ساخت 1 کیلوگرم Sumobot: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این دستورالعمل شما را در مراحل طراحی و ساخت sumobot 1 کیلویی راهنمایی می کند.

اما ابتدا کمی پیش زمینه درباره اینکه چرا تصمیم گرفتم این را بنویسم. من قصد داشتم sumobot قدیمی خود را برای مسابقه تعمیر کنم که متوجه شدم هرگز دستورالعمل نحوه ساخت sumobot را تهیه نکرده ام. من در سال گذشته در Instructables ساکت بودم ، بنابراین تصمیم گرفتم با این دستورالعمل نحوه ساخت یک sumobot 1 کیلوگرمی بازگردم.

در ابتدا ، بسیاری از شما می پرسید: sumobot چیست؟

در اصل ، sumobot نوعی ربات است که در مسابقات sumobot یا robot-sumo استفاده می شود. همانطور که از نامش پیداست ، هدف این است که یکدیگر را شبیه به کشتی سومو از یک رینگ بیرون بیاورند. خود sumobot تنها با هدف بیرون راندن sumobot دیگر از حلقه طراحی شده است. sumobot در این دستورالعمل 1 کیلوگرم است. با این حال ، وزن های دیگری مانند 500 گرم و 3 کیلوگرم وجود دارد.

مهارتهای مورد نیاز:

• آشنایی با CAD (طراحی به کمک کامپیوتر)
• لحیم کاری
• برنامه نویسی در آردوینو

مهارت های زیادی برای این پروژه مورد نیاز نیست. فقط راحت بودن با CAD ، لحیم کاری و برنامه نویسی تا حد زیادی پیش می رود. نگران طراحی پیچیده به کمک رایانه نباشید. Autodesk آموزش های جامع رایگان را در مورد نرم افزار خود ارائه می دهد (من خودم از Fusion 360 استفاده می کنم) و برای مبتدیان که طناب را یاد می گیرند بسیار مفید است. برای من آنچه مهمتر است تمایل و آمادگی برای یادگیری و البته تفریح در این راه است.

با این کار ، بیایید شروع کنیم.

P. S. من همچنین این دستورالعمل را در مسابقه Make it Move وارد می کنم. اگر این دستورالعمل را عالی می دانید ، لطفاً به من نیز رای دهید. (من تی شرت می خواهم ؛ واقعاً عالی به نظر می رسد:))

مرحله 1: لیست قطعات

فهرست قطعات:

ورق آلومینیوم 0.090 "6061 - 12" x 12 "(یا هر ورق آلومینیوم 0.090"/2.2 میلی متر که می تواند CNC باشد. من 6061 را انتخاب کردم زیرا از این برای بدنه اصلی استفاده می شود و 6061 دارای قدرت مناسبی است)

ورق آلومینیوم 0.5 میلی متر - 12 اینچ در 12 اینچ (هر آلیاژی کار می کند ؛ این فقط برای رویه و تیغه بالا است. من از ضایعات آلومینیوم یدکی استفاده کردم)

ورق آلومینیوم 5 میلی متری (باز هم ، هر آلیاژی کار می کند. مال من 7075 ضایعات آلومینیوم بود.)

موتور 2 12 12 ولت DC با گشتاور بالا (هر موتور با گشتاور بالا کار می کند ، مانند این از آمازون.)

2 لبه چرخ (باز هم ، بسته به موتور شما ، هر رینگ چرخ کار می کند. اگر شفت موتور 5 میلی متری دارید ، این چرخ ها به خوبی کار می کنند. مینم در واقع برخی از چرخ های سیلیکونی قدیمی من بود)

4 سنسور فاصله IR (من از سنسورهای فاصله IR تیز استفاده می کنم ، که می توان آنها را از چندین مغازه خریداری کرد ، مانند این از Pololu و این از Sparkfun.)

2 سنسور IR (من برخی از آنها را دوباره از Sparkfun دریافت کردم.)

1 برد میکروکنترلر (من از ATX2 فقط به دلیل نیاز آن استفاده می کنم. Arduino Uno معمولی در واقع برای سهولت استفاده بهتر است).

1 باتری لیتیوم پلیمری 3S (LiPo. 3S LiPos 12 ولت است. ظرفیت 800 تا 1400 mah کار می کند.)

1 راننده موتور (باز هم ، این بستگی به این دارد که موتور شما چقدر قدرت می تواند بگیرد. این دستگاه مستقیماً روی یک آردوینو Uno کار می کند و می تواند حداکثر 5 آمپر جریان تولید کند.)

سیم ها ، کابل ها و اتصالات (برای اتصال سنسورها به برد و رابط با لپ تاپ.)

پیچ و مهره M3

اپوکسی

مقوا

لپ تاپ (برای برنامه ریزی برد)

ابزارهایی مانند قیچی ، سیم برنده و آهن لحیم کاری.

مرحله 2: مونتاژ شاسی

من برای طراحی شاسی از Fusion 360 ، یک نرم افزار سه بعدی CAD/CAM که دارای یک ابر است ، استفاده کردم. Autodesk آموزش های زیبایی را در اینجا ارائه می دهد. من بیشتر از تماشای ویدئوها و سپس تلاش برای انجام آنها خودم آموختم. من سعی نمی کنم نحوه استفاده از Fusion 360 را به شما آموزش دهم. من به متخصصان اجازه می دهم کار خود را انجام دهند.

خود طرح از یک پایه اصلی ، یک تیغه ، یک جلد بالایی ، دو براکت موتور و دو (یا چهار) مهاربند چاپ سه بعدی تشکیل شده است. پایه اصلی از آلومینیوم 2.2 میلی متر ، براکت های موتور آلومینیوم 5 میلی متر ، تیغه از آلومینیوم 0.5 میلی متر است ، در حالی که روکش بالایی می تواند آلومینیوم 0.5 میلی متر یا مقوا معمولی باشد. من از مقوا استفاده کردم زیرا آلومینیوم چند گرم بیشتر وزن دارد و من از 10 کیلوگرم بیشتر از یک کیلوگرم بودم. بریس های پرینت سه بعدی از طرف دیگر با ABS چاپ می شوند و 50٪ پر می شوند.

طرحهایی که نیاز به آلومینیوم داشتند به فایلهای.dxf صادر و به یک شرکت برش لیزری محلی در فیلیپین ارسال شدند. در همین حال قطعات چاپ سه بعدی به STL صادر شد و دوباره به یک شرکت چاپ سه بعدی محلی ارسال شد.

سلب مسئولیت: من از sumobot قدیمی خود استفاده کردم که دیگر کار نمی کند اما از این طرح استفاده می کند ، بنابراین برخی از قطعات در عکس ها مونتاژ شده اند. با این حال ، شما را در فرایند مونتاژ همه قطعات با هم آشنا می کنم.

پس از برش قطعات ، می توانید یا از رویه بالایی ، بریس و تیغه یا براکت موتور شروع کنید.

روکش بالایی در طرح از آلومینیوم ساخته شده است ، اما به دلیل محدودیت وزن ، من از مقوا استفاده کردم. مقوا را با همان مشخصات طرح برش دادم.

مهاربند چاپ سه بعدی در جلو با استفاده از پیچ محکم شده است و برای مهار دقیق تیغه استفاده می شود. تیغه با استفاده از اپوکسی به پایه چسبیده است. در تیغه سوراخ پیچ کنید و پایه اصلی برای هدایت موقعیت و اطمینان از اتصال دقیق آن به یکدیگر استفاده می شود. سوراخ های دایره ای روی پایه اصلی وجود دارد که می توانید آنها را با اپوکسی پر کنید تا تیغه را به پایه اصلی بچسبانید. سطح بزرگ سوراخ ها به اپوکسی اجازه می دهد تیغه را بهتر بگیرد و از پاره شدن آن از پایه جلوگیری کند. حسگر مادون قرمز نیز مانند عکسها می تواند با استفاده از اپوکسی به پایین تیغه چسبیده باشد. اطمینان حاصل کنید که پایین سنسور عمود بر زمین است.

برای اتصال موتور به پایه ، ابتدا موتور را در براکت موتور پیچ کنید. با این حال ، ابتدا باید سیم ها را به موتور بچسبانید ، زیرا سیم ها در پشت موتور قرار دارند و دستیابی به آنها هنگامی که به پایه متصل شده اند دشوار خواهد بود. موتور با براکت موتور خط می یابد و توسط پیچ نگه داشته می شود. یعنی اگر شما موتور را در لیست قطعات قرار دادید. در غیر این صورت ، ممکن است طراحی را متناسب با موتور خود تغییر دهید. در این مرحله ، ممکن است لبه چرخ را به موتور وصل کنید. براکت موتور سپس روی سوراخ های عقب پایه اصلی پیچ می کند.

اگر از راننده موتور استفاده می کنید که نمی تواند بالای آردوینو حرکت کند یا به هر دلیلی که راننده موتور باید منطقه مخصوص به خود را داشته باشد ، بین موتورها و تیغه برای آن فاصله وجود دارد. این فضا برای باتری لیپو و راننده موتور اختصاص داده شده است ، در صورت نیاز به فضای اضافی. از آنجا که ما در حال حاضر روی قسمت پایینی ربات کار می کنیم و دسترسی به آن بعداً دشوار خواهد بود پس از اتصال بالای قاب ، می توانید راننده موتور را بین تیغه و موتورها مانند عکس ها قرار دهید. نوار دو طرفه ممکن است به چسباندن آن به پایه کمک کند.

مرحله 3: الکترونیک

وسایل الکترونیکی بعدی مانند سنسورها ، راننده موتور و برد قرار دارند.

اگر مجدداً از راننده موتور استفاده می کنید که روی آردوینو نصب نمی شود ، سیمهای مورد نیاز برای اتصال آن با میکروکنترلر را شروع کنید. برای راننده موتور من ، تنها چیزی که نیاز دارم یک سیگنال (آبی) و سیم زمین (مشکی) است. بستگی به خود راننده داره چیزی که همه رانندگان به آن احتیاج دارند سیم برای اتصال به باتری یا منبع تغذیه است. سیمهای متصل شده به XT-60 من (همان دوشاخه در اکثر باتری های لیپو) بسیار ضخیم بودند ، بنابراین مجبور شدم آن را برش دهم تا بلوک های اتصال باریک مناسب باشد.

میکروکنترلر من نیز منبع تغذیه مشابه درایورهای موتور را دارد ، بنابراین مجبور شدم سیمها را مستقیماً به سیمهای اتصال دهنده XT-60 روی درایورهای موتور بچسبانم.

بسته به سنسوری که دریافت می کنید ، ممکن است سنسورهای فاصله IR خود نیاز داشته باشند که پین هدر روی آنها لحیم شود. اگر آنها را خریداری می کنید ، معمولاً برخی از آنها را در بسته قرار می دهند ، بنابراین فقط در صورت نیاز آنها را لحیم کنید.

همچنین ممکن است برای اتصال میکروکنترلر به سنسورها ، مانند من ، سیم ها را به هم وصل کنید. سنسور دارای اتصال دهنده مخصوص خود است. برخی از JST استفاده می کنند ، در حالی که برخی از سرور هدرها استفاده می کنند. با یک آردوینو معمولی ، می توانید کابل های بلوز را به آردوینو بچسبانید و سپس انتهای دیگر کابل را به کابل خارج شده از سنسور بچسبانید. این فرآیند به همان شیوه با سایر میکروکنترلرها کار می کند. سیمهایی که از میکروکنترلر می آیند به سیمهایی که از سنسور می آیند لحیم می شوند.

مرحله 4: همه قطعات را کنار هم قرار دهید

سنسورها و میکروکنترلر در بالای صفحه قرار دارند. سنسورهای فاصله IR را روی دسته ای از مقوا نصب کردم تا آن را بالاتر از میکروکنترلر قرار دهم ، زیرا سیم های پشت سنسور با میکروکنترلر برخورد می کنند. توجه کنید که چگونه فقط سه سنسور در عکس وجود دارد. تنها در آخرین لحظه تصمیم گرفتم سنسور فاصله چهارم را در پشت ربات اضافه کنم. متأسفانه ، دیگر فضایی وجود نداشت ، بنابراین مجبور شدم آن را روی پایه اصلی ، درست پشت موتورها نصب کنم.

سپس میکروکنترلر به صفحه بالایی متصل می شود. هیچ چیز خیلی سخت نیست ؛ من فقط مقداری سوراخ روی مقوا ایجاد کردم و کل تخته را روی صفحه بالا پیچ کردم. اگر از آلومینیوم استفاده می کنید ، مته دستی ضروری است.

بعد از اینکه همه چیز روی صفحه بالا ثابت شد ، از نوار دو طرفه برای چسباندن آن به قسمت بالای موتورها استفاده کنید.

در این مرحله ، می توانید تمام وسایل الکترونیکی را به یکدیگر متصل کنید ، مانند اتصال سنسورها و درایور موتور به میکروکنترلر. اگر از راننده موتور استفاده می کنید که فقط در بالای آردوینو چسبیده است ، مشکلی برای شما وجود ندارد. در غیر این صورت ، باید آن را طبق مشخصات راننده به برد وصل کنید ، درست مانند کاری که من انجام دادم.

هنگامی که همه چیز به هم متصل شد ، لیپو را در فضای پایین بین موتورها و تیغه قرار دهید ، سپس میکروکنترلر و رانندگان خود را روشن کنید تا برای اولین بار روشن شود.

مرحله 5: برنامه نویسی

وقتی همه چیز جمع شد ، آخرین کار باید انجام شود: برنامه ریزی روبات خود.

برنامه نویسی ربات شما بستگی به استراتژی مورد نظر شما دارد. در اینجا فرض می کنم که شما در برنامه نویسی مهارت دارید ، زیرا راننده موتور من از ارتباط سریال (UART) استفاده می کند ، و بنابراین برنامه من برای سایر رانندگان موتور کار نخواهد کرد. به هر حال ، هیچ اندازه ای در برنامه نویسی وجود ندارد.

برای کمک به شما ، در اینجا یک نمودار اولیه از برنامه من است.

اگر شخصی بسیار نزدیک در جلو است ، به طور کامل حرکت کنید < / b> اگر سنسور رنگی چپ یا راست یک خط سفید را تشخیص دهد ، به عقب برگردید اگر سنسور فاصله چپ یا راست چیزی را تشخیص دهد ، در آن جهت بچرخید اگر سنسور عقب چیزی را تشخیص دهد ، به آن جهت بپیچید خیلی جلوتر ، جلو بروید ، به جلو ادامه دهید

اگر کنجکاو هستید کل برنامه در اینجا آمده است:

#عبارتند از

// A5 - سنسور رنگ چپ // A4 - سنسور رنگ راست // A6 - سنسور فاصله عقب // A2 - سنسور فاصله چپ // A3 - سنسور فاصله راست // A1 - سنسور فاصله جلو // موتور 1 - راست // موتور 2 - تنظیم خلاء سمت چپ () {uart1_set_baud (9600) ؛ Serial1.write (64) ؛ Serial1.write (192) ؛ خوب()؛ بوق (2) ؛ setTextColor (GLCD_BLUE) ؛ glcd (1 ، 0 ، "اولیه شده") ؛ تاخیر (4900) ؛ }

حلقه خالی () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1) ؛ int leftDistanceValue = analogRead (A2) ؛ int rightDistanceValue = analogRead (A3)؛ int rearDistanceValue = analogRead (A6) ؛ int leftColorValue = digitalRead (A5)؛ int rightColorValue = digitalRead (A4) ؛ if (frontDistanceValue> 250) {// شخصی درست در جلو ، حداکثر قدرت Serial1.write (127) ؛ Serial1.write (128)؛ } else if (leftColorValue == 0) {// لبه لمس شده // معکوس Serial1.write (1)؛ Serial1.write (255)؛ تأخیر (400) ؛ Serial1.write (1)؛ Serial1.write (128)؛ تأخیر (300) ؛ } else if (rightColorValue == 0) {// لبه لمس شده // معکوس Serial1.write (1)؛ Serial1.write (255)؛ تأخیر (400) ؛ Serial1.write (127)؛ Serial1.write (255)؛ تأخیر (300) ؛ } else if (frontDistanceValue> 230) {// تا حدی جلوتر Serial1.write (127)؛ Serial1.write (128)؛ } else if (leftDistanceValue> 250) {// گردش به چپ Serial1.write (127) ؛ Serial1.write (255)؛ تأخیر (450) ؛ } else if (rightDistanceValue> 250) {// راست بپیچید Serial1.write (1)؛ Serial1.write (128)؛ تأخیر (450) ؛ } else if (rearDistanceValue> 150) {// near back Serial1.write (1)؛ Serial1.write (128)؛ تأخیر (1050) ؛ } else if (frontDistanceValue> 180) {// خیلی جلوتر Serial1.write (127)؛ Serial1.write (128)؛ } else {Serial1.write (100)؛ Serial1.write (155)؛ }}

مرحله 6: عکس ها

برخی از عکسهای sumobot به پایان رسیده نشان داده شده است.

امیدوارم از این آموزش آموزنده چیزی آموخته باشید. اگر این راهنما را دوست دارید ، لطفاً در مسابقه Make it Move به من رای دهید. اگر نه ، خوشحال می شوم هر چیزی را که می تواند این راهنما را بهتر کند تصحیح کنم.

یادگیری مبارک!