Wild Thing Modification - Joystick Steering: 9 steg (med bilder)

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58

FRISKRIVNING: Barstow School och FRC Team 1939 eller någon av dess medlemmar är inte ansvariga för personskador eller skador på något föremål inklusive bilen som orsakats av modifieringarna. Varje typ av modifiering upphäver också garantin från bilens tillverkare.

Barstow KUHNIGITS grundades 2006 och är ett FÖRSTA Robotics -tävlingsteam som ligger vid Barstow School i Kansas City, Missouri. Se mer om oss på: www.frcteam1939.com

Vår prisbelönta huvudtränare, Gavin Wood, lär sina elever hur deras STEM-färdigheter kan hjälpa till att göra världen till en bättre plats och inspirera dagens ungdomar att göra karriär inom STEM-områden och skapar morgondagens ledare.

År 2015 inledde vi vårt partnerskap med Variety KC GoBabyGo Powered by Rockhurst University under ledning av Kendra Gagnon i Kansas City, Mo. GoBabyGo är en internationell organisation som grundades av Dr. Cole Galloway för att ge barn med funktionshinder möjlighet att flytta självständigt. Variety KC har generöst gett donationer för att köpa alla nödvändiga delar och bilar för modifiering.

Power Wheels ® Wild Thing av Fisher-Price (LINK) byggdes och modifierades som ett resultat av samarbetet

mellan vårt team och GoBabyGo. Zuhair Hawa och Joey Holliday från The Barstow School ledde modifieringen av bilen och sammanställde dessa instruktioner. Gavin Wood, Miles Knight, George Whitehill, Sophie Johnson, Aasim Hawa, Aiden Jacobs, Ashley Decker och flera andra teammedlemmar hjälpte också till med anpassningarna. Dr Kendra Gagnon från Rockhurst University bidrog också till denna manual.

Modifieringarna inkluderar:

• Ett exoskelet av PVC med poolnudlar för dämpning.
• En kickboard på baksidan av sätet för att öka ryggstödet för barnet.
• Konvertera två-joystick-kontrollerna till en enda joystick. Denna anpassning krävde att en processor och hastighetsregulatorer skulle läggas till.
• En potentiometer, liknande en dimmer, så att föräldrar enkelt kan justera hastigheten.
• En (tillval) ultraljudssensor på framsidan av bilen för att upptäcka hinder och en piezo för att avge ett ljud för att varna barnet.

VIKTIGT OBS! Om barnet du modifierar för har bra användning av både armar och händer, samla bara PVC -skelettdelarna och verktygen och gå vidare till steg 6 efteråt. Om du vill ha en enda joystick och PVC -exoskelet, börja från steg 1. När du slutför projektet, se till att hålla reda på eventuella skruvar/bultar som tagits bort från bilen.

Steg 1: Samla delar och tillbehör

Nedan listas alla delar som krävs för ändringarna. De flesta av dessa finns i hårdvaruaffärer som Home Depot eller Lowe's, om inte annat anges. Elektroniken har hyperlänkar riktade till produktsidorna för beställning. Extra tråd kan köpas i butiker som _. De interna modifieringarna kräver färdigheter i lödning, ledningar och programmering.

Om du bara fullbordar PVC -exoskeletet, samla bara verktygen tills den heta limpistolen

Exoskelet av PVC:

• PVC -rör - ¾”
• Buntband
• Armbågar i PVC (3/4 ") - 6 st
• PVC -t -kontakt (3/4 ") - 1 st
• 1/4”bultar - 2” långa - 1 liten låda (ca 25 st)
• 1/4”nötter - 1 liten låda (ca 25 st)
• 1/4”brickor - 1 liten låda (ca 25 st)
• Korta, små träskruvar, inte längre än 1/2”i längd - 1 låda

Elektronik:

• Adafruit Trinket:

  • Datorn läste från joystick och styrmotorer
  • Vilken Arduino -variant som helst fungerar
  • https://www.adafruit.com/products/2000

• Ultraljudssensor (tillval):

  • Används för att upptäcka avstånd till ett föremål framför bilen
  • Alla ultraljudssensorer ska fungera
  • https://www.adafruit.com/products/172

• Joystick:

  • Alla analoga potentiometrar med två axlar ska fungera
  • https://www.adafruit.com/products/3102?gclid=CIyvt6bzjNACFQooaQodII0Onw

• Piezo (tillval):

  • Används för att ge automatisk feedback om närheten till föremål framför bilen
  • https://www.adafruit.com/products/1739

• Strömfördelningsbuss (x2):

  • Används för att förenkla kabeldragning
  • https://www.adafruit.com/products/737

• Potentiometer (tillval):

  • Används för att justera bilens hastighet
  • Varje potentiometer bör fungera
  • https://www.adafruit.com/product/562

• Kondensatorer (x2):

  • Används för att jämna ut spänningen i systemet. Högt rekommenderad.
  • Varje ersättande kondensator måste ha en högre spänning än batteriet
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472MHD/UVK1E472MHD-ND/2539398?curr=usd&WT.z_cid=ref_octopart_dkc_buynow&site=us

• Växla:

  • Används för att slå på och av bilen
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Silver-Metallic-Light-Switch/50107274
• PWM -kablar eller liten spårtråd

• Hastighetsregulator (x2):

  • Vi använde Talon SR -hastighetsregulatorer, som avvecklas.
  • Vi rekommenderar Spark Motor Controller
  • https://www.revrobotics.com/spark/
  • Du kan också använda vilken PWM -kompatibel 12V hastighetsregulator som helst

• 30 amp brytare/säkring

  Används för att förhindra bränder och utbrändhet av komponenter

• Liten skumkula för joysticken (tillval)

  Detta kan köpas från dollarbutiken eller någon hobbybutik som Michael's

• 10/32 bultar - 1 låda
• 10/32 muttrar - 1 låda
• Kardborreband - Industriell styrka - 1 rulle
• Ringterminaler för kabeldragning

Verktyg:

• Mätband/linjal
• PVC -skärare (hacksåg fungerar som ett substitut)
• PVC -lim
• Borra
• Borrbitar - 3/16”, 1/4”, 1/8”
• Skruvmejslar
• Penna, penna eller markör
• Skiftnycklar
• Hack Saw
• Fil
• Tång
• Hotlimpistol och pinnar
• Wire Strippers
• Lödkolv
• Löda
• Avbitartång
• Tråd
• Crimpers
• Eltejp
• Värmepistol

Steg 2: Ta bort de två joystickarna (detta måste slutföras först om du vill ha en enda joystick)

1. Ta bort batteriet från bilen
2. Ta bort plaststycket som skyddar kretskortet under sätet
3. Koppla bort alla ledningar från kretskortet och ta bort kortet.
4. Skruva loss skruvarna som håller i varje däck och ta bort däcken. Skruva loss skruven som håller däcket vid den orange axeln. Ta av det orangea fästet och brickan i slutet av var och en av axlarna.
5. Ta bort var och en av de fyra skruvarna från varje sida som ansluter däckskydden till fordonets kaross. 2 av skruvarna sitter under var och en av däckskydden, och de andra 2 skruvarna sitter på insidan av varje däckskydd.
6. Skruva loss de två skruvarna på fordonets framsida som håller fotstödet i plast vid bilens metallbotten.
7. Ta bort varje joystick genom att ta bort metallarmarna på sidan som är fästa på däckskyddet.
8. Sätt tillbaka varje däckskydd och sedan var och en av däcken genom att skruva i var och en av skruvarna som skruvades tillbaka till sina ursprungliga platser. Se till att varje skruv har en bricka på sig.
9. Skjut tillbaka metallstycket som innehåller fotstödet i de två metallspåren som håller metallstången. Skruva in varje skruv som håller metallstycket fäst vid fotstödet i plast.

Steg 3: Montering av elektroniken utan lödning

Detta steg handlar främst om att montera en del av elektroniken som inte kräver någon lödning. Du monterar helt enkelt denna elektronik och ansluter ledningar

1. Fäst de två motorbussarna på fordonets bas genom att borra fyra 3/16 tum hål och skruva fast dem. Vi monterade den längst fram i facket. Se bild 1 som referens.
2. För varje motor, klipp av ledningarna från ledningarna så att ledningarna hålls så långa som möjligt.
3. Ta bort 1/4”isolering på varje tråd och krympa på en ringterminal (ringsko).
4. Identifiera motorns sida av varvtalsregulatorerna. Anslut de två ledningarna som går till den första motorn till motorsidan på den första hastighetsregulatorn och upprepa för den andra motorn på en separat styrenhet. Positivt och negativt spelar ingen roll på motorsidan.
5. Montera de två hastighetsregulatorerna. Vi använde kardborreband. Vi monterade dem precis ovanför motorbussarna. Se den fjärde bilden.
6. Borra ett hål på baksidan av bilen för att passa omkopplaren. Använd en borr som är ungefär lika stor som gängorna på omkopplaren. Borra ett hål inuti bilen för att dra ledningar till hålet i ryggen. Se den sjätte bilden för en plats.
7. Dra den positiva ledningen (vit) på batterikontakten genom hålet och in i omkopplaren.
8. Koppla tillbaka den andra sidan av strömbrytaren inuti bilen och in i brytaren/säkringen inuti. Anslut den andra sidan av brytaren/säkringen till bilens positiva strömbuss. (Det spelar ingen roll vilken buss som är positiv eller negativ, men se till att vara konsekvent.)
9. Anslut den negativa kabeln (svart) på batterikontakten till den negativa strömbussen.
10. Ledning från plusbussen till pluspolen på batterisidan på båda hastighetsregulatorerna.
11. Ledning från den negativa bussen till den negativa terminalen på batterisidan på båda hastighetsregulatorerna. Slutresultatet ska se ut som på bild 8, men med fler trådar.
12. (Valfritt, men rekommenderas starkt) Ta varje kondensator och vrid benen för att bilda slingor, liknande bild 9. För varje hastighetsregulator, ta en kondensator och linda det negativa benet runt den negativa terminalen på batterisidan och linda det positiva benet runt pluspolen på batterisidan. Slutresultatet ska vara som bild 10.
13. Dubbelkolla alla kablar. Se till att positiva anslutningar bara ansluts till den positiva bussen. Se till att negativa anslutningar bara ansluts till den negativa bussen. Se till att du har anslutit batteriet till batterisidan av hastighetsregulatorerna. Se till att ingenstans kopplar det negativa på batteriet direkt till batteriets positiva.

Steg 4: Joystickbas och lock för 3D -utskrift

Detta steg kräver en 3D -skrivare för att skapa basen och locket. Du kan antingen köpa en online eller få tillgång till en via en lokal makerspace eller universitet.

1. Använd följande länk och rulla ner för att ladda ner STL -filerna för 3D -skrivaren:
2. Använd en 3D -skrivare för att skriva ut joystickbasen först. Placera filen i skrivarprogramvaran. Om den ser för liten ut, öka storleken till 1000%.
3. Skriv ut joysticklocket. När du placerar det i programmet vänder du locket på ovansidan för att göra ett rent tryck. Om den ser för liten ut, öka storleken till 1000%
4. Om du känner att kanterna eller hörnen är för skarpa kan du använda en fil för att jämna ut dem.
5. Placera dessa på sidan eftersom de kommer att behövas för steg 5.

Steg 5: Lödningselektronik och montering av dem

Detta steg behandlar lödning av återstående elektronik och montering på bilen. Detta steg kräver teknisk expertis för att slutföra korrekt.

1. Välj en plats att montera Arduino. Löd på en röd tråd till BAT+ stift och anslut den till den positiva bussen. Löd en svart kabel till GND -stiftet och anslut den till den negativa bussen.
2. Lödtrådar på joysticken, helst en PWM -kabel som går till en potentiometer, överbryggar de röda och svarta mellan båda potentiometrarna och en enda vit tråd till den andra potentiometern. Se bild på joysticken.
3. Ta bort joystickens bas genom att ta bort skruvarna på undersidan. Placera resten av joysticken i den 3D -tryckta basen, se till att trådarna går genom de rektangulära spåren. Skjut styrspaken ordentligt och se till att den övre ringen ligger i linje med basen. Använd skruvarna och skruva fast joysticken genom hålen längst ner
4. Ta bort plastringen högst upp på joysticken. Placera det 3D -tryckta locket över det, se till att hålen ligger i linje. Skruva på locket med bultarna.
5. När du ansluter till bilen, be familjen om barnets räckvidd. Detta avgör hur långt framåt joysticken placeras.
6. Mät upp detta avstånd och markera på PVC -röret.
7. Ställ in joystickens mitt på denna markering.
8. Med en 1/4”borr borra du igenom hålen som sitter på fästet på styrspaken. Se till att borra igenom PVC.
9. Använd en 1/4”bult och bricka och sätt in genom hålet, gå först genom joystickbasen. Använd en 1/4”mutter på andra sidan. Spänna. Tejpa locket till basen.
10. Borra ett 3/16”hål i botten av skumkulan. Montera bollen på styrspaken. Du kanske vill lägga till en droppe lim för att se till att det fastnar.
11. Dra joystickledningarna genom det gamla joystickhålet och montera joystick- och lödsignaltrådarna till Arduino. Den ena vita ledningen ska gå till A0 -porten och den andra till A1 -porten.
12. Anslut en PWM -kabel till varje hastighetsregulator med ena änden. Klipp av kontakten från den andra änden och separera trådarna. Löd de vita signaltrådarna till Arduino. En vit tråd ska gå till port 10 och den andra till port 11.
13. (Valfritt) Fäst ultraljudssensorn på framsidan av bilen och dra kablarna uppåt sidan och in i det gamla joystickfacket och i karossen och lödsignaltråden till Arduino. Den vita tråden ska gå till port 6.
14. (Valfritt) Fäst piezoen på joystickhuset och led kablarna genom det gamla joystickhålet in i kroppen och löd signaltråden till Arduino. Den vita tråden ska gå till port 9.
15. (Valfritt) Borra ett hål på baksidan av bilen för hastighetsjusteringsratten och ett hål bakom den i kroppen. Löd en PWM -kabel på potentiometern. Montera potentiometern och dra in kabeln i kroppen. Löd den vita signaltråden på Arduino. Detta bör gå till port A1.
16. Löd en röd tråd till 5V -stiftet på Arduino. Anslut alla de röda trådarna som går till sensorerna, hastighetsregulatorerna etc. till denna tråd med antingen en trådmutter, löd eller en brödbräda.
17. Skruva in en svart tråd i den negativa bussen. Anslut alla svarta ledningar som går till sensorerna, hastighetsregulatorerna, piezos, etc. till denna tråd med antingen en trådmutter, löd eller en brödbräda.
18. Dubbelkolla alla kablar. Se till att sensor- och varvtalsreglage endast är anslutna till 5V -stiftet och inte till 12V -bussen. Se till att alla grunder ansluter till den negativa bussen. Se till att alla signalkablar är fästa på Arduino. Se till att lödet på Arduino inte överbryggar stift.

Steg 6: Bygga horisontellt PVC -exoskelet

I det här steget skapar du det horisontella PVC -exoskeletet som vilar på skärmarna. Det kommer också att finnas en vertikal komponent på framsidan av bilen.

1. Mät upp två 28”PVC -rör som kommer att användas som höger och vänster sidostöd. Dessa PVC -rör kommer att vila på var och en av skärmarna.
2. Använd en PVC -skärare (hacksåg fungerar också bra) för att klippa ut de två 28”PVC -rören
3. Lägg till en armbåge i varje ände av de 28”PVC -rören.
4. Mät upp ett 20,5”PVC -rör som kommer att användas som bakre tvärstång. Använd PVC -skär för att klippa ut den.
5. Placera det ena 20,5”PVC -röret inuti de bakre armbågarna så att röret placeras som den bakre tvärstången.
6. Klipp ut två 10”PVC -rör som kommer att användas som främre tvärstång.
7. Använd en T-kontakt för att fästa de två 10”PVC-rören så att det blir en rak linje. Använd en PVC -skärare för att skära ut ett 6,5”PVC -rör.
8. Fäst detta 6,5 ”PVC-rör på undersidan av T-kontakten så att det är nedåt
9. Anslut detta avsnitt till framsidan av de 28”PVC -rören. Den resulterande strukturen ska se ut som det bifogade fotot av PVC på bordet.
10. Placera på bilen, vila de längre bitarna på skärmarna. Se den andra bilden.
11. Använd två 14”dragkedjor för att ansluta den bakre tvärstången till det bakre stålstödet. Du kan också välja att använda bultar. Se den tredje bilden och se anmärkning.
12. Använd en 1/4”borr, borra ett hål på varje sidostöd 12,5” från framsidan av PVC -stöden
13. Använd samma 1/4”borr, på vardera sidans däckskydd, borra ett hål direkt under 1/4” hålet på stöden.
14. Skruva in en 2”lång, 1/4” bult genom sidostöd och däckskydd. Sätt i bulten så att skruvhuvudet ligger ovanpå PVC. Placera en bricka mellan skruven och PVC -stödet.
15. Skruva in en 1/4”mutter i bulten. Spänna.
16. Vid den vertikala stolpen på framsidan, borra ett litet pilothål 1”från PVC -undersidan. Se till att borra igenom både PVC och den platta Power Wheels -logotypen. Se sista bilden för referens.
17. Skruva en skruv genom PVC och logotyp
18. Skär eventuell överskottsbultlängd med en såg. Fila ner för att säkerställa en jämn finish
19. På vardera sidan av armbågarna och T-kontakterna, borra ett litet pilothål med en 1/8”borr och skruva in en skruv för att förhindra rörelse av PVC-rören.
20. Använd en såg/fickkniv (PVC -skär fungerar också bra) för att skära ut en 22”lång (röd) poolnudel
21. Använd en såg/fickkniv för att skära igenom ena sidan av den 22”långa poolnudeln. Det ska skäras på ett sätt så att poolnudeln öppnar sig och kan linda runt PVC. Det ska se ut som en korvbulle när den är klar.
22. Omslut den här 22”långa poolnudeln runt det främre stödet

Steg 7: Bygga vertikalt PVC -exoskelet

I det här steget skapar du det vertikala PVC -exoskeletet och kickboardfästet, vilket skapar ryggstöd.

1. Mät upp ett 18,25”PVC -rör som kommer att användas som det horisontella stödet för de vertikala stolparna. Skär bort den med en PVC -skärare.
2. Mät upp två 19,25”PVC -rör som kommer att användas som vertikala stolpar. Använd en PVC -skärare för att skära ut de två bitarna.
3. På varje sida av fordonet, placera de två vertikala stolparna direkt överlappande längst till höger om Wild Things -logotypen. Stativets botten ska vara jämn med botten av fordonets bas. Se till att stolparna vilar mot skruven på det orange stödet. Dessa stolpar ska ha en vinkel på cirka 95 grader. Titta på första bilden för att få en visuell referens.
4. Borra ett hål 1”från botten av PVC -röret på varje sida med en 1/4” borr. Se till att gå igenom PVC och plast. Se anteckningar på andra bilden.
5. Använd en 1/4”bult för att fästa PVC på bilen. Se till att huvudet går på sidan av PVC, och det finns en bricka på denna sida av bulten. Använd en 1/4”mutter för att behålla sitt läge.
6. Använd en 1/4”borr, borra ett hål 3” från armbågskontakten på de horisontella stöden. Se anteckning på den andra bilden. Se till att du går igenom både de vertikala och horisontella PVC -rören. Gör detta för varje sida.
7. Använd en 1/4”bult för att fästa ihop PVC: n. Bultens huvud måste vara på insidan av strukturen, närmast mitten av bilen. Placera muttern på utsidan av bulten.
8. Fäst en armbåge vänd över fordonet upptill på var och en av de vertikala stolparna.
9. Placera 18,25”PVC -röret mellan dessa armbågar.
10. Använd PVC -lim för att fästa 18,25”PVC -röret mellan armbågarna på stolparna eller, på varje sida av armbågarna, borra ett litet pilothål med en 1/8” borr och skruva in en skruv för att förhindra rörelse av PVC rör.
11. Klipp över den överflödiga bultlängden med en såg. Fila ner för att säkerställa en jämn finish
12. Placera kickboard mot stolparna och på sätet.
13. Borra två par hål, ett ovanför och det andra under PVC -röret med 3/16”borr. Varma lim 1/4”brickor på varje sida av hålet på kickboard för att förhindra att det förstör hålet.
14. Använd blixtlås för att fästa sparkbordet på bilen. Håll dem lite lösa för att möjliggöra rotation av kickboard över toppen av bilen. Se den tredje bilden för hela bilen.

Steg 8: Kodning och felsökning

I det här steget laddar du upp koden till processorn. Detta steg kräver viss programmeringskunskap.

Koda

1. Ladda ner och installera Arduino IDE
2. Konfigurera IDE för Trinket
3. Ladda ner koden och öppna den i IDE
4. Konfigurera inställningarna högst upp i koden. Använd sökordet "true" för att aktivera en inställning och "false" för att inaktivera den.
5. Kontrollera alla stiften som anges i koden och kontrollera stiften som ledningarna är anslutna till.
6. Anslut en USB -kabel till Trinket och sedan till din dator.
7. I IDE går du till Verktyg-> Board-> Pro Trinket 5V/16MHz (USB)
8. Klicka sedan på ladda upp. Koden ska laddas upp till Arduino.

Kodfelsökning

1. Följ den här guiden endast om koden inte fungerar som du förväntar dig och efter att du har kontrollerat alla elektriska anslutningar och kodkonfigurationer.
2. Köp en FTDI -vän eller motsvarande
3. Löd sexstiftshuvudet på slutet av Arduino.
4. I koden ställer du in "DEBUG" till "true" och laddar upp den nya koden.
5. Anslut FTDI -kontakten till Arduino och USB -kabeln till din dator.
6. I IDE går du till Verktyg-> Seriell bildskärm
7. Ett fönster dyker upp och listar värdena för alla sensorer och utgångar på bilen.
8. Använd denna information för att kontrollera att alla sensorer fungerar korrekt.

Steg 9: Testkörningstips och postural support

Testkörningstips:

För den första provkörningen, börja med den lägsta hastigheten. Det kan finnas en stor inlärningskurva med joystickreglage, och det tar några barn lång tid att få kläm på att”betygsätta” sina joystickrörelser för att styra bilen. Du kanske vill träna i ett stort öppet område med mycket utrymme att röra sig och "leka" med joystickreglaget. Barnet kan behöva hand-till-hand-hjälp till en början, men bör också ges goda möjligheter att använda bilen”hands off” så att de lär sig hur det fungerar genom orsak och verkan.

Postural stöd:

Bra hållningsstöd är nyckeln till att ge barnet en stabil bål så att de kan fokusera på att använda sin arm/hand. Du kan utveckla lösningar för postural stöd med kardborreband, poolnudlar, skum, etc. Du kan skapa ett säkerhetsbälte genom att skruva fast två 12-tums bitar av industriell styrka kardborreband till sätet. Om barnet kräver mer bålstabilitet kan du prova en sele som finns i handeln (vi har lyckats använda GoGoBabyz-selen och korsade bröstbanden för extra stöd). Du kan använda ett par remsor kardborreband för att fästa selen på sätet. Bärbara adaptiva säten, som Firely GoTo -sätet, passar också bra i bilen. Det finns inget "rätt" sätt att bygga postural stöd - var kreativ!