Cosa salvatge modificada: direcció del joystick: nova i millorada: 7 passos (amb imatges)

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

Actualització 1/1/2019: dos anys després d’haver finalitzat aquest projecte, he dissenyat i fabricat diverses plaques de circuits per facilitar la conversió d’aquestes cadires de rodes. La primera placa de circuit és gairebé la mateixa que la protoboard personalitzada soldada aquí, però en canvi és una placa de fabricació professional que pren un Arduino Nano. També hi ha un substitut de la placa de control d’estoc original (que disposa de circuits de controlador de motor a bord), així com una placa que es connecta a la placa de control d’estoc i emula els seus joysticks, cosa que els fa molt més fàcils d’utilitzar. Aquí teniu tota la informació d’aquests taulers: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Si voleu un d’aquests taulers, poseu-vos en contacte amb mi a través del meu bloc i hi podem anar: https: / /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Aquest manual va ser escrit per Willem Hillier, estudiant de l’escola secundària Champlain Valley Union, situada a Hinesburg, VT. Aquest projecte es va completar dins i fora de les classes de tecnologia de disseny i enginyeria de robòtica impartides per Olaf Verdonk.

A finals de març del 2017, un fisioterapeuta local es va posar en contacte amb l'escola secundària i va preguntar-nos si podríem modificar una cosa salvatge de Fisher Price a un únic joystick, seguint aquesta instrucció: https://www.instructables.com/id/ Modificació de coses salvatges /

Hem agafat aquestes instruccions i hem millorat el disseny on hem pogut. Les àrees on vam millorar van incloure:

• Muntatge / cablejat electrònic
• Codi
• Joystick i muntatge del joystick
• Sistema de muntatge de PVC
• Respaldo, reposacaps i altres estructures de suport
• Roda de rodes

No hem utilitzat cap sensor de sonar ni un so acústic piezoelèctric a la nostra versió, com feia l’original.

El darrer dia de construcció, quan vam instal·lar les estructures de suport finals i vam presentar el projecte a la noia, la premsa local hi era present. Van filmar i van entrevistar diverses persones i, després d’haver estat a les notícies locals, el vídeo va aparèixer a les notícies nacionals, així com a infinitat de llocs en línia.

Aquestes instruccions no són completes, com són les instruccions originals, sinó que són un "complement" que només tracta les àrees que hem canviat.

Disculpeu les fotografies inferiors a aquesta instrucció. Vaig tenir un iPhone 5 durant aquest projecte i no té la millor càmera …

EXCLUSIÓ DE RESPONSABILITATS: Champlain Valley Union High School o qualsevol altre si els seus estudiants, professors i personal no són responsables de cap lesió a cap persona ni danys a cap objecte, inclòs el cotxe, causat per les modificacions. Qualsevol tipus de modificació també anul·larà la garantia proporcionada pel fabricant del cotxe

Pas 1: peces i subministraments

Tot i que la majoria són iguals a la llista de peces de l’Instruible original, hi ha algunes diferències.

Moltes d’aquestes peces es poden comprar localment a Home Depot, Lowe’s o a la vostra ferreteria local. Tots els preus són els que figuren en el moment de la publicació.

Marc de PVC:

• Tub de PVC de 3/4"
• Femelles, cargols i volanderes per cargolar
• Colzes de PVC de 90 graus - x4
• Colzes de PVC de 30 graus - x2

Cost aproximat d’enquadrament: 30-40 dòlars

Electrònica:

• Adafruit Pro Trinket - 5V 16MHz

  • S'utilitza per agafar les entrades del joystick i controlar els motors adequadament
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Palanca de control

  • Qualsevol joystick analògic de 2 eixos funcionarà: utilitzeu el que millor funcioni físicament per a la vostra aplicació.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Power

• Bus de distribució (x2)

  • S’utilitza per distribuir energia i simplificar el cablejat
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • 1,95 $ 2 x

• Retallar el potenciòmetre

  • S’utilitza per controlar la velocitat del cotxe.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • S'utilitza per soldar altres components electrònics al seu lloc. Actua com a placa de circuit per a l'electrònica del controlador.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Capçaleres masculines

  • S’utilitza per crear endolls per a altres components
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Capçaleres femenines

  • S’utilitza per l’altre extrem: el fixarem al cable del joystick perquè es pugui connectar a la nostra placa de control.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Controladors de motor (x2)

  • Podeu utilitzar qualsevol controlador de motor PWM de 12V amb funcions inverses, tot i que això és el que hem utilitzat i és excel·lent (encara que una mica car).
  • 45,00 $ x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Condensadors (x2)

  • Augmenta la tensió quan consumeix molta energia (per exemple, s’accelera ràpidament).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • 1,37 $ x 2

• Interruptor d'alimentació

  • S’utilitza per engegar / apagar el cotxe
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Portafusibles

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98
• Fusible automotriu 20A

  Podeu comprar-los molt econòmicament a nivell local

• Qualsevol cable de calibre pesat

  • S’utilitza per al cablejat d’alimentació
  • Es pot comprar fàcilment a nivell local

• Cable petit de 4 pins o més

  • S'utilitza com a cable de palanca de control
  • El cablejat USB funciona bé

• Terminals de timbre

  Podeu comprar-los localment

• Opcional: bateria actualitzada
  • Us proporciona un temps d’execució aproximadament el doble que la bateria existent
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Connectors Powerpole

  • Per treure fàcilment la bateria i facilitar la càrrega
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Cost total de l’electrònica: 190,69 dòlars

Cost total estimat de la modificació: entre 200 i 300 dòlars

Pas 2: Muntatge / cablejat de l'electrònica

En lloc de soldar tots els cables necessaris directament a l’Adafruit Trinket Pro, vaig optar per construir un PCB que tingués totes les connexions necessàries.

Vaig utilitzar perfboard i vaig soldar capçaleres femenines per al Trinket Pro. He utilitzat capçaleres masculines per a les connexions d’alimentació, servo i joystick. El potenciòmetre de velocitat es solda directament sobre aquesta placa de control, a diferència del disseny original on el potenciòmetre d’ajust de velocitat era extern al tauler de control. Això és significativament més fiable (a diferència d’un connector) i és més senzill de fabricar.

A més, hi ha dos commutadors que controlen quina capçalera del joystick està activa. Un commutador commuta el senyal de l'eix X entre les dues capçaleres i l'altre canvia el senyal de l'eix Y. Cada capçalera està connectada "oposada" a l'altra, p. Ex. terra i VCC es canvien de posició des de l'altra capçalera. Això permet canviar el joystick entre l'operació de la dreta i l'esquerra simplement canviant la capçalera del joystick i girant dos commutadors, sense reprogramar el controlador.

Pas 3: Codi

En provar el codi original, vaig descobrir que era extremadament endarrerit. Després d'algunes investigacions / proves, es va determinar que el codi del sonar feia funcionar el llaç de control molt lentament quan no hi havia cap sensor de sonar connectat. Això es deu al fet que l'Arduino enviava un "ping" al sensor del sonar i esperava el moment de rebre un "ping" del sensor del sonar. Quan no hi ha cap sensor de sonar connectat, mai no es retorna el ping, però espera una estona per rebre-ne un abans d’acabar el temps d’espera.

Després d’eliminar aquest codi, així com un altre codi innecessari (específicament dissenyat per fer funcionar un cotxe amb un servo de direcció), funcionava força bé.

Pas 4: Joystick i Joystick Mount

El disseny original utilitzava un joystick estàndard de potenciòmetre de 2 eixos d’un control remot per a un avió, etc. Tot i que funcionen, sovint no tenen una qualitat especialment elevada i, a més, el mànec no és ideal, ja que està fet per utilitzar-lo amb un sol polze. Vam optar per utilitzar un joystick de 2 eixos amb un mànec de bola per facilitar-ne l’ús. Vaig dissenyar i imprimir en 3D un suport per al joystick. En total, va passar per quatre versions impreses abans de ser satisfactòria.

Hi ha diverses coses a tenir en compte sobre el muntatge del joystick:

• Utilitza dos perns forats per fixar-se a 1 "PVC. Per determinar la mida exacta necessària per a això, vam imprimir un conjunt de" anells de prova "amb diàmetres interiors lleugerament diferents (vegeu la foto superior).
• Aquest fitxer en particular necessita suports per imprimir millor: el vaig imprimir en un Ultimaker 3. Suposo que es podria imprimir en un lateral, però probablement no sortiria molt bé. També he adjuntat un model que no necessita suports.
• Hi ha un canal en forma de U retallat a l'interior que permet passar el cable entre el forat de sortida i l'altre potenciòmetre.
• El meu disseny utilitza una tapa superior d’acrílic tallada amb làser, que es podria imprimir fàcilment en 3D

Pas 5: sistema de muntatge de PVC

Igual que el disseny original, vam utilitzar PVC per construir un marc al voltant del vehicle. Aquest marc proporciona més protecció a l'usuari, així com punts de muntatge convenients per a altres parts, com el joystick i el reposacaps.

Hem utilitzat perns passants per fixar el marc de PVC al marc existent en quatre punts (vegeu la imatge superior; els punts de muntatge estan encerclats en vermell).

Pas 6: respatller, reposacaps i altres estructures de suport

Tenint en compte que estem construint una cadira de rodes, una estructura de suport i fer que el producte sigui ergonòmic, és molt important. Hi havia tres àrees que es van millorar dràsticament respecte a la cosa salvatge original.

1. Respaldo

Vam fer servir un tauler d’escuma, amb dues falques de fusta en forma de triangle entre el seient original, de manera que el respatller tingués un angle més pronunciat. Es van utilitzar cargols d'ascensor per assegurar tota la configuració.

2. Estructures de suport del tronc lateral

Hem utilitzat una peça de xapa muntada al marc taronja posterior que s’envoltava als costats de la cintura de l’usuari. L'escuma es va embolicar al voltant de les "puntes" d'aquesta peça de metall. Veure fotos.

3. Reposacaps

El respatller kickboard és bo pel que fa al suport de l’esquena, però no era prou alt per suportar el cap de l’usuari en el nostre cas. Per això, es va afegir un reposacaps. Vam treure el reposacaps de la cadira de rodes (manual) existent de l’usuari i simplement el vam fixar al tauler.

Pas 7: Roda de rodes

La roda de llançadora original i la seva estructura de suport eren de plàstic, tenien massa joc i no rodaven gens bé. (vegeu la foto superior per obtenir una vista desmuntada). Vam optar per substituir aquesta roda rodant per una roda giratòria de goma dissenyada per utilitzar-la a la part inferior dels carros rodants, etc.

Vaig dissenyar dues plaques a Fusion 260 que s’adaptaven a la part superior i inferior del cub giratori de plàstic de la part posterior del vehicle (vegeu la foto). Aquestes plaques es van retallar en un tallador de plasma CNC. Es va soldar un petit tros de tub d’acer a cada forat d’aquestes plaques. Els cargols travessaven la placa superior, la placa inferior i els forats de la placa de muntatge de la roda de la roda.

Gràcies per llegir aquest instructiu i voteu-lo al concurs de PVC i feu-lo moure.

Primer premi del concurs Make It Move 2017