Modified Wild Thing - การควบคุมด้วยจอยสติ๊ก - ใหม่และปรับปรุง: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

อัปเดตเมื่อ 8/1/2019: สองปีหลังจากเสร็จสิ้นโครงการนี้ ฉันได้ออกแบบและผลิตแผงวงจรหลายแผ่นเพื่อให้ง่ายต่อการแปลงรถเข็นเหล่านี้ แผงวงจรแรกเกือบจะเหมือนกับโปรโตบอร์ดแบบกำหนดเองที่บัดกรีไว้ที่นี่ แต่เป็นบอร์ดที่ผลิตขึ้นอย่างมืออาชีพซึ่งใช้ Arduino Nano แทน นอกจากนี้ยังมีการแทนที่แผงควบคุมสต็อคเดิมแบบดรอปอิน (มีวงจรขับมอเตอร์ออนบอร์ด) รวมถึงบอร์ดที่เสียบเข้ากับบอร์ดควบคุมสต็อกและจำลองจอยสติ๊ก จึงทำให้ใช้งานง่ายขึ้นมาก นี่คือข้อมูลทั้งหมดสำหรับบอร์ดเหล่านั้น: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… หากคุณต้องการหนึ่งในบอร์ดเหล่านี้ โปรดติดต่อฉันผ่านบล็อกของฉัน แล้วเราจะไปจากที่นั่น: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

คู่มือนี้เขียนโดย Willem Hillier นักเรียนที่ Champlain Valley Union High School ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองไฮน์สเบิร์ก รัฐเวอร์จิเนีย โครงการนี้เสร็จสมบูรณ์ทั้งภายในและภายนอกชั้นเรียน Design Tech และ Engineering Robotics ที่สอนโดย Olaf Verdonk

ในปลายเดือนมีนาคมปี 2017 นักกายภาพบำบัดในท้องถิ่นได้ติดต่อโรงเรียนมัธยมและถามว่าเราจะสามารถปรับเปลี่ยน Fisher Price Wild Thing เป็นการใช้จอยสติ๊กแบบเดี่ยวได้หรือไม่โดยทำตามคำแนะนำนี้: https://www.instructables.com/id/ Wild-Thing-การดัดแปลง/

เราใช้คำแนะนำเหล่านั้น และปรับปรุงการออกแบบที่เราสามารถทำได้ ด้านที่เราปรับปรุง ได้แก่

• การติดตั้ง/เดินสายไฟฟ้า
• รหัส
• จอยสติ๊กและจอยสติ๊กเมา
• ระบบติดตั้งพีวีซี
• พนักพิง พนักพิงศีรษะ และโครงสร้างรองรับอื่นๆ
• ล้อเลื่อน

เราไม่ได้ใช้เซ็นเซอร์โซนาร์และเสียงบี๊บแบบเพียโซในงานสร้างของเราเหมือนกับรุ่นดั้งเดิม

ในวันสร้างสุดท้าย เมื่อเราติดตั้งโครงสร้างรองรับขั้นสุดท้ายและนำเสนอโครงการแก่หญิงสาว สื่อมวลชนท้องถิ่นก็ปรากฏตัวขึ้น พวกเขาถ่ายทำและสัมภาษณ์ผู้คนหลายคน และหลังจากอยู่ในข่าวท้องถิ่น วิดีโอดังกล่าวก็ถูกนำเสนอในข่าวระดับประเทศ เช่นเดียวกับในที่ต่างๆ ทางออนไลน์

คำแนะนำเหล่านี้ไม่ครอบคลุมเหมือน Instructable ดั้งเดิม แต่เป็น "ส่วนเสริม" ที่กล่าวถึงเฉพาะพื้นที่ที่เราเปลี่ยนแปลง

ขออภัยสำหรับภาพถ่ายย่อยตลอดคำแนะนำนี้ ฉันมี iPhone 5 ในระหว่างโปรเจ็กต์นี้ และมันไม่มีกล้องที่ดีที่สุด…

การปฏิเสธความรับผิด: Champlain Valley Union High School หรือใด ๆ หากนักเรียน คณาจารย์ และเจ้าหน้าที่จะไม่รับผิดชอบต่อการบาดเจ็บใด ๆ ต่อบุคคลใด ๆ หรือความเสียหายต่อวัตถุใด ๆ รวมถึงรถที่เกิดจากการดัดแปลง การดัดแปลงใด ๆ จะทำให้การรับประกันโดยผู้ผลิตรถยนต์เป็นโมฆะ

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่และวัสดุสิ้นเปลือง

แม้ว่าส่วนใหญ่จะเหมือนกับรายการชิ้นส่วนของ Instructable ดั้งเดิม แต่ก็มีความแตกต่างบางประการ

ชิ้นส่วนต่างๆ เหล่านี้สามารถซื้อได้ที่ Home Depot, Lowe's หรือร้านฮาร์ดแวร์ในพื้นที่ของคุณ ราคาทั้งหมดเป็นราคาที่ระบุไว้ในขณะที่โพสต์

กรอบพีวีซี:

• ท่อพีวีซี 3/4"
• น็อต โบลท์ และแหวนรองสำหรับการโบลต์โบลต์
• ข้องอ PVC 90 องศา - x4
• ข้องอ PVC 30 องศา - x2

ค่าเฟรมโดยประมาณ: $30-40

อิเล็กทรอนิกส์:

• Adafruit Pro Trinket - 5V 16MHz

  • ใช้รับอินพุตจากจอยสติ๊กและควบคุมมอเตอร์อย่างเหมาะสม
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• จอยสติ๊ก

  • จอยสติ๊กแบบอะนาล็อก 2 แกนจะใช้งานได้ - ใช้จอยสติ๊กที่เหมาะกับการใช้งานของคุณมากที่สุด
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99พาวเวอร์

• รถโดยสารประจำทาง (x2)

  • ใช้เพื่อกระจายพลังงานและทำให้การเดินสายง่ายขึ้น
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • $1.95x 2

• ทริมโพเทนชิออมิเตอร์

  • ใช้ในการควบคุมความเร็วของรถ
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • ใช้สำหรับบัดกรีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ให้เข้าที่ ทำหน้าที่เป็นแผงวงจรสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• ส่วนหัวชาย

  • ใช้ทำปลั๊กสำหรับส่วนประกอบอื่นๆ
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• ส่วนหัวหญิง

  • ใช้สำหรับปลายอีกด้าน - เราจะติดสิ่งนี้เข้ากับสายจอยสติ๊ก เพื่อให้สามารถเสียบเข้ากับแผงควบคุมของเราได้
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• ตัวควบคุมมอเตอร์ (x2)

  • คุณสามารถใช้ตัวควบคุมมอเตอร์ 12V PWM ที่มีความสามารถย้อนกลับได้ แม้ว่าสิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่เราใช้และยอดเยี่ยม (แม้ว่าจะมีราคาแพงเล็กน้อย)
  • $45.00 x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• ตัวเก็บประจุ (x2)

  • ลดระดับแรงดันไฟฟ้าเมื่อคุณดึงพลังงานออกมามาก (เช่น การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว)
  • https://www.digigiy.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • $1.37 x 2

• สวิตช์ไฟ

  • ใช้สำหรับเปิด/ปิดรถ
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• กล่องฟิวส์

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98

• 20A ฟิวส์รถยนต์

  คุณสามารถซื้อได้ในราคาถูกมากในท้องถิ่น

• ลวดเกจหนักใด ๆ

  • ใช้สำหรับเดินสายไฟฟ้า
  • สามารถหาซื้อได้ง่ายในท้องถิ่น

• สายพินขนาดเล็ก 4 พินขึ้นไป

  • ใช้เป็นสายจอยสติ๊ก
  • สาย USB ใช้งานได้ดี

• ขั้วต่อวงแหวน

  คุณสามารถซื้อได้ในท้องถิ่น

• อุปกรณ์เสริม: อัพเกรดแบตเตอรี่

  • ให้เวลาใช้งานประมาณสองเท่าของแบตเตอรี่สำรอง
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• ขั้วต่อสายไฟ

  • เพื่อการถอดแบตเตอรี่ที่ง่ายดายและการชาร์จที่ง่ายดาย
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

ค่าใช้จ่ายอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด: $190.69

ต้นทุนการแก้ไขโดยประมาณทั้งหมด: $200-300

ขั้นตอนที่ 2: การติดตั้ง/เดินสายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แทนที่จะบัดกรีสายไฟที่จำเป็นทั้งหมดโดยตรงไปยัง Adafruit Trinket Pro ฉันเลือกที่จะสร้าง PCB ที่มีการเชื่อมต่อที่จำเป็นทั้งหมด

ฉันใช้แผ่นไม้อัดและบัดกรีส่วนหัวของตัวเมียสำหรับ Trinket Pro ฉันใช้ส่วนหัวของตัวผู้สำหรับการเชื่อมต่อกำลัง เซอร์โว และจอยสติ๊ก โพเทนชิออมิเตอร์วัดความเร็วถูกบัดกรีโดยตรงบนแผงควบคุมนี้ ตรงข้ามกับการออกแบบดั้งเดิมที่โพเทนชิออมิเตอร์ปรับความเร็วอยู่ภายนอกแผงควบคุม สิ่งนี้มีความน่าเชื่อถือมากกว่าอย่างมาก (เมื่อเทียบกับตัวเชื่อมต่อ) และง่ายต่อการประดิษฐ์

นอกจากนี้ยังมีสวิตช์สองตัวที่ควบคุมว่าส่วนหัวจอยสติ๊กใดทำงานอยู่ สวิตช์ตัวหนึ่งสลับสัญญาณแกน x ระหว่างส่วนหัวทั้งสอง และอีกสวิตช์หนึ่งสลับสัญญาณแกน y ส่วนหัวแต่ละอันมีสาย "ตรงกันข้าม" กัน - เช่น กราวด์และ VCC ถูกสลับในตำแหน่งจากส่วนหัวอื่น วิธีนี้ทำให้จอยสติ๊กสามารถสลับไปมาระหว่างการทำงานของมือซ้ายและขวาโดยเพียงแค่สลับส่วนหัวของจอยสติ๊กและพลิกสวิตช์สองตัว โดยไม่ต้องตั้งโปรแกรมคอนโทรลเลอร์ใหม่

ขั้นตอนที่ 3: รหัส

เมื่อลองใช้รหัสต้นฉบับ ฉันพบว่ามันล้าหลังมาก หลังจากการวิจัย/การทดสอบ พบว่ารหัสโซนาร์ทำให้ลูปควบคุมทำงานช้ามากเมื่อไม่ได้ติดตั้งเซ็นเซอร์โซนาร์ นี่เป็นเพราะ Arduino จะส่ง "ping" ไปยังเซ็นเซอร์โซนาร์และรอเวลาที่จะได้รับ "ping" กลับจากเซ็นเซอร์โซนาร์ เมื่อไม่มีเซ็นเซอร์โซนาร์ติดอยู่ จะไม่มีสัญญาณ ping กลับมา แต่รอสักครู่จึงจะได้รับเซ็นเซอร์ก่อนที่จะหมดเวลา

หลังจากลบรหัสนั้นรวมถึงรหัสที่ไม่จำเป็นอื่น ๆ (โดยเฉพาะรหัสที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานรถที่มีเซอร์โวบังคับเลี้ยว) มันก็วิ่งได้ค่อนข้างดี

ขั้นตอนที่ 4: จอยสติ๊กและจอยสติ๊กเมา

การออกแบบดั้งเดิมใช้จอยสติ๊กโพเทนชิโอมิเตอร์แบบมาตรฐาน 2 แกนจากรีโมทคอนโทรลสำหรับเครื่องบิน ฯลฯ แม้ว่างานเหล่านี้มักจะไม่ได้คุณภาพสูงเป็นพิเศษและนอกจากนี้ด้ามจับก็ไม่เหมาะเพราะทำมาเพื่อใช้กับ นิ้วหัวแม่มือเดียว เราเลือกใช้จอยสติ๊ก 2 แกนพร้อมที่จับลูกบอลเพื่อความสะดวกในการใช้งาน ฉันออกแบบและพิมพ์เมาท์ 3 มิติสำหรับจอยสติ๊ก รวมแล้วผ่านการแก้ไขการพิมพ์ 4 ครั้งก่อนที่จะเป็นที่น่าพอใจ

มีหลายสิ่งที่ควรทราบเกี่ยวกับที่ยึดจอยสติ๊ก:

• ใช้สลักเกลียวเจาะรูสองตัวเพื่อยึดกับ PVC 1" เพื่อกำหนดขนาดที่แน่นอนที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ เราพิมพ์ชุด "วงแหวนทดสอบ" ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในต่างกันเล็กน้อย (ดูรูปด้านบน)
• ไฟล์นี้ต้องรองรับการพิมพ์ได้ดีที่สุด - ฉันพิมพ์ด้วย Ultimaker 3 ฉันคิดว่ามันอาจพิมพ์ด้านข้าง แต่อาจจะไม่ออกมาดีนัก ฉันได้แนบโมเดลที่ไม่ต้องการการรองรับมาด้วย
• มีช่องรูปตัว U ที่ตัดออกจากด้านใน ซึ่งช่วยให้สายเคเบิลผ่านระหว่างรูทางออกกับโพเทนชิออมิเตอร์อื่นๆ
• งานออกแบบของฉันใช้ฝาครอบด้านบนอะครีลิกตัดด้วยเลเซอร์ ซึ่งสามารถพิมพ์ 3D แทนได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 5: ระบบติดตั้ง PVC

เช่นเดียวกับการออกแบบดั้งเดิม เราใช้ PVC เพื่อสร้างโครงรอบตัวรถ เฟรมนี้ให้การปกป้องผู้ใช้มากขึ้น รวมถึงจุดยึดที่สะดวกสำหรับชิ้นส่วนอื่นๆ เช่น จอยสติ๊กและพนักพิงศีรษะ

เราใช้สลักเกลียวเพื่อยึดโครง PVC เข้ากับเฟรมที่มีอยู่ที่จุดสี่จุด (ดูภาพด้านบน จุดยึดจะวนเป็นสีแดง)

ขั้นตอนที่ 6: พนักพิง พนักพิงศีรษะ และโครงสร้างรองรับอื่นๆ

การพิจารณาว่าเรากำลังสร้างรถเข็น โครงสร้างรองรับและการทำให้ผลิตภัณฑ์ถูกหลักสรีรศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญมาก มีสามพื้นที่ที่ได้รับการปรับปรุงอย่างมากจาก Wild Thing ดั้งเดิม

1. พนักพิง

เราใช้คิกบ็อกบอร์ดแบบโฟม โดยมีเวดจ์ไม้รูปสามเหลี่ยมสองอันระหว่างมันกับเบาะเดิม เพื่อให้พนักพิงทำมุมชันขึ้น สลักเกลียวลิฟต์ถูกใช้เพื่อรักษาความปลอดภัยให้กับการติดตั้งทั้งหมด

2. โครงสร้างรองรับลำตัวด้านข้าง

เราใช้แผ่นโลหะติดที่กรอบสีส้มด้านหลังที่พันรอบเอวของผู้ใช้ โฟมถูกพันรอบ "ส่วนปลาย" ของชิ้นส่วนโลหะชิ้นนี้ ดูรูปถ่าย

3. พนักพิงศีรษะ

พนักพิงแบบ Kickboard รองรับการพยุงหลังได้ดี แต่ไม่สูงพอที่จะรองรับศีรษะของผู้ใช้ในกรณีของเรา ด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มพนักพิงศีรษะ เราถอดพนักพิงศีรษะออกจากเก้าอี้รถเข็น (แบบใช้มือ) ที่มีอยู่ของผู้ใช้ แล้วติดตั้งเข้ากับบอร์ดเตะบอร์ด

ขั้นตอนที่ 7: ล้อเลื่อน

ล้อล้อเดิมและโครงสร้างรองรับเป็นพลาสติก มีการเล่นมากเกินไป และหมุนได้ไม่ดีเลย (ดูภาพด้านบนสำหรับมุมมองที่ถอดประกอบ) เราเลือกที่จะเปลี่ยนล้อลูกล้อนี้เป็นล้อยางหมุนที่ออกแบบมาเพื่อใช้ที่ด้านล่างของเกวียน ฯลฯ

ฉันออกแบบเพลตสองแผ่นใน Fusion 260 ที่จะพอดีกับด้านบนและด้านล่างของฮับหมุนพลาสติกที่ด้านหลังของรถ (ดูรูป) แผ่นเหล่านี้ถูกตัดออกด้วยเครื่องตัดพลาสม่าซีเอ็นซี ท่อเหล็กชิ้นเล็ก ๆ ถูกเชื่อมเข้ากับแต่ละรูบนแผ่นเหล่านี้ สลักเกลียวผ่านแผ่นด้านบน แผ่นด้านล่าง และรูในแผ่นยึดบนล้อเลื่อน

ขอขอบคุณที่อ่านคำแนะนำนี้และลงคะแนนในการประกวด PVC และการประกวด Make It Move!

รางวัลที่หนึ่งในการประกวด Make It Move 2017