Hur man skapar en fjärrstyrd 3D-utskriven självbalanserande robot: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Detta är en utveckling av den tidigare versionen av B-robot. 100% ÖPPEN KÄLLA / Arduino -robot. KODEN, 3D -delarna och elektroniken är öppna så du kan modifiera den eller skapa en enorm version av roboten. Om du har tvivel, idéer eller behöver hjälp få ut det mesta av B-robotgemenskapen

Den nya versionen kommer med massor av nya funktioner:

• Kontrollera och ställ in det med din smartphone/surfplatta via gratis jjRobots APP eller iOS eller Android
• Google Blockly kontrollerbar!
• Perfekt att ha roligt när du lär dig robotik (ta en titt på Robotics Challenges!)
• Nu kan du använda vanliga AA -batterier (eller ett 3 -cellers LIPO -batteri) Allt som kan leverera 9V
• Två SERVO -utgångar (en används för ARM). Kontrollera de två servoutgångarna genom att bara trycka på din smarttelefons skärm.
• Lättare att skriva ut och använda mindre plast
• PRO MODE kan aktiveras från din smartphone/surfplatta (ökad smidighet och hastighet)
• Ökat WIFI -område (upp till 40 meter)
• Batteristatus och”Lutningsvinkel” visas i realtid på din smartphone -skärm
• Ändra sin PID -robotstyrning i realtid och se hur det påverkar dess beteende och prestanda.

Men först, låt oss börja från början. Eftersom detta är instruktioner kan du ha några av de element som behövs för att skapa B-robot EVO.

Listan:

• DEVIA Control Board (detta kort gör installationen enklare eftersom den redan har Gyro/accelerometrar + WIFI-modul och kan styra servon och upp till tre stegmotorer). Om du vill tillverka din egen, ta en titt på det här schemat)
• 2x NEMA17 stegmotorer +14 cm kabel (par)
• 2x Stegmotordrivrutin (A4988)
• Metallväxlar servo (du behöver en arm för att slåss och höja din B-robot …)
• 6x AA -batterifodral med ON/OFF -omkopplare
• Bultar+muttrar behövs för att ställa upp allt
• Par nylonstötfångare -eller 3D -tryckta- (14 × 5 cm)
• Dubbel sidoband, googly ögon …
• 2 gummiband för hjulen: grepp

Steg 1: BOM -lista och vad elementen är

Listan:

• DEVIA CONTROL BOARD: detta kort gör installationen enklare. Det är en "förbättrad" version av den kraftfulla Arduino ZERO men med motorer+servostyrningsutgångar, WIFI, COMM -port, 12V kontrollerbar spänningsport och sensorer. Om du vill "tillverka/montera" din egen, ta en titt på det här diagrammet, det hjälper dig att ansluta alla olika element tillsammans.
• 2x NEMA17 stegmotorer +14 cm kabel (par). Tja, en NEMA17 -stegmotor med samma specifikationer borde fungera.
• 2x Stegmotordrivrutin (A4988). Den mest använda stegmotordrivrutinen.
• Metallväxlar SERVO: Du behöver en arm för att slåss och höja din B-robot … Nylonväxelns servo fungerar inte så bra som avsett
• 6x AA -batterifodral med ON/OFF -omkopplare: Detta fodral har monterats i ramen men du kan också använda ett LiPO -batteri (3S)
• Bultar+muttrar behövs för att ställa upp allt: M3 bultar och muttrar (12x6mm, 12x15mm)
• Par nylonstötfångare (14 × 5 cm): Alternativt kan du skapa din egen anpassade stötfångare här och skriva ut den
• Dubbelsidigt tejp, googly ögon … för att fixa IMU till hjärnskölden. Detta dubbelsidiga tejp fungerar som en chocköverskridande på IMU
• Ram: 3D -tryckta delar
• 2 gummiband för hjulen: grepp
• Din smartphone/surfplatta för att styra den

Om du vill hoppa över allt detta och hoppa till monteringsguide -videon. Klicka här

Steg 2: B-robot-funktioner och robotutmaningar

Vi har skapat utmaningar att slå med B-roboten, de är ett enkelt sätt att införa elektronik- och robotstyrning medan du har kul. Vi har försökt att göra allt så prisvärt som möjligt med hjälp av mycket vanliga "MAKER World" -element och gratisappar för att styra robotarna.

B-roboten kan styras via Google Blockly. Mer info här

Dess beteendeparametrar justeras i realtid: info

Du kan till och med vara en robottekniker: Justera din B.robot för att vinna loppet!

Många tillverkare har modifierat och lagt till delar till B-roboten. Ta en titt på dem här

Någon teori bakom en självbalanserande robot: här

Steg 3: Om du skapar den här roboten har du nästan allt du behöver för att skapa dessa:

Om du redan har de delar som behövs för att skapa denna robot har du redan 90% av de artiklar som behövs för att skapa:

• Sphere-o-bot: vänlig konstrobot som kan dra på sfäriska eller äggformade föremål från en pingisbolls storlek till ett stort andeägg (4-9 cm).
• Iboardbot: iBoardbot är en robot ansluten till internet som kan skriva texter och rita med stor precision
• TheMotorized Camera Slider: En smarttelefonstyrd kameraslider
• lufthockeyroboten !: En utmanande airhockeyrobot, perfekt för att ha kul!
• B-roboten EVO

Alla använder samma elektronik och tilläggselement

Steg 4: Monteringsguide Video

Detta är första gången vi har spelat in en video istället för att göra en "foto" monteringsguide. För den här roboten är det lättare om du ser hur du ansluter allt och får några förklaringar/tips om hur du gör allt.

Det finns en "alltid uppdaterad" monteringsguide här med några tips ifall du vill ta en plundring på den.

Steg 5: ÖVERLADA ARDUINO -KODEN till DEVIA CONTROL BOARD

a) Installera Arduino IDE härifrån på din dator (hoppa över det här steget om du redan har Arduino IDE) Denna B-robotkod har testats och utvecklats på IDE version 1.6.5 och senare versioner. Meddela oss om du har problem med att sammanställa koden

b) Ladda ner alla arduino -filer härifrån. Kopiera filerna i mappen BROBOT_EVO2_23_M0 på hårddisken

c) Kompilera och skicka koden till DEVIA -styrkortet

1. Öppna din Arduino IDE
2. Öppna huvudkoden i /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Anslut ditt DEVIA -kort med USB -kabeln till datorn
4. Obs: Om det här är första gången du ansluter ett Arduino -kort till din dator kanske du kan behöva installera drivrutinen.
5. Välj kortet Arduino/Genuino ZERO (inbyggd USB -port). I TOOLS-menyn-> tavlan
6. Välj den seriella porten som visas på verktygs-> Seriell port
7. Skicka koden till tavlan (UPLOAD -knapp: pil som pekar åt höger)

Välj rätt kort innan du laddar upp koden

d) Klar

Steg 6: KONTROLLERA DIN B-ROBOT EVO 2:

Android -användare:

Vi har utvecklat en GRATIS APP för att styra Brobot (och framtida JJrobots) för din Android- eller iOS -baserade smartphone/surfplatta:

Android APP / iOS APP

Steg att följa:

1. Installera JJRobots kontroll -APP (för Android eller iOS)
2. När du har slagit på Brobot EVO, anslut din smartphone/surfplatta till B-robot EVO: s wifi-nätverk (standard WIFI: s lösenord är 87654321)
3. Starta JJrobots kontroll-APP och spela med din B-robot EVO!

Steg 7: 3D-interaktiv B-robotmodell

Den interaktiva 3D-modellen hjälper dig att få en bra uppfattning om hur B-roboten EVO ser ut när den är monterad

Steg 8: Felsökning

Min B-robot svarar inte på kommandot som skickas från min smartphone/surfplatta

Kontrollera att du är ansluten till JJROBOTS_XX-nätverket med rätt lösenord (som standard: 87654321) och att din enhet inte har blockerat datatrafiken till B-roboten (förbli alltid ansluten till roboten)

Min B-robot saknar kraft eller faller utan anledning

Justera strömmen från stegmotorns drivrutiner. Använd en skruvmejsel och vrid försiktigt skruvarna som visas på bilden nedan. Att rotera 10º-30º är mer än tillräckligt. Rotation medurs: öka effekten som levereras till motorerna

Min B-robot kan inte stå upp av sig själv

Om allt är ok behöver B-roboten bara lite hjälp från servon för att stå upp själv. Ta en titt på den här videon. Om din robot inte beter sig som i videon, justera stegmotorns drivrutiner uteffekt (instruktioner ovan). Tänk på att stötfångarna har två funktioner här: skydda elektroniken+roboten och hjälp den att resa sig enkelt.

FELSÖKNINGSLÄGE

Det finns ett DEBUG-LÄGE inuti B-robotkoden. Detta MODE låter dig felsöka robotens beteende om du har problem. Vänligen hänvisa till B-robot-communityn om du har problem eller frågor. Titta på skissraden #define DEBUG 0 ″ och ändra 0 till 1 … 8 beroende på vilken information du vill få.

Mer information i slutet av denna sida

Steg 9: Vanliga frågor

Vanliga frågor:

Varför använder du stegmotorer?

Det finns flera alternativ för motorer: DC, Brushless, Steppers … Vi väljer stegmotorer eftersom de har tillräckligt med vridmoment, du kan ansluta hjulen direkt utan växlar som genererar en backslash (detta är ett vanligt problem vid balansering av robotar), de har bra lager och du kommer att kunna styra motorernas hastighet med noggrannhet. I standardstorlekar är dessa motorer billiga (vi använder samma motorer som används på vanliga 3D -skrivare) och drivrutinerna är billiga och enkla att ansluta till Arduino också.

Varför använder du en Wifi -anslutning?

Genom att använda en Wifi -anslutning kan vi arbeta med många enheter (smartphones, surfplattor, datorer …) Bluetooth -enheter är billigare men deras räckvidd är vanligtvis kortare. Gamla enheter stöds inte och du kunde inte enkelt ansluta den till Internet. Wifi -modulen som vi rekommenderar tillåter oss att skapa en åtkomstpunkt, så att du inte behöver använda en befintlig Wifi -infrastruktur (billiga Wifi -moduler låter dig inte göra detta). Du kan ansluta din enhet direkt till roboten var som helst men om du föredrar kan du hacka den och använda din egen infrastruktur, därför kan du styra din robot (eller vad du än har skapat) över Internet från vilken avlägsen plats som helst i världen! (Coolt, eller hur?)

Varför BROBOT?

Självbalanserande robotar är roliga att se och spela. En självbalanserande robot kräver sensorer och kontrollalgoritmer. Du hittar alla HOWTO och tekniska dokument som förklarar "bakom kulisserna" i JJROBOTS. Lär dig elektronik och robotik skapa din egen BROBOT från början!. Det finns några kommersiella lösningar på balansroboten, men här vill vi dela med oss av kunskap och tankar. Du kan använda BROBOT -delarna för att skapa fler robotar eller prylar, kom ihåg att alla enheter som används i en BROBOT är standardenheter/elektronik med mycket potential. I JJROBOTS -communityn vill vi visa dig hur! Du köper nu en självbalanserande robot, du köper dina egna elektroniska och tillhörande enheter! Funderar du på att skapa en GPS -självstyrningsrobot? en modifierad version av BROBOT är din robot!

Hur mycket nyttolast kan bära BROBOT?

BROBOT kan enkelt bära dina läskedrycker. Vi har testat med 500 g nyttolast med framgång. Mer vikt gör roboten mer instabil men det här kan också vara roligt, eller hur?

Varför använda stegmotorer för en balanseringsrobot?

Det finns flera alternativ för motorer, DC, borstlösa, Steppers … Vi väljer stegmotorer eftersom de har tillräckligt med vridmoment, du kan ansluta hjulen direkt utan kugghjul som genererar en backslash, de har bra lager och du kan styra motorernas varvtal mycket exakt. De är också billiga och förarna också …

Kan jag använda laddningsbara batterier av Lipo -batterier?

Ja, du kan använda vanliga AA -batterier (alkaliska rekommenderas), laddningsbara AA -batterier (t.ex. NiMh) eller så kan du använda ett 3S Lipo -batteri. Kör Lipo -batterier på eget ansvar.

Vad är körtiden för BROBOT?

Med laddningsbara AA-batterier (t.ex. Ni-Mh 2100mAh) kan du förvänta dig ungefär en halv till en timmes körtid

Kan BROBOT fungera utan wifi -modulen?

Ja, BROBOT kan fungera och behålla sin stabilitet. Men självklart kunde du inte styra det utan modulen.

Kan jag ändra namnet på det Wifi -nätverk som BROBOT genererar?

Ja, på konfigurationsskissen kan du ändra namnet och även några andra internetkonfigurationer. Du kan också ansluta BROBOT till ditt befintliga Wifi -nätverk

Är detta ett projekt för en Arduino -nybörjare?

Tja, BROBOT är inte ett lätt "nybörjarprojekt", men det har mycket dokumentation så att du har en plattform för att utveckla dina färdigheter. Du kan först montera din BROBOT enligt instruktionerna och det ska fungera OK, sedan kan du börja förstå vissa delar av koden och slutligen skriva dina egna kodbitar … Det kan till exempel vara lätt (det finns självstudier för detta) att skriva din kod så att roboten automatiskt flyttar armen och snurrar själv om du inte skickar ett kommando på 10 sekunder … Mer avancerade hack: Konvertera till en helt autonom robot med hinder för att undvika att lägga till en SONAR, konvertera till en följelinjerobot osv. …

Varför är BROBOT -elektronik inte så billig?

Vi är en riktigt liten start (2 personer på fritiden) och nu kunde vi bara köra ett litet parti elektronik. Som ni vet sjunker priset på elektronik snabbt i högvolymsproduktioner men vi börjar … Om vi säljer många brädor och vi kan köra fler volymproduktioner kommer vi att sänka priserna !!. JJROBOTS föddes inte för att få pengar, vår anda är att sälja "bra produkter" för att grunda våra nästa projekt och sprida robotkunskapen