsevol cosa capaç de subministrar 9V
• Dues sortides SERVO (una per al ARM). Controleu la sortida de dos servo només tocant la pantalla del telèfon intel·ligent.
• Més fàcil d’imprimir i amb menys plàstic
• PRO MODE es pot activar des del telèfon intel·ligent / tauleta (major agilitat i velocitat)
• Augment del rang WIFI (fins a 40 metres)
• L'estat de la bateria i "Angle d'inclinació" es mostren en temps real a la pantalla del telèfon intel·ligent
• Modifiqueu el control robotitzat PID en temps real i vegeu com afecta això al seu comportament i rendiment.

Però primer, comencem des del principi. Com que és Instructables, és possible que tingueu alguns dels elements necessaris per crear el robot B EVO.

La llista:

• Taula de control DEVIA (aquesta placa facilita la configuració, ja que ja disposa de giroscopis / acceleròmetres + mòdul WIFI i pot controlar servos i fins a tres motors pas a pas). Si voleu fabricar-ne de propis, mireu aquest esquema)
• 2x motors pas a pas NEMA17 + cables de 14 cms (parell)
• 2x controlador de motor pas a pas (A4988)
• Servo d'engranatges metàl·lics (necessitareu un braç per lluitar i aixecar el robot B …)
• Funda de bateria AA 6x amb interruptor ON / OFF
• Perns i femelles necessaris per configurar-ho tot
• Parell de para-xocs de niló -o impresos en 3D- (14 × 5 cm)
• Cinta lateral doble, ulls gots …
• 2 gomes per a les rodes: adherència

Pas 1: llista de la llista de materials i quins són els elements

La llista:

• TAULA DE CONTROL DEVIA: aquesta placa facilita el procés de configuració. És una versió "millorada" del potent Arduino ZERO però amb sortides de control de motors + servos, WIFI, port COMMs, port de tensió controlable de 12V i sensors. Si voleu "fabricar / muntar" els vostres propis, mireu aquest diagrama, que us ajudarà a connectar tots els diferents elements junts.
• 2x motors pas a pas NEMA17 + cables de 14 cms (parell). Bé, hauria de funcionar un motor pas a pas NEMA17 amb les mateixes especificacions.
• 2x controlador de motor pas a pas (A4988). El controlador de motor pas a pas més utilitzat.
• Engranatges metàl·lics SERVO: necessitareu un braç per lluitar i aixecar el robot B … Els servo engranatges de niló no funcionaran tan bé com es pretenia
• Funda de bateria AA 6x amb interruptor ON / OFF: aquesta funda s'ha inserit al marc, però també podeu utilitzar una bateria LiPO (3S)
• Perns + femelles necessàries per configurar-ho tot: perns i femelles M3 (12x6mm, 12x15mm)
• Parell de para-xocs de niló (14 × 5 cm): també podeu crear el vostre propi para-xocs personalitzat i imprimir-lo
• Cinta lateral doble, ulls gots … per fixar l'IMU a l'escut del cervell. Aquesta cinta de doble cara funcionarà com un amortidor a l'IMU
• Marc: peces impreses en 3D
• 2 gomes per a les rodes: adherència
• El vostre telèfon intel·ligent / tauleta per controlar-lo

Si voleu saltar-vos tot això i anar al vídeo de la guia Assembly. Clica aquí

Pas 2: Funcions del robot B i reptes robotitzats

Hem creat reptes per superar amb el robot B, que són una manera senzilla d’introduir el control de l’electrònica i la robòtica mentre es diverteix. Hem intentat que tot sigui el més assequible possible mitjançant elements "MAKER World" molt comuns i proporcionant aplicacions gratuïtes per controlar els robots.

El robot B es pot controlar a través de Google Blockly. Més informació aquí

Els seus paràmetres de comportament es van ajustar en temps real: informació

Fins i tot podeu ser tècnic de robots: ajusteu el vostre B.robot per guanyar la cursa.

Molts fabricants han anat modificant i afegint peces al robot B. Mireu-los aquí

Alguna teoria darrere d’un robot d’autoequilibri: aquí

Pas 3: si creeu aquest robot, gairebé tot el que necessiteu per crear aquests:

Si ja teniu les peces necessàries per crear aquest robot, ja teniu el 90% dels elements necessaris per crear:

• el Sphere-o-bot: robot d’art amable que pot dibuixar objectes esfèrics o en forma d’ou des de la mida d’una bola de ping pong fins a un ou d’ànec gran (4-9 cm).
• Iboardbot: l’iBoardbot és un robot connectat a Internet capaç d’escriure textos i dibuixar amb gran precisió
• El control lliscant de càmera motoritzat: un control lliscant de càmera controlat per telèfon intel·ligent
• el robot Air hockey !: Un robot desafiant d'hoquei aire, perfecte per divertir-se.
• El robot B EVO

Tots ells fan servir la mateixa electrònica i elements auxiliars

Pas 4: vídeo de la guia de muntatge

És la primera vegada que gravem un vídeo en lloc de fer una guia de muntatge de "fotos". Per a aquest robot, és més fàcil si veieu com connectar-ho tot i obtenir algunes explicacions / consells sobre com fer-ho tot.

Aquí hi ha una guia de muntatge "sempre actualitzada" amb alguns consells per si voleu prendre un botí.

Pas 5: CARREGUEU EL CODI ARDUINO a la JUNTA DE CONTROL DEVIA

a) Instal·leu l'IDE Arduino al vostre PC des d'aquí (ometeu aquest pas si teniu l'IDE Arduino ja instal·lat) Aquest codi del robot B ha estat provat i desenvolupat a la versió 1.6.5 i versions posteriors de l'IDE. Si teniu problemes per compilar el codi, feu-nos-ho saber

b) Descarregueu tots els fitxers arduino des d’aquí. Copieu els fitxers de la carpeta BROBOT_EVO2_23_M0 del disc dur

c) Compileu i envieu el codi a la placa de control DEVIA

1. Obriu el vostre ID Arduino
2. Obriu el codi principal a /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Connecteu la vostra placa DEVIA amb el cable USB al PC
4. Nota: Si és la primera vegada que connecteu una placa Arduino al vostre PC, potser haureu d'instal·lar el controlador.
5. Seleccioneu la placa Arduino / Genuino ZERO (port USB natiu). Al menú EINES-> tauler
6. Seleccioneu el port sèrie que apareix a les eines-> Port sèrie
7. Envieu el codi al tauler (botó CARREGAR: fletxa que apunta cap a la dreta)

Seleccionant el tauler adequat abans de penjar el codi

d) Fet

Pas 6: CONTROLEU EL B-ROBOT EVO 2:

Usuaris d'Android:

Hem desenvolupat una APP GRATU toTA per controlar el Brobot (i els futurs JJrobots) per al vostre telèfon intel·ligent / tauleta basat en Android o iOS:

APP Android / APP iOS

Passos a seguir:

1. Instal·leu l'aplicació de control JJRobots (per a Android o iOS)
2. Després d’encendre el Brobot EVO, connecteu el vostre telèfon intel·ligent / tauleta a la xarxa wifi del robot B EVO (la contrasenya WIFI per defecte és 87654321)
3. Inicieu l'aplicació de control JJrobots i jugueu amb el vostre robot B EVO.

Pas 7: Model 3D de robot B interactiu

El model 3D interactiu us ajudarà a tenir una bona idea sobre com es veu el robot B EVO un cop muntat

Pas 8: resolució de problemes

El meu robot B no respon a l'ordre enviada des del meu telèfon intel·ligent / tauleta

Comproveu que esteu connectat a la xarxa JJROBOTS_XX mitjançant la contrasenya correcta (per defecte: 87654321) i que el dispositiu no hagi bloquejat el trànsit de dades al robot B (resteu sempre connectat al robot)

Al meu robot B li falta potència o cau sense raó

Ajusteu el corrent subministrat pels controladors de motors pas a pas. Utilitzeu un tornavís i gireu suaument els cargols indicats a la foto següent. Girar entre 10º i 30º és més que suficient. Rotació en sentit horari: augmenta la potència subministrada als motors

El meu robot B no pot suportar-se per si sol

Si tot està bé, el robot B només necessita una mica d’ajuda del servo per posar-se dret. Mireu aquest vídeo. Si el robot no es comporta com al vídeo, ajusteu la potència de sortida dels controladors del motor pas a pas (instruccions anteriors). Tingueu en compte que els para-xocs tenen dues funcions aquí: protegir l'electrònica + robot i ajudar-lo a mantenir-se fàcilment.

MODE DE DEPURACIÓ

Hi ha un MODE DEBUG dins del CODI del robot B. Aquest MODE us permetrà depurar el comportament del robot si teniu problemes. Si teniu problemes o preguntes, consulteu la comunitat de robots B. Mireu la línia d'esbós "#define DEBUG 0" i canvieu el 0 a 1 … 8 en funció de la informació que vulgueu obtenir.

Més informació al final d'aquesta pàgina

Pas 9: PMF

Preguntes freqüents:

Per què utilitzeu motors Stepper?

Hi ha diverses opcions per als motors: CC, Brushless, Steppers … Triem motors pas a pas perquè tenen prou parell, podríeu connectar les rodes directament sense engranatges que generin alguna barra invertida (aquest és un problema habitual en els robots d’equilibri), tenen bons coixinets i podreu controlar la velocitat dels motors amb precisió. En mides estàndard, aquests motors són econòmics (utilitzem els mateixos motors que s’utilitzen en una impressora 3D normal) i els controladors també són barats i fàcils de connectar amb Arduino.

Per què utilitzeu una connexió Wifi?

L’ús d’una connexió Wifi ens permet treballar amb molts dispositius (telèfons intel·ligents, tauletes, PC …) Els dispositius Bluetooth són més econòmics, però la seva autonomia sol ser més curta. Els dispositius antics no són compatibles i no podríeu connectar-lo a Internet fàcilment. El mòdul Wifi que us recomanem ens permet crear un punt d'accés, de manera que no cal que utilitzeu una infraestructura Wifi existent (els mòduls Wifi econòmics no us permeten fer-ho). Podeu connectar el vostre dispositiu directament al robot en qualsevol lloc, però si ho preferiu, podeu piratejar-lo i utilitzar la vostra pròpia infraestructura, per tant controlant el vostre robot (o el que hàgiu creat) a través d'Internet des de qualsevol lloc remot del món. (Guai, oi?)

Per què BROBOT?

Els robots d’equilibri automàtic són divertits de veure i jugar. Un robot d’equilibri automàtic requereix sensors i algorismes de control. A JJROBOTS trobareu tots els HOWTO i documents tècnics que expliquen el "darrere de les escenes". Apreneu electrònica i robòtica creant el vostre propi BROBOT des de zero. Hi ha algunes solucions comercials al robot d’equilibri, però aquí volem compartir coneixements i pensaments. Podeu utilitzar les parts de BROBOT per crear més robots o aparells. Tingueu en compte que tots els dispositius que s’utilitzen en un BROBOT són dispositius estàndards / electrònics amb molt de potencial. A la comunitat JJROBOTS us volem mostrar com fer-ho! Ara esteu comprant un robot d’equilibri automàtic, esteu comprant els vostres propis dispositius electrònics i auxiliars. Voleu crear un robot d’autoguia GPS? una versió modificada de BROBOT és el vostre robot.

Quanta càrrega útil pot transportar BROBOT?

BROBOT pot transportar fàcilment les llaunes de refrescos. Hem provat amb 500 g de càrrega útil amb èxit. Més pes fa que el robot sigui més inestable, però també pot ser divertit, oi?

Per què utilitzar motors pas a pas per a un robot d'equilibri?

Hi ha diverses opcions per a motors, CC, Brushless, Steppers … Triem motors pas a pas perquè tenen prou parell, podríeu connectar les rodes directament sense engranatges que generin alguna barra invertida, tenen bons coixinets i podríeu controlar molt la velocitat dels motors precisament. També són barats i els conductors també …

Puc utilitzar bateries recarregables de bateries Lipo?

Sí, podeu utilitzar piles AA estàndard (recomanades alcalines), piles recarregables AA (per exemple, NiMh) o opcionalment, podeu utilitzar una bateria Lipo 3S. Feu funcionar les bateries Lipo sota la vostra responsabilitat.

Quin és el temps d'execució de BROBOT?

Amb les bateries recarregables AA (p. Ex., Ni-Mh 2100mAh) podríeu esperar aproximadament mitja o hora d’execució

BROBOT podria funcionar sense el mòdul wifi?

Sí, BROBOT podria funcionar i mantenir la seva estabilitat. Però, per descomptat, no es podria controlar sense el mòdul.

Puc canviar el nom de la xarxa Wifi que genera BROBOT?

Sí, a l'esbós de configuració podeu canviar el nom i també algunes altres configuracions d'Internet. També podeu connectar BROBOT a la vostra xarxa Wifi existent

És un projecte per a principiants d'Arduino?

Bé, BROBOT no és un "projecte per a principiants" fàcil, però té molta documentació, de manera que teniu una plataforma per fer créixer les vostres habilitats. Primer podríeu muntar el BROBOT seguint les instruccions i hauria de funcionar bé, després podríeu començar a entendre algunes parts del codi i, finalment, escriure les vostres pròpies peces de codi … Per exemple, podríeu escriure fàcilment (hi ha tutorials) codi perquè el robot mogui automàticament el braç i giri ell mateix si no envieu cap ordre en 10 segons … Hacks més avançats: converteix-lo en un robot totalment autònom amb obstacle evitant afegir un SONAR, converteix-lo en un robot de línia de seguiment, etc. …

Per què l’electrònica BROBOT no és tan barata?

Som una startup realment petita (dues persones en el nostre temps lliure) i ara només podríem executar un petit lot d’electrònica. Com sabeu, el preu de l'electrònica baixa ràpidament en produccions de gran volum, però estem començant … Si venem moltes taules i podríem executar produccions de més volum, baixarem els preus !!. JJROBOTS no va néixer per obtenir diners, el nostre esperit és vendre “bons productes” per fundar els nostres propers projectes i difondre el coneixement de la robòtica