1KG Sumobot Build: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest instructable us guiarà durant el procés de disseny i construcció d’un sumobot d’1 quilogram.

Però primer, una mica d’antecedents sobre per què vaig decidir escriure això. Estava a punt de reparar el meu vell sumobot per a una competició quan em vaig adonar que mai no havia creat cap instrucció sobre com fer un sumobot. Durant l’últim any he estat callat a Instructables, així que vaig decidir que tornaria amb aquest Instructable sobre com construir un sumobot d’1 KG.

En primer lloc, molts de vosaltres us preguntareu: què és un sumobot?

Bàsicament, un sumobot és un tipus de robot utilitzat en competicions de sumobot o robot-sumo. Com el seu nom indica, l’objectiu és empènyer-se mútuament d’un ring, similar a la lluita sumo. El sumobot en si està dissenyat amb l'únic propòsit de fer fora un altre sumobot del ring. El sumobot d’aquest instructable és d’1 quilogram. Hi ha, però, altres classes de pes com 500 grams i 3 quilograms.

Habilitats necessàries:

• Conèixer el CAD (Disseny Assistit per Ordinador)
• Soldadura
• Programació en Arduino

No calen moltes habilitats per a aquest projecte. Només estar còmode amb CAD, soldar i programar recorre un llarg camí. No us deixeu descoratjar pel complicat que sona el disseny assistit per ordinador. Autodesk proporciona tutorials complets gratuïts sobre el seu propi programari (jo mateix utilitzo Fusion 360) i és extremadament útil per a principiants que aprenen les cordes. Per a mi, el més important és la voluntat i la disposició a aprendre i, per descomptat, a divertir-me en el camí.

Amb això, comencem.

P. S. També participo en aquest instructable al concurs Fes-lo moure. Si trobeu que aquest instructiu és increïble, si us plau voteu també per mi. (Vull la samarreta; sembla molt maco:))

Pas 1: llista de peces

Llista de peces:

Full d'alumini de 0,090 "6061 - 12" x 12 "(o qualsevol full d'alumini de 0,090" / 2,2 mm que es pugui fer amb CNC. Vaig triar 6061, ja que s'utilitzaria per al cos principal i 6061 té una força considerable)

Xapa d'alumini de 0,5 mm - 12 "x 12" (qualsevol aliatge funcionaria; només per a la coberta superior i la fulla. He utilitzat restes d'alumini de recanvi)

Xapa d'alumini de 5 mm (de nou, qualsevol aliatge funcionaria. Les meves eren 7075 restes d'alumini).

Motor de parell elevat de 2 x 12 V CC (qualsevol motor de parell elevat funcionarà, com aquest d’Amazon).

2 x llantes de roda (de nou, qualsevol llanta funcionaria, depenent del motor. Si teniu un eix del motor de 5 mm, aquestes rodes funcionaran molt bé. En realitat, les meves són algunes velles rodes de silicona que tenia)

4 sensors de distància IR (faig servir sensors de distància IR Sharp, que es poden comprar a diverses botigues, com ara Pololu i Sparkfun).

2 sensors IR (en tinc alguns aquí de Sparkfun de nou).

1 placa de microcontrolador (faig servir un ATX2 només perquè és necessari. Un Arduino Uno normal seria realment millor per la seva facilitat d’ús).

1 bateria de polímer de liti 3S (LiPo. 3S LiPos són de 12 volts. Funcionaria amb una capacitat d'entre 800 i 1400 mah).

1 Controlador de motor (de nou, això depèn de la potència que pugui consumir el vostre motor. Això va directament a sobre d'un Arduino Uno i pot proporcionar fins a 5A de corrent).

Cables, cables i connectors (per connectar els sensors a la placa i connectar-se amb un ordinador portàtil).

Cargols i femelles M3

Epoxi

Cartró

Portàtil (per programar el tauler)

Eines com tisores, peladors de filferro i soldador.

Pas 2: Muntatge del xassís

Vaig fer servir Fusion 360, un programari CAD / CAM 3D amb tecnologia cloud en tot en un, per dissenyar el xassís. Autodesk ofereix tutorials fantàstics aquí. Vaig aprendre mirant sobretot els vídeos i després intentant fer-los jo mateix. No intentaré ensenyar-vos a utilitzar Fusion 360; Deixaré que els professionals facin les seves coses.

El disseny en si està format per una base principal, una fulla, una coberta superior, dos suports de motor i dos (o quatre) claus impreses en 3D. La base principal és d'alumini de 2,2 mm, els suports del motor són d'alumini de 5 mm, la fulla és d'alumini de 0,5 mm, mentre que la coberta superior pot ser d'alumini de 0,5 mm o de cartró normal. He utilitzat cartró perquè l’alumini pesa un parell de grams més i he superat el límit d’1 quilogram en 10 grams. Les claus impreses en 3D, d’altra banda, s’imprimeixen amb ABS, en un 50% d’ompliment.

Els dissenys que demanaven l'alumini es van exportar a fitxers.dxf i es van enviar a una empresa local de tall per làser, aquí a Filipines. Mentrestant, les peces impreses en 3D es van exportar a STL i es van enviar de nou a una empresa d’impressió 3D local.

Exempció de responsabilitat: He reutilitzat un sumobot vell meu que ja no funciona, però utilitza aquest disseny, de manera que algunes de les peces ja estan muntades a les fotos. Tanmateix, us guiaré pel procés de muntatge de totes les peces juntes.

Un cop tallades les peces, podeu començar amb la coberta superior, el tirant i la fulla o el suport del motor.

La coberta superior del disseny està feta d’alumini, però a causa de les restriccions de pes he fet servir cartró. Vaig tallar cartró amb les mateixes especificacions que en el disseny.

El tirant imprès en 3D es fixa davant mitjançant cargols i s’utilitza per reforçar literalment la fulla. La fulla s’enganxa a la base mitjançant epoxi. Cargueu els forats de la fulla i la base principal s’utilitza per guiar el posicionament i assegurar-se que estigui units amb precisió. Hi ha forats circulars a la base principal que podeu omplir amb epoxi per enganxar la fulla a la base principal. La gran superfície dels forats permet que l’epoxi agafi millor la fulla i eviti que s’esquinçi de la base. El sensor IR també es pot enganxar a la part inferior de la fulla mitjançant epoxi, igual que a les fotos. Assegureu-vos que la part inferior del sensor sigui perpendicular al terra.

Per muntar el motor a la base, primer cargoleu-lo al suport del motor. Tot i això, primer heu de soldar els cables al motor, ja que els cables es troben a la part posterior del motor i seria difícil arribar-hi un cop estiguin connectats a la base. El motor s’alinea amb el suport del motor i es sosté mitjançant cargols. És a dir, si teniu el motor que he inclòs a la llista de peces. Si no, podeu modificar el disseny per adaptar-lo al vostre motor. En aquest punt, també podeu fixar la vora de la roda al motor. A continuació, el suport del motor es cargola als forats posteriors de la base principal.

Si utilitzeu un controlador de motor que no pot anar a sobre de l’Arduino o, per qualsevol motiu, perquè el controlador de motor tingui la seva pròpia àrea, hi ha espai entre els motors i la fulla. Aquest espai està assignat per a la bateria lipo i un controlador de motor, en cas que necessiteu espai addicional. Com que també estem treballant a la part inferior del robot, i seria difícil accedir-hi més endavant un cop fixada la tapa superior, podeu col·locar el controlador del motor entre la fulla i els motors, igual que a les fotos. La cinta de doble cara pot ajudar a fixar-la a la base.

Pas 3: electrònica

El següent és l'electrònica, com ara els sensors, el controlador del motor i la placa.

Si, de nou, feu servir un controlador de motor que no arriba a un Arduino, comenceu a connectar els cables necessaris per connectar-lo amb el microcontrolador. Per al meu conductor del motor, tot el que necessito és un cable de senyal (blau) i terra (negre). Depèn del propi conductor. El que necessiten tots els conductors són cables per connectar-se a la bateria o a la font d'alimentació. Els cables connectats al meu XT-60 (el mateix endoll de la majoria de bateries lipo) eren massa gruixuts, així que vaig haver de retallar-lo per ajustar-lo als blocs de connectors estrets.

El meu microcontrolador també comparteix la mateixa font d’alimentació que els controladors del motor, de manera que vaig haver de soldar els cables directament als cables del connector XT-60 dels controladors del motor.

És possible que els mateixos sensors de distància IR necessitin soldar els pins de capçalera, en funció del sensor que obtingueu. Normalment n’inclouen alguns al paquet si els compreu, de manera que només cal que els soldeu segons sigui necessari.

És possible que també hagueu de soldar cables per connectar el microcontrolador als sensors, igual que jo. El sensor té el seu propi connector; alguns utilitzen JST, mentre que alguns utilitzen servocapçalers. Amb un Arduino normal, podeu enganxar cables jumper a l’Arduino i soldar l’altre extrem del cable al cable que surt del sensor. El procés funciona de la mateixa manera que amb altres microcontroladors. Els cables procedents del microcontrolador es solden als cables procedents del sensor.

Pas 4: ajuntar totes les parts

Els sensors i el microcontrolador van a la placa superior. Vaig muntar els sensors de distància IR en un munt de cartró per pujar-lo per sobre del microcontrolador, ja que els cables darrere del sensor xoquen amb el microcontrolador. Fixeu-vos com només hi ha tres sensors a la foto. Només a l’últim moment vaig decidir afegir un quart sensor de distància a la part posterior del robot. Malauradament, ja no hi havia espai, així que vaig haver de muntar-lo a la base principal, just darrere dels motors.

El microcontrolador s’uneix a la placa superior. Res massa dur; Acabo de ficar alguns forats al cartró i he cargolat tota la pissarra a la placa superior. Si utilitzeu alumini, cal fer un trepant manual.

Quan tot estigui fixat a la placa superior, utilitzeu cinta de doble cara per enganxar-la a la part superior dels motors.

En aquest moment, podeu començar a connectar tots els aparells electrònics junts, com ara connectar els sensors i el controlador del motor al microcontrolador. Si utilitzeu el controlador del motor que només s’enganxa a la part superior de l’Arduino, no hi haurà cap problema. Si no, haureu de connectar-lo a la placa segons les especificacions del conductor, tal com he fet.

Un cop tot estigui connectat, col·loqueu la lipo a l’espai inferior entre els motors i la fulla i, a continuació, enceneu el microcontrolador i els controladors per veure com s’encén per primera vegada.

Pas 5: programació

Un cop tot muntat, hi ha una última cosa que cal fer: programar el robot.

Programar el robot depèn de l'estratègia que vulgueu. Suposo aquí que sou competent en programació, ja que el meu controlador de motor utilitza comunicació serial (UART) i, per tant, el meu programa no funcionarà per a altres controladors de motor. Al cap i a la fi, no hi ha cap mida única per a la programació.

Per ajudar-vos, aquí teniu un diagrama de flux bàsic del meu programa.

si hi ha algú molt a prop al davant, aneu a plena potència si el sensor de color esquerre o dret detecta una línia blanca, torneu enrere i gireu-lo si el sensor de distància esquerra o dreta detecta alguna cosa, gireu en aquesta direcció si el sensor posterior detecta alguna cosa, gireu a aquesta direcció si algú és molt al davant, segueix endavant, continua avançant

Aquí teniu tot el programa si teniu curiositat:

#incloure

// A5 - sensor de color esquerre // A4 - sensor de color dret // A6 - sensor de distància posterior // A2 - sensor de distància esquerre // A3 - sensor de distància dreta // A1 - sensor de distància frontal // motor 1 - dreta // motor 2: configuració del buit esquerre () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); D'ACORD(); pit (2); setTextColor (GLCD_BLUE); glcd (1, 0, "Inicialitzat"); retard (4900); }

bucle buit () {

int FrontDistanceValue = analogRead (A1); int LeftDistanceValue = analogRead (A2); int RightDalourValue = analogRead (A3); int rearDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = DigitalRead (A5); int RightColorValue = DigitalRead (A4); if (FrontDistanceValue> 250) {// algú just al davant, potència màxima Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftColorValue == 0) {// vora tocada // revers Serial1.write (1); Serial1.write (255); retard (400); Serial1.write (1); Serial1.write (128); retard (300); } else if (rightColorValue == 0) {// vora tocada // reversió Serial1.write (1); Serial1.write (255); retard (400); Serial1.write (127); Serial1.write (255); retard (300); } else if (FrontDistanceValue> 230) {// una mica lluny Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else if (leftDalourValue> 250) {// gireu a l'esquerra Serial1.write (127); Serial1.write (255); retard (450); } else if (RightDalourValue> 250) {// gireu a la dreta Serial1.write (1); Serial1.write (128); retard (450); } else if (ValueDistanceValue> 150) {// a l'esquena Serial1.write (1); Serial1.write (128); retard (1050); } else if (FrontDistanceValue> 180) {// molt al davant Serial1.write (127); Serial1.write (128); } else {Serial1.write (100); Serial1.write (155); }}

Pas 6: fotos

Es mostren algunes fotos del sumobot acabat.

Esperem que hagueu après alguna cosa d’aquest instructiu. Si us agrada aquesta guia, voteu-me al concurs Fes-lo moure. Si no, estaré encantat de corregir qualsevol cosa que pugui millorar aquesta guia.

Feliç aprenentatge!