DFRobot कछुआ रोबोट: 12 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

आज तक, मेरी कार्यशाला रोबोट परियोजनाओं को कम लागत और असेंबली में आसानी की ओर प्रेरित किया गया है। क्या होगा यदि प्रदर्शन और सटीकता लक्ष्य थे, और लागत नहीं? क्या होगा अगर कोई रोबोट किट कंपनी पुर्जे दान करने को तैयार हो? और क्या होगा यदि हम मार्करों के अलावा किसी अन्य चीज़ से आकर्षित हों?

तो, इस परियोजना का लक्ष्य शेल्फ भागों का उपयोग करके एक सटीक कछुआ रोबोट बनाना है जो अगले निर्माता मेले के लिए कुछ दिलचस्प बनाएगा।

कछुए दूर!

चरण 1: भाग

DFRobot ने मुख्य घटक प्रदान किए। यहां हम उपयोग कर रहे हैं:

• 1 ईए।, ब्लूनो एम0 मेनबोर्ड, एसकेयू: डीएफआर0416 या एक नियमित Arduino Uno
• 1 ईए।, Arduino (DRV8825) के लिए दोहरी द्विध्रुवी स्टेपर मोटर शील्ड, SKU: DRI0023
• 2 ईए।, हाइब्रिड स्टेपर मोटर, एसकेयू: FIT0278
• 1 ईए।, 5 मिमी रबर व्हील कपलिंग किट (जोड़ी), SKU: FIT0387
• 1 ईए।, 9 जी सर्वो एसकेयू: एसईआर 0006

शक्ति के लिए, मैं १८६५० लिथियम कोशिकाओं का उपयोग करने जा रहा हूं, इसलिए मैंने खरीदा:

• 3 ईए।, ईबीएल 18650 बैटरी 3.7 वी
• 1 ईए।, KINDEN 18650 स्मार्ट बैटरी चार्जर
• 3 ईए।, 18650 बैटरी धारक

मैंने कुछ विभिन्न हार्डवेयर का भी उपयोग किया:

• 2 ईए., बुना-एन रबर #343 ओ-रिंग (3/16" x 3-3/4" आईडी)
• 1 ईए।, 1 "कम कार्बन स्टील बॉल बेयरिंग
• 10 ईए।, एम 3x6 एमएम पैन हेड स्क्रू
• 2 ईए।, एम 3x8 एमएम पैन हेड स्क्रू
• 4 ईए।, एम 3x6 एमएम फ्लैथेड स्क्रू
• 14 ईए।, एम 3 नट
• 4 ईए।, #2 x 1/4 धागा बनाने वाला पेंच

हमें मोटर शील्ड और अरुडिनो के बीच बैटरी पावर साझा करने के लिए एक रचनात्मक तरीके की भी आवश्यकता है क्योंकि इसके लिए कोई जगह नहीं है। मैंने एक मृत बिजली आपूर्ति के 2.1 मिमी x 5 मिमी बैरल जैक अंत का उपयोग किया, या ऐसा कुछ।

उपकरण:

• फिलिप्स टिप स्क्रू ड्राइवर
• वायर स्ट्रिपर्स
• गर्म गोंद बंदूक (वैकल्पिक)
• सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर

और इनमें से कम से कम नहीं:

• धीरज
• हठ
• सकारात्मक रवैया

चरण 2: 3डी पार्ट्स

मैंने सीखने में मदद करने के लिए इस रोबोट के लिए फ्रीकैड में सभी 3D को आजमाने और डिजाइन करने का फैसला किया। मुझे बस इतना करना था कि सर्वो और पेन व्यवस्था के लिए आयामों को स्थानांतरित करना था, और फिर शेष को बड़े स्टेपर फिट करने के लिए स्केल करना था।

• बैटरी के लिए निकासी प्रदान करने के लिए बड़े पहिये।
• बढ़े हुए वजन के लिए ताकत प्रदान करने के लिए मोटा चेसिस।
• उठाए गए डेक ऊंचाई से मेल खाने के लिए बड़ा ढलाईकार।
• आसान परीक्षण और अनुकूलन के लिए मॉड्यूलर।

यहां वे टुकड़े हैं जिनकी आपको आवश्यकता होगी। सभी फाइलें https://www.thingiverse.com/thing:2976527. पर रखी गई हैं

• 1 ईए।, चेसिस
• 1 ईए।, शीर्ष स्ट्रट
• 2 ईए।, पहिया
• 1 ईए।, बैरल
• 1 ईए।, सर्वो धारक

चरण 3: चेसिस विधानसभा भाग 1

• चेसिस गतिरोध में M3 नट डालने से प्रारंभ करें। उन्हें या तो दबाया जा सकता है, या M3 स्क्रू का उपयोग करके खींचा जा सकता है।
• M3 स्क्रू के साथ स्टेपर्स को पीछे (छोटे) सिरे का सामना करने वाले विद्युत कनेक्टर के साथ माउंट करें।
• फ्लैट-हेड स्क्रू का उपयोग करके बैटरी धारकों को माउंट करें।

चरण 4: चेसिस विधानसभा भाग 2

• M3 स्क्रू और नट्स के साथ बैरल, टॉप पीस और सर्वो को एक साथ माउंट करें।
• M3 स्क्रू के साथ संयुक्त शीर्ष टुकड़े को स्टेपर्स पर माउंट करें।
• स्टील बेयरिंग को कॉस्टर होल्डर में डालें, यदि आवश्यक हो तो इसे नरम करने के लिए इसे हेयर ड्रायर से गर्म करें।
• M3 स्क्रू का उपयोग करके ढलाईकार को शरीर पर माउंट करें।

चरण 5: व्हील असेंबली

• शाफ्ट को पकड़ने के लिए हब प्राप्त करना एक मुद्दा है क्योंकि शाफ्ट 5 मिमी हैं और हब (जो 5 मिमी के लिए होने का दावा करता है) वास्तव में 6 मिमी है। क्लैंपिंग स्क्रू पर पर्याप्त टॉर्क का उपयोग करने से उन्हें बाहर निकालने की संभावना है, इसलिए मैंने पहले सहिष्णुता को बंद करने के लिए वाइस-ग्रिप्स की एक जोड़ी का उपयोग किया।
• सहिष्णुता को समायोजित करने के बाद, स्टेपर शाफ्ट पर हब को स्लाइड करें और क्लैंपिंग स्क्रू को कस लें।
• 3D व्हील को हब पर रखें, बड़ा बोल्ट डालें और कस लें।
• हब के ऊपर ओ-रिंग लगाएं।
• सुनिश्चित करें कि पहिया बिना डगमगाए घूमता है। यदि आवश्यक हो तो समायोजित करें।

चरण 6: वायरिंग

आइए हम शक्ति को रास्ते से हटा दें ताकि हम स्टेपर्स का परीक्षण कर सकें। ज़रुरत है:

• स्टेपर को चलाने के लिए स्टेपर शील्ड को 8 और 35V के बीच की आवश्यकता होती है।
• स्टेपर्स को 3.4V के लिए रेट किया गया है, लेकिन आमतौर पर 12V द्वारा संचालित किया जाता है।
• ब्लूनो (Arduino) में 7 - 12V का अनुशंसित इनपुट वोल्टेज है, या इसे सीधे 5V USB द्वारा संचालित किया जा सकता है।

लिथियम बैटरी कोशिकाओं में 3.7V का नाममात्र वोल्टेज होता है। यदि हम तीन को श्रृंखला में रखते हैं, तो यह हमें 3 x 3.7V = 11.1 V और लगभग 3 x 3000 mAh = 9000 mAh देता है। ब्लूनो शायद केवल 20 एमए खींचता है, इसलिए अधिकांश नाली स्टेपर से आएगी, जो लोड के आधार पर एक amp या अधिक तक खींच सकती है। इससे हमें घंटों का रन टाइम देना चाहिए।

परीक्षण के लिए, आप शील्ड को विनियमित 12V और Arduino को 5V USB की आपूर्ति कर सकते हैं। बैटरी को एक ही समय में बिजली तक तार करना आसान हो सकता है।

• ड्राइंग के अनुसार बैटरी होल्डर्स को समानांतर में मिलाएं।
• #2 थ्रेड बनाने वाले स्क्रू का उपयोग करके Arduino को माउंट करें।
• मोटर शील्ड को Arduino के ऊपर रखें

• बचाए गए 2.1 मिमी x 5 मिमी जैक तारों को पट्टी करें और बैटरी लीड के साथ उन्हें एक साथ मोड़ें:

  सफेद पट्टी सकारात्मक है, लाल बैटरी लीड के साथ मोड़ें।

• मोटर शील्ड पर वीसीसी में रेड लेड और जीएनडी में ब्लैक लेड डालें।

चरण 7: स्टेपर को आगे बढ़ाना

मुझे इसे चलाने के लिए एक साथ पर्याप्त जानकारी के टुकड़े करने में थोड़ी परेशानी हुई, इसलिए उम्मीद है कि इससे दूसरों को मदद मिलेगी। आपको जो मुख्य दस्तावेज़ चाहिए वह है

स्टेपर तारों और बिजली की आपूर्ति को अपनी ढाल से कनेक्ट करें:

• 2बी नीला
• 2ए लाल
• 1ए काला
• 1बी ग्रेन

प्रदान किया गया उदाहरण स्केच मेरे लिए काम करता है, लेकिन बहुत शिक्षाप्रद नहीं है। हमें गति और रोटेशन को नियंत्रित करने के साथ-साथ बिजली बचाने के लिए उपयोग में नहीं होने पर स्टेपर मोटर्स को छोड़ने की आवश्यकता होगी।

मुझे https://bildr.org/2011/06/easydriver/ से एक संशोधित उदाहरण मिला जिसमें सहायक कार्य हैं। यह एक समय में केवल एक कदम आगे बढ़ाता है, लेकिन आपको विश्वास दिलाएगा कि हम सही रास्ते पर हैं। हम कुछ और परिष्कृत कोड बाद में लिखेंगे।

चरण 8: सर्वो

ड्राइंग के लिए पेन को ऊपर और नीचे करने के लिए सर्वो का उपयोग किया जाता है।

• हाथ को हब पर रखें और स्टेपर को वामावर्त घुमाते हुए नीचे की ओर देखते हुए तब तक घुमाएं जब तक कि वह स्टॉप पर न पहुंच जाए।
• हाथ को हटा दें और इसे बाईं ओर की स्थिति में रखें (यह नीचे की स्थिति होगी)।
• छोटा धागा बनाने वाला पेंच डालें और कस लें।
• हब के साथ माउंट में सर्वो को ऊपर की ओर डालें और दो बड़े धागे बनाने वाले स्क्रू का उपयोग करके संलग्न करें।

चरण 9: अंशांकन

असेंबली और संरेखण में भिन्नता के कारण, रोबोट को कैलिब्रेट किया जाना चाहिए ताकि वह सटीक दूरी और कोणों को स्थानांतरित कर सके।

• रबर ओ-रिंग के बाहरी किनारों से पहिया व्यास को मापें।
• रोबोट के तल पर ओ-रिंग के केंद्र से व्हीलबेस को मापें (जहां यह फर्श से संपर्क करेगा)।
• संलग्न अंशांकन स्केच डाउनलोड करें
• अपने मापा पैरामीटर दर्ज करें।
• स्केच अपलोड करें..

कलम तैयार करें:

• टोपी निकालें और पेन कॉलर को टिप की तरफ से स्लाइड करें।
• सीधे ऊपर की ओर सर्वो आर्म के साथ धारक में पेन डालें।
• सुनिश्चित करें कि पेन इस स्थिति में कागज को नहीं छूता है।
• यदि पेन शाफ्ट में बांधता है, तो हमें किसी भी खुरदरेपन को दूर करने और बोर व्यास को बढ़ाने के लिए एक फाइल दें।

एक वर्ग ड्रा करें:

• पावर स्विच को "चालू" पर स्लाइड करें।
• बूटलोडर शुरू होने के लिए कई सेकंड प्रतीक्षा करें।
• रोबोट द्वारा अपना पहला वर्ग पूरा करने के बाद, पेन को हटा दें और रोबोट को बंद कर दें।

पहले Wheel_dia पैरामीटर समायोजित करें। वर्ग की भुजा की लंबाई नापें। यह 100 मिमी होना चाहिए:

• यदि मापी गई दूरी बहुत लंबी है, तो Wheel_dia बढ़ाएँ।
• यदि मापी गई दूरी बहुत कम है, तो Wheel_dia घटाएं।

आपके पास दूरी अंशांकन होने के बाद, व्हील_बेस पैरामीटर को समायोजित करें जो मोड़ के कोण को प्रभावित करता है। रोबोट को कागज की एक ताजा शीट पर रखें, इसे चालू करें और इसे चारों वर्गों को खींचने दें:

• यदि रोबोट बहुत तेजी से घूम रहा है (बॉक्स दक्षिणावर्त घूम रहा है), तो व्हील_बेस मान घटाएं।
• यदि रोबोट पर्याप्त तेज़ी से नहीं घूम रहा है (बॉक्स वामावर्त घूम रहा है), तो व्हील_बेस मान बढ़ाएँ।
• स्टेपिंग कोड में राउंडिंग एरर और सस्ते स्टेपर्स के गियर्स में स्लोप के कारण, आप इसे कभी भी परफेक्ट नहीं पाएंगे, इसलिए इस पर ज्यादा मेहनत न करें।

चरण 10: ड्राइंग

कुछ ड्राइंग करने का समय! आपको शुरू करने के लिए संलग्न रेखाचित्र डाउनलोड करें।

चरण 11: अब क्या? पाठ्यक्रम

यह काम करता है और अच्छे वर्ग बनाता है। अब मजा शुरू होता है।

कछुआ ग्राफिक्स सीखने के लिए यहां कुछ संसाधन दिए गए हैं।

• https://blockly-games.appspot.com/ (ब्लॉक प्रोग्रामिंग)
• टाइनी टर्टल ट्यूटोरियल (जावास्क्रिप्ट)
• आवर ऑफ कोड से अन्ना और एल्सा के साथ कोड

मैंने टर्टल रोबोट के साथ इन ऑन-लाइन संसाधनों को टर्टल रोबोट का उपयोग करने के बारे में एक इंस्ट्रक्शनल भी पोस्ट किया है। सामान्य तौर पर, किसी भी कछुआ जावास्क्रिप्ट कोड को कैलिब्रेशन स्केच में चिपकाया और चलाया जा सकता है। आप पहले कंप्यूटर पर आउटपुट का ऑनलाइन परीक्षण कर सकते हैं और फिर इसे वास्तविक जीवन में निकालने के लिए अपने कछुए पर अपलोड कर सकते हैं!

छात्रों के लिए, यहां कुछ परियोजना विचार दिए गए हैं:

• अपना नाम लिखने के लिए अपने रोबोट को प्रोग्राम करें!
• एक टेम्पलेट से टिंकरकैड में एक नेमप्लेट डिज़ाइन और 3डी प्रिंट करें। इसे आपकी सर्वो मोटर के नीचे लगाया जा सकता है।
• अपने रोबोट को कुछ हॉट ग्लू और ब्लिंग के साथ कुछ व्यक्तित्व दें। (बस पहियों और आंखों को अवरोधों से दूर रखें)।
• OSTR_eyes स्केच से, एक कमरे में नेविगेट करने के लिए एक एल्गोरिदम डिज़ाइन और परीक्षण करें। जब एक आंख किसी चीज का पता लगा लेती है तो आप क्या करते हैं? दोनों आंखें? क्या आप Arduino के random() फ़ंक्शन को शामिल कर सकते हैं।
• फर्श पर कागज की एक बड़ी शीट पर एक भूलभुलैया का निर्माण करें और अपने रोबोट को इसके माध्यम से नेविगेट करने के लिए प्रोग्राम करें।
• दीवारों के साथ एक भूलभुलैया का निर्माण करें और इसे स्वचालित रूप से नेविगेट करने के लिए एक एल्गोरिदम डिज़ाइन करें।
• एल ई डी के बीच के बटन को अभी तक उपयोग में नहीं लाया गया है, और Arduino pin "A3" से जुड़ा है। इसका उपयोग किस लिए किया जा सकता है? शुरू करने के लिए एक एलईडी चालू और बंद करने के लिए इसका इस्तेमाल करें।
• यदि आपने "फर्मवेयर (एफडब्ल्यू): परीक्षण और ब्लिंकिंग" चरण का जांच अनुभाग नहीं किया है, तो वापस जाएं और इसे आज़माएं।

चरण 12: लेकिन रुकिए, और भी बहुत कुछ है

यदि आप ध्यान दे रहे हैं, तो आपने देखा कि बैरल चौकोर है। कुछ अजीब ब्रह्मांडीय संयोग से, पेस्टल कलाकार चाक क्रायोला मार्करों के व्यास के समान चौड़ाई है। हमें केवल चाक पर पर्याप्त दबाव डालने का एक तरीका चाहिए, और हम एक फुटपाथ कलाकार हैं।

आपको चाहिये होगा:

• 3डी प्रिंटेड बैरल और रैम (https://www.thingiverse.com/thing:2976527)

• चाक, या तो पेस्टल स्क्वायर कलाकार चाक या छोटा गोल चाक (मोटा फुटपाथ सामान नहीं)।

  https://a.co/6B3SzS5

3/4 "वजन के लिए वाशर।

कदम:

• दो संलग्न फाइलों का प्रिंट आउट लें।
• सर्वो और सर्वो धारक को हटा दें।
• स्क्वायर फीड बैरल संलग्न करें।
• चाक को एक निकट बिंदु पर तेज करें।
• चाक को बैरल में रखें।
• राम को बैरल में रखें।
• वॉशर का वजन राम पर रखें।