O autor de Instructables sob o apelido droiddexter fez uma autopropulsão bastante complicada o modelo. É o robôque pode ser controlado a partir de um laptop. Para controlar o movimento da plataforma, é usado um teclado e o operador pode dar comandos ao braço do manipulador a partir de um joystick conectado ao mesmo laptop. O joystick é usado como o Logitech Attack 3, mas outro similar o fará. Tábuas de pão e jumpers do tipo placa de ensaio com conectores DuPont (embora outras empresas estejam produzindo agora) permitem que você reconfigure e modifique rapidamente o design do robô, bem como sua composição.
Um aplicativo em execução em um laptop repete na tela em forma tridimensional a posição atual do braço do manipulador e também exibe informações sobre todos os seus movimentos no console de texto. O programa é escrito em C ++ e possui uma arquitetura de eventos simples.
Como o droiddexter aplicado em caseiro muitos detalhes de um construtor de metal (Meccano ou seu clone), ele anexou uma ilustração com uma lista dessas peças e suas designações alfanuméricas. Nas fotografias dos nós dos robôs, ele trouxe junto com os detalhes do designer as designações correspondentes dessa lista.
O dispositivo usa duas placas ao mesmo tempo Arduino: um Uno (no robô) e um Nano (conectado ao laptop). Cada uma dessas placas é conectada através de um módulo NRF24L01 de 2,4 GHz através de adaptadores padrão com estabilizadores de 3,3 volts e capacitores de bloqueio. Geralmente, existem cinco fontes de energia: duas baterias de 12 volts, duas baterias de 9 volts e uma bateria de polímero de lítio e 8,8 volts. De uma maneira tão estranha, o droiddexter lembrou o BigTrak, conhecido aqui como Eletrônicos IM-11 É verdade que existem apenas duas fontes de energia. O jumper DuPont master levou de 120 a 40 peças de cada um dos três tipos. Servos - dois tipos: TowerPro MG995 - quatro peças, TowerPro SG90 - uma peça. Ainda é necessário: um estabilizador de cinco volts (qualquer, até 7805, mas com melhor pulso) e dois motores coletores a 500 rpm com engrenagens.
Após o droiddexter prossegue para a seleção de componentes mecânicos. Ele pega duas barras de madeira com 540 mm de comprimento, 60 mm de profundidade e 25 mm de largura, folhas de fibra de vidro (requerem proteção das mãos e órgãos respiratórios durante o processamento), o construtor de metal mencionado acima (foram necessários dois conjuntos), quatro rodas com um diâmetro de 100 mm e uma espessura de 20 mm, calculada em um eixo de 6 mm,dois suportes com rolamentos e eixos para as rodas que giram livremente em vez de acionados por motores elétricos, seis servo-suportes e dois suportes de motor com engrenagens para as duas rodas restantes.
O design do robô droiddexter dividido em grandes módulos. Qualquer um deles pode ser removido e reconfigurado, reparado (o que é muito conveniente - não coloque o modelo inteiro sobre a mesa) ou substitua-o por outro que desempenhe uma função diferente.
No momento, existem quatro módulos no robô, eles são mostrados na Figura A. O terceiro e o quarto módulos suportam as rodas dianteiras e traseiras, bem como o conjunto do mecanismo de direção. O primeiro e o segundo módulos conectam o terceiro e o quarto um ao outro, o segundo módulo também carrega duas baterias de 12 volts que alimentam os motores e servomotores de tração nas rodas. As baterias são coladas com cola de madeira.
Outra função do primeiro módulo é apoiar adicionalmente o conjunto do trem de direção. Caso contrário, sob a influência de cargas bastante fortes, ele é deformado. Portanto, o primeiro módulo inclui um bloco de madeira saliente para a frente, enquanto o segundo está conectado frouxamente ao mecanismo de direção - duas molas e uma dobradiça.
Para aumentar a força, o droiddexter aplicava racionalmente peças feitas de fibra de vidro e aço no mecanismo de direção.
A Figura A1 mostra uma grande vista superior do módulo 4. O nó A1: 1 carrega a parte eletrônica do robô. Uma placa protótipo e o Arduino são fixados em um pedaço de fibra de vidro, o restante do droiddexter eletrônico conectado diretamente ao A1: 1. Para fazer isso, ele pegou o grampo em forma de L e duas partes AB-7, fixadas com parafusos e porcas.
O nó A1: 2 mantém a tração traseira.
O conjunto A1: 3 consiste em dois blocos de madeira que o droiddexter colou na armação com cola de madeira para que os módulos 1 e 2 transportem todas as partes do robô.
O nó A1: 4 transporta componentes eletrônicos adicionais para controlar os motores de movimento do robô.
Agora vejamos o módulo 4 de baixo - fig. A2 O nó A2: 1 é o servo principal de direção. Dois dos três servos do robô são responsáveis por taxiar. Eles foram colocados pelo droiddexter em uma folha de papelão duro e fixados de baixo para a frente dos módulos 3 e 4, pregados na estrutura.
O nó A2: 2 é uma das partes do mecanismo de direção que o droiddexter conectou aos servos, bem como ao módulo 4. Além disso, as rodas dianteiras do robô estão localizadas nele.
As figuras A3 a A6 mostram, respectivamente, o nó A1: 3, módulo 4, nó A1: 1 e nó A2: 2, o mecanismo de direção, respectivamente.
Esse mecanismo, por sua vez, consiste em três componentes principais: a parte mecânica em si, que altera a posição das rodas dianteiras, os próprios servos e as molas, que suportam tudo isso na posição vertical sob a ação dos servos. A Figura B0 mostra este sistema de molas. Inicialmente, o droiddexter construiu um mecanismo de direção sem um suporte de fibra de vidro. Acabou sendo frágil. Ao dirigir em alta velocidade, o mecanismo quebrou e o metal dobrou. Com a fibra de vidro, a resistência aumentou e as molas proporcionam flexibilidade ao projeto, assumindo as forças que poderiam destruí-la. Taxiar torna-se mais suave e, em uma colisão, não há transferência de força destrutiva para os servos. Adicionando suportes de mola ao conjunto B0: 1, o droiddexter decidiu que as dobradiças poderiam ser fixadas da mesma maneira.
Na fig. B1 é mostrado da mesma forma, mas de um ângulo diferente. Suportes de fibra de vidro adicionais foram adicionados após os primeiros testes que levaram a falhas. Aos detalhes do A-11, A-7, A-5, o droiddexter adicionou semelhanças aos reforços. O nó B1: 3 é um suporte de roda com um eixo e rolamento conectados a um grampo em forma de L; estas rodas estão taxiando. B1: 2 - uma das rodas, elas são muito duráveis e proporcionam folga suficiente.
O nó B2: 1 é a parte A-5 conectada ao servoconversor com dois parafusos e porcas. Arruelas são necessárias. B2: 2 e B2: 3 - tiras metálicas reforçadas com nervuras de reforço. B2: 4 - dobradiça na qual as arruelas e as peças TW-1 são adicionadas para garantir a confiabilidade.
Das figuras B3 a B14 a seguir:
B5: 1 - uma ranhura feita de modo que, ao dobrar em grandes ângulos, o mecanismo de direção não repouse contra um bloco. Como B5: 3, somente grampos em L de alta qualidade podem ser usados. Neles, o droiddexter fez dois furos para prender a uma árvore.Ele colocou os grampos exatamente paralelos ao resto dos detalhes. B5: 2 é uma pilha de quadrados de fibra de vidro em cada lado do grampo em forma de L.
A ordem dos componentes é a seguinte. Se você contar de cima: R-8, uma pequena mola, PY-2 com um T-1 anexado, três camadas de fibra de vidro, um grampo em forma de L, mais três camadas, outro PY-2, um suporte de plástico, outro PY-2 com T- 1, depois o trem de direção, depois R-8.
No conjunto B7: 1, a peça AUB-5 evita o afrouxamento da conexão a parafuso. Os nós B7: 2 a B7: 6 são pilhas de fibra de vidro multicamada já conhecidas para nós. No nó B7: 7, o droiddexter aplicou parafusos curtos para que não atingissem as partes rotativas. B7: 8, B7: 9 - furos em fibra de vidro para as peças SH-2 (80 mm) e R-8. O nó B7: 10 impede que a tira de metal se dobre, pois as peças SQ-25 e A-11 juntas formam uma dobradiça.
O braço articulado pode mover o elo final para cima, baixo, esquerda e direita, mesmo se a plataforma estiver estacionária. Para se mover ao longo do eixo Y, a parte SH-4, 127 mm de comprimento, foi passada através de um bloco de madeira. Para se mover ao longo do eixo X, a peça SQ-25 é conectada diretamente ao servoconversor (Fig. C0 a C9).
Para controlar a velocidade do motor, o droiddexter usou um transistor TIP122, o sinal PWM do qual o Arduino vem. Para alterar a direção de rotação do motor, o droiddexter criou um perpolador mecânico original a partir de um pequeno servoconversor. Antes disso, ele havia tentado a ponte H, mas ela estava muito fraca. O que impediu o uso de um relé simples não está claro. Os motores são alimentados por duas baterias de 12 volts conectadas em paralelo.
Na foto, é muito claro como o inversor de polaridade é organizado e funciona, mas o tradutor conectaria os contatos móveis não com fios diretos, mas com fios em espiral.
Para uma rápida reconfiguração, todas as conexões são feitas em uma placa de ensaio do tipo placa de ensaio. A antena do droiddexter está localizada na lateral e alta o suficiente. Os motores de movimento do robô, como descrito acima, são alimentados por duas baterias de 12 volts, uma vez que as baterias de polímero de lítio adequadas aos parâmetros se mostraram muito caras para o mestre. O servomotor do dispositivo de inversão de polaridade é alimentado por eles, mas através de um estabilizador de cinco volts. Baterias de polímero de lítio de oito volts de menor capacidade acabaram sendo mais acessíveis para o mestre, ele alimentou todos os servos a partir deles - tanto os que são usados para taxiar quanto os que são instalados no manipulador. Essas unidades começam a falhar se a capacidade de carga da fonte de energia for muito pequena ou se houver muitas outras cargas conectadas a ela.
O Arduino é alimentado por uma bateria separada de 9 volts através de um estabilizador instalado na placa nominalmente.
Obviamente, o "zoológico" de fontes de energia, algumas das quais precisam ser alteradas e outras a cobrar, é inconveniente, mas servirá para o protótipo.
O módulo de 2,4 GHz, como descrito acima, é alimentado pelo Arduino através de um adaptador especialmente projetado com estabilizador. Portanto, ele funciona mais estável do que quando alimentado pelo próprio estabilizador Arduino.
As conclusões do Arduino são usadas da seguinte maneira: 6 e 7 - controle de servocontroladores do mecanismo de direção, 2 e 3 - do manipulador, 5 - dispositivo de inversão de polaridade, 8 - PWM para motores de deslocamento de coletor, 2 e 9 a 13 - troca de informações com 2,4 GHz módulo.
Todos juntos são assim:
Do lado do laptop, tudo é bem simples: o Arduino Nano, o mesmo adaptador com estabilizador e o mesmo módulo de 2,4 GHz. Alimentado por uma bateria de 9 volts. O corpo é feito de fibra de vidro e peças de metal.
O software ainda não está pronto, o autor o compartilhará quando as partes do software e do hardware deixarem o estágio de protótipo. Ele é escrito em C ++ usando SDL e fornece uma exibição tridimensional da posição atual do manipulador, movendo a plataforma por comandos das teclas de seta e o manipulador por comandos do joystick, alterando a velocidade por comandos do volante no joystick. Para que a reação aos comandos do joystick não seja muito dura, a suavização do software é implementada. O joystick transmite dados sobre a posição dos eixos na faixa de 0 - 32767, eles são programaticamente convertidos na faixa de 0 - 180 - nesse formato, eles aceitam comandos servo. As informações são transmitidas em pacotes, cada um dos quais consiste em cinco números inteiros com dados nas posições exigidas de todos os atuadores.
Ao controlar o robô, o usuário pode admirar simultaneamente uma coisa tão bonita:
Depois de sair do estágio de protótipo, tudo será transferido da placa de ensaio para a placa de circuito impresso. Os transistores compostos aquecem bastante, eles exigem uma placa de circuito impresso e bons dissipadores de calor em primeiro lugar.
O fato de que quando o processamento de fibra de vidro é necessário para proteger as mãos e os órgãos respiratórios, o droiddexter estava convencido de sua própria experiência e não funcionará mais com este material sem o equipamento de proteção individual de sempre!
Martelar as unhas é melhor com um grande número de golpes fracos do que vice-versa. Escolha a potência da broca, dependendo do diâmetro do furo e do material - sim, você precisará de duas ou três brocas, mas mais nervos serão salvos. Para impedir que o furo se mova, primeiro pressione a broca fortemente contra o ponto de perfuração, e só então ligue a broca e aumente gradualmente a velocidade. Use luvas ao trabalhar com qualquer ferramenta. Ao aplicar força na chave de fenda, certifique-se de que a picada não escorregue na outra mão. Não corte nada com uma faca em sua direção, apenas longe de você. Não provoque curto-circuito nas fontes de alimentação.
E então você usará qualquer um dos seus produtos caseiros sem ataduras, adesivos e gesso!