Modifiziertes Wild Thing - Joystick-Lenkung - neu und verbessert - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Update 01.08.2019: Zwei Jahre nach Abschluss dieses Projekts habe ich mehrere Leiterplatten entworfen und hergestellt, um den Umbau dieser Rollstühle zu erleichtern. Die erste Platine ist fast die gleiche wie die hier aufgelötete kundenspezifische Protoplatine, sondern eine professionell hergestellte Platine, die einen Arduino Nano aufnimmt. Es gibt auch einen Drop-In-Ersatz für die originale serienmäßige Steuerplatine (sie verfügt über eine integrierte Motortreiberschaltung) sowie eine Platine, die in die serienmäßige Steuerplatine eingesteckt wird und deren Joysticks emuliert, wodurch sie viel einfacher zu bedienen sind. Hier sind alle Informationen zu diesen Boards: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Wenn Sie eines dieser Boards haben möchten, kontaktieren Sie mich bitte über meinen Blog und wir können von dort aus weitergehen: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Dieses Handbuch wurde von Willem Hillier, einem Schüler der Champlain Valley Union High School in Hinesburg, VT, geschrieben. Dieses Projekt wurde innerhalb und außerhalb der von Olaf Verdonk unterrichteten Kurse Design Tech und Engineering Robotics durchgeführt.

Ende März 2017 kontaktierte ein lokaler Physiotherapeut die High School und fragte, ob wir in der Lage wären, ein Fisher Price Wild Thing auf die Verwendung eines einzelnen Joysticks umzustellen, indem wir dieser Anleitung folgen: https://www.instructables.com/id/ Wild-Thing-Modifikation/

Wir nahmen diese Anweisungen und verbesserten das Design, wo wir konnten. Zu den Bereichen, in denen wir uns verbessert haben, gehörten:

• Elektronikmontage/Verkabelung
• Code
• Joystick und Joystickhalterung
• PVC-Befestigungssystem
• Rückenlehne, Kopfstütze und andere Stützstrukturen
• Laufrad

Wir haben in unserem Build keinen Sonarsensor und Piezo-Pieper wie beim Original verwendet.

Am letzten Bautag, als wir die endgültigen Tragkonstruktionen montierten und dem Mädchen das Projekt präsentierten, war die lokale Presse anwesend. Sie filmten und interviewten mehrere Personen, und nachdem sie in den lokalen Nachrichten erschienen waren, wurde das Video in den nationalen Nachrichten sowie an unzähligen Stellen im Internet gezeigt.

Diese Anweisungen sind nicht umfassend wie das ursprüngliche Instructable, sondern sind ein "Add-On", das nur die Bereiche anspricht, die wir geändert haben.

Entschuldigung für die unterdurchschnittlichen Fotos in diesem Instructable. Ich hatte während dieses Projekts ein iPhone 5 und es hat nicht die beste Kamera…

HAFTUNGSAUSSCHLUSS: Champlain Valley Union High School oder ihre Schüler, Lehrkräfte und Mitarbeiter sind nicht verantwortlich für Verletzungen von Personen oder Schäden an Gegenständen einschließlich des Autos, die durch die Änderungen verursacht werden. Bei jeder Art von Modifikation erlischt auch die Garantie des Fahrzeugherstellers

Schritt 1: Teile und Zubehör

Während meistens die gleiche wie die Teileliste des ursprünglichen Instructable, gibt es einige Unterschiede.

Viele dieser Teile können vor Ort bei Home Depot, Lowe's oder Ihrem örtlichen Baumarkt gekauft werden. Alle Preise sind die zum Zeitpunkt der Veröffentlichung angegebenen Preise.

PVC-Rahmen:

• 3/4 "PVC-Rohr
• Muttern, Schrauben und Unterlegscheiben zum Durchschrauben
• 90-Grad-PVC-Ellbogen - x4
• 30-Grad-PVC-Ellbogen - x2

Ungefähre Rahmenkosten: $30-40

Elektronik:

• Adafruit Pro Trinket - 5V 16MHz

  • Wird verwendet, um die Eingaben vom Joystick zu übernehmen und die Motoren entsprechend zu steuern
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Joystick

  • Jeder analoge 2-Achsen-Joystick funktioniert - verwenden Sie denjenigen, der physisch am besten für Ihre Anwendung geeignet ist.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Power

• Verteilerbus (x2)

  • Wird verwendet, um Strom zu verteilen und die Verkabelung zu vereinfachen
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • 1,95 $ x 2

• Trimmpotentiometer

  • Wird verwendet, um die Geschwindigkeit des Autos zu kontrollieren.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Wird verwendet, um andere Elektronik an Ort und Stelle zu löten. Fungiert als Platine für die Reglerelektronik.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Männliche Header

  • Wird verwendet, um Stecker für andere Komponenten zu erstellen
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Buchsenleisten

  • Wird für das andere Ende verwendet - wir werden dies an das Joystick-Kabel anschließen, damit es an unsere Steuerplatine angeschlossen werden kann.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Motorsteuerungen (x2)

  • Sie können jeden 12-V-PWM-Motorcontroller mit Umkehrfunktionen verwenden, obwohl wir diese verwendet haben und sie ausgezeichnet sind (wenn auch etwas teuer).
  • $45,00 x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Kondensatoren (x2)

  • Gleicht die Spannung aus, wenn Sie viel Strom verbrauchen (z. B. schnelles Beschleunigen).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • 1,37 $ x 2

• Stromschalter

  • Wird verwendet, um das Auto ein- und auszuschalten
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Sicherungshalter

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98

• 20A Kfz-Sicherung

  Diese können Sie vor Ort sehr günstig kaufen

• Jeder schwere Draht

  • Wird für die Stromverkabelung verwendet
  • Kann problemlos vor Ort gekauft werden

• Kleines 4- oder mehrpoliges Kabel

  • Wird als Joystickkabel verwendet
  • USB-Verkabelung funktioniert gut

• Ringkabelschuhe

  Diese können Sie vor Ort kaufen

• Optional: aufgerüsteter Akku

  • Gibt Ihnen eine Laufzeit, die ungefähr doppelt so lang ist wie die des Serienakkus
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Powerpole-Anschlüsse

  • Zum einfachen Entnehmen des Akkus und zum einfachen Aufladen
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Gesamtkosten für die Elektronik: 190,69 $

Geschätzte Gesamtkosten der Modifikation: 200-300 $

Schritt 2: Elektronikmontage/-verdrahtung

Anstatt alle notwendigen Drähte direkt an das Adafruit Trinket Pro zu löten, entschied ich mich, eine Platine zu bauen, auf der alle notwendigen Verbindungen ausgebrochen waren.

Ich habe Perfboard verwendet und Buchsenleisten für das Trinket Pro gelötet. Ich habe männliche Header für die Strom-, Servo- und Joystick-Anschlüsse verwendet. Das Drehzahlpotentiometer ist direkt auf diese Steuerplatine gelötet, im Gegensatz zum ursprünglichen Design, bei dem das Drehzahleinstellpotentiometer außerhalb der Steuerplatine lag. Dies ist deutlich zuverlässiger (im Gegensatz zu einem Steckverbinder) und einfacher herzustellen.

Darüber hinaus gibt es zwei Schalter, die steuern, welcher Joystick-Header aktiv ist. Ein Schalter schaltet das x-Achsen-Signal zwischen den beiden Headern und der andere schaltet das y-Achsen-Signal. Jeder Header ist "gegenüber" verdrahtet - z. B. Masse und VCC werden vom anderen Header in Position geschaltet. Dadurch kann der Joystick zwischen Links- und Rechtshandbetrieb umgeschaltet werden, indem einfach der Joystick-Header umgeschaltet und zwei Schalter umgelegt werden, ohne den Controller neu zu programmieren.

Schritt 3: Code

Als ich den Originalcode ausprobierte, stellte ich fest, dass er extrem verzögert war. Nach einigen Recherchen/Tests wurde festgestellt, dass der Sonarcode den Regelkreis sehr langsam laufen ließ, wenn kein Sonarsensor angeschlossen war. Dies lag daran, dass der Arduino einen "Ping" an den Sonarsensor aussendete und auf die Zeit wartete, um einen "Ping" vom Sonarsensor zurück zu erhalten. Wenn kein Sonarsensor angeschlossen ist, erhält er nie einen Ping zurück, sondern wartet eine Weile, bis er einen empfängt, bevor er schließlich das Zeitlimit überschreitet.

Nachdem dieser Code sowie andere unnötige Codes entfernt wurden (insbesondere Code, der zum Betreiben eines Autos mit einem Lenkservo entwickelt wurde), lief es recht gut.

Schritt 4: Joystick und Joystick-Halterung

Das ursprüngliche Design verwendete einen Standard 2-Achsen-Potentiometer-Joystick von einer Fernbedienung für ein Flugzeug usw. Diese funktionieren zwar, sind aber oft nicht von besonders hoher Qualität und außerdem ist der Griff nicht ideal, da er für die Verwendung mit ein einziger Daumen. Aus Gründen der Benutzerfreundlichkeit haben wir uns für einen 2-Achsen-Joystick mit Kugelgriff entschieden. Ich habe eine Halterung für den Joystick entworfen und in 3D gedruckt. Insgesamt durchlief es 4 Druckrevisionen, bevor es zufriedenstellend war.

Bei der Joystick-Halterung sind mehrere Dinge zu beachten:

• Es verwendet zwei Durchgangslochschrauben zur Klemmmontage an 1" PVC. Um die genaue Größe dafür zu bestimmen, haben wir einen Satz "Testringe" mit leicht unterschiedlichen Innendurchmessern gedruckt (siehe Foto oben).
• Diese spezielle Datei benötigt Unterstützung, um am besten zu drucken - ich habe sie auf einem Ultimaker 3 gedruckt. Ich nehme an, sie könnte auf einer Seite gedruckt werden, aber sie würde wahrscheinlich nicht so gut aussehen. Ich habe auch ein Modell ohne Stützen angehängt.
• Im Inneren ist ein U-förmiger Kanal ausgeschnitten, der es dem Kabel ermöglicht, zwischen dem Austrittsloch und dem anderen Potentiometer zu verlaufen.
• Mein Design verwendet eine lasergeschnittene Acrylabdeckung, die stattdessen problemlos 3D-gedruckt werden könnte

Schritt 5: PVC-Montagesystem

Wie beim ursprünglichen Design haben wir PVC verwendet, um einen Rahmen um das Fahrzeug herum zu bauen. Dieser Rahmen bietet mehr Schutz für den Benutzer sowie praktische Befestigungspunkte für andere Teile wie Joystick und Kopfstütze.

Wir haben den PVC-Rahmen an vier Stellen mit Durchgangsschrauben am vorhandenen Rahmen befestigt (siehe Bild oben; Befestigungspunkte sind rot eingekreist).

Schritt 6: Rückenlehne, Kopfstütze und andere Stützstrukturen

In Anbetracht dessen, dass wir einen Rollstuhl bauen, ist die Stützstruktur und die Ergonomie des Produkts sehr wichtig. Es gab drei Bereiche, die gegenüber dem ursprünglichen Wild Thing drastisch verbessert wurden.

1. Rückenlehne

Wir verwendeten ein Schaumstoff-Kickboard mit zwei dreieckigen Holzkeilen zwischen ihm und dem ursprünglichen Sitz, so dass die Rückenlehne einen steileren Winkel hatte. Aufzugsschrauben wurden verwendet, um das gesamte Setup zu sichern.

2. Seitenstamm-Stützstrukturen

Wir verwendeten ein Stück Blech, das am hinteren orangefarbenen Rahmen befestigt war und sich um die Seiten der Taille des Benutzers wickelte. Schaum wurde um die "Spitzen" dieses Metallstücks gewickelt. Siehe Fotos.

3. Kopfstütze

Die Rückenlehne des Kickboards ist in Bezug auf die Rückenstütze gut, aber in unserem Fall war sie nicht hoch genug, um den Kopf des Benutzers zu stützen. Aus diesem Grund wurde eine Kopfstütze hinzugefügt. Wir haben die Kopfstütze vom vorhandenen (manuellen) Rollstuhl des Benutzers abgenommen und einfach auf das Kickboard geschraubt.

Schritt 7: Lenkrolle

Das Original-Lenkrad und seine Tragstruktur waren aus Kunststoff, hatten viel zu viel Spiel und rollten überhaupt nicht gut. (Siehe obiges Foto für eine zerlegte Ansicht). Wir haben uns entschieden, dieses Laufrad durch ein schwenkbares Gummilaufrad zu ersetzen, das für den Einsatz auf dem Boden von Rollwagen usw.

Ich habe in Fusion 260 zwei Platten entworfen, die oben und unten auf die Kunststoff-Schwenknabe auf der Rückseite des Fahrzeugs passen (siehe Foto). Diese Platten wurden auf einem CNC-Plasmaschneider ausgeschnitten. In jedes Loch dieser Platten wurde ein kleines Stück Stahlrohr eingeschweißt. Die Schrauben gingen durch die obere Platte, die untere Platte und dann durch die Löcher in der Montageplatte am Laufrad.

Vielen Dank für das Lesen dieses Instructable und stimmen Sie dafür im PVC-Wettbewerb ab und machen Sie es bewegen Wettbewerb!

Erster Preis beim Make It Move Contest 2017