BucketBot: หุ่นยนต์ที่ใช้ Nano-ITX: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

นี่เป็นฐานหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้ง่าย มันใช้บอร์ดคอมพิวเตอร์ Nano-ITX แต่สามารถใช้ Mini-ITX ได้เช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์บอร์ดเดียวเช่น Raspberry Pi, BeagleBone หรือแม้แต่ Arduino

อย่าลืมตรวจสอบเวอร์ชันล่าสุดของหุ่นยนต์นี้

การออกแบบหุ่นยนต์นี้มีจุดประสงค์เพื่อขจัดปัญหาของหุ่นยนต์ประเภทกอง ในการออกแบบนี้ คุณสามารถเข้าถึงทุกส่วนได้โดยไม่ต้องถอดเลเยอร์ นอกจากนี้ ที่จับด้านบนที่มีสวิตช์เปิดปิดเป็นคุณสมบัติหลักสำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่ใดๆ เนื่องจากพวกมันมักจะวิ่งหนีคุณ:-) ชื่อ "Bucket Bot" มาจากวิธีการขนส่งที่ง่าย - มันพอดีกับถังขนาด 5 แกลลอน!

หุ่นยนต์ตัวนี้มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำโดยใช้ไม้อัดและตัวยึดและฮาร์ดแวร์สำหรับร้านค้าในบ้านที่เรียบง่าย รุ่นใหม่กว่าที่ใช้โลหะและส่วนประกอบที่ใหม่กว่ากำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาและจะโพสต์ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า

ขั้นตอนที่ 1: มอเตอร์และล้อ

ล้อและแท่นยึดมอเตอร์สำหรับ Bucket Bot เป็นแบบโฮมเมด และถูกสร้างขึ้นก่อนที่ชิ้นส่วนประเภทนี้จะมีจำหน่ายในวงกว้าง รอบต่อไปของโปรเจ็กต์นี้อาจจะใช้ชิ้นส่วนจากชั้นวางสำหรับสิ่งนี้ วิธีการต่อไปนี้ใช้ได้ผลดีและสามารถประหยัดเงินได้บ้าง มอเตอร์มาจาก Jameco แต่มีจำหน่ายในหลายแห่งเช่น Lynxmotion ด้วยเช่นกัน ใช้มอเตอร์แปรงถ่าน DC 12v ประมาณ 200 รอบต่อนาที แต่คุณสามารถเลือกการผสมผสานระหว่างแรงดัน/ความเร็ว/กำลังเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานของคุณได้ ขายึดมอเตอร์ทำมาจากอะลูมิเนียมทำมุม - การจัดรูยึดมอเตอร์ทั้งสามให้เรียงกันเป็นส่วนที่ยากที่สุด เทมเพลตกระดาษแข็งมีประโยชน์สำหรับสิ่งนั้น มุมอะลูมิเนียมมีขนาด 2"x2" และตัดให้กว้าง 2" ซึ่งสร้างขึ้นสำหรับหุ่นยนต์ตัวอื่น แต่สำหรับหุ่นยนต์ตัวนี้ ล้ออยู่ใต้แท่น จึงต้องใช้ตัวเว้นระยะ 1/8" (ทำจากพลาสติกที่ อยู่รอบๆ) ยางเป็นล้อเครื่องบิน Dubro R/C และส่วนตรงกลางถูกเจาะออกเพื่อใช้ต๊าปขนาดใหญ่ 3/4 นิ้วเพื่อร้อยเกลียวรูนั้น จากนั้น ใช้สลักเกลียว 3/4" แล้วเจาะรูสำหรับเพลาตาม ความยาวของโบลต์จากหัวเข้าไป การทำให้ตรงและอยู่ตรงกลางเป็นกุญแจสำคัญ สลักเกลียวเกรดสูงจะมีรอยบนหัวซึ่งช่วยหาจุดศูนย์กลาง และใช้สว่านเจาะเพื่อทำรูนั้น ด้านข้างเจาะรูสำหรับสกรูชุด มันถูกแตะด้วยบางอย่างเช่นก๊อกขนาด # 6 จากนั้นขันน็อตเข้ากับล้อและทำเครื่องหมายตำแหน่งที่โบลต์ยื่นออกมาอีกด้านหนึ่งของล้อ ถอดออกแล้วตัดโบลต์ด้วยเครื่องมือเดรเมลเพื่อเอาส่วนที่เกินออก จากนั้นโบลต์จะพอดีกับล้อ และสกรูชุดจะยึดไว้กับเพลามอเตอร์ ความเสียดทานของล้อบนโบลต์ขนาดใหญ่ก็เพียงพอที่จะป้องกันไม่ให้ลื่นไถล

ขั้นตอนที่ 2: ฐาน

แนวคิดหลักที่มีฐานคือทำให้ทุกส่วนสามารถเข้าถึงได้ ด้วยการติดตั้งชิ้นส่วนในแนวตั้ง คุณสามารถใช้ทั้งสองด้านของกระดานแนวตั้งได้ ขนาดฐาน 8"x8" ฐานสูง 7"x8" มันทำจากไม้อัด 1/4" (อาจจะบางกว่าเล็กน้อย) ลองใช้โพลีคาร์บอเนต 1/8" แต่ดูเหมือนยืดหยุ่นเกินไป - พลาสติกที่หนากว่าก็ใช้ได้ดี ระวังอะครีลิคเพราะมันมีแนวโน้มที่จะแตกง่าย แต่ด้วยวงเล็บเหลี่ยมสีไม้และทองเหลือง การออกแบบนี้มีสตีมพังค์เล็กน้อย:-) การเชื่อมต่อระหว่างฐานและด้านข้างทำด้วยขายึดแบบง่าย - ใช้สกรูหัวแบนเพื่อยึดเข้ากับแหวนรองและแหวนล็อกที่ด้านไม้ หากคุณวางไว้ที่ขอบของด้าน 7" มันก็จะจบลงอย่างสวยงามในแต่ละด้านของแบตเตอรี่ ใช้ลูกล้อมาตรฐานโดยมีแท่งเกลียว (ยาว 2 นิ้ว) เพื่อขยายให้ต่ำลงเพื่อให้เข้ากับล้อ เนื่องจากล้ออยู่ตรงกลาง จึงไม่จำเป็นต้องมีลูกล้อตัวที่สองที่อยู่อีกด้านหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 3: การติดตั้งแบตเตอรี่

ในการติดตั้งแบตเตอรี่ ให้ใช้แท่งอลูมิเนียมและแท่งเกลียว #8 เพื่อทำแคลมป์ มุมอลูมิเนียมก็ทำงานได้ดีเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 4: ที่จับและสวิตช์เปิดปิด

หุ่นยนต์ที่ดีทุกตัวมีที่จับเมื่อออกตัวไปในทิศทางที่ไม่คาดคิด! การมีสวิตช์ไฟของมอเตอร์อยู่ด้านบนก็ช่วยได้เช่นกัน มีหลายวิธีในการทำที่จับ - อันนี้เพิ่งรวบรวมจากวัสดุในห้องปฏิบัติการ (หรือที่รู้จักในนามโรงรถ) แต่ทั้งหมดมาจากร้านบ้านที่คุณชื่นชอบ อันนี้ได้ผลค่อนข้างดีและทำง่าย ส่วนหลักเป็นช่องอลูมิเนียมบางช่อง - 3/4" x 1/2" ช่อง. ยาว 12.5 นิ้ว - ด้านละ 3 นิ้ว และด้านบน 6.5 นิ้ว ในการดัดโค้งหลัก ตัดด้านข้าง แล้วพับ เจาะรูบางจุดและใช้หมุดย้ำเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเป็นพิเศษ แม้ว่าขั้นตอนนั้นอาจไม่จำเป็นก็ตาม กริปที่ดีกว่านี้สามารถทำได้ด้วยท่อพีวีซีขนาด 1" (ยาว 3.75") - หากคุณเพิ่มเข้าไป ให้ใส่ท่อพีวีซีก่อนดัดโลหะ สามารถใช้สกรูบางๆ สองตัวยึดได้ หากไม่ต้องการให้หมุนขณะถือ จากนั้น สำหรับการเชื่อมต่อกับไม้ ให้ถอดส่วนตรงกลางของช่อง 1.5" ออก แล้วใส่ 0.5" สุดท้ายลงในคีมคีบเพื่อให้ได้แท็บเหล่านั้น ชิดกันมากขึ้น - วัสดุขนาด 1 นิ้วอยู่ระหว่างมุมอย่างดีจากที่จับถึงไม้ เจาะรูสำหรับสวิตช์ไฟและมอเตอร์ที่มือจับแต่ละข้าง - ดอกสว่านแบบขั้นบันไดทำให้รูขนาดใหญ่เหล่านี้ทำได้ง่ายขึ้นมาก การมีสวิตช์อยู่ด้านบนนั้นดีในกรณีฉุกเฉิน และเนื่องจากหุ่นยนต์ตัวนี้ใช้แบตเตอรี่ 12v สวิตช์รถยนต์ที่ติดไฟจึงเป็นสัมผัสที่ดีและใช้งานได้จริง

ขั้นตอนที่ 5: ส่วนประกอบสายไฟและอิเล็กทรอนิกส์

บอร์ดคอมพิวเตอร์ติดตั้งโดยให้ขั้วต่อหงายขึ้นเพื่อให้ง่ายต่อการเสียบจอภาพ ฯลฯ สำหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้า แถบเทอร์มินัลยุโรป 4 แถวถูกนำมาใช้ ซึ่งเพียงพอสำหรับทั้งสวิตช์ไฟของคอมพิวเตอร์และมอเตอร์ คอมพิวเตอร์ใช้แหล่งจ่ายไฟ 12v ดังนั้นจึงสะดวกที่คอมพิวเตอร์และมอเตอร์ใช้แรงดันไฟฟ้าเท่ากัน สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่นั้น มีการใช้ปลั๊กไมโครโฟนและเต้ารับ ซึ่งดูเหมือนว่าจะใช้งานได้ดี และมีการใส่กุญแจไว้เพื่อป้องกันไม่ให้เสียบกลับด้าน แบตเตอรี่เป็นเซลล์เจล 12v ขนาด 7 แอมป์ชั่วโมง ที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่นั้นได้รับการแก้ไขโดยใช้ปลั๊กไมโครโฟน จากภาพ จะเห็นว่าฮาร์ดดิสถูกติดตั้งอย่างไร ถัดจากฮาร์ดดิสก์คือบอร์ดควบคุมเซอร์โวแบบอนุกรม ในกรณีนี้ มันมาจาก Parallax ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดย RoboRealm ซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์นี้ ใต้แท่นชั่งนั้น ใช้ Dimension Engineering Sabertooh 2x5 โดยมีการควบคุม R/C ที่มาจาก Parallax SSC

ขั้นตอนที่ 6: กล้อง

หุ่นยนต์ตัวนี้ใช้เซ็นเซอร์เพียงตัวเดียว - กล้องเว็บ USB มาตรฐาน กล้อง Phillips ทำงานได้ดีเนื่องจากมีความไวแสงที่ดีในสภาพแสงน้อย ซึ่งช่วยให้อัตราเฟรมสูงขึ้น เว็บแคมจำนวนมากทำให้อัตราเฟรมช้าลงในที่แสงน้อย เนื่องจากต้องใช้เวลานานกว่าจะได้ภาพ คุณสมบัติที่ดีอีกอย่างหนึ่งของกล้องฟิลลิปส์คือเมาท์ 1/4" จึงสามารถติดได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ยังช่วยให้ขยับกล้องได้แม้เมื่อติดตั้ง คุณจึงสามารถเล็งกล้องลงหรือไปข้างหน้าได้ตามต้องการ ติดด้วย 1/ สกรู 4-20 x 2.5" นิ้ว

ขั้นตอนที่ 7: บันทึกการเริ่มต้นซอฟต์แวร์และระบบปฏิบัติการ

ฉันมี Windows เวอร์ชันเก่า (2000) อยู่ใน BucketBot อยู่แล้ว ดังนั้นโปรดทราบว่าฉันได้ตั้งค่าให้เข้าสู่ระบบผู้ใช้โดยอัตโนมัติและเริ่มต้น RoboRealm เมื่อบูทเครื่อง ด้วยวิธีนี้ ฉันสามารถเพิ่มพลังให้หุ่นยนต์โดยไม่ต้องใช้แป้นพิมพ์ เมาส์ หรือจอภาพ ฉันใช้การสาธิตการติดตามลูกบอลเพื่อทดสอบระบบ และมันทำงานได้ดีที่บ้านกับลูกบอลสีน้ำเงิน แต่ไม่ค่อยดีนักในโรงเรียนที่เด็กๆ ทุกคนสวมเสื้อสีน้ำเงิน!:-) เมื่อมองย้อนกลับไป สีเขียวเป็นสีที่ดีกว่า สีแดงเป็นสีที่ไม่ดีนักเนื่องจากสีผิว และสีน้ำเงินอ่อนเกินไปที่จะตรวจจับสีได้อย่างน่าเชื่อถือ ตอนนี้ฉันไม่มีไฟล์ปรับแต่ง RoboRealm แต่เวอร์ชันถัดไปของโปรเจ็กต์นี้จะมีโค้ดแบบเต็มรวมอยู่ด้วย คุณยังสามารถเพิ่มขั้วต่อไร้สาย (Nano-ITX มีขั้วต่อ USB สำรอง) และใช้เดสก์ท็อประยะไกล ฯลฯ เพื่อจัดการเครื่องจากระยะไกล โปรเจ็กต์นี้เป็นขั้นตอนที่ยอดเยี่ยมในลำดับจากแบบจำลองการสร้างภาพบนกระดาษแข็งหลายแบบจนถึงแบบล่าสุดที่ฉันจะโพสต์เร็วๆ นี้!