STEGObot: Stegosaurus Robot: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Ý tưởng của cậu bạn nhỏ này có ý muốn tạo ra những con rô bốt vui tươi hơn để khiến cậu bé 4 tuổi của tôi càng thích học điện tử và rô bốt hơn.

Tính năng chính của nó là PCB hình stegosaurus, ngoài việc là bộ phận chính để hỗ trợ tất cả các thiết bị điện tử, nó còn là một phần cơ bản của thẩm mỹ.

Tôi dự định sẽ cho xem toàn bộ thiết kế và cấu tạo của con robot này để có cảm nhận rõ ràng hơn về bối cảnh.

Video đầu tiên trình bày tổng quan về khái niệm và thiết kế, cơ khí, điện tử và lập trình, nhưng tôi cũng sẽ mô tả các bước này ở đây với một số thông tin và chi tiết bổ sung.

Bước 1: Thiết kế

Ngồi vào bàn làm việc với món đồ chơi stegosaurus của con tôi để lấy cảm hứng, tôi bắt đầu vẽ các bộ phận trực tiếp trên bìa cứng.

Tôi đã kết thúc với một nguyên mẫu bìa cứng đẹp mắt để kiểm tra cơ cấu chân / đi bộ và có được cái nhìn tổng quan về kích thước thực tế và cách sắp xếp của các bộ phận.

Sau đó, khi biết kích thước mong muốn, tôi bắt đầu vẽ mô hình cuối cùng và các mẫu 2D cho các bộ phận cơ khí.

Bước 2: Cơ học

Tất cả các bộ phận cơ khí được làm bằng các miếng polystyrene chịu tác động cao (tấm dày 2 mm). Đây là vật liệu yêu thích của tôi để chế tạo các bộ phận tùy chỉnh cho robot của mình và tôi đã sử dụng vật liệu này được khoảng 8 năm.

Cách làm rất đơn giản: các mẫu được dán lên các miếng nhựa bằng keo dính. Khi keo đã khô, tôi cắt các miếng thành các đường bằng một con dao tiện ích. Đối với các đoạn thẳng, tôi cũng dùng thước kim loại để định hướng các vết cắt sao cho chúng có đường cắt thật thẳng.

Một số bộ phận cần được tăng cường hơn nữa. Trong trường hợp này, tôi kết hợp nhiều lớp để đạt được độ bền cần thiết và sử dụng chất kết dính tức thì để nối mọi thứ.

Để các bộ phận có độ hoàn thiện mịn, trước tiên, tôi chà nhám chúng trước bằng giấy nhám # 60 để loại bỏ vật liệu thừa và giấy nhám # 500 để hoàn thiện tốt.

Các lỗ được thực hiện dễ dàng bằng máy khoan.

Bước cuối cùng là sơn mọi thứ. Đầu tiên với lớp sơn lót dạng xịt để xem mọi thứ đã đủ mịn chưa và cuối cùng là màu sắc mong muốn.

Các động cơ servo cho chân / cơ cấu đi bộ đều là các Servo mini của Hitec. Chiếc giữa là HS-5245MG và hai chiếc còn lại (dành cho chân trước và chân sau) là HS-225MG. Tôi chọn chúng không phải vì bất kỳ lý do đặc biệt nào… nó chỉ đơn giản là vì chúng là những thứ tôi có ở nhà. Nhưng chúng là động cơ servo tuyệt vời với bánh răng kim loại và có nhiều mô-men xoắn hơn mức cần thiết.

Danh sách vật liệu cho cơ khí:

• polystyrene tác động cao (tấm dày 2mm);
• chất kết dính tức thì;
• sơn lót dạng xịt màu xám;
• sơn xịt màu xanh lá cây;
• Động cơ servo Hitec HS-5245MG (1x);
• Động cơ servo Hitec HS-225MG (2x);
• Chân đế bằng nylon M3 35mm (4x);
• bu lông và đai ốc;
• giấy nhám (# 60 và # 500).

Bước 3: Điện tử

PCB (mà tôi gọi là STEGOboard) được thiết kế để giúp dễ dàng kết nối các động cơ servo và mô-đun NRF24L01 với bảng Arduino Nano. Tất nhiên điều này có thể được thực hiện với một PCB rất nhỏ. Nhưng, như tôi đã nói trước đây, PCB cũng là một phần cơ bản của thẩm mỹ.

Khi tôi tưởng tượng ra toàn bộ con robot trong đầu, tôi đã có ý tưởng rằng nó phải có một PCB lớn màu xanh lá cây trên lưng với các tấm hình cánh diều đặc biệt đó.

Tệp hình dạng PCB (SVG) được tạo bằng Inkscape, sơ đồ và sắp xếp các bộ phận điện tử trên bảng được thực hiện bằng Fritzing. Fritzing cũng được sử dụng để xuất các tệp Gerber cần thiết cho sản xuất.

PCB được sản xuất bởi PCBWay.

PCB có ba đầu nối cho động cơ servo và đầu cắm cho bảng Arduino Nano và mô-đun NRF24L01. Nó cũng có một đầu nối cho nguồn điện. Mọi thứ đều được hàn bằng thuốc hàn không chì.

Nguồn điện được thực hiện bởi hai pin LiPo mắc nối tiếp nên tôi có 7,4V. Nhưng các động cơ servo chấp nhận tối đa là 6 volt. Do đó, nó cũng có một mô-đun LM2596 bậc xuống để cung cấp điện áp chính xác và không làm cháy động cơ servo.

Danh sách vật liệu cho điện tử:

• Arduino Nano R3;
• Mô-đun NRF24L01;
• đầu ghim góc vuông;
• trưởng nữ;
• Pin LiPo 3.7V 2000 mAh (2x);
• dây hàn không chì;
• Bộ điều chỉnh điện áp bước xuống LM2596;
• chất hàn từ thông.

Bước 4: Lập trình

Việc lập trình của STEGObot rất đơn giản, vì nó chỉ có ba động cơ servo và nó được tạo bằng Arduino IDE.

Về cơ bản, chúng ta phải di chuyển động cơ servo giữa để nghiêng phía trước của thân máy và xoay servo của chân trước (đồng thời, các chân sau xoay theo chiều ngược lại). Vì vậy, nó kéo robot về phía trước.

Bước 5: Vui vẻ

STEGObot có thể tiến, lùi, rẽ trái và rẽ phải. Nó được điều khiển từ xa bằng một điều khiển từ xa tùy chỉnh mà tôi đã làm để điều khiển tất cả các rô bốt của mình.