BrickPi - قوس قزح يونيكورن: 15 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

ادخل إلى Time of Covid و Shelter-in-Place التدريس وليس هناك معسكر صيفي (أفضل جزء من سنة التدريس!) لديّ "نادي" ليغو الجمعة ، مع معظم الأولاد الذين تتراوح أعمارهم بين 8 و 10 سنوات. نظرًا لأن هذا النادي يحدث في فترة ما بعد المدرسة بعد أن كان هؤلاء الأطفال في المدرسة / ما بعد المدرسة لمدة 50 ساعة في الأسبوع ، يجب أن تكون مشاريع Lego مباشرة إلى الأمام والعديد من المشاريع التي يمكنني العثور عليها على الويب لديها إمكانات هائلة ، ولكن لا شيء يمكن لمعظم الأطفال العمل من خلاله. نظرًا لأنني مشغول دائمًا ، فلا يوجد أي وقت للعب فقط بمشاريع Lego هذه … ولكن هذا الصيف كان مختلفًا. لقد وجدت هذه Trotbots على موقع DIYWalkers.com والتي تبدو بشكل مثير للدهشة مثل حصان راكض! أضف في مسابقة قوس قزح ، وبالطبع ، كان لابد أن يكون قوس قزح وحيد القرن!

تم جعل جزء القرن وحيد القرن ممكنًا بواسطة BrickPi بواسطة Dexter Industries. يجمع BrickPi بين "قبعة" متوافقة مع Lego Mindstorm فوق Raspberry Pi بحيث يمكنك توصيل محركات Lego وأجهزة الاستشعار وإنشاء روبوت. يمكنك أيضًا استخدام Scratch (و Python) لبرمجة الروبوت الخاص بك والذي يعد إضافة رائعة للأطفال. لقد كنت أحاول إعداد مجموعة من خطط البناء لأطفالي لاستخدامها مع BrickPi ، على غرار التعليمات الواردة في NXTPrograms.com.

يستخدم قرن قوس قزح وحيد القرن دبابيس GPIO التي تمر من Raspberry Pi إلى Brick Pi. لقد واجهت بعض المشاكل مع أحد الدبابيس ، ساعدت نيكول من Dexter Industries كثيرًا! وهكذا ولدت قوس قزح يونيكورن. (قد أحاول صنع قوس قزح يونيكورن بيغاسوس!)

اللوازم

مجموعة LEGO MINDSTORMS Education NXT Base Set (9797)

مجموعة موارد التعليم من LEGO MINDSTORMS (9695)

جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية Lego Mindstorms إضافي

إما:

• Brickpi Starter Kit ، والذي يتضمن Rasberry Pi ومستشعر درجة الحرارة والرطوبة والضغط ، على الرغم من أنك قد تحتاج إلى شراء المزيد من الكابلات لتشغيل RPi الخاص بك بمفرده
• أو

• طقم قاعدة BrickPi3 PLUS

  Raspberry Pi 3 أو أفضل وجميع الكابلات الخاصة به

• تأكد من أن لديك حزمة البطاريات الثمانية المضمنة في BrickPi. لست متأكدًا من أنه يمكنك استبداله بواحد من Amazon

أحواض حرارية قصيرة ، 1 لكل منها ، حوالي 1/2 بوصة و 1/4 بوصة (يمكن تضمينها في رابط RPi أعلاه) يجب أن تكون أقصر أو تتداخل مع BrickPi

شاشة HDMI

لوحة مفاتيح لاسلكية صغيرة ولوحة لمس

الأنود RGB LED

4 أسلاك توصيل - لقد استخدمت 4 ، قطعت طرفًا واحدًا واستخدمت الطرف الأنثوي فقط ، وألحم الطرف الآخر

مواجهات M2 - لقد استخدمت 7 مواجهات مقاس 15 مم مع الصواميل والبراغي المناسبة

منظفات الأنابيب أو أي شيء لصنع بدة والذيل

مثقاب دوار

من الجميل أن يكون لديك

لوحة مفاتيح وماوس بالحجم الكامل - أسهل بكثير في البرمجة باستخدام

محول التيار المتردد العالمي - لخفض البطاريات اللازمة لبرمجة شاحنتك

طلاء أظافر لامع!

الخطوة 1: قم بإعداد BrickPi باستخدام Raspberry Pi

فيما يتعلق بالإعداد الأساسي ، سأرسلك إلى مواقع الويب التي تصف إعدادها لأنها أكثر وضوحًا مما يمكنني فعله بالإضافة إلى كونها زائدة عن الحاجة.

ملاحظة: لتشغيل BrickPi ، ستحتاج إلى استخدام صورة Raspian for Robots الموجودة على موقعهم ، لذلك ستحتاج إما إلى بطاقة SD 8G كحد أدنى أو في مرحلة ما سيتعين عليك الكتابة فوق بطاقة raspberry pi الخاصة بك. لذا ، قبل تثبيت Raspian على بطاقة SD الخاصة بك كما هو موضح في "إعداد Raspberry Pi الأساسي" أدناه ، يمكنك تثبيت Raspian for Robots على بطاقة SD الخاصة بك. إنه إصدار أقدم من Raspian مما هو موجود على موقع الويب raspberrypi.org ، ولكن معظم الوظائف موجودة. ثم تخطي جزء تحميل Raspian من إعداد Basic RPi.

إعداد Raspberry Pi الأساسي وفقًا لـ raspberrypi.org.

قبل أن ننتقل إلى إعداد BrickPi ، نحتاج إلى إضافة بعض الأشياء التي سنحتاجها لأن BrickPi يغلق RPi ولا يمكنك الوصول إليه دون تفكيكه

خافضات حرارة لا يأتي RPi مزودًا بأحواض حرارة مثبتة. تظهر الصورة على اليسار بدون خافضات حرارة والصورة على اليمين توضح مكان وضع خافضات الحرارة.

الخطوة 2: إعداد Brick Pi والملاحظات على دبابيس GPIO

إعداد BrickPi الأساسي للاستخدام لاحقًا إذا اخترت ذلك!

ملحوظة: إذا كنت ستستخدم BrickPi كما هو ، أقترح وضعه في حاوية بلاستيكية شفافة تأتي معها. لست سعيدًا تمامًا بالهيكل لأنه ليس ممتعًا جدًا وليس من السهل إرفاقه بالروبوت لأن الثقوب ليست صحيحة تمامًا: فهي لا تتناقص كما تفعل ثقوب شعاع ليغو. لكنها تعمل وستحمي. ومع ذلك ، بالنسبة لهذا المشروع ، سنستخدم حالات Lego المصممة لـ RPi وتعديلها. نقوم بذلك في الخطوة التالية.

للحصول على ملخص لاستخدام الرأس ، راجع Dexter Industries Forum حيث يمكن استخدام دبابيس GPIO.

لقد وضعت ملاحظاتي في ملف pdf القابل للاستخدام BrickPi GPIO pin pin المرفق بهذه التعليمات.

الخطوة 3: أضف رأس أنثى بزاوية قائمة 2 × 7 14 سنًا (اختياري) و BrickPi

يمكن استخدام المسامير الموجودة على Raspberry PI ، أسفل لوحة Brickpi التي لا يتم استخدامها ، لأشياء أخرى ، لكنها قريبة جدًا من اللوحة العلوية بحيث يصعب إدخال كبلات التوصيل. لقد استخدمت الرأس الأنثوي ذو الزاوية اليمنى 2 × 7 لإتاحتها. بالنسبة لهذا المشروع ، لم أستخدم هذا العنوان. لقد استخدمت فقط الرؤوس العلوية على لوحة BrickPi كما سترى في الأقسام اللاحقة.

لكن جميع هذه الرؤوس متاحة للاستخدام ، على عكس الرؤوس العلوية من لوحة BrickPi ، بعضها خارج الحدود تمامًا ، وبعضها يستخدم فقط في أوقات معينة. هناك 3 أشياء يجب الاهتمام بها: رؤوس الزاوية اليمنى 2 × 7 التي وجدتها أكبر من أن تتناسب مع رأس BrickPi. اضطررت إلى استخدام أداتي الدوارة مع شريط السنفرة لطحنها لتناسب ، انظر الصورة الأولى. كان ضيقًا جدًا - كما يتضح من حقيقة أن الخيوط المعدنية تظهر من خلالها. (الصورة الثانية). مع ما يكفي من الطحن ، سوف تناسب رأس BrickPi (الصورة الثالثة). أيضًا ، كما ترون من الصورة الثالثة ، يكون منفذ S2 أعلى مباشرة من دبابيس الزاوية اليمنى 2x7. لا تدع المسامير المعدنية تلمس الأجزاء المعدنية للميناء. إذا قمت بدفع دبابيس 2 × 7 لأسفل طوال الطريق ، فإن منافذ USB تحمل لوحة BrickPi عالياً بدرجة كافية بحيث لا تلمس المسامير أي قطع معدنية ، لكنني أضع شريطًا كهربائيًا على أي حال. لا أعرف إلى متى ستستمر. أخيرًا ، تحافظ الرؤوس ومنافذ المحرك والمستشعر على تباعد BrickPi - RPi من 3 جوانب ، ولكن بالنظر إلى جمهوري المستهدف (أولاد يبلغون من العمر 8 سنوات) أضفت مأزقًا في الزاوية على يمين بطاقة SD. (الصورة الرابعة)

الخطوة 4: اضبط BrickPi على حقيبة Lego

لقد اشتريت حقيبة Lego هذه باللون الأصفر. يتناسب الجزء السفلي منه بشكل جميل ، بينما اضطررت إلى قطع أجزاء من الجزء العلوي باستخدام المثقاب الدوار حتى يمكن استخدام منافذ BrickPi. أنا أحب هذه الحالة الصفراء لأنها تحمل Brick Pi بشكل آمن.

أنا أضع RPi في الجزء السفلي من القضية. كان مناسباً ومريحاً. الآن يتعين علينا قطع جزء من الغلاف بعيدًا حتى نتمكن من تركيب BrickPi فيه. اسحب الجانب الذي يجب أن يغلف منافذ USB لأسفل فوق منافذ محرك BrickPi وانظر إلى الطرف الآخر. ضع علامة على المكان الذي ستعمل فيه على قطع قابس الطاقة. ثم قص. الآن عليك تحديد وقطع كل جانب من الجوانب الأخرى:

• فوق دبابيس GPIO والمنافذ الموجودة على هذا الجانب
• فوق منفذي المحرك فوق منافذ USB
• على المنافذ المتبقية على الجانب الأخير.

أخيرًا ، يتعين علينا تحديد الثقوب وحفرها في المواجهات M2.

قد ترغب أيضًا في تحديد المنافذ حتى تعرف أيها!

الخطوة 5: اصنع لعبة Lego Creation الخاصة بك

لإنشاء BrickPi Unicorn الخاص بي ، استخدمت معظم الإرشادات الخاصة بـ Hexapot Trotbot كما هو موضح في www.diywalkers.com. هذا الموقع يستحق البحث من خلاله. مشواهم مذهلون!

لقد قمت بتغيير بعض التعليمات للاستخدام مع أطفالي وحتى لا أستخدم القضبان المعدنية التي لا تمتلكها مجموعات Lego الخاصة بي بالطبع. سأقدم لك الروابط الأصلية ، لكنني سأدرج ، في هذه التعليمات ، ملف pdf للخطوات التي اتخذتها.

الخطوة 6: الجذع والمحرك

كما هو مذكور أعلاه ، استخدمت بناء Hexabot Trotbot. راجع TorsoSides.pdf للحصول على الإرشادات العامة. يجب عليك عمل جانبين من الجذع ، صور معكوسة لبعضهما البعض. تظهر السواعد في CranksForLegs.pdf. إن Hexapod Walker الذي نقوم بنسخه يحتوي على إطار جذع واحد فقط ويستخدم محركًا مختلفًا ، لكن أ) لم أكن أريد وحيد القرن بهذا العرض و B) (ودعنا نكون واقعيين: هذا هو السبب الحقيقي) لم يكن لدي واحد من تلك المحركات.

ملاحظة: كان لدي عدد محدود من الحزم ، والكثير من الحزم الخاصة بي لا تزال في المدرسة على روبوتات مبنية للأطفال ، ولم يتم وضعها بعيدًا بسبب الإغلاق السريع للمدرسة ، وعلى الرغم من 5 مجموعات تعليمية من NXT ، فإن هذا البناء يستخدم الكثير من الحزم. أيضًا ، الحزم غير المثبتة ، والتي تتطلبها تعليمات Trotbot هي في الغالب الرمادي. الحزم الملونة الخاصة بي هي الحزم القديمة المرصعة. لذلك استخدمت الحزم المرصعة في الغالب ، بأكبر عدد ممكن من الألوان لتأثير "قوس قزح" ، باستثناء الأماكن التي كانت قريبة جدًا لدرجة أنني اضطررت إلى استخدام الدعامات. انظر الصورة لمعرفة كيفية استخدام الحزم المرصعة.

نظرًا لأن لدي عددًا محدودًا من الحزم غير المرصعة والأرجل التي احتجت حقًا إلى كل ما لدي ، فقد استخدمت الكثير من الحزم المرصعة. أيضا ، أضافوا اللون. لم يكن هناك سوى عدد قليل من الأشخاص الذين يجب أن يكونوا بلا مجهود لتلائم الأماكن الضيقة. أخيرًا ، تعتبر الحزم المرصعة في الأعلى ضرورية حتى تتمكن من البناء فوق المحرك لإنشاء منصة لـ BrickPi.

اختلاف آخر هو أنني استخدمت محاور Lego ، وليس قضبان معدنية كما هو موضح في الصورة الأخيرة. المحور هو 8 مع توقف في النهاية. هناك متسع كبير لاستخدام شعاع منتظم 10 مع جلبة في النهاية. انظر إلى الصفحة التالية لمعرفة كيفية توصيل المحرك.

المحرك

يتصل المحرك كما هو موضح بالجزء العلوي الأوسط من الجذع ، على الرغم من أنني قلبت كل شيء رأسًا على عقب حتى تتمكن من رؤية كيف يصطف. للإنهاء ، سيتعين عليك تثبيته في مكانه عن طريق وضع حزمتين مرصعتين على الشعاع العلوي من الجذع وربط محور طويل من خلالهما وحوامل المحرك. من المحتمل أن تضطر إلى تحريك هذا عند إضافة BrickPi.

الخطوة 7: الأرجل

انظر SimplifiedLegs.pdf لبناء الساقين. يجب أن تصنع 4 من هذه ، مجموعتين من الصور المرآة كما أوضحت في صورة الأرجل الأربعة النهائية أعلاه. (ضبابي مرة أخرى ، آسف.)

لاحظ أنني قمت بتعديل الساقين قليلاً:

• لقد وضعت عوارض ملونة مرصعة في الأعلى كما هو موضح تمشيا مع جانب قوس قزح في إبداعي.
• دعا التصميم الأصلي إلى قطع الحزم غير المرصعة لعمل شعاع 6 و 8 شعاع لكل ساق. بدلاً من ذلك ، بالنسبة إلى العارضة الستة ، استخدمت شعاعًا مثنيًا بدون ترصيع مع جانب واحد بستة ثقوب. بالنسبة للحزمة الثمانية ، قمت فقط بوضع الموصل في الفتحة الثامنة من شعاع ذو 9 فتحات.
• نظرًا لأنني كنت مقيدًا بعدد قطع الليغو التي أملكها في مجموعاتي ، لم يكن لدي ما يكفي من قطع الحلقة "D" للأذرع. ولكن كل ما احتاجه هو قطعة من 5 حلقات مع وصلات محور في النهايات ومعطف صغير -قطع مظهر الشماعات تعمل بشكل جميل.

السواعد بحاجة إلى القليل من الشرح. تُظهِر الصورتان لجانبَي الجذع إعدادات الزاوية المختلفة للكرنك. توجد "شماعات معطف" في المقدمة بينما توجد "Ds" في الخلف. توضح الصورة التي تُظهر كلا من الجذع والساقين كيفية توصيل الساقين بالسواعد: يقع الجانب العلوي من الساقين في أسفل الصورة وسيتم إدخال المحورين الرماديين الملتصقين لأعلى في الطرف الحر للخمسة. جانب السواعد. تُظهر الصورة التي تظهر من أعلى الجذع كيفية إرفاق الجزء العلوي من الساق بالجذع: ستدفع المحور الممتد عبر الفتحة الثالثة من نهاية العوارض العلوية.

الخطوة 8: أضف BrickPi ، إنها طوب دعم ، اختبار تستعد واختبار المحرك

"تحميل =" كسول"

قم بتوصيل ألوان LED بهذه المسامير:

• GPIO17 - دبوس 11 - الضوء الأحمر
• GPIO23 - دبوس 16 - ضوء أخضر
• GPIO27 - دبوس 13 - الضوء الأزرق
• يتصل الدبوس 1 بالساق + من RGB LED

تُظهر الصورة رأس وحيد القرن. إن معدات التصوير الخاصة بي (هاتفي) ومعرفتي بكيفية استخدامها لا تقدم صورًا جيدة - فهذه هي أفضل طريقة يمكنني من خلالها إظهار كيف يغير القرن اللون.