BrickPi - Rainbow Unicorn: 15 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เข้าสู่ช่วงการสอนของ Covid และ Shelter-in-Place และไม่มีค่ายฤดูร้อน (ส่วนที่ดีที่สุดของปีการสอน!) ฉันมี Lego "Club" ในวันศุกร์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเด็กชายอายุ 8-10 ปี เนื่องจากสโมสรนี้เกิดขึ้นในช่วงหลังเลิกเรียนหลังจากที่เด็ก ๆ เหล่านี้ไปโรงเรียน/หลังเลิกเรียนเป็นเวลา 50 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ โปรเจ็กต์เลโก้จึงต้องตรงไปตรงมา และหลายโครงการที่ฉันพบบนเว็บมีศักยภาพมหาศาล แต่ ไม่มีอะไรที่เด็กส่วนใหญ่สามารถทำงานผ่านได้ เนื่องจากฉันยุ่งอยู่เสมอ จึงไม่มีเวลาให้เล่นต่อกับโปรเจ็กต์ Lego เหล่านี้เลย…แต่ฤดูร้อนนี้ต่างออกไป ฉันพบ Trotbots เหล่านี้ใน DIYWalkers.com ที่ดูน่าอัศจรรย์เหมือนม้าควบ! เพิ่มใน Rainbow Contest และแน่นอนว่าต้องเป็นยูนิคอร์นสีรุ้ง!

ส่วนแตรยูนิคอร์นถูกสร้างขึ้นโดย BrickPi โดย Dexter Industries BrickPi รวม "หมวก" ที่เข้ากันได้กับ Lego Mindstorm ไว้เหนือ Raspberry Pi เพื่อให้คุณสามารถเสียบมอเตอร์และเซ็นเซอร์ของ Lego และสร้างหุ่นยนต์ คุณยังสามารถใช้ Scratch (และ Python) เพื่อตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์ของคุณซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับเด็ก ๆ ฉันพยายามตั้งค่าแผนการสร้างสำหรับลูกๆ ของฉันเพื่อใช้กับ BrickPi ซึ่งคล้ายกับคำแนะนำใน NXTPrograms.com

แตรยูนิคอร์นสีรุ้งใช้หมุด GPIO ที่ผ่านจาก Raspberry Pi ไปยัง Brick Pi ฉันมีปัญหากับหมุดปักหมุดตัวหนึ่ง Nicole จาก Dexter Industries ช่วยได้มาก! และด้วยเหตุนี้ Rainbow Unicorn จึงถือกำเนิดขึ้น (ฉันอาจลองทำ Rainbow Unicorn Pegasus!)

เสบียง

LEGO MINDSTORMS ชุดฐานการศึกษา NXT (9797)

LEGO MINDSTORMS ชุดทรัพยากรการศึกษา (9695)

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก Lego Mindstorms พิเศษ

ทั้ง:

• Brickpi Starter Kit ซึ่งประกอบด้วย Rasberry Pi, อุณหภูมิ, ความชื้นและเซ็นเซอร์ความดัน แม้ว่าคุณอาจต้องซื้อสายเคเบิลเพิ่มเติมเพื่อใช้งาน RPi เพียงอย่างเดียว
• หรือ

• ชุดฐาน BrickPi3 PLUS

  Raspberry Pi 3 หรือดีกว่าและสายเคเบิลทั้งหมด

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีก้อนแบตเตอรี่ 8 ก้อนที่มาพร้อมกับ BrickPi ฉันไม่แน่ใจว่าคุณสามารถแทนที่ด้วยอันจาก Amazon

ฮีตซิงก์ SHORT อันละ 1 อัน ประมาณ 1/2" และ 1/4" (อาจรวมอยู่ในลิงค์ RPi ด้านบน) ต้องเป็นอันที่สั้นกว่า มิฉะนั้นจะรบกวน BrickPi

จอภาพ HDMI

มินิคีย์บอร์ดไร้สายและทัชแพด

แอโนด RGB LED

สายจัมเปอร์ 4 เส้น - ฉันใช้ 4, ตัดปลายด้านหนึ่งและใช้เฉพาะปลายตัวเมีย, บัดกรีอีกด้านหนึ่ง

ข้อขัดแย้ง M2 - ฉันใช้ข้อขัดแย้งขนาด 15 มม. 7 ตัวกับน็อตและสกรูที่เหมาะสม

น้ำยาล้างท่อหรืออะไรทำแผงคอและหาง

สว่านโรตารี่

ดีใจที่มี

แป้นพิมพ์และเมาส์ขนาดเต็ม - ตั้งโปรแกรมได้ง่ายกว่ามากด้วย

อะแดปเตอร์ AC อเนกประสงค์ - เพื่อลดการใช้แบตเตอรี่ที่จำเป็นสำหรับการตั้งโปรแกรมรถบรรทุกของคุณ

ยาทาเล็บกลิตเตอร์!

ขั้นตอนที่ 1: ตั้งค่า BrickPi ด้วย Raspberry Pi

สำหรับการตั้งค่าพื้นฐาน ฉันจะส่งคุณไปยังเว็บไซต์ที่อธิบายการตั้งค่าของพวกเขา เพราะมันชัดเจนกว่าที่ฉันจะทำได้มากและยังซ้ำซ้อนอีกด้วย

หมายเหตุ: ในการเรียกใช้ BrickPi คุณจะต้องใช้รูปภาพ Raspian for Robots ที่อยู่ในไซต์ ดังนั้นคุณจะต้องมีการ์ด SD ขั้นต่ำ 8G แยกต่างหาก หรือเมื่อถึงจุดหนึ่ง คุณจะต้องเขียนทับการ์ด raspberry pi ของคุณ ดังนั้น ก่อนที่คุณจะติดตั้ง Raspian ลงในการ์ด SD ตามคำแนะนำใน "การตั้งค่า Basic Raspberry Pi" ด้านล่าง คุณสามารถติดตั้ง Raspian สำหรับ Robots ลงในการ์ด SD ได้ เป็น Raspian เวอร์ชันเก่ากว่าที่อยู่ในเว็บไซต์ raspberrypi.org แต่ฟังก์ชันส่วนใหญ่อยู่ที่นั่น จากนั้นข้ามส่วนการโหลด Raspian ของการตั้งค่า Basic RPi

การตั้งค่า Raspberry Pi พื้นฐานตาม raspberrypi.org

ก่อนที่เราจะไปยังการตั้งค่า BrickPi เราจำเป็นต้องเพิ่มบางสิ่งที่เราต้องการเพราะ BrickPi ปิด RPi เข้าไป และคุณไม่สามารถไปถึงมันได้โดยไม่แยกมันออกจากกัน

ฮีทซิงค์ RPi ไม่ได้ติดตั้งฮีทซิงค์ รูปภาพทางด้านซ้ายแสดงโดยไม่มีฮีทซิงค์ และรูปภาพทางด้านขวาแสดงตำแหน่งที่จะวางฮีทซิงค์

ขั้นตอนที่ 2: การตั้งค่า Brick Pi และหมายเหตุเกี่ยวกับ GPIO Pins

การตั้งค่า BrickPi พื้นฐานสำหรับใช้ในภายหลังหากคุณเลือก!

หมายเหตุ: หากคุณกำลังจะใช้ BrickPi ตามที่เป็นอยู่ ฉันแนะนำให้วางไว้ในกล่องพลาสติกใสที่มาพร้อมกับเครื่อง ฉันไม่ค่อยพอใจกับเคสนี้เท่าไหร่ เพราะมันไม่สนุกหรือติดง่ายกับหุ่นยนต์เพราะรูไม่ได้ถูกทำให้ถูกต้อง: มันไม่เรียวเหมือนรูบีมเลโก้ แต่มันใช้ได้ผลและมันจะปกป้อง อย่างไรก็ตาม สำหรับโครงการนี้ เราจะใช้เคสเลโก้ที่ผลิตขึ้นสำหรับ RPi และดัดแปลง เราทำในขั้นตอนต่อไป

สำหรับการสรุปการใช้งานส่วนหัว โปรดดูที่ Dexter Industries Forum ที่สามารถใช้พิน GPIO ได้

ฉันได้ใส่ข้อสังเกตของฉันในไฟล์ pdf พิน BrickPi GPIO ที่ใช้งานได้ซึ่งแนบมากับคำแนะนำนี้

ขั้นตอนที่ 3: เพิ่ม 2x7 14-pin Right Angle Female Header (อุปกรณ์เสริม) และ BrickPi

หมุดบน Raspberry PI ใต้บอร์ด Brickpi ที่ไม่ได้ใช้ สามารถใช้ทำอย่างอื่นได้ แต่อยู่ใกล้กับบอร์ดด้านบนมากจนเสียบสายจัมเปอร์ได้ยาก ฉันใช้ส่วนหัวตัวเมียมุมฉาก 2x7 เพื่อให้ใช้งานได้ สำหรับโครงการนี้ ฉันไม่ได้ใช้ส่วนหัวนี้ ฉันใช้เฉพาะส่วนหัวบนบนกระดาน BrickPi ตามที่คุณจะเห็นในหัวข้อถัดไป

แต่ส่วนหัวเหล่านี้ทั้งหมดมีให้ใช้งาน ต่างจากส่วนหัวบนของบอร์ด BrickPi ซึ่งบางรายการมีข้อจำกัดโดยสิ้นเชิง ซึ่งบางรายการจะใช้ในบางช่วงเวลาเท่านั้น มี 3 สิ่งที่ต้องดูแล: ส่วนหัวมุมฉาก 2x7 ที่ฉันพบว่าใหญ่เกินกว่าจะพอดีกับส่วนหัว BrickPi ฉันต้องใช้เครื่องมือโรตารี่กับแถบขัดเพื่อบดให้พอดี ดูรูปแรก มันแน่นมาก - เท่าที่เห็นจากฟันเหล็กที่โผล่ออกมา (ภาพที่ 2) ด้วยการเจียรที่เพียงพอส่วนหัว BrickPi จะพอดี (ภาพที่ 3) ดังที่คุณเห็นจากภาพที่ 3 พอร์ต S2 จะอยู่เหนือพินมุมฉาก 2x7 ทันที อย่าให้หมุดโลหะสัมผัสส่วนโลหะของพอร์ต หากคุณกดหมุด 2x7 ลงไปจนสุด พอร์ต USB จะยึดบอร์ด BrickPi ให้สูงพอที่หมุดจะไม่สัมผัสกับชิ้นส่วนโลหะใดๆ แต่ฉันก็ยังติดเทปพันสายไฟไว้อยู่ดี ฉันไม่รู้ว่ามันจะนานแค่ไหน สุดท้าย ส่วนหัวและพอร์ตมอเตอร์และเซ็นเซอร์รักษาระยะห่าง BrickPi - RPi ไว้ 3 ด้าน แต่เมื่อพิจารณาจากกลุ่มเป้าหมายของฉัน (เด็กชายอายุ 8 ขวบ) ฉันได้เพิ่มข้อขัดแย้งที่มุมด้านขวาของการ์ด SD (ภาพที่ 4)

ขั้นตอนที่ 4: ตั้ง BrickPi ให้เป็น Lego Case

ฉันซื้อเคสเลโก้สีเหลือง ส่วนล่างของมันพอดีกันอย่างสวยงาม ในขณะที่ฉันต้องตัดส่วนบนออกด้วยสว่านโรตารี่เพื่อให้พอร์ต BrickPi ใช้งานได้ ฉันชอบกล่องสีเหลืองนี้เพราะมันยึด Brick Pi ไว้แน่น

ฉันใส่ RPi เข้ากับด้านล่างของเคส มันพอดีและสบาย ตอนนี้เราต้องตัดส่วนหนึ่งของปลอกออกเพื่อให้เราสามารถใส่ BrickPi เข้าไปได้ เลื่อนด้านที่ควรหุ้มพอร์ต USB ไว้เหนือพอร์ต BrickPi Motor แล้วดูที่ปลายอีกด้าน ทำเครื่องหมายตำแหน่งที่คุณจะตัดปลั๊กไฟ จากนั้นตัด ตอนนี้คุณต้องทำเครื่องหมายและตัดแต่ละด้าน:

• เหนือหมุด GPIO และพอร์ตที่ด้านนั้น
• เหนือพอร์ตมอเตอร์ 2 พอร์ตเหนือพอร์ต USB
• เหนือพอร์ตที่เหลือในด้านสุดท้าย

สุดท้าย เราต้องทำเครื่องหมายและเจาะรูสำหรับความขัดแย้ง M2

คุณอาจต้องการทำเครื่องหมายพอร์ตเพื่อให้คุณรู้ว่าพอร์ตไหน!

ขั้นตอนที่ 5: สร้างเลโก้ของคุณ

ในการสร้าง BrickPi Unicorn ของฉัน ฉันใช้คำแนะนำส่วนใหญ่สำหรับ Hexapot Trotbot ตามที่แสดงใน www.diywalkers.com ไซต์นี้คุ้มค่าที่จะมองผ่าน วอล์คเกอร์ของพวกเขาน่าทึ่งมาก!

ฉันได้เปลี่ยนคำแนะนำบางอย่างสำหรับใช้กับลูกๆ ของฉันแล้ว และแน่นอนว่าฉันจะไม่ใช้แท่งโลหะที่ชุดเลโก้ของฉันไม่มี ฉันจะให้ลิงก์ดั้งเดิมแก่คุณ แต่รวม pdf ขั้นตอนที่ฉันทำในคำแนะนำนี้

ขั้นตอนที่ 6: ลำตัวและมอเตอร์

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ฉันใช้ Hexabot Trotbot build ดู TorsoSides.pdf สำหรับคำแนะนำทั่วไป คุณต้องทำลำตัว 2 ข้าง สะท้อนภาพซึ่งกันและกัน ข้อเหวี่ยงจะแสดงใน CranksForLegs.pdf Hexapod Walker ที่เรากำลังลอกเลียนแบบมีโครงลำตัวเพียงตัวเดียวและใช้มอเตอร์อื่น แต่ A) ฉันไม่ต้องการยูนิคอร์นที่กว้างขนาดนั้นและ B) (และมาทำให้จริงกันเถอะ: นี่คือเหตุผลที่แท้จริง) ฉันไม่มี ของมอเตอร์เหล่านั้น

หมายเหตุ: ฉันมีคานจำนวนจำกัด คานจำนวนมากยังคงอยู่ที่โรงเรียนโดยใช้หุ่นยนต์ที่สร้างโดยเด็ก ไม่ได้เก็บไว้เพราะการปิดโรงเรียนอย่างรวดเร็ว และแม้ว่าชุดการศึกษา NXT 5 ชุด โครงสร้างนี้ใช้คานจำนวนมาก. นอกจากนี้ คานแบบไม่มีแกน ซึ่งฉัน\คำแนะนำของ Trotbot เรียกว่าส่วนใหญ่เป็นสีเทา คานสีของฉันคือคานแบบเก่า ดังนั้นฉันจึงใช้คานแบบมีหมุดเป็นส่วนใหญ่ ให้มากที่สุดเท่าที่ฉันจะทำได้สำหรับเอฟเฟกต์ "สีรุ้ง" ยกเว้นในกรณีที่พอดีจนฉันต้องใช้แบบไม่มีหมุด ดูภาพว่าฉันใช้คานแบบมีกระดุมอย่างไร

เนื่องจากผมมีคานแบบไม่มีแกนในจำนวนจำกัด และขาก็จำเป็นจริงๆ ที่ผมมี ผมจึงใช้คานแบบมีปุ่มจำนวนมาก นอกจากนี้ยังเพิ่มสีสัน มีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ต้องไม่มีปุ่มสตั๊ดเพื่อให้พอดีกับจุดที่คับแคบ สุดท้าย คานแบบเรียงรายที่ด้านบนมีความจำเป็นเพื่อให้คุณสามารถสร้างขึ้นเหนือมอเตอร์เพื่อสร้างแพลตฟอร์มสำหรับ BrickPi

ข้อแตกต่างอีกประการหนึ่งคือผมใช้เพลาเลโก้ไม่ใช่แท่งโลหะดังรูปสุดท้าย เพลาเป็น 8 โดยมีจุดหยุดอยู่ที่ปลาย มีพื้นที่เหลือเฟือให้ใช้ลำแสง 10 อันแบบธรรมดาพร้อมบูชบูชที่ปลาย ดูหน้าถัดไปเพื่อดูวิธีการติดมอเตอร์

มอเตอร์

มอเตอร์เชื่อมต่อดังที่แสดงไว้ที่ MIDDLE TOP ของลำตัว แม้ว่าฉันได้พลิกทุกอย่างกลับหัวเพื่อให้คุณเห็นว่ามันเข้าแถวกันอย่างไร ในการดำเนินการให้เสร็จสิ้น คุณจะต้องยึดมันให้เข้าที่โดยวางคานแบบมีแกน 2 อันบนคานบนของลำตัว แล้วร้อยเกลียวเพลายาวผ่านพวกมันและฐานยึดมอเตอร์ คุณอาจต้องย้ายสิ่งนี้เมื่อคุณได้เพิ่ม BrickPi

ขั้นตอนที่ 7: ขา

ดู SimplifiedLegs.pdf เพื่อสร้างขา คุณต้องสร้างภาพสะท้อนในกระจก 4 ชุดนี้ 2 ชุดตามที่แสดงในภาพ 4 ขาที่เสร็จแล้วด้านบน (เบลออีกแล้ว ขออภัย)

โปรดทราบว่าฉันแก้ไขขาเล็กน้อย:

• ฉันใส่คานแบบมีกระดุมหลากสีที่ด้านบนตามที่แสดงในแง่มุมของสายรุ้งในการสร้างสรรค์ของฉัน
• โครงสร้างดั้งเดิมเรียกร้องให้ตัดคานแบบไม่มีแกนเพื่อทำเป็นคานแบบ 6 คานและ 8 คานแบบไม่มีแกนสำหรับขาแต่ละข้าง มากกว่านั้น สำหรับ 6 บีม ฉันใช้บีมไร้แกนงอกับด้านเดียว 6 รู สำหรับ 8 บีม ฉันแค่ใส่คอนเนคเตอร์ในรูที่ 8 ของบีม 9 รู
• เนื่องจากฉันถูกจำกัดด้วยจำนวนชิ้นเลโก้ที่ฉันมีอยู่ในชุดอุปกรณ์ ฉันจึงไม่มีแหวน "D" เพียงพอสำหรับขาจาน แต่ทั้งหมดที่ฉันต้องการคือแหวน 5 ห่วงที่มีส่วนต่อเพลาที่ปลายและเสื้อคลุมตัวเล็กๆ -ราวแขวนชิ้นงานสวยงาม

ข้อเหวี่ยงต้องการคำอธิบายเล็กน้อย รูปภาพ 2 รูปที่ด้านข้างของลำตัวแสดงการตั้งค่ามุมต่างๆ ของขาจาน มี "ไม้แขวนเสื้อ" 2 อันที่ด้านหน้าและ "Ds" 2 อันอยู่ด้านหลัง ภาพแสดงทั้งลำตัวและขา 2 ขา ระบุวิธีต่อขากับข้อเหวี่ยง โดยส่วนบนของขาอยู่ด้านล่างของภาพ และแกนสีเทา 2 อันที่ยื่นออกมาจะสอดเข้าที่ปลายอิสระของขา 5- ด้านข้างของข้อเหวี่ยง ภาพถ่ายที่แสดงจากส่วนบนของลำตัวแสดงให้เห็นว่าคุณยึดส่วนบนของขาเข้ากับลำตัวอย่างไร: คุณจะต้องดันเพลาที่ยื่นออกมาผ่านรูที่ 3 จากปลายคานบน 2 อัน

ขั้นตอนที่ 8: เพิ่ม BrickPi ซึ่งเป็นส่วนรองรับ Bricks, Test Bracing และ Motor Test

"กำลังโหลด="ขี้เกียจ"

เชื่อมต่อ LED สีกับหมุดเหล่านี้:

• GPIO17 - พิน 11 - ไฟแดง
• GPIO23 - พิน 16 - ไฟเขียว
• GPIO27 - พิน 13 - ไฟสีน้ำเงิน
• ขา 1 เชื่อมต่อกับขา + ของ RGB LED

ภาพแสดงหัวของยูนิคอร์น อุปกรณ์ถ่ายภาพของฉัน (โทรศัพท์ของฉัน) และความรู้วิธีใช้อุปกรณ์นั้นไม่ได้ทำให้ภาพออกมาดี - นี่เป็นวิธีที่ดีที่สุดที่ฉันสามารถแสดงให้เห็นว่าแตรเปลี่ยนสีได้อย่างไร