El autor de Instructables apodado droiddexter hizo un automotor bastante complicado el modelo. Es el robotque se puede controlar desde una computadora portátil. Para controlar el movimiento de la plataforma, se utiliza un teclado y el operador puede dar comandos al brazo manipulador desde un joystick conectado a la misma computadora portátil. El joystick se usa como Logitech Attack 3, pero otro similar funcionará. Las placas de prueba y puentes tipo tablero con conectores DuPont (aunque otras compañías ahora los están produciendo) le permiten reconfigurar y modificar rápidamente el diseño del robot, así como su composición.
Una aplicación que se ejecuta en una computadora portátil repite en la pantalla en forma tridimensional la posición actual del brazo manipulador, y también muestra información sobre todos sus movimientos en la consola de texto. El programa está escrito en C ++ y tiene una arquitectura de eventos simple.
Como droiddexter aplicado en hecho en casa muchos detalles de un constructor de metal (Meccano o su clon), adjuntó una ilustración con una lista de estas partes y sus designaciones alfanuméricas. En las fotografías de los nodos del robot, trajo junto con los detalles del diseñador las designaciones correspondientes de esta lista.
El dispositivo utiliza dos tableros a la vez. Arduino: uno Uno (en el robot) y uno Nano (conectado a la computadora portátil). Cada una de estas placas está conectada a través de un módulo NRF24L01 de 2.4 GHz a través de adaptadores estándar con estabilizadores incorporados de 3.3 voltios y condensadores de bloqueo. Generalmente hay cinco fuentes de alimentación: dos baterías de 12 voltios, dos baterías de 9 voltios y una batería de polímero de litio de 8.8 voltios. De una manera tan extraña, el droiddexter recordó BigTrak, conocido aquí como Electrónica IM-11. Es cierto que solo hay dos fuentes de energía. Tipo de puente El maestro DuPont tomó 120 - 40 piezas de cada uno de los tres tipos. Servos - dos tipos: TowerPro MG995 - cuatro piezas, TowerPro SG90 - una pieza. Todavía se necesita: un estabilizador de cinco voltios (cualquiera, incluso 7805, pero mejor pulso) y dos motores colectores a 500 rpm con cajas de engranajes.
Después del droiddexter se procede a la selección de componentes mecánicos. Toma dos barras de madera de 540 mm de largo, 60 mm de profundidad y 25 mm de ancho, láminas de fibra de vidrio (requieren protección de las manos y los órganos respiratorios durante el procesamiento), el constructor de metal mencionado anteriormente (tomó dos juegos), cuatro ruedas con un diámetro de 100 mm y un grosor de 20 mm, calculado sobre un eje de 6 mm,dos soportes con cojinetes y ejes para esas ruedas que giran libremente en lugar de ser accionados por motores eléctricos, seis servo soportes y dos soportes de motor con engranajes para las dos ruedas restantes.
El diseño del robot droiddexter dividido en grandes módulos. Cualquiera de ellos puede retirarse y luego reconfigurarse, repararse (lo cual es muy conveniente; no coloque todo el modelo sobre la mesa) o reemplazarlo por otro que realice una función diferente.
Por el momento, hay cuatro módulos en el robot, se muestran en la Figura A. Los módulos tercero y cuarto soportan las ruedas delanteras y traseras, así como el conjunto del mecanismo de dirección. Los módulos primero y segundo conectan el tercero y el cuarto entre sí, el segundo módulo también lleva dos baterías de 12 voltios que alimentan los motores y servomotores de tracción en las ruedas. Las baterías están pegadas con pegamento para madera.
Otra función del primer módulo es soportar adicionalmente el conjunto del mecanismo de dirección. De lo contrario, bajo la influencia de cargas bastante fuertes, se deforma. Por lo tanto, el primer módulo incluye un bloque de madera que sobresale hacia adelante, mientras que el segundo está conectado sin apretar al mecanismo de dirección: dos resortes y una bisagra.
Para aumentar la resistencia, el droiddexter aplicó racionalmente piezas hechas de fibra de vidrio y acero en el mecanismo de dirección.
La Figura A1 muestra una vista superior grande del módulo 4. El nodo A1: 1 lleva la parte electrónica del robot. Una placa prototipo y Arduino se fijan en una pieza de fibra de vidrio, el resto del droiddexter electrónico se conecta directamente a A1: 1. Para hacer esto, tomó la abrazadera en forma de L y dos partes AB-7, fijadas con pernos y tuercas.
El nodo A1: 2 tiene tracción trasera.
El ensamblaje A1: 3 consta de dos bloques de madera que el droiddexter pegó al marco con pegamento de madera para que los módulos 1 y 2 transporten todas las partes del robot.
El Nodo A1: 4 lleva electrónica adicional para controlar los motores de movimiento del robot.
Ahora veamos el módulo 4 desde abajo - fig. A2. El nodo A2: 1 es el servo de dirección principal. Dos de los tres servos del robot son responsables del rodaje. Fueron colocados por el droiddexter en una hoja de cartón duro y unidos desde la parte inferior a la parte frontal de los módulos 3 y 4, clavados al marco.
El nodo A2: 2 es una de las partes del mecanismo de dirección que el droiddexter conectó a los servos, así como al módulo 4. Además, las ruedas delanteras del robot se encuentran en él.
Las figuras A3 a A6 muestran, respectivamente, el nodo A1: 3, el módulo 4, el nodo A1: 1 y el nodo A2: 2, el mecanismo de dirección, respectivamente.
Este mecanismo, a su vez, consta de tres componentes principales: la parte mecánica en sí, que cambia la posición de las ruedas delanteras, los servos en sí, así como los resortes, que soportan todo esto en una posición vertical bajo la acción de los servos. La figura B0 muestra este sistema de resorte. Inicialmente, droiddexter construyó un mecanismo de dirección sin un soporte de fibra de vidrio. Resultó ser frágil. Al conducir a alta velocidad, el mecanismo se rompió y el metal se dobló. Con la fibra de vidrio, la resistencia ha aumentado, y los resortes le dan flexibilidad al diseño, asumiendo las fuerzas que de otro modo podrían destruirlo. El rodaje se vuelve más suave y en una colisión no hay transferencia de fuerza destructiva a los servos. Al agregar soportes de resorte al ensamblaje B0: 1, droiddexter decidió que las bisagras podían repararse de la misma manera.
En la fig. B1 se muestra igual, pero desde un ángulo diferente. Se agregaron monturas adicionales de fibra de vidrio después de las primeras pruebas que condujeron a averías. A los detalles de A-11, A-7, A-5, droiddexter agregó similitudes con los refuerzos. El nodo B1: 3 es un soporte de rueda con un eje y un cojinete conectados a una abrazadera en forma de L; Estas ruedas están rodando. B1: 2 - una de las ruedas, son muy duraderas y proporcionan suficiente espacio libre.
El nodo B2: 1 es la parte A-5 conectada al servoaccionamiento con dos pernos y tuercas. Se requieren arandelas. B2: 2 y B2: 3 - tiras de metal reforzadas con costillas rígidas. B2: 4 - bisagra a la que se agregan arandelas y piezas TW-1 para mayor confiabilidad.
De las siguientes figuras B3 a B14:
B5: 1: una ranura hecha de modo que al girar en ángulos grandes, el mecanismo de dirección no descanse contra un bloque. Como B5: 3, solo se pueden usar abrazaderas en L de alta calidad. En ellos, el droiddexter hizo dos agujeros para unir a un árbol.Puso las pinzas exactamente paralelas al resto de los detalles. B5: 2 es una pila de cuadrados de fibra de vidrio a cada lado de la abrazadera en forma de L.
El orden de los componentes es el siguiente. Si cuenta desde arriba: R-8, un resorte pequeño, PY-2 con una T-1 unida a él, tres capas de fibra de vidrio, una abrazadera en forma de L, tres capas más, otra PY-2, un soporte de plástico, otra PY-2 con T- 1, luego el mecanismo de dirección, luego R-8.
En el conjunto B7: 1, la parte AUB-5 evita el aflojamiento de la conexión por tornillo. Los nudos B7: 2 a B7: 6 son pilas de fibra de vidrio multicapa que ya nos son familiares. En el nodo B7: 7, el droiddexter aplicó pernos cortos para que no golpearan las partes giratorias. B7: 8, B7: 9 - agujeros en fibra de vidrio para piezas SH-2 (80 mm) y R-8. El nodo B7: 10 evita que la tira de metal se doble, ya que las partes SQ-25 y A-11 juntas forman una bisagra.
El brazo articulado puede mover el enlace final hacia arriba, abajo, izquierda y derecha, incluso si la plataforma está parada. Para moverse a lo largo del eje Y, la parte SH-4, de 127 mm de largo, se pasó a través de un bloque de madera. Para moverse a lo largo del eje X, la parte SQ-25 se conecta directamente al servoaccionamiento (Fig. C0 a C9).
Para controlar la velocidad del motor, el droiddexter utilizó un transistor compuesto TIP122, cuya señal PWM proviene de Arduino. Para cambiar la dirección de rotación del motor, el droiddexter hizo un perpolador mecánico original a partir de un pequeño servoaccionamiento. Antes de eso, había probado el puente H, pero resultó ser demasiado débil. Lo que impidió el uso de un relé simple no está claro. Los motores funcionan con dos baterías de 12 voltios conectadas en paralelo.
De la foto queda muy claro cómo está organizado y funciona el inversor de polaridad, pero el traductor conectaría los contactos móviles no con cables directos, sino con cables en espiral.
Para una reconfiguración rápida, todas las conexiones se realizan en una placa de prueba de tipo placa de pruebas. La antena droiddexter se encuentra en el lateral y lo suficientemente alta. Los motores de movimiento del robot, como se indicó anteriormente, funcionan con dos baterías de 12 voltios, ya que las baterías de polímero de litio adecuadas para los parámetros resultaron ser demasiado caras para el maestro. El servomotor del dispositivo de inversión de polaridad es alimentado por ellos, pero a través de un estabilizador de cinco voltios. Las baterías de polímero de litio de ocho voltios de menor capacidad resultaron ser más asequibles para el maestro, alimentó todos los servos de ellos, tanto los que se usan para rodar como los que están instalados en el manipulador. Estas unidades comienzan a fallar si la capacidad de carga de la fuente de alimentación es demasiado pequeña o si hay muchas otras cargas conectadas a ella.
Arduino funciona con una batería separada de 9 voltios a través de un estabilizador instalado en la placa nominalmente.
Por supuesto, el "zoológico" de las fuentes de energía, algunas de las cuales necesitan ser cambiadas, otras para cargar, es inconveniente, pero servirá para el prototipo.
El módulo de 2.4 GHz, como se describió anteriormente, es alimentado por Arduino a través de un adaptador especialmente diseñado con estabilizador. Por lo tanto, funciona más estable que cuando funciona con el estabilizador Arduino.
Las conclusiones de Arduino se utilizan de la siguiente manera: 6 y 7 - control de servoaccionamientos del mecanismo de dirección, 2 y 3 - del manipulador, 5 - dispositivo de inversión de polaridad, 8 - PWM para motores de desplazamiento de colector, 2, así como de 9 a 13 - intercambio de información con 2.4-GHz módulo
Todos juntos se ven así:
Desde el lado de la computadora portátil, todo es bastante simple: Arduino Nano, el mismo adaptador con un estabilizador y el mismo módulo de 2.4 GHz. Alimentado por una batería de 9 voltios. El cuerpo está hecho de fibra de vidrio y partes metálicas.
El software aún no está listo, el autor lo compartirá cuando las partes de software y hardware salgan de la etapa de prototipo. Está escrito en C ++ usando SDL y proporciona una visualización tridimensional de la posición actual del manipulador, moviendo la plataforma mediante comandos desde las teclas de flecha y el manipulador mediante comandos desde el joystick, cambiando la velocidad mediante comandos desde la rueda del joystick. Para que la reacción a los comandos del joystick no sea demasiado dura, se implementa el suavizado de software. El joystick transmite datos sobre la posición de los ejes en el rango 0 - 32767, se recalculan programáticamente en el rango 0 - 180 - en este formato aceptan servocomandos. La información se transmite en paquetes, cada uno de los cuales consta de cinco enteros con datos sobre las posiciones requeridas de todos los actuadores.
Al controlar el robot, el usuario puede admirar simultáneamente una cosa tan hermosa:
Después de salir de la etapa de prototipo, todo se transferirá de la placa de pruebas a la placa de circuito impreso. Los transistores compuestos se calientan bastante, en primer lugar requieren una placa de circuito impreso y buenos disipadores de calor.
El hecho de que cuando se procesa fibra de vidrio es necesario para proteger las manos y los órganos respiratorios, droiddexter estaba convencido de su propia experiencia y ya no funcionará con este material sin el equipo de protección personal.
Martillar clavos es mejor con una gran cantidad de golpes débiles que viceversa. Elija la potencia del taladro según el diámetro del agujero y el material; sí, necesitará dos o tres taladros, pero se ahorrarán más nervios. Para evitar que el orificio se mueva, primero presione el taladro fuertemente contra el punto de taladrado, y solo luego encienda el taladro y aumente gradualmente la velocidad. Use guantes cuando trabaje con cualquier herramienta. Al aplicar fuerza al destornillador, asegúrese de que su picadura no se deslice sobre la otra mano. No cortes nada con un cuchillo hacia ti, solo lejos de ti. No cortocircuite las fuentes de alimentación.
¡Y luego usará cualquiera de sus productos caseros sin vendas, adhesivos y yeso!