BrickPi - Regenbogen-Einhorn - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Betreten Sie die Zeit des Covid- und Shelter-in-Place-Unterrichts und kein Sommercamp (bester Teil des Unterrichtsjahres!). Ich habe einen Freitags-Lego-"Club", mit hauptsächlich 8-10-jährigen Jungen. Da dieser Club in der Nachschule stattfindet, nachdem diese Kinder 50 Stunden in der Woche in der Schule/Nachschule waren, müssen die Lego-Projekte ziemlich unkompliziert sein und viele der Projekte, die ich im Internet finden kann, haben ein RIESIGES Potenzial, aber Nichts, was die meisten Kinder verarbeiten konnten. Da ich immer beschäftigt bin, bleibt nie die Zeit, nur mit diesen Lego-Projekten zu spielen… aber dieser Sommer war anders. Ich habe diese Trotbots auf DIYWalkers.com gefunden, die erstaunlich wie ein galoppierendes Pferd aussehen! Fügen Sie den Rainbow Contest hinzu, und natürlich musste es ein Regenbogen-Einhorn sein!

Der Einhorn-Horn-Teil wurde durch den BrickPi von Dexter Industries ermöglicht. Der BrickPi kombiniert einen Lego Mindstorm kompatiblen "Hut" über einem Raspberry Pi, sodass Sie die Lego-Motoren und -Sensoren anschließen und einen Roboter erstellen können. Sie können Ihren Roboter auch mit Scratch (und Python) programmieren, was für Kinder ein großes Plus ist. Ich habe versucht, eine Reihe von Bauplänen für meine Kinder aufzustellen, die sie mit dem BrickPi verwenden können, ähnlich den Anweisungen in NXTPrograms.com.

Das Regenbogen-Einhorn-Horn verwendet die GPIO-Pins, die vom Raspberry Pi zum Brick Pi durchgehen. Ich hatte einige Probleme mit einem der Pass-Through-Pins, Nicole von Dexter Industries hat SO viel geholfen! Und so war das Rainbow Unicorn geboren. (Ich kann versuchen, einen Regenbogen-Einhorn-Pegasus zu machen!)

Lieferungen

LEGO MINDSTORMS Education NXT Basisset (9797)

LEGO MINDSTORMS Bildungsressourcen-Set (9695)

Ein zusätzlicher Lego Mindstorms Ultraschallsensor

Entweder:

• Brickpi Starter Kit, das einen Rasberry Pi, Temperatur-, Feuchtigkeits- und Drucksensor enthält, obwohl Sie möglicherweise mehr Kabel kaufen müssen, um Ihren RPi allein zu betreiben
• ODER

• BrickPi3 Basiskit PLUS

  Raspberry Pi 3 oder besser und alle seine Kabel

• Vergewissere dich, dass du den 8er Akkupack hast, der im BrickPi enthalten ist. Ich bin mir nicht sicher, ob Sie es durch eines von Amazon ersetzen können

KURZE Kühlkörper, jeweils 1 Stück, ca. 1/2" und 1/4" (können im obigen RPi-Link enthalten sein) Sie MÜSSEN die kürzeren sein oder stören den BrickPi

HDMI-Monitor

Kabellose Mini-Tastatur und Touchpad

Anode RGB-LED

4 Überbrückungsdrähte - ich habe 4 verwendet, ein Ende abgeschnitten und nur das weibliche Ende verwendet, das andere gelötet

M2-Abstandshalter - Ich habe 7 15-mm-Abstandshalter mit den entsprechenden Muttern und Schrauben verwendet

Pfeifenreiniger oder so was für Mähne und Schweif

Drehbohrer

Schön zu haben

Tastatur und Maus in voller Größe - VIEL einfacher zu programmieren

Universal-Netzteil - um die Batterien zu sparen, die zum Programmieren Ihres Trucks benötigt werden

Glitzer-Nagellack!

Schritt 1: Richten Sie den BrickPi mit dem Raspberry Pi ein

Für die grundlegende Einrichtung werde ich Sie zu den Websites schicken, die ihre Einrichtung beschreiben, da sie viel klarer sind, als ich es machen könnte, und auch einfach überflüssig sind.

Hinweis: Um den BrickPi auszuführen, müssen Sie das Raspian for Robots-Image verwenden, das sich auf ihrer Website befindet. Sie benötigen also entweder eine separate 8-Gbit-SD-Karte oder müssen irgendwann Ihre Himbeer-Pi-Karte überschreiben. Bevor Sie also Raspian auf Ihrer SD-Karte installieren, wie in der "Basic Raspberry Pi Setup" unten beschrieben, können Sie Raspian for Robots auf Ihrer SD-Karte installieren. Es ist eine ältere Version von Raspian als die auf der Website raspberrypi.org, aber die meisten Funktionen sind vorhanden. Dann überspringen Sie einfach den Raspian-Ladeteil des Basic RPi-Setups.

Grundlegendes Raspberry Pi-Setup gemäß raspberrypi.org.

Bevor wir mit dem BrickPi-Setup fortfahren, müssen wir einige Dinge hinzufügen, die wir benötigen, da der BrickPi das RPi schließt und Sie nicht darauf zugreifen können, ohne es auseinander zu nehmen

Kühlkörper Das RPi wird nicht mit installierten Kühlkörpern geliefert. Das Bild links zeigt ohne Kühlkörper und das Bild rechts zeigt, wo die Kühlkörper zu platzieren sind.

Schritt 2: Brick Pi-Setup und Hinweise zu den GPIO-Pins

Grundlegendes BrickPi-Setup für die spätere Verwendung, wenn Sie möchten!

Hinweis: Wenn Sie den BrickPi so verwenden, wie er ist, empfehle ich, ihn in das mitgelieferte durchsichtige Kunststoffgehäuse zu legen. Ich bin mit dem Gehäuse nicht ganz zufrieden, da es nicht sehr lustig ist und auch nicht einfach am Roboter befestigt werden kann, da die Löcher nicht ganz richtig gemacht sind: Sie verjüngen sich nicht wie die Lego-Balkenlöcher. Aber es funktioniert und es schützt. Für dieses Projekt werden wir jedoch Lego-Gehäuse verwenden, die für das RPi hergestellt und modifiziert wurden. Das machen wir im nächsten Schritt.

Eine Übersicht über die Header-Nutzung finden Sie im Dexter Industries Forum, in dem GPIO-Pins verwendet werden können.

Ich habe meine Beobachtungen in die PDF-Datei der verwendbaren BrickPi GPIO-Pins gesteckt, die dieser Anleitung beigefügt ist.

Schritt 3: Fügen Sie Ihre 2x7 14-polige rechtwinklige Buchsenleiste (optional) und das BrickPi. hinzu

Die Pins auf dem Raspberry PI, unterhalb der Brickpi-Platine, die nicht verwendet werden, können für andere Dinge verwendet werden, sie liegen jedoch so nah an der oberen Platine, dass es schwierig ist, Jumperkabel einzuführen. Ich habe die 2x7 rechtwinklige Buchsenleiste verwendet, um sie verfügbar zu machen. Für dieses Projekt habe ich diesen Header nicht verwendet. Ich habe nur die oberen Header auf dem BrickPi-Board verwendet, wie Sie in späteren Abschnitten sehen werden.

Aber ALLE diese Header stehen zur Verfügung, im Gegensatz zu den oberen Headern des BrickPi-Boards, von denen einige völlig verboten sind, von denen andere nur zu bestimmten Zeiten verwendet werden. Es sind 3 Dinge zu beachten: Die 2x7 rechtwinkligen Header, die ich gefunden habe, sind zu groß, um in den BrickPi-Header zu passen. Ich musste mein Drehwerkzeug mit dem Schleifband verwenden, um es passend zu schleifen, siehe das erste Bild. Es war SEHR eng - wie daran zu erkennen ist, dass die Metallzinken durchscheinen. (2. Bild). Mit genug Schleifen passt der BrickPi-Header (3. Bild). Wie Sie auf dem 3. Bild sehen können, befindet sich der S2-Port direkt über den 2x7 rechtwinkligen Pins. Achten Sie darauf, dass die Metallstifte die Metallteile des Anschlusses nicht berühren. Wenn Sie die 2x7 Pins ganz nach unten drücken, halten die USB-Anschlüsse das BrickPi-Board so hoch, dass die Pins keine Metallteile berühren, aber ich klebe trotzdem Isolierband auf. Ich weiß nicht, wie lange es dauern wird. Schließlich halten die Header und die Motor- und Sensoranschlüsse den BrickPi - RPi-Abstand auf 3 Seiten, aber in Anbetracht meiner Zielgruppe (8-jährige Jungen) habe ich in der Ecke rechts von der SD-Karte einen Abstandshalter hinzugefügt. (4. Bild)

Schritt 4: Setzen Sie den BrickPi in ein Lego-Gehäuse ein

Ich habe diese Lego-Hülle in Gelb gekauft. Der untere Teil passte wunderbar, während ich mit dem Drehbohrer Teile des oberen Teils wegschneiden musste, damit die BrickPi-Ports verwendet werden konnten. Ich mag dieses gelbe Gehäuse, weil es den Brick Pi sicher hält.

Ich passe das RPi in den Boden des Gehäuses. Es war eine gute Passform und eng anliegend. Jetzt müssen wir noch einen Teil des Gehäuses wegschneiden, damit wir den BrickPi hineinpassen können. Schieben Sie die Seite, die die USB-Anschlüsse umschließen soll, über die BrickPi-Motoranschlüsse und sehen Sie sich das andere Ende an. Markieren Sie, wo Sie Ihren Schnitt über den Netzstecker machen. Dann schneiden. Jetzt müssen Sie jede der anderen Seiten markieren und schneiden:

• über die GPIO-Pins und die Ports auf dieser Seite
• über die 2 Motor Ports über den USB Ports
• über die restlichen Ports auf der letzten Seite.

Zuletzt müssen wir Löcher für die M2-Abstandshalter markieren und bohren.

Vielleicht möchten Sie auch die Ports markieren, damit Sie wissen, welcher welcher ist!

Schritt 5: Machen Sie Ihre Lego-Kreation

Um mein BrickPi Unicorn zu erstellen, habe ich die meisten Anweisungen für den Hexapot Trotbot verwendet, wie in www.diywalkers.com gezeigt. Es lohnt sich, diese Seite zu durchsuchen. Ihre Wanderer sind unglaublich!

Ich habe bei meinen Kindern einige Gebrauchsanweisungen geändert und um die Metallstangen, die meine Lego-Sets natürlich nicht haben, nicht zu verwenden. Ich werde Ihnen die ursprünglichen Links geben, aber in diesem anweisbaren ein PDF der Schritte enthalten, die ich unternommen habe.

Schritt 6: Torso und Motor

Wie oben erwähnt, habe ich den Hexabot Trotbot-Build verwendet. Allgemeine Anweisungen finden Sie in TorsoSides.pdf. Sie müssen 2 Rumpfseiten machen, Spiegelbilder voneinander. Die Kurbeln sind in der CranksForLegs.pdf abgebildet. Der Hexapod Walker, den wir kopieren, hat nur einen Rumpfrahmen und verwendet einen anderen Motor, aber A) ich wollte das Einhorn nicht so breit und B) (und lass uns ehrlich sein: das ist der wahre Grund) Ich hatte keinen dieser Motoren.

Hinweis: Ich hatte eine begrenzte Anzahl von Beams, viele meiner Beams sind noch in der Schule auf von Kindern gebauten Robotern, wurden wegen der schnellen Schulschließungen nicht weggeräumt und trotz 5 NXT Education Kits verwendet dieser Build viele Beams. Auch die bolzenlosen Balken, die in den Trotbot-Anweisungen gefordert werden, sind meist grau. Meine farbigen Balken sind die älteren Nietenbalken. Also habe ich hauptsächlich Nietenbalken verwendet, so viele farbige wie möglich für den "Regenbogen" -Effekt, außer wo die Passform so eng war, musste ich ohne Nieten verwenden. Siehe Bild für die Verwendung der Nietenbalken.

Da ich nur eine begrenzte Anzahl von Stollenträgern hatte und die Beine wirklich alles brauchten, was ich hatte, habe ich viele Stollenträger verwendet. Außerdem haben sie Farbe hinzugefügt. Es gab nur wenige, die ohne Nieten sein mussten, um in enge Stellen zu passen. Schließlich sind die Noppenträger oben notwendig, damit Sie über dem Motor eine Plattform für den BrickPi aufbauen können.

Ein weiterer Unterschied ist, dass ich Lego-Achsen verwendet habe, keine Metallstangen, wie auf dem letzten Foto gezeigt. Die Achse ist eine 8 mit einem Anschlag am Ende. Es gibt viel Platz, um einen regulären 10-Träger mit einer Buchse am Ende zu verwenden. Auf der nächsten Seite erfahren Sie, wie Sie den Motor anbringen.

Der Motor

Der Motor wird wie gezeigt mit der MITTLEREN OBERSEITE des Torsos verbunden, obwohl ich alles auf den Kopf gestellt habe, damit Sie sehen können, wie es ausgerichtet ist. Zum Abschluss müssen Sie es in Position halten, indem Sie 2 Stollenträger auf den oberen Träger des Torsos legen und eine lange Achse durch sie und die Motorhalterungen fädeln. Sie müssen dies wahrscheinlich verschieben, wenn Sie den BrickPi hinzufügen.

Schritt 7: Beine

Sehen Sie sich SimplifiedLegs.pdf an, um die Beine zu bauen. Sie müssen 4 davon machen, 2 Sätze von Spiegelbildern, wie ich im Bild der 4 fertigen Beine oben gezeigt habe. (Wieder verschwommen, sorry.)

Beachten Sie, dass ich die Beine ein wenig modifiziert habe:

• Ich habe oben bunte Nietenbalken eingesetzt, wie gezeigt, um dem Rainbow-Aspekt meiner Kreation zu entsprechen.
• Der ursprüngliche Build sah das Schneiden von bolzenlosen Trägern vor, um für jedes Bein einen bolzenlosen 6-Strahl und 8-Strahl herzustellen. Stattdessen habe ich für den 6-Balken einen gebogenen Studless-Balken mit einer 6-Loch-Seite verwendet. Für den 8-Balken stecke ich einfach den Verbinder in das 8. Loch eines 9-Loch-Balkens.
• Da ich durch die Anzahl der Lego-Teile, die ich in meinen Bausätzen hatte, eingeschränkt war, hatte ich nicht genug "D"-Ring-Stücke für die Kurbeln. Aber alles, was ich brauchte, war ein 5-Ring-Stück mit Achsverbindungen an den Enden und das Mäntelchen -Aufhänger aussehende Stücke funktionieren wunderbar.

Die Kurbeln bedürfen einer kleinen Erklärung. Die 2 Bilder der Seiten des Torsos zeigen die unterschiedlichen Winkeleinstellungen der Kurbeln. Die 2 "Kleiderbügel" sind vorne und die 2 "Ds" hinten. Das Bild, das sowohl den Rumpf als auch die 2 Beine zeigt, zeigt, wie die Beine mit den Kurbeln verbunden werden: Die Oberseite der Beine befindet sich unten im Bild und die 2 grauen Achsen, die nach oben ragen, werden in das freie Ende der 5- Seite der Kurbeln. Das Foto von der Oberseite des Torsos zeigt, wie Sie die Oberseite des Beins am Torso befestigen: Sie schieben die verlängerte Achse durch das 3. Loch vom Ende der 2 oberen Balken.

Schritt 8: Fügen Sie BrickPi hinzu, es sind Support Bricks, Test Bracing und Motor Test

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Verbinden Sie die LED-Farben mit diesen Pins:

• GPIO17 - Pin 11 - rotes Licht
• GPIO23 - Pin 16 - grünes Licht
• GPIO27 - Pin 13 - Blaulicht
• Pin 1 verbindet sich mit dem + Bein der RGB-LED

Das Bild zeigt den Kopf des Einhorns. Meine Fotoausrüstung (mein Handy) und mein Wissen, wie man es benutzt, machen keine guten Fotos - so kann ich am besten zeigen, wie das Horn seine Farben ändert.