Ein anweisbarer Roboter mit vielen Funktionen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Hallo Freunde, in diesem anweisbaren werde ich einen fantastischen Roboter vorstellen, der die folgenden Aufgaben erledigen kann:

1- Es kann sich bewegen und die Steuerung seiner Bewegungen erfolgt über Bluetooth

2- Es kann als Staubsauger reinigen

3- Es kann Songs über Bluetooth abspielen

4- Es kann die Zustände seiner Augen und seines Mundes von Arduino ändern

5- Es hat eine blinkende LED

6- Seine Augenbraue und sein Rockrand bestehen aus LED-Streifen

Dieses einzigartige instructable ist also eine sehr gute Klasse für diejenigen, die einen einfachen, aber multifunktionalen Roboter wollen.

Ich muss hinzufügen, dass viele Funktionen dieses Roboters aus Artikeln auf der Instructables-Site stammen, und ich erkenne dies an, indem ich den Artikel in jedem relevanten Abschnitt zitiere.

Schritt 1: Abmessungen und Funktionen

1- Allgemeine Abmessungen des Roboters:

-Die Maße der Basis: 50 * 50 cm, Höhe vom Boden 20 cm inklusive Räder

- Die Abmessungen der Räder: Durchmesser der Vorderräder: 5 cm, Hinterräder 12 cm

- Die Abmessungen des Staubsaugertanks: 20 * 20 * 15 cm

- Die Rohrdurchmesser: 35 mm

- Die Abmessungen des Batteriefachs: 20 * 20 * 15 cm

- Die Abmessungen des Istructables-Roboters: 45 * 65 * 20 cm

Merkmale:

- Bewegung durch zwei Motoren, die die Hinterräder und zwei Vorderräder ohne Strom drehen, die Drehung der Motoren wird von einer über Bluetooth gesteuerten Einheit und einer Software gesteuert, die auf dem Smartphone installiert werden kann.

- Staubsaugerfunktion mit Schalter

- Blinkende LED-Streifen mit roten und blauen Farben

- Ändern des Augen- und Mundzustands alle 10 Sekunden

- Augenbrauen und Rockrand des Roboters rote LED mit Dauerlicht kann ein- und ausgeschaltet werden

-Bluetooth-Lautsprecher am Roboterkörper ein- und ausgeschaltet und können über Bluetooth mit Android-Smartphones bedient werden.

Schritt 2: Stückliste, Module und Komponenten

Folgende Materialien, Module und Komponenten werden in diesem Roboter verwendet:

1- Zwei Motor-Getriebe ZGA28 (Abb. 1):

Modell - ZGA28RO (RPM) 50, Hersteller: ZHENG, Wellendurchmesser: 4 mm, Spannung: 12 V, Wellenlänge 11,80 mm, Leerlaufstrom: 0,45 A, Getriebedurchmesser: 27,90 mm, max. Drehmoment: 1,7 kg.cm, Getriebehöhe: 62,5 mm, konstantes Drehmoment: 1,7 kg.cm, Länge: 83 mm, Übersetzungsverhältnis: 174, Durchmesser: 27,67 mm

2- Ein Bluetooth-Treiber für Robotermotoren (Abb. 2):

BlueCar v1.00 ausgestattet mit HC-O5 Bluetooth-Modul (Abb. 3)

Eine Android-Software namens BlueCar v1.00 kann auf Android-Smartphones installiert werden und einfach die Bewegungen der Motoren steuern.

Die Android-Software ist in den Abbildungen (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) dargestellt und kann heruntergeladen werden

3- Eine 12 V, 4,5 A-h Blei-Säure-Batterie (Abb. 5)

4- Zwei Motorhalterungen 28 * 23 * 32 mm (Abb. 6, Abb. 7)

5- Zwei Motorkupplungen 10*10*(4-6) mm (Abb. 8)

6- Zwei Motorwellen 6 mm Durchmesser * 100 mm Länge

7- Zwei Antriebshinterräder mit je 12 cm Durchmesser (Abb. 9)

8- Zwei Vorderräder mit je 5 cm Durchmesser (Abb. 10)

9- Ein 50 cm * 50 cm, quadratisches Stück PC (Polycarbonat)-Platte mit 6 mm Dicke

10- Elektrokanal aus PVC wird zur Verstärkung und Einrahmung des Sockels verwendet. Die Abmessungen betragen 3 * 3 cm

11- PVC-Rohr mit 35 mm Durchmesser für Staubsaugerrohre (einschließlich Bogen)

12- Staubsaugertank oder -behälter ist ein Plastikbehälter, den ich in meinen Abfällen hatte, mit den Maßen 20 * 20 * 15 cm

13 - Staubsauger-Motor-Lüfter, 12-V-Motor mit direkt gekoppeltem Radiallüfter

14- Sechs Wippschalter

15- Ein Arduino Uno-Modul

16- Ein Verstärkermodul grün PAM8403

www.win-source.net/de/search?q=PAM8403

17- Zwei Lautsprecher, je 8 Ohm, 3 W

18- Fünf 8*8-Punktmatrix-Module mit Max7219-Chip und SPI-Anschluss (Abb. 12)

www.win-source.net/de/search?q=Max7219

19- Zwei Leistungstransistoren 7805

20- zwei Dioden 1N4004

www.win-source.net/de/search?q=1N4004

21- Zwei Kondensatoren 3,3 uF

22- Zwei Kondensatoren 100 uF

23- Zwei Transistoren BC547

www.win-source.net/de/search?q=BC547

24- Zwei Widerstände 100Ohm

25- Zwei Widerstände 100 kOhm

26- Zwei Kondensatoren 10 uF

27- Drei Projekttafeln 6*4 cm

28- Genug Steckbrettdrähte und einadrige 1-mm-Drähte

29- Eine USB-Buchse (ich habe einen gebrannten USB-Hub verwendet und eine der USB-Buchsen herausgenommen!)

30- Ein Bluetooth-Empfänger BT163

31- Elektrokanal aus PVC 1*1 cm

32- Schrauben

33- Acht On-Board-Terminals

Schritt 3: Erforderliche Werkzeuge

1- Schneider

2- Handsäge

3- Lötkolben

4- Zangen

5- Drahtschneider

6- Kleiner Bohrer mit verschiedenen Köpfen (Bohrer - Schleifer, Fräser)

7- Lineal

8- Löten

9- Sekundenkleber

10- kleine und mittelgroße Schraubendreher

Schritt 4: Dimensionierung der Antriebsmotoren

Um die Antriebsmotoren zu dimensionieren, habe ich ein Antriebsdimensionierungswerkzeug auf der folgenden Seite verwendet:

www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizin…

Die Grundlagen sind wie folgt:

Das Antriebsmotor-Dimensionierungstool soll Ihnen eine Vorstellung davon geben, welchen Antriebsmotortyp für Ihren speziellen Roboter erforderlich ist, indem bekannte Werte verwendet und die Werte berechnet werden, die bei der Suche nach einem Motor erforderlich sind. Gleichstrommotoren werden im Allgemeinen für kontinuierliche Rotationsantriebssysteme verwendet, können jedoch auch für eine Teilrotation (Winkel zu Winkel) verwendet werden. Sie sind in einer nahezu unendlichen Vielfalt an Drehzahlen und Drehmomenten erhältlich, um jedem Bedarf gerecht zu werden. Ohne Untersetzung drehen DC-Motoren sehr schnell (Tausende Umdrehungen pro Minute (U/min)), haben aber ein geringes Drehmoment. Um eine Rückmeldung des Winkels oder der Drehzahl des Motors zu erhalten, sollten Sie einen Motor mit einer Encoder-Option in Betracht ziehen. Getriebemotoren sind im Wesentlichen Gleichstrommotoren mit einem zusätzlichen Untersetzungsgetriebe. Durch Hinzufügen einer Untersetzung wird sowohl die Drehzahl reduziert als auch das Drehmoment erhöht. Ein unbelasteter Gleichstrommotor kann sich beispielsweise mit 12000 U/min drehen und ein Drehmoment von 0,1 kg-cm bereitstellen. Ein Getriebe von 225:1 wird hinzugefügt, um die Drehzahl proportional zu reduzieren und das Drehmoment zu erhöhen: 12000 U / min / 225 = 53,3 U / min und 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. Der Motor kann nun deutlich mehr Gewicht bei einer vernünftigeren Geschwindigkeit bewegen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welchen Wert Sie eingeben sollen, versuchen Sie, eine gute „gebildete“Schätzung anzustellen. Klicken Sie auf jeden Link, um weitere Erläuterungen zu den Auswirkungen der einzelnen Eingabewerte zu erhalten. Sehen Sie sich auch das Tutorial zur Dimensionierung des Antriebsmotors an, in dem Sie alle in diesem Tool verwendeten Gleichungen mit Erläuterungen finden.

Daher sind meine Eingaben zu den Tools in Abb. 1 dargestellt

Und die Ausgänge sind in Abb. 2 gezeigt

Die Gründe für meine Auswahleingaben waren erstens die Verfügbarkeit und zweitens der Preis, also musste ich mein Design an das vorhandene anpassen und so viele Kompromisse eingehen, einschließlich Neigungswinkel, Geschwindigkeit und Drehzahl Als Werkzeug habe ich einen Motor mit 50 U/min ausgewählt.

Im Internet finden Sie viele Seiten, die sich der Auswahl von Antriebsmotoren widmen. Auf der folgenden Seite finden Sie eine sehr gute Anleitung im pdf-Format, die wertvolle Tipps zur Auswahl von mobilen Robotermotoren gibt:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Schritt 5: Wie man mechanische Teile herstellt

Die Herstellung der mechanischen Teile kann in folgenden Schritten erfolgen:

1- Herstellung der Basis: Schneiden Sie eine 50 * 50 cm lange Platte aus PC (Polycarbonat) mit einer Dicke von 6 mm und verwenden Sie 3 * 3 elektrische Kanäle, um sie sowohl als Rechteck als auch als zwei Kreuzverstrebungen für eine bessere Festigkeit zu verstärken.

2- Anbringen zweier vertikaler Teile von den Elektrokanälen an der Basis und damit stabil genug für den Antrieb von Rädern, Schaffung eines Fachs für den Antrieb von Motoren und Befestigung all dieser Teile an der Basis mit Schrauben, um eine starre Struktur für die Lastaufnahme und Radunterstützung zu schaffen.

3- Anschließen von Drähten, die lang genug an Motoren sind und sie verlöten und Motoren mit Klammern an den Motorraum anschließen.

4- Verbinden der Räder mit den Wellen durch Schrauben und Kleben, um diese Baugruppen stark genug zu machen, um der Belastung und Geschwindigkeit standzuhalten, und nach dem Einsetzen der Wellen in die Löcher in den vertikalen Teilen (siehe Abschnitt 2) und dem Hinzufügen von zwei Kunststoffscheiben an beiden Seiten, um zu machen ein Lager für die Wellendrehung, verbinden Sie die Wellen mit Motorkupplungen und verwenden Sie Gewindestifte, um eine feste Verbindung herzustellen, sonst können sich die Wellen von den Motoren lösen und Ihnen das Leben schwer machen. Das Ausrichten der Motoren ist wichtig und erfordert eine sorgfältige und genaue Arbeit und genügend Geduld, um den Antrieb stabil und frei beweglich zu machen.

5- Es ist besser, die Vorderräder (in meinem Fall eine Art Rollen, die beim Verschieben von Stühlen verwendet werden) mit der kleinen Basis zu verbinden und ihre Basis an vertikale 35-mm-PVC-Rohre zu schrauben, damit sie sich ohne Behinderung und Greifen frei drehen können für alle Radlagerlöcher und an den rollenden Rädern etwas Silikonöl zu verwenden, um sie mit Geschwindigkeit freilaufen zu lassen.

6- Anschließen des Batteriefachs aus Polycarbonatplatten und Verschrauben des Fachs mit der Basis und Einlegen der Batterie in das Fach für spätere Verbindungen.

7- Ich habe den Staubsaugertank mit Klebstoff und Schrauben an die Basis angeschlossen und die Rohre daran befestigt. Verbinden Sie auch die Motor-Lüfter-Baugruppe zum Staubsaugen (die Motorklemmen sollten mit Drähten verbunden werden, die für spätere Arbeiten lang genug sind, auch die Drähte würden mindestens 0,5 mm^2 für eine hohe Stromaufnahme durch den Staubsaugermotor haben) an die Oberseite des Panzer.

8- In diesem Schritt würde der Instructables-Roboter aus Polycarbonatplatten (6 mm Dicke) geschnitten und mit der Basis verbunden, so dass sich der Staubsaugertank darin befindet und der Kopf des Roboters, dem 20 * 20 * 20 Würfel zugewiesen sind zu den Elektronikkomponenten und den Modulen. Im vorderen Körper des Roboters sollten drei Löcher für Wippschalter angebracht werden.

Schritt 6: So stellen Sie elektronische Teile her:

Um die elektronischen Teile herzustellen, sind die Schritte wie folgt:

1- Blinkende LED machen

Die Schaltung und die Komponenten dieses Teils werden genau von meinem vorherigen instructable wie folgt übernommen:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- Erstellen der Matrixpunkt-LED für den Zustand von Augen und Mund:

Alles, was ich in diesem Schritt getan habe, wurde aus dem folgenden instructable entnommen:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

außer dass ich die Software geändert habe und anstatt sie über den seriellen Monitor zu steuern, habe ich einige Codes hinzugefügt, um den Zustand von Augen und Mund alle 10 Sekunden zu ändern. Im Abschnitt Software erkläre ich mehr dazu und stelle die Software zum Download bereit. Ich habe eine kleine Schaltung zum Umwandeln der 12-V-Batteriespannung in 5 Volt für die Arduino UNO-Eingangsverbindung enthalten. Das Detail einer solchen Schaltung ist in meinem vorherigen anweisbar wie folgt:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- Herstellung der Bluetooth-Antriebsmotoren

Der Anschluss der Motoren an das Bluetooth-Fahrmotormodul (Abb.3) ist einfach und entspricht der obigen Abbildung, dh die rechten Motorklemmen an die rechten Klemmen des Treibers und die linken Motorklemmen an die linken Klemmen des Treibers, und die Stromversorgung von der Batterie zu den Strom- und Masseanschlüssen des Fahrers, in denen ein Wippschalter am Batteriefach zum Ein-Aus-Schalten installiert ist. Die Software dieses Teils wird im Softwareteil erklärt.

4- Herstellen der Bluetooth-Lautsprecher

Dieser Teil ist einfach und wird genau aus dem folgenden instructable entnommen:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

Mit zwei Ausnahmen habe ich erstens den Bluetooth-Empfänger nicht zerrissen und ich habe eine USB-Buchse verwendet, um ihn an mein Netzteil anzuschließen (wie oben unter Punkt 2, dh 12 V / 5 V-Stromkreis) und eine Buchse zum Anschluss zu meinem Verstärkermodul. Zweitens habe ich das Verstärkermodul, grün PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (Abb. 11), anstelle des in diesem anweisbaren Verstärkers verwendet, und ich habe angeschlossen meinen linken Lautsprecher an die linken Klemmen des PAM8403 und den rechten Lautsprecher an die rechten Klemmen des PAM8403 (https://www.win-source.net/de/search?q=PAM8403) unter Beachtung der Polarität anschließen, I habe den 5V-Eingang des gleichen Netzteils wie oben verwendet und die drei Anschlüsse des PAM8403 gemäß der Abbildung mit der Ausgangsbuchse des Bluetooth-Empfängers verbunden.

Schritt 7: Software

Es gibt zwei Softwares in diesem anweisbaren, 1- für Bluetooth-Motortreiber und 2) für Dot-Matrix-Augen und -Mund

- Die Software für den Motortreiber ist hier zum Download enthalten, Sie können diese APK auf Ihrem Smartphone installieren und den Roboter per Software über Bluetooth steuern.

- Die Software für das Arduino ist die gleiche wie die Software, die in der oben genannten Anleitung enthalten ist, um den Zustand von Augen und Mund mit Dot-Matrix-LEDs zu ändern, aber ich habe einige der Codes geändert, um Arduino die Zustände zu ändern alle 10 Sekunden, und diese Software ist auch hier zum Download enthalten.

Schritt 8: Fazit:

Zu guter Letzt hoffe ich, dass Sie Ihren eigenen Roboter bauen und es wie ich genießen können, wenn ich jeden Tag sehe, wie mein instructables-Roboter fantastische Jobs macht und es mich daran erinnert, dass ich Teil einer kreativen Community namens INSTRUCTABLES bin