1kg Sumobot-Build - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Dieses Instructable führt Sie durch den Prozess des Entwerfens und Bauens eines 1-Kilogramm-Sumobots.

Aber zuerst ein bisschen Hintergrund, warum ich mich entschieden habe, dies aufzuschreiben. Ich war gerade dabei, meinen alten Sumobot für einen Wettbewerb zu reparieren, als mir klar wurde, dass ich noch nie ein Instructable gemacht hatte, wie man einen Sumobot herstellt. Ich war im letzten Jahr in Instructables ruhig, also habe ich beschlossen, dass ich mit diesem Instructable zurückkomme, wie man einen 1 kg Sumobot baut.

Viele von euch werden sich zunächst fragen: Was ist ein Sumobot?

Grundsätzlich ist ein Sumobot eine Art Roboter, der in Sumobot- oder Roboter-Sumo-Wettbewerben verwendet wird. Wie der Name schon sagt, besteht das Ziel darin, sich gegenseitig aus einem Ring zu drängen, ähnlich wie beim Sumo-Ringen. Der Sumobot selbst wurde nur dazu entwickelt, einen anderen Sumobot aus dem Ring zu schieben. Der Sumobot in diesem Instructable ist 1 Kilogramm. Es gibt aber auch andere Gewichtsklassen wie 500 Gramm und 3 Kilogramm.

Benötigte Fähigkeiten:

• Vertrautheit mit CAD (Computer Aided Design)
• Löten
• Programmierung in Arduino

Für dieses Projekt sind nicht viele Fähigkeiten erforderlich. Einfach nur mit CAD, Löten und Programmieren vertraut zu sein, ist ein langer Weg. Lassen Sie sich nicht davon abschrecken, wie kompliziert computergestütztes Design klingt. Autodesk bietet kostenlose umfassende Tutorials zu seiner eigenen Software (ich benutze Fusion 360 selbst) und es ist äußerst hilfreich für einen Anfänger, der die Seile lernt. Wichtiger ist für mich die Bereitschaft und Bereitschaft zu lernen und natürlich Spaß dabei zu haben.

Damit können wir beginnen.

PS Ich trete auch dieses Instructable in den Make it Move-Wettbewerb ein. Wenn Sie dieses Instructable fantastisch finden, stimmen Sie bitte auch für mich. (Ich will das T-Shirt; es sieht echt cool aus:))

Schritt 1: Teileliste

Liste der Einzelteile:

0,090 "6061 Aluminiumblech - 12" x 12" (oder jedes 0,090 "/2,2 mm Aluminiumblech, das CNC-bearbeitet werden kann. Ich habe 6061 gewählt, da dies für den Hauptkörper verwendet wird und 6061 eine ziemliche Stärke hat)

0,5 mm Aluminiumblech - 12 "x 12" (Jede Legierung würde funktionieren; dies ist nur für die obere Abdeckung und die Klinge. Ich habe Ersatzaluminiumschrott verwendet)

5mm Aluminiumblech (Auch hier würde jede Legierung funktionieren. Meine waren 7075 Aluminiumschrott.)

2 x 12-V-DC-Motor mit hohem Drehmoment (Jeder Motor mit hohem Drehmoment funktioniert, wie dieser von Amazon.)

2 x Felge (Auch hier würde jede Felge funktionieren, abhängig von Ihrem Motor. Wenn Sie eine 5-mm-Motorwelle haben, funktionieren diese Räder gut. Meine sind tatsächlich einige alte Silikonräder, die ich hatte)

4 IR-Distanzsensoren (Ich verwende Sharp IR-Distanzsensoren, die in mehreren Geschäften gekauft werden können, z. B. bei Pololu und bei Sparkfun.)

2 IR-Sensoren (ich habe hier wieder welche von Sparkfun bekommen.)

1 Mikrocontroller-Board (ich verwende ein ATX2 nur weil es erforderlich ist. Ein normales Arduino Uno wäre eigentlich besser für seine Benutzerfreundlichkeit).

1 3S Lithium-Polymer-Akku (LiPo. 3S LiPos sind 12 Volt. Eine Kapazität von 800 bis 1400 mAh würde funktionieren.)

1 Motortreiber (Auch dies hängt davon ab, wie viel Leistung Ihr Motor ziehen kann. Dies geht direkt auf einen Arduino Uno und kann bis zu 5 A Strom liefern.)

Drähte, Kabel und Anschlüsse (Um die Sensoren mit der Platine zu verbinden und mit einem Laptop zu verbinden.)

M3 Schrauben und Muttern

Epoxid

Karton

Laptop (um das Board zu programmieren)

Werkzeuge wie Schere, Abisolierzange und Lötkolben.

Schritt 2: Zusammenbau des Chassis

Ich habe Fusion 360 verwendet, eine All-in-One-Cloud-basierte 3D-CAD/CAM-Software, um das Gehäuse zu entwerfen. Autodesk bietet hier schöne Tutorials. Ich habe gelernt, indem ich hauptsächlich die Videos angeschaut und dann versucht habe, sie selbst zu machen. Ich werde nicht versuchen, Ihnen beizubringen, wie man Fusion 360 verwendet; Ich lasse Profis ihr Ding machen.

Das Design selbst besteht aus einer Hauptbasis, einer Klinge, einer oberen Abdeckung, zwei Motorhalterungen und zwei (oder vier) 3D-gedruckten Streben. Die Hauptbasis besteht aus 2,2 mm Aluminium, die Motorhalterungen sind aus 5 mm Aluminium, die Klinge besteht aus 0,5 mm Aluminium, während die obere Abdeckung entweder aus 0,5 mm Aluminium oder normalem Karton bestehen kann. Ich habe Pappe verwendet, weil das Aluminium ein paar Gramm mehr wiegt und ich um 10 Gramm über der 1-Kilogramm-Grenze lag. Die 3D-gedruckten Hosenträger hingegen sind mit ABS gedruckt, auf 50% Füllung.

Die Designs, die Aluminium erforderten, wurden in.dxf-Dateien exportiert und an eine lokale Laserschneidfirma hier auf den Philippinen gesendet. Die 3D-gedruckten Teile wurden in der Zwischenzeit in STL exportiert und erneut an eine lokale 3D-Druckerei gesendet.

Haftungsausschluss: Ich habe einen alten Sumobot von mir wiederverwendet, der nicht mehr funktioniert, aber dieses Design verwendet, daher sind einige Teile bereits auf den Fotos montiert. Ich werde Sie jedoch durch den Prozess des Zusammenbaus aller Teile führen.

Nachdem die Teile geschnitten wurden, können Sie entweder mit der oberen Abdeckung, der Strebe und dem Messer oder der Motorhalterung beginnen.

Die obere Abdeckung im Design ist aus Aluminium, aber aus Gewichtsgründen habe ich Pappe verwendet. Ich schneide Karton in den gleichen Spezifikationen wie im Design.

Die 3D-gedruckte Strebe wird vorne mit Schrauben befestigt und wird verwendet, um die Klinge buchstäblich zu versteifen. Die Klinge wird mit Epoxy auf die Basis geklebt. Schraubenlöcher in der Klinge und der Hauptbasis werden verwendet, um die Positionierung zu führen und sicherzustellen, dass sie genau zusammengefügt sind. Auf der Hauptbasis befinden sich runde Löcher, die Sie mit Epoxidharz füllen können, um die Klinge an der Hauptbasis zu befestigen. Die große Oberfläche der Löcher ermöglicht es dem Epoxid, die Klinge besser zu greifen und ein Abreißen von der Basis zu verhindern. Der IR-Sensor kann auch wie auf den Fotos mit Epoxy auf die Unterseite der Klinge geklebt werden. Stellen Sie sicher, dass die Unterseite des Sensors senkrecht zum Boden steht.

Um den Motor an der Basis zu montieren, schrauben Sie zuerst den Motor in die Motorhalterung. Sie müssen jedoch zuerst Drähte an den Motor anlöten, da sich die Kabel auf der Rückseite des Motors befinden und sie nach dem Anbringen an der Basis schwer zu erreichen sind. Der Motor fluchtet mit der Motorhalterung und wird durch Schrauben gehalten. Das heißt, wenn Sie den Motor haben, den ich in die Stückliste aufgenommen habe. Wenn nicht, können Sie das Design an Ihren Motor anpassen. An dieser Stelle können Sie auch die Felge am Motor befestigen. Die Motorhalterung wird dann auf die hinteren Löcher des Hauptsockels geschraubt.

Wenn Sie einen Motortreiber verwenden, der nicht auf dem Arduino platziert werden kann, oder aus irgendeinem Grund der Motortreiber einen eigenen Bereich haben muss, ist Platz zwischen den Motoren und der Klinge dafür. Dieser Platz ist für den Lipo-Akku und einen Motortreiber vorgesehen, falls Sie zusätzlichen Platz benötigen. Da wir auch schon am unteren Teil des Roboters arbeiten und es später schwer zugänglich wäre, wenn die obere Abdeckung angebracht ist, können Sie den Motortreiber wie auf den Fotos zwischen Klinge und Motoren platzieren. Doppelseitiges Klebeband kann bei der Befestigung an der Basis helfen.

Schritt 3: Elektronik

Als nächstes kommt die Elektronik, wie die Sensoren, der Motortreiber und die Platine.

Wenn Sie wiederum einen Motortreiber verwenden, der nicht auf einem Arduino sitzt, beginnen Sie mit dem Anschließen der Drähte, die für die Verbindung mit dem Mikrocontroller erforderlich sind. Für meinen Motortreiber brauche ich nur ein Signalkabel (blau) und ein Massekabel (schwarz). Das hängt vom Fahrer selbst ab. Was alle Fahrer benötigen, sind Kabel zum Anschluss an die Batterie oder Stromquelle. Die an meinem XT-60 angeschlossenen Kabel (derselbe Stecker bei den meisten Lipo-Batterien) waren zu dick, daher musste ich sie abschneiden, um sie an die schmalen Anschlussblöcke anzupassen.

Mein Mikrocontroller teilt sich auch die gleiche Stromquelle wie die Motortreiber, daher musste ich Drähte direkt an die Anschlüsse des XT-60-Anschlusses an den Motortreibern löten.

Auf die IR-Abstandssensoren selbst müssen möglicherweise Header-Pins gelötet werden, je nachdem, welchen Sensor Sie erhalten. Sie enthalten normalerweise einige im Paket, wenn Sie sie kaufen, also löten Sie diese einfach nach Bedarf.

Möglicherweise müssen Sie auch Drähte zusammenlöten, um den Mikrocontroller mit den Sensoren zu verbinden, genau wie ich. Der Sensor hat einen eigenen Anschluss; einige verwenden JST, während andere Servo-Header verwenden. Bei einem normalen Arduino können Sie Überbrückungskabel an den Arduino kleben und dann das andere Ende des Kabels an das aus dem Sensor kommende Kabel löten. Bei anderen Mikrocontrollern funktioniert das Verfahren genauso. Die vom Mikrocontroller kommenden Drähte werden mit den vom Sensor kommenden Drähten verlötet.

Schritt 4: Alle Teile zusammenfügen

Die Sensoren und der Mikrocontroller gehen auf die obere Platte. Ich habe die IR-Abstandssensoren auf einem Bündel Pappe montiert, um sie über den Mikrocontroller zu heben, da die Drähte hinter dem Sensor mit dem Mikrocontroller kollidieren. Beachten Sie, dass das Foto nur drei Sensoren enthält. Erst in letzter Minute habe ich beschlossen, einen vierten Distanzsensor an der Rückseite des Roboters anzubringen. Leider war kein Platz mehr vorhanden, so dass ich es direkt hinter den Motoren auf der Hauptbasis selbst montieren musste.

Der Mikrocontroller wird dann an der oberen Platte befestigt. Nichts zu schwer; Ich habe nur ein paar Löcher in den Karton gestochen und das gesamte Brett auf die obere Platte geschraubt. Wenn Sie Aluminium verwenden, ist eine Handbohrmaschine ein Muss.

Nachdem alles auf der oberen Platte befestigt ist, verwenden Sie doppelseitiges Klebeband, um es auf den oberen Teil der Motoren zu kleben.

An diesem Punkt können Sie damit beginnen, die gesamte Elektronik miteinander zu verbinden, z. B. die Sensoren und den Motortreiber an den Mikrocontroller anzuschließen. Wenn Sie den Motortreiber verwenden, der nur auf der Oberseite des Arduino klebt, dann kein Problem für Sie. Wenn nicht, müssen Sie es gemäß den Spezifikationen des Treibers mit der Platine verdrahten, genau wie ich es getan habe.

Sobald alles verkabelt ist, legen Sie den Lipo in den unteren Raum zwischen den Motoren und der Klinge und schalten Sie dann Ihren Mikrocontroller und die Treiber ein, damit er zum ersten Mal aufleuchtet.

Schritt 5: Programmierung

Wenn alles zusammengebaut ist, gibt es noch einen letzten Schritt: Programmieren Sie Ihren Roboter.

Die Programmierung Ihres Roboters hängt von der gewünschten Strategie ab. Ich gehe hier davon aus, dass Sie in der Programmierung kompetent sind, da mein Motortreiber serielle (UART)-Kommunikation verwendet und mein Programm daher für andere Motortreiber nicht funktioniert. Schließlich gibt es bei der Programmierung keine Einheitsgröße.

Um Ihnen zu helfen, hier ist ein grundlegendes Flussdiagramm meines Programms.

Wenn sich jemand sehr nahe vorn befindet, volle Leistung, wenn der linke oder rechte Farbsensor eine weiße Linie erkennt, zurückgehen und dann umdrehen, wenn der linke oder rechte Abstandssensor etwas erkennt, in diese Richtung drehen, wenn der hintere Sensor etwas erkennt, in diese Richtung drehen, wenn jemand etwas erkennt weit vorne, geh vorwärts, geh weiter vorwärts

Hier ist das gesamte Programm, wenn Sie neugierig sind:

#enthalten

// A5 - linker Farbsensor // A4 - rechter Farbsensor // A6 - hinterer Abstandssensor // A2 - linker Abstandssensor // A3 - rechter Abstandssensor // A1 - vorderer Abstandssensor // Motor 1 - rechts // Motor 2 - links Void setup () {uart1_set_baud (9600); Serial1.write (64); Serial1.write (192); OK(); Signalton (2); setTextColor(GLCD_BLUE); glcd(1, 0, "Initialisiert"); Verzögerung (4900); }

Leere Schleife () {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int RearDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); if (frontDistanceValue > 250) {// jemand direkt vorn, maximale Leistung Serial1.write (127); Serial1.write(128); aufrechtzuerhalten. Sonst if (leftColorValue == 0) {// berührte Kante // reverse Serial1.write (1); Serial1.write (255); Verzögerung (400); Serial1.write(1); Serial1.write(128); Verzögerung (300); aufrechtzuerhalten. Sonst if (rightColorValue == 0) {// berührte Kante // reverse Serial1.write (1); Serial1.write (255); Verzögerung (400); Serial1.write (127); Serial1.write (255); Verzögerung (300); aufrechtzuerhalten. Sonst if (frontDistanceValue > 230) {//ein bisschen weit vorne Serial1.write (127); Serial1.write(128); aufrechtzuerhalten. Sonst if (leftDistanceValue > 250) {// links abbiegen Serial1.write (127); Serial1.write (255); Verzögerung (450); aufrechtzuerhalten. Sonst if (rightDistanceValue > 250) {// rechts abbiegen Serial1.write (1); Serial1.write(128); Verzögerung (450); aufrechtzuerhalten. Sonst if (rearDistanceValue > 150) {// in der Nähe von hinten Serial1.write (1); Serial1.write(128); Verzögerung (1050); aufrechtzuerhalten. Sonst if (frontDistanceValue > 180) {// weit vorne Serial1.write (127); Serial1.write(128); aufrechtzuerhalten. Sonst { Serial1.write (100); Serial1.write(155); } }

Schritt 6: Fotos

Gezeigt werden einige Fotos des fertigen Sumobots.

Hoffentlich haben Sie etwas von diesem instructable gelernt. Wenn Ihnen dieser Leitfaden gefällt, stimmen Sie bitte für mich im Wettbewerb „Make it Move“. Wenn nicht, korrigiere ich gerne alles, was diesen Leitfaden verbessern kann.

Viel Spaß beim Lernen!