Zippy the Fanbot: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Aquesta instrucció es va crear per complir els requisits del projecte del MAKEcourse a la Universitat del Sud de Florida (www.makecourse.com).

Zippy the Fanbot és un projecte basat en Arduino que utilitza l'empenta produïda per hèlixs muntades en motors sense escombretes per tal de propulsar o girar el bot en les direccions desitjades. L'usuari controla el bot amb un control remot d'infrarojos. El nom de Zippy es va encunyar a partir del fet que la majoria de l'assemblea se celebra junt amb tirants.

Pas 1: Impressió tridimensional de les peces

El marc d’aquest muntatge, així com la caixa Arduino i la caixa electrònica es van imprimir en 3D. Cada part es va imprimir al 30% d’ompliment amb 3-5 closques. He penjat els fitxers de peça STL per facilitar-vos-ho. Només els heu de descarregar i portar-los a una bona impressora 3D.

Pas 2: adquiriu l'electrònica i les peces necessàries

Es necessitaran diversos components electrònics i peces per construir i utilitzar Zippy the Fanbot. Aquí teniu una llista de totes les parts que he fet servir per fer aquest projecte:

1x Arduino Uno R3

1x sensor d'infrarojos VS / HX1838B

1 paquet de pins de capçalera masculí a masculí (suficient per a pins d'Arduino)

1 paquet de cables de pont de femella a femella de 8"

1 bateria de polímer de liti 3S 11.1V

1x arnès de distribució d'energia o tauler de distribució d'energia

4x Afro SimonK 20A OPTO ESC

4x motors sense escombretes Sunnysky X2212 KV980

2 hèlixs multirotors APC CW 8045

2 hèlixs multirotors APC CCW 8045

1 paquet de corbates amb cremallera de 4"

4x rodes giratòries lleugeres

1x paquet de tires de velcro

1x rotlle de cinta suau de doble cara

Pas 3: Muntar les peces i construir el circuit

Quan hàgiu imprès en 3D totes les peces necessàries i que hàgiu comprat la resta de components necessaris, és hora de començar a muntar Zippy. Consulteu la primera imatge d'aquesta instrucció per tal de visualitzar com es combina tot.

El marc imprès en 3D és molt intuïtiu de muntar, així és com pretenia que fos. Els dos braços s’enclaven per fer un marc en X i hi ha un suport que s’adapta als braços. La funda electrònica passa sota els braços. Els adaptadors de ventiladors es munten als extrems de cada braç i els adaptadors de rodes llisquen directament cap a les potes del marc. Hauria de ser molt intuïtiu on aplicar tots els tirants amb cremallera, però, si no és així, només cal mirar la primera imatge d’aquest intestructible. No és absolutament necessari aplicar corretges amb cremallera per subjectar el suport superior als braços.

Un cop muntat el marc, és hora de connectar i muntar l’electrònica. Els ESC es munten als braços mentre els motors s’han de muntar als adaptadors del ventilador. Tant els ESC com els motors estan muntats amb tirants de cremallera. Cal invertir la polaritat entre els ESC i els motors dels braços davanters esquerre i posterior dret perquè giren en sentit horari. Els altres dos braços tindran motors que giren en sentit antihorari. Per tant, els puntals en el sentit de les agulles del rellotge es muntaran als motors davanter esquerre i posterior dret, mentre que els puntals en sentit antihorari es muntaran als motors davanters dret i posterior esquerre. Aquestes direccions de rotació oposades produeixen parells oposats que ajuden al rendiment estable del bot.

Utilitzeu velcro per muntar la funda Arduino i la bateria LiPo a la part superior del suport central. Utilitzeu cinta de doble cara per muntar el sensor IR al centre superior de la funda Arduino, de manera que es troba en una ubicació òptima per rebre senyals des del comandament a distància. Tota la distribució d’energia des del LiPo fins als ESC s’alimenta a través de la caixa electrònica que es troba a la funda electrònica. El cable de senyal de l’Arduino als ESC també s’alimenta a través de la caixa electrònica. TINGUEU MOLT ATENCIÓ de no creuar el cablejat del LiPo als ESC. Això pot danyar fàcilment els ESC i pot provocar un incendi.

Consulteu l’esquema del circuit que il·lustra com es connecta tot.

Pas 4: feu flaix Arduino

Un cop muntat Zippy el Fanbot, és hora de fer flash Arduino amb el programari necessari. He proporcionat l'esbós d'Arduino que s'utilitza per controlar Zippy. El codi requereix bàsicament 5 botons per accionar el fanbot. Els millors botons per programar són els botons de navegació del comandament a distància. És intuïtiu que els botons amunt / avall mouran el bot cap endavant / enrere mentre que els botons esquerre / dret giraran el bot en sentit antihorari / horari. El botó de navegació central actuarà com a interruptor de destrucció i aturarà tots els motors. Si el comandament a distància que utilitzeu no funciona amb aquest codi, traieu les hèlixs del bot i utilitzeu el monitor sèrie de l'IDE Arduino per reprogramar l'Arduino perquè funcioni amb els botons direccionals del comandament. Simplement heu de prémer el botó que voleu utilitzar i observar quin valor apareix al monitor sèrie. A continuació, substituïu el valor a la sentència apropiada if que es troba al codi que he proporcionat pel valor que veieu al monitor sèrie.

El codi és bastant simple com veureu. Hi ha 5 comprovacions condicionals que determinen quin botó es prem. Per exemple, si el sensor IR detecta que es prem el botó amunt, els dos motors anteriors giraran, cosa que fa tirar el bot cap endavant. Si es prem el botó de navegació esquerre, els motors davanter dret i posterior esquerre giraran fent que el bot giri en sentit antihorari. Si es manté premut un botó per a una determinada maniobra, els motors respectius augmentaran contínuament les seves velocitats fins que s’assoleixi una velocitat màxima.

Diguem per un segon que el robot avança amb els motors anteriors girant a la seva velocitat màxima. Si l’usuari manté premut el botó premut, els motors anteriors s’alentiran fins que s’aturin completament i, a continuació, els motors posteriors s’activaran i enviaran el bot al revés. Això també s'aplica a les maniobres de rotació del bot. Això permet a l'usuari accelerar o frenar les maniobres que realitza el bot.

Ara, diguem que el bot torna a avançar a una certa velocitat. Si es prem el botó direccional esquerre o dret, el bot deixarà de fer girar tots els motors abans d’activar els motors que el fan girar. Per tant, l'usuari pot canviar immediatament entre el moviment lineal i el de rotació.

Pas 5: Diverteix-te amb Zippy i segura’t

Ara ja esteu a punt! Un cop hàgiu creat Zippy i hagueu aconseguit que el codi Arduino funcioni, és hora de jugar-hi. Tingueu molta cura, però, sobretot amb els nens i els animals. Assegureu-vos que les hèlixs estan ben equilibrades i estan ben ajustades als motors. Els motors sense escombretes que s’utilitzen en aquest projecte giren a RPM molt elevats, per tant, els accessoris són molt capaços de causar lesions. Diverteix-te!