Joy Robot (Robô Da Alegria) - طباعة ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر ، روبوت يعمل بتقنية Arduino: 18 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

بواسطة IgorF2

حول: صانع ، مهندس ، عالم مجنون ومخترع المزيد عن IgorF2 »

الجائزة الأولى في مسابقة عجلات Instructables ، والجائزة الثانية في مسابقة Instructables Arduino ، والمركز الثاني في مسابقة Design for Kids. شكرا لكل من صوت علينا !!!

الروبوتات تنتشر في كل مكان. من التطبيقات الصناعية إلى استكشاف تحت الماء والفضاء. لكن المفضلة هي تلك التي تستخدم من أجل المتعة والتسلية! في هذا المشروع ، تم تصميم روبوت DIY ليتم استخدامه للترفيه في مستشفيات الأطفال ، مما يجلب بعض المرح للأطفال. يركز المشروع على تبادل المعرفة وتعزيز الابتكار التكنولوجي لمساعدة المنظمات غير الحكومية التي تقوم بالأعمال الخيرية في مستشفيات الأطفال.

يوضح هذا الدليل كيفية تصميم روبوت بشري يتم تشغيله عن بعد ، ويتم التحكم فيه عبر شبكة Wi-Fi ، باستخدام Arduino Uno متصل بوحدة ESP8266 Wi-Fi. إنه يستخدم بعض المحركات المؤازرة التي تشكل حركات أذرع رأس وأذرع ، وبعض محركات DC لتحريك مسافات صغيرة ، ووجه مصنوع من مصفوفات LED. يمكن التحكم في الروبوت من مستعرض إنترنت عادي ، باستخدام واجهة مصممة بتنسيق HTML. يتم استخدام هاتف ذكي يعمل بنظام Android لبث الفيديو والصوت من الروبوت إلى واجهة تحكم المشغل.

يوضح البرنامج التعليمي كيف تمت طباعة هيكل الروبوت ثلاثي الأبعاد وتجميعه. يتم شرح الدوائر الإلكترونية ، ويتم تفصيل كود Arduino ، بحيث يمكن لأي شخص نسخ الروبوت.

تم بالفعل نشر بعض التقنيات المستخدمة لهذا الروبوت على Instructables. يرجى إلقاء نظرة على البرامج التعليمية التالية:

www.instructables.com/id/WiDC-Wi-Fi-Controlled-FPV-Robot-with-Arduino-ESP82/

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED-Matrix-Array-With-Arduino-Uno/

www.instructables.com/id/Wi-Servo-Wi-fi-Browser-Controlled-Servomotors-with/

شكر خاص لأعضاء الفريق الآخرين المشاركين في المشروع المذكور أعلاه ، والمسؤولين عن الإصدار الأول من الكود المقدم في هذا البرنامج التعليمي:

• تياجو فاروشيه
• دييغو أوغسطس
• يان كريستيان
• حلم موريرا
• باولو دي أزيفيدو جونيور.
• جيلهيرمي بوبو
• ريكاردو كاسبيرو
• أسيبس

اكتشف المزيد عن المشروع:

hackaday.io/project/12873-rob-da-alegria-joy-robot

www.hackster.io/igorF2/robo-da-alegria-joy-robot-85e178

www.facebook.com/robodaalegria/

كيف يمكنك المساعدة؟

يتم تمويل هذا المشروع من قبل أعضاء الفريق وتبرعات صغيرة من بعض الشركات. إذا أعجبك ذلك ، فهناك بعض الطرق التي يمكنك من خلالها مساعدتنا:

• التبرع: يمكنك أن ترسل إلينا نصائح إذا كنت ترغب في دعم بناء الروبوت وتحسيناته المستقبلية. سيتم استخدام النصائح لشراء المستلزمات (إلكترونيات ، طباعة ثلاثية الأبعاد ، خيوط ، إلخ) وللمساعدة في تعزيز تدخلاتنا في مستشفيات الأطفال. سيضاف اسمك إلى اعتمادات المشروع! يمكنك إرسال نصائح من تصميمنا في منصة Thingiverse:
• مثل: أظهر لنا مدى تقديرك لمشروعنا. قدم لنا "إعجاب" على المنصات التي نوثق فيها مشروعنا (Facebook ، Hackster ، Hackaday ، Maker Share ، Thingiverse …).
• شارك: شارك المشروع على موقع التواصل الاجتماعي المفضل لديك ، حتى نتمكن من الوصول إلى المزيد من الأشخاص ، وإلهام المزيد من المصنّعين حول العالم.

هل تعلم أنه يمكنك شراء Anet A8 مقابل 169.99 دولارًا فقط؟ انقر هنا واحصل على لك

الخطوة 1: القليل من التاريخ …

وُلد مشروع "Robô da Alegria" ("Joy Robot") في عام 2016 ، في منطقة Baixada Santista (البرازيل) ، بهدف تطوير التكنولوجيا وجذب المجتمع إلى حركة المصنِّعين. مستوحى من المشاريع التطوعية التي نفذتها المنظمات غير الحكومية في مستشفيات الأطفال ، يسعى المشروع إلى تطوير روبوت ، باستخدام أجهزة مفتوحة وأدوات برمجية ، قادرة على إضفاء القليل من المرح على بيئة مستشفى الأطفال والمساهمة في عمل المنظمات الأخرى.

زرعت بذرة المشروع في نهاية عام 2015. بعد حديث عن ابتكار وتطوير التكنولوجيا التي روجت لها رابطة الشركات الناشئة بايكساداس سانتيستا (ASEBS). لقد كان مشروعًا مثاليًا ، بدون جائزة مالية ، لكنه قدم موضوعًا يشارك فيه الناس بطريقة إيثارية ، بهدف مساعدة الآخرين.

خضع الروبوت لتحولات متنوعة منذ تصوره الأولي حتى الوضع الحالي. من رأس واحد فقط ، مع عيون ميكانيكية وحواجب ، إلى شكله الحالي الذي يشبه الإنسان ، تم إجراء العديد من التكرارات ، واختبار المواد البناءة المختلفة والأجهزة الإلكترونية. من نموذج أولي من الأكريليك و MDF مقطوع بالليزر ، انتقلنا إلى جسم مطبوع ثلاثي الأبعاد. من واجهة بسيطة مزودة بمحركين مؤازرين يتم التحكم فيهما عن طريق البلوتوث ، إلى هيكل يتكون من 6 محركات مؤازرة ومحركين أمر DC بواسطة واجهة ويب باستخدام شبكة Wi-Fi.

تم إنتاج هيكل الروبوت بالكامل باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام Fusion 360. من أجل تمكين إنتاج نسخ روبوت متماثلة في مساحات التصنيع أو معامل التصنيع ، حيث يكون الحد الأقصى لوقت استخدام الطابعات أمرًا بالغ الأهمية ، تم تقسيم تصميم الروبوت إلى قطع أقل من ثلاث ساعات من طباعة كل منها. يتم لصق مجموعة الأجزاء أو تثبيتها بمسامير لتركيب الجسم.

يمنح الوجه ، المكون من صفائف LED ، الروبوت القدرة على التعبير عن المشاعر. تمنح الأذرع والرقبة التي تعمل بمحركات مؤازرة الآلة الصغيرة التنقل الضروري للتفاعل مع المستخدمين. في مركز التحكم في الروبوت ، واجهات Arduino Uno مع جميع الأجهزة الطرفية ، بما في ذلك الاتصال بوحدة ESP8266 ، والتي تمنح المستخدم القدرة على التحكم في التعبيرات والحركات من خلال أي جهاز متصل بنفس شبكة Wi-Fi.

يحتوي الروبوت أيضًا على هاتف ذكي مثبت في صندوقه ، يستخدم لنقل الصوت والفيديو بين مشغل الروبوت والأطفال. لا يزال من الممكن استخدام شاشة الجهاز للتفاعل مع الألعاب والتطبيقات الأخرى المصممة للتفاعل مع جسم الروبوت.

الخطوة 2: الأدوات والمواد

تم استخدام الأدوات والمواد التالية لهذا المشروع:

أدوات:

• طابعة ثلاثية الأبعاد - يتم طباعة جسم الروبوت بالكامل بتقنية ثلاثية الأبعاد. كانت هناك حاجة إلى عدة ساعات من الطباعة ثلاثية الأبعاد لبناء الهيكل بأكمله ؛
• خيوط PLA - خيوط PLA باللونين الأبيض والأسود حيث تُستخدم لطباعة الجسم ؛
• مفك البراغي - معظم الأجزاء متصلة باستخدام البراغي ؛
• الغراء الفائق - تم إرفاق بعض الأجزاء باستخدام الغراء الفائق ؛
• كماشة وقواطع
• لحام الحديد والأسلاك

إلكترونيات

• Arduino Uno (رابط / رابط) - يتم استخدامه كوحدة تحكم رئيسية في الروبوت. يرسل إشارات إلى المحركات ويتواصل مع وحدة WiFi ؛
• ESP8266-01 (رابط / رابط) - يُستخدم كـ "مودم WiFi". يستقبل إشارات من واجهة التحكم ليتم تنفيذها بواسطة Arduino Uno ؛
• محركات مؤازرة SG90 (x6) (رابط / رابط) - تم استخدام أربعة أجهزة مؤازرة للأذرع واثنتان لحركات الرأس ؛
• محركات التيار المستمر ذات العجلات المطاطية والتخفيضات (x2) (رابط / رابط) - تسمح للروبوت بالسفر لمسافات صغيرة ؛
• L298N ثنائي القناة H-bridge (x1) (رابط / رابط) - يقوم بتحويل مخرجات Arduino الرقمية إلى جهد كهربائي للمحركات ؛
• 16 قناة تحكم مؤازرة (رابط / رابط) - مع هذه اللوحة ، يمكن للمرء التحكم في العديد من المحركات المؤازرة باستخدام اثنين فقط من مخرجات Arduino ؛
• شاشة MAX7219 8x8 LED (x4) (رابط / رابط) - يتم استخدامها كوجه للإنسان الآلي ؛
• كابل Micro USB - يستخدم لتحميل الكود ؛
• أسلاك توصيل خاصة بالنساء (بعض) ؛
• أسلاك توصيل من الذكور إلى الإناث (بعضها) ؛
• الهاتف الذكي - تم استخدام الهاتف الذكي Motorola Moto E مقاس 4.3 بوصة.
• 18650 بطارية (x2) (رابط) - تم استخدامها لتشغيل Arduino والأجهزة الطرفية الأخرى ؛
• حامل بطارية 18650 (x1) (رابط / رابط) - يحمل البطاريات في مكانها ؛
• 1N4001 الثنائيات (x2)
• مقاومات 10 kohm (x3)
• 20 مم مفتاح تشغيل / إيقاف (x1)
• Protoshield (رابط) - يساعد في توصيل الأسلاك بالدائرة.

علم الميكانيكا:

• عجلات الكرة (x2)
• مسامير M2x6mm (+ -70)
• مسامير M2x10mm (+ -20)
• صواميل M2x1.5mm (x10)
• مسامير M3x40mm (x4)
• صواميل M3x1.5mm (x4)

الروابط أعلاه هي اقتراح حيث يمكنك العثور على العناصر المستخدمة في هذا البرنامج التعليمي ودعم تطوير هذا المشروع. لا تتردد في البحث عنها في مكان آخر وشرائها من متجرك المحلي أو عبر الإنترنت المفضل لديك.

هل تعلم أنه يمكنك شراء Anet A8 مقابل 169.99 دولارًا فقط من Gearbest؟ احصل على لك:

الخطوة الثالثة: الطباعة ثلاثية الأبعاد

تم إنتاج هيكل الروبوت بالكامل باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام Autodesk Fusion 360. ولتمكين إنتاج نسخ متماثلة للروبوت في مساحات التصنيع أو معامل التصنيع ، حيث يكون الحد الأقصى لوقت استخدام الطابعات أمرًا بالغ الأهمية ، تم تقسيم تصميم الروبوت إلى قطع أقل من ثلاث ساعات من طباعة كل منها. يتم لصق مجموعة الأجزاء أو تثبيتها بمسامير لتركيب الجسم.

يتكون النموذج من 36 جزءًا مختلفًا. تمت طباعة معظمها بدون دعامات ، مع حشو بنسبة 10٪.

• قمة الرأس (يمين / يسار)
• أسفل الرأس (يمين / يسار)
• أغطية جانب الرأس (يمين / يسار)
• لوحة الوجه الخلفي
• لوحة الوجه الأمامية
• محور العنق 1
• محور العنق 2
• محور العنق 3
• مركز الرقبة
• الذراع (يمين / يسار)
• الكتف (يمين / يسار)
• كأس الكتف (يمين / يسار)
• غطاء الكتف (يمين / يسار)
• محور الذراع (يمين / يسار)
• تمثال نصفي (ريجث / يسار)
• الصدر (يمين / يسار / أمامي)
• العجلات (يمين / يسار)
• يتمركز
• حامل الهاتف
• الخلف (يمين / يسار)
• المقابض (يمين / يسار)
• الخزانة (يمين / يسار)

تم وصف الإجراء الخاص بكتم صوت الروبوت في الخطوات التالية.

يمكنك تنزيل جميع ملفات stl على المواقع التالية:

• https://www.thingiverse.com/thing:2765192
• https://pinshape.com/items/42221-3d-printed-joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.youmagine.com/designs/joy-robot-robo-da-alegria
• https://cults3d.com/ar/3d-model/gadget/joy-robot-robo-da-alegria
• https://www.myminifactory.com/object/55782

هذا نموذج تجريبي تحتاج بعض الأجزاء إلى بعض التحسينات (للتحديثات اللاحقة للمشروع). هناك بعض المشكلات المعروفة:

• التداخل بين أسلاك بعض الماكينات والكتف ؛
• احتكاك بين الرأس والصدر.
• الاحتكاك بين العجلات والهيكل ؛
• الفتحة المخصصة لبعض البراغي ضيقة جدًا وتحتاج إلى التوسيع باستخدام ريشة حفر أو سكين هواية.

إذا لم يكن لديك طابعة ثلاثية الأبعاد ، فإليك بعض الأشياء التي يمكنك القيام بها:

• اطلب من صديق طباعتها لك ؛
• ابحث عن مكان قريب للقراصنة / صانع المحتوى. تم تقسيم النموذج إلى عدة أجزاء ، بحيث تستغرق كل جزء على حدة أقل من أربع ساعات للطباعة. بعض مساحات المتسللين / المُصنِّعين ستفرض عليك فقط مقابل المواد المستخدمة ؛
• شراء طابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك. يمكنك العثور على Anet A8 مقابل 169.99 دولارًا فقط في Gearbest. احصل على لك:
• هل أنت مهتم بشراء مجموعة أدوات DIY؟ إذا كان هناك عدد كافٍ من الأشخاص مهتمين ، فقد أعرض مجموعات DIY على Tindie.com. إذا كنت ترغب في واحد ، أرسل لي رسالة.

الخطوة 4: نظرة عامة على الدوائر

يتم التحكم في الروبوت باستخدام Arduino Uno في جوهره. واجهات Arduino وحدة ESP8266-01 ، والتي تستخدم للتحكم عن بعد في الروبوت عبر شبكة Wi-Fi.

يتم توصيل وحدة تحكم مؤازرة ذات 16 قناة بـ Arduino باستخدام اتصال I2C وتتحكم في 6 محركات مؤازرة (اثنان للرقبة واثنان لكل ذراع). يتم تشغيل مجموعة من خمس مصفوفات 8x8 LED والتحكم فيها بواسطة Arduino. تُستخدم أربعة مخرجات رقمية من Arduino للتحكم في محركي تيار مستمر ، باستخدام جسر h.

يتم تشغيل الدوائر باستخدام اثنين من بنوك الطاقة USB: أحدهما للمحركات والآخر لـ Arduino. لقد حاولت تشغيل الروبوت بالكامل باستخدام حزمة طاقة الإشارة. لكن ESP8266 اعتاد أن يفقد الاتصال بسبب المسامير عند تشغيل / إيقاف تشغيل محركات التيار المستمر.

يحتوي صندوق الروبوت على هاتف ذكي. يتم استخدامه لبث الفيديو والصوت من / إلى واجهة التحكم ، المستضافة على جهاز كمبيوتر عادي. يمكنه أيضًا إرسال أوامر إلى ESP6288 ، وبالتالي التحكم في جسم الروبوت نفسه.

قد يلاحظ المرء أن المكونات المستخدمة هنا قد لا يتم تحسينها لغرضها. يمكن استخدام NodeMCU بدلاً من تركيبة Arduino + ESP8266 ، على سبيل المثال. سيحل Rapsberry Pi بكاميرا محل الهاتف الذكي والتحكم في المحركات أيضًا. بل إنه من الممكن استخدام هاتف ذكي يعمل بنظام Android "كعقل" لروبوتك. هذا صحيح … تم اختيار Arduino Uno لأنه سهل الوصول إليه وسهل الاستخدام للجميع. بحلول الوقت الذي بدأنا فيه هذا المشروع ، كانت لوحات ESP و Raspberry Pi لا تزال باهظة الثمن نسبيًا في المكان الذي نعيش فيه … بمجرد أن أردنا بناء روبوت رخيص الثمن ، لوحات Arduino حيث أفضل اختيار في تلك اللحظة.

الخطوة 5: تجميع الوجه

تم استخدام أربعة مصفوفة 8x8 LED على وجه الروبوت.

تم تقسيم الهيكل إلى جزأين (لوحة الوجه الخلفية ولوحة الوجه الأمامية) مطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام PLA الأسود. استغرق الأمر مني حوالي 2.5 ساعة لطباعتها ثلاثية الأبعاد ، مع حشو 10 ٪ وعدم وجود دعم.

نظرًا لقيود المساحة ، كان لابد من تلحيم موصلات مصفوفات LED وتغيير موضعها كما هو موضح أدناه:

1. قم بإزالة مصفوفة LED ؛
2. موصلات إدخال وإخراج Dessolder ؛
3. أعد اللحام على الجانب الآخر من لوحة الدائرة ، مع توجيه المسامير إلى مركز اللوحة.

تستطيع أن ترى النتيجة النهائية في الصور.

تم بعد ذلك توصيل مصفوفات LED الأربعة باللوح الخلفي ، باستخدام مسامير 16 M2x6mm. تم توصيل المسامير وفقًا للخطط.

تم توصيل المصفوفة الأولى باستخدام وصلة من 5 أسلاك من الذكور والإناث. تم توصيل الطرف الذكر لاحقًا بدبابيس Arduino. يتم توصيل الطرف الأنثوي على دبابيس إدخال المصفوفة. يتم توصيل خرج كل مصفوفة بإدخال التالي باستخدام وصلة عبور أنثى.

بعد توصيل المصفوفات ، يتم تثبيت اللوحة الأمامية باستخدام أربعة براغي M2. لف وصلات العبور حول الألواح الخلفية والأمامية ، بحيث لا توجد أسلاك مفكوكة.

يتم تثبيت وحدة الوجه لاحقًا داخل رأس الروبوت ، كما سيتم شرحها في الخطوات التالية.

الخطوة 6: تركيب الرأس

تم تقسيم رأس الروبوت إلى ثماني أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، وكلها مطبوعة باللون الأبيض PLA بدقة 0.2 مم ، وملء بنسبة 10٪ ولا يوجد دعامات:

• قمة الرأس (يمينًا ويسارًا)
• أسفل الرأس (يمينًا ويسارًا)
• غطاء الرأس (يمين ويسار)
• محور العنق 1
• محور العنق 2

استغرقت حوالي 18 ساعة لطباعة هيكل بقطر 130 ملم.

ينقسم الجزء العلوي والسفلي من الرأس إلى جزأين. يتم لصقها معًا باستخدام الغراء الفائق. ضع الصمغ واتركه يرتاح لعدة ساعات.

ثم يتم تثبيت الأغطية الجانبية باستخدام مسامير ملولبة على جانبي الرأس العلوي والسفلي. بهذه الطريقة ، يمكن فك الرأس للإصلاح عن طريق إزالة المسامير الملحقة بأجزاء الرأس. قبل إغلاق الرأس ، قم بتجميع وجه الروبوت (الموصوف في الخطوة السابقة) ، والصدر (موصوف في الخطوات التالية).

تم إرفاق المحرك المؤازر رقم 5 بمحور الرقبة 1. قمت بوضع المؤازرة في منتصف المحور ، ثم قمت بتوصيل القرن واستخدمت المسمار لقفل موضعه. لقد استخدمت مسامير ملولبة M2x6mm لتركيب محور العنق 2 على محرك سيرفو. يتم توصيل المحرك المؤازر رقم 6 بمحور الرقبة 2 بنفس الطريقة.

تم توصيل محور الرقبة 2 لاحقًا بمركز الرقبة ، كما يظهر في الخطوة التالية.

يتم تثبيت وحدة الوجه داخل الرأس.

الخطوة 7: تجميع الاندفاع والكتفين

استغرقني التمثال والكتف حوالي 12 ساعة للطباعة.

يتكون هذا القسم من خمسة أجزاء مختلفة:

• تمثال نصفي (يمين / يسار)
• أكتاف (يمين / يسار)
• مركز الرقبة
• محور العنق 3

تم لصق أجزاء التمثال باستخدام الغراء الفائق. تم إرفاق الأكتاف على الجانبين باستخدام براغي M2x10mm ، وتم تثبيت المحركات المؤازرة (محرك مؤازر رقم 2 ورقم 4) على كل جانب. يمرون عبر ثقب مستطيل على كل كتف (من الصعب جدًا تمرير السلك) ، ويتم توصيلهم باستخدام براغي وصواميل M2x10mm.

يحتوي مركز العنق على فتحة مستطيلة الشكل يتم فيها إدخال جزء محور العنق 3. تم استخدام أربعة مسامير M2x6mm لربط هذين الجزأين. بعد ذلك تم ربط الرقبة المركزية بالكتفين. وهي تستخدم نفس البراغي المستخدمة في تثبيت الكتف على الصدر. يتم استخدام أربعة صواميل M2x1 ، 5 مم لقفل موضعها.

تم توصيل المحرك المؤازر رقم 6 بمحور الرقبة 3 باستخدام اثنين من البراغي. ثم قمت بتثبيت محور الرقبة 3 داخل فتحة مستطيلة في مركز الرقبة ، واستخدمت أربعة مسامير M2x6mm لقفل موضعها.

الخطوة 8: تجميع الأسلحة

استغرق الأمر مني حوالي 5 ساعات لطباعة كل ذراع.

يتكون كل ذراع من أربع قطع:

• كوب الكتف
• غطاء الكتف
• محور الذراع
• ذراع

محور الذراع مركزي ومثبت على الذراع نفسه باستخدام ثلاثة مسامير M2x6mm. يتم توصيل قرن مؤازر في الطرف الآخر من المحور.

يتم تثبيت محرك مؤازر (رقم 1 ورقم 3) داخل كوب الكتف باستخدام بعض البراغي ، ثم يتم تثبيت قرنه (الذي يتم توصيله بمحور الذراع). يوجد ثقب في الكوب لتركيب قرن آخر ، وهو متصل بالمؤازرة (# 2 و # 4) مثبتة بالفعل على الكتفين ، كما هو موضح في الخطوة السابقة.

هناك ثقب آخر في الكأس (وعلى الكتف) لتمرير كبلات الماكينات. بعد ذلك ، يتم تثبيت الغطاء لإغلاق كتف الروبوت ، ببراغي M2x6mm.

الخطوة 9: تركيب الصندوق

الصدر هو الجزء الذي يربط التمثال بأسفل الروبوت (العجلات والقاعدة). إنها مكونة من جزأين فقط (الجزء الأيمن والأيسر. قمت بطباعتها في 4 ساعات.

أكتاف الروبوت تناسب الجزء العلوي من الصدر. يوجد ثقب للمسمار يساعد في محاذاة وتثبيت هذه الأجزاء. على الرغم من أنه من المستحسن لصق هذين الجزأين.

يحتوي الجزء السفلي من هذه الأجزاء على ستة فتحات تستخدم للتوصيل بالعجلات كما سيظهر لاحقًا.

في هذه المرحلة ، قمت بتسمية المحركات المؤازرة ببعض الملصقات ، من أجل تسهيل توصيل الدوائر.

الخطوة 10: تجميع العجلات

تستخدم عجلات الروبوت ثلاثة أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد:

• العجلات (يسار / يمين)
• أمام

استغرق الأمر مني حوالي 10 ساعات لطباعة تلك الأجزاء.

اتبعت الخطوات التالية لتجميع العجلات:

• أولاً اضطررت إلى لحام بعض الأسلاك بموصلات محركات التيار المستمر. تم استخدام هذه الأسلاك لاحقًا لتشغيل المحركات باستخدام دائرة جسر H ؛
• ثم تم توصيل المحركات بالهيكل باستخدام مسامير وصواميل M3x40 لكل منهما. في الواقع ، قد يتم استخدام مسمار أقصر (لكني لم أجد أيًا منها على الإنترنت) ؛
• بعد ذلك قمت بلصق اللوح الأمامي ، الذي يربط الأجزاء الأخرى من الهيكل ؛
• هذا الجزء به بعض الثقوب في قمته. يتم استخدامها لتعلقها بالصدر ، كما هو موضح سابقًا.تم استخدام ستة مسامير M2x6mm لتوصيل كلا القسمين.

الخطوة 11: حامل الهاتف

حامل الهاتف عبارة عن جزء واحد مطبوع ثلاثي الأبعاد ، وتستغرق طباعته حوالي ساعة.

الروبوت لديه هاتف ذكي في بطنه. تم تصميمه ليناسب موتورولا موتو إي ، ويحتوي على شاشة مقاس 4.3 بوصة ، وقد تناسبه أيضًا الهواتف الذكية الأخرى ذات الحجم المماثل.

يُستخدم جزء حامل الهاتف لتثبيت الهاتف الذكي في الموضع المطلوب. يتم وضع الهاتف الذكي أولاً ، ثم يتم الضغط عليه على جسم الروبوت باستخدام حامل الهاتف وأربعة مسامير M2x6mm.

من المهم توصيل كابينة USB بالهاتف الذكي قبل شد البراغي. وإلا فسيكون من الصعب توصيله لاحقًا. للأسف ، كانت المساحة محدودة للغاية ، لذلك اضطررت إلى قطع جزء من موصل USB بعيدًا …: /

الخطوة 12: تركيب القاعدة

تحتوي القاعدة على جزء واحد مطبوع ثلاثي الأبعاد فقط. استغرق الأمر حوالي 4 ساعات لطباعة هذا الجزء.

يحتوي على العديد من الثقوب لتركيب المكونات الأخرى ، مثل العجلات الكروية ولوحات الدوائر على سبيل المثال. تم استخدام الإجراء التالي لتجميع القاعدة:

• قم بتثبيت وحدة التحكم المؤازرة ذات 16 قناة باستخدام أربعة مسامير M2x6mm ؛
• قم بتثبيت دائرة الجسر L298N h باستخدام أربعة مسامير M2x6mm ؛
• قم بتثبيت Arduino Uno باستخدام أربعة مسامير M2x6mm ؛
• قم بتثبيت الدرع الأولي على الجزء العلوي من الروبوت ؛
• قم بربط الدوائر (كما تم وصفها بعد ذلك بخطوتين) ؛
• ثبت عجلات الكرة باستخدام اثنين من البراغي لكل واحد. تم ترتيب الأسلاك بحيث يتم حصرها بين القاعدة والمسامير اللولبية المستخدمة في تركيب العجلات ؛
• تم ربط القاعدة بقسم العجلات باستخدام بعض البراغي.

الخطوة 13: رجوع وحزمة الطاقة

تم تصميم الغطاء الخلفي للروبوت بحيث يمكن للمرء فتحه بسهولة للوصول إلى الدوائر أو إعادة شحن البطاريات أو تشغيل / إيقاف تشغيل الهاتف الذكي.

إنها مصنوعة من ستة أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد:

• الخلف (يسار / يمين)
• المقابض (x2)
• أقفال (يسار / يمين)

استغرق الأمر حوالي الساعة 5:30 لطباعة الأجزاء. تم لصق الأجزاء الخلفية اليمنى واليسرى باستخدام superglue. انتظر حتى يجف الصمغ تمامًا وإلا سينكسر الغطاء بسهولة.

تتكون حزمة الطاقة من بطاريتين 18650 وحامل بطارية. اضطررت إلى لحام بعض الأسلاك (بين القطب السالب للبطارية رقم 1 والقطب الإيجابي للبطارية رقم 2). تم توصيل القطب السالب لحزمة الطاقة بـ Arduinos GND (باستخدام بعض الأسلاك والقفزات). تم تثبيت مفتاح تشغيل / إيقاف بين القطب الموجب ومدخل فين Arduino.

تم توصيل مفتاح التشغيل / الإيقاف بالأجزاء الخلفية المطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مسمار M2x6mm وصمولة M2x1.5mm. تم إرفاق حامل البطارية بالظهر باستخدام أربعة مسامير M2x6mm.

كان لابد من صنفرة الجزء الأسطواني من الأقفال بورق رملي لتركيب أفضل. يمرون من خلال الفتحات الموجودة على الغلاف. المقابض متصلة ولصقها على الجانب الآخر.

الغطاء يناسب الجزء الخلفي من الروبوت. يمكن إدارة المقابض لقفل الغطاء وحماية الأجزاء الداخلية للروبوت.

الخطوة 14: توصيل الأسلاك في الدوائر

تم توصيل الدائرة الكهربائية وفقًا للمخططات.

اردوينو:

• Arduino pin D2 => L298N pin IN4
• Arduino pin D3 => L298N pin IN3
• Arduino pin D6 => L298N pin IN2
• Arduino pin D7 => L298N pin IN1
• Arduino pin D9 => MAX7219 pin DIN
• Arduino pin D10 => MAX7219 pin CS
• Arduino pin D11 => MAX7219 pin CLK
• Arduino pin D4 => ESP8266 RXD
• Arduino pin D5 => ESP8266 TXD
• Arduino pin A4 => SDA
• Arduino pin A5 => SCL
• Arduino pin Vin => البطارية V + (قبل الثنائيات)
• Arduino pin gnd => البطارية V-

ESP8266-01

• ESP8266 pin RXD => Arduino pin D4
• ESP8266 pin TXD => Arduino pin D5
• ESP8266 pin gnd => Arduino pin gnd
• ESP8266 pin Vcc => Arduino pin 3V3
• ESP8266 pin CH_PD => Arduino pin 3V3

L298N h- جسر

• L298N pin IN1 => Arduino pin D7
• L298N pin IN2 => Arduino pin D6
• L298N pin IN3 => Arduino pin D3
• L298N pin IN4 => Arduino pin D2
• L298N pin + 12V => البطارية V + (بعد الثنائيات)
• L298N pin gnd => Arduino gnd
• L298N OUT1 => المحرك 1
• L298N OUT2 => المحرك 2

MAX7219 (المصفوفة الأولى)

• MAX7219 pin DIN => Arduino pin D9
• MAX7219 pin CS => Arduino pin D10
• MAX7219 pin CLK => Arduino pin D11
• MAX7219 pin Vcc => Arduino pin 5V
• MAX7219 pin gnd => Arduino pin gnd

MAX7219 (مصفوفات أخرى)

• MAX7219 pin DIN => MAX7219 pin DOUT (المصفوفة السابقة)
• MAX7219 pin CS => MAX7219 pin CS (المصفوفة السابقة)
• MAX7219 pin CLK => MAX7219 pin CLK (المصفوفة السابقة)
• MAX7219 pin Vcc => MAX7219 pin VCC (المصفوفة السابقة)
• MAX7219 pin gnd =: MAX7219 pin gnd (المصفوفة السابقة)

جهاز تحكم مؤازر ذو 16 قناة

• دبوس وحدة التحكم المؤازرة SCL => Arduino pin A5
• دبوس وحدة التحكم المؤازرة SDA => Arduino pin A4
• دبوس وحدة التحكم المؤازرة Vcc => Arduino pin 5V
• دبوس وحدة التحكم المؤازرة gnd => Arduino pin gnd
• دبوس وحدة التحكم المؤازرة V + => البطارية V + (بعد الثنائيات)
• دبوس وحدة التحكم المؤازرة gnd => Arduino pin gnd

يقول البعض أن مؤازرة Sg90 يمكن تشغيلها بين 3.0 و 6.0 فولت ، والبعض الآخر بين 4.0 و 7.2 فولت. لتجنب المتاعب قررت وضع ثنائيات في سلسلة بعد البطاريات. بهذه الطريقة ، يكون جهد الماكينات 2 * 3.7 - 2 * 0.7 = 6.0 فولت. نفس الشيء ينطبق على محركات التيار المستمر.

لاحظ أن هذه ليست الطريقة الأكثر فعالية ، لكنها عملت معي.

الخطوة 15: كود اردوينو

قم بتثبيت أحدث إصدار من Arduino IDE. لم تكن هناك حاجة إلى مكتبة للاتصال بوحدة ESP-8266 أو التحكم في محركات التيار المستمر.

سأحتاج إلى إضافة المكتبات التالية:

• LedControl.h: مكتبة تستخدم للتحكم في مصفوفات LED ؛
• Adafruit_PWMServoDriver.h: مكتبة تستخدم للتحكم في محركات المؤازرة.

كود Arduino مقسم إلى 9 أجزاء:

• RobodaAlegria.ino: هذا هو الرسم الرئيسي ، ويستدعي الأجزاء الأخرى. يتم استيراد المكتبات هنا. كما تحدد المتغيرات العالمية وتهيئها ؛
• _05_Def_Olhos.ino: هذا هو المكان الذي يتم فيه تحديد المصفوفات لكل عين. يتم تمثيل كل عين بمصفوفة 8 × 8 ، و 9 خيارات حيث يتم تحديدها: عيون محايدة ، واسعة العين ، مغلقة ، مغلقة ، غاضبة ، مملة ، حزينة ، مغرمة بالحب ، وعين ميتة. هناك مصفوفة مختلفة للعين اليمنى واليسرى ؛
• _06_Def_Boca.ino: هذا هو المكان الذي يتم فيه تحديد مصفوفات الفم. يتم تمثيل الفم بمصفوفة 16 × 8 ، و 9 خيارات حيث يتم تحديدها: سعيد ، حزين ، سعيد جدًا ، حزين جدًا ، محايد ، لسان مفتوح ، فم مفتوح ، مفتوح على مصراعيه ، ومثير للاشمئزاز ؛
• _10_Bracos.ino: حركات محددة مسبقًا للأذرع والرقبة معرّفة في هذا الملف. تم تكوين تسع حركات ، mov1 () إلى mov9 () ؛
• _12_Rosto.ino: يوجد في هذا الملف بعض الوظائف لتحديث وجه الروبوت ، ودمج المصفوفات المحددة في _05_Def_Olhos.ino و _06_Def_Boca.ino؛
• _13_Motores_DC: يحدد وظائف محركات التيار المستمر ؛
• _20_Comunicacao.ino: تم تعريف وظيفة لإرسال البيانات إلى ESP8266 في هذا الملف ؛
• _80_Setup.ino: يعمل على Arduino power up. يحدد الوجه غير الرسمي وموضع محركات الروبوت. يرسل أيضًا أوامر للاتصال بشبكة Wi-Fi معينة ؛
• _90_Loop: الحلقة الرئيسية. يبحث عن الأوامر الواردة من ESP8266 ويستدعي وظائف محددة للتحكم في المخرجات.

قم بتنزيل كود Arduino. استبدل XXXXX بجهاز توجيه wifi SSID و YYYYY بكلمة مرور جهاز التوجيه على "_80_Setup.ino". يرجى التحقق من معدل الباود الخاص بك ESP8266 وتعيينه بشكل صحيح في الكود ('_80_Setup.ino'). قم بتوصيل لوحة Arduino بمنفذ USB بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وقم بتحميل الكود.

الخطوة 16: تطبيقات Android

تم استخدام هاتف ذكي يعمل بنظام Android لبث الفيديو والصوت من الروبوت إلى واجهة التحكم. يمكنك العثور على التطبيق الذي استخدمته في متجر Google Play (https://play.google.com/store/apps/details؟id=com.pas.webcam).

يمكن أيضًا نقل شاشة الهاتف الذكي إلى واجهة التحكم ، حتى يتمكن المشغل من رؤية ما يظهر على الشاشة. يمكنك أيضًا العثور على التطبيق الذي استخدمته لعكس screnn على متجر Google Play (https://play.google.com/store/apps/details؟id=com.ajungg.screenmirror).

تم تصميم لعبة فيديو Android أيضًا للتفاعل مع الروبوت. إنه ليس مستقرًا بعد ، لذا فهو غير متاح للتنزيل.

الخطوة 17: واجهة التحكم

"loading =" lazy "جائزة في مسابقة العجلات لعام 2017

الوصيف في تحدي التصميم للأطفال

الجائزة الثانية في مسابقة Arduino 2017