1 كجم بناء سوموبوت: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

سيرشدك هذا Instructable خلال عملية تصميم وبناء سوموبوت 1 كيلوغرام.

لكن أولاً ، القليل من الخلفية حول سبب قراري كتابة هذا. كنت على وشك إصلاح سوموبوت القديم الخاص بي لمسابقة عندما أدركت أنني لم أصنع مطلقًا تعليمات حول كيفية صنع سوموبوت. لقد كنت هادئًا في Instructables خلال العام الماضي ، لذلك قررت أن أعود بهذه التعليمات حول كيفية بناء سوموبوت 1 كجم.

أولاً ، سيتساءل الكثير منكم: ما هو السوموبوت؟

في الأساس ، السوموبوت هو نوع من الروبوتات المستخدمة في مسابقات سوموبوت أو روبوت سومو. كما يوحي الاسم ، الهدف هو دفع بعضنا البعض خارج الحلبة ، على غرار مصارعة السومو. تم تصميم سوموبوت نفسه لغرض وحيد هو دفع سوموبوت آخر خارج الحلبة. السوموبوت في هذا Instructable هو 1 كيلوغرام. ومع ذلك ، هناك فئات وزن أخرى مثل 500 جرام و 3 كيلوجرامات.

المهارات المطلوبة:

• الإلمام بـ CAD (التصميم بمساعدة الكمبيوتر)
• لحام
• البرمجة في اردوينو

ليست هناك حاجة إلى الكثير من المهارات لهذا المشروع. مجرد الراحة مع CAD واللحام والبرمجة يقطع شوطًا طويلاً. لا تقلق من مدى تعقيد التصميم بمساعدة الكمبيوتر. يوفر Autodesk دروسًا تعليمية شاملة مجانية على البرامج الخاصة بهم (أستخدم Fusion 360 بنفسي) وهو مفيد للغاية للمبتدئين في تعلم الحبال. بالنسبة لي ، الأهم هو الرغبة والاستعداد للتعلم ، وبالطبع الاستمتاع على طول الطريق.

مع هذا ، لنبدأ.

ملاحظة. أنا أيضًا أدخل Instructable في مسابقة Make it Move. إذا وجدت هذا Instructable رائعًا ، فالرجاء التصويت لي أيضًا. (أريد القميص ، يبدو رائعًا حقًا:))

الخطوة 1: قائمة الأجزاء

قائمة الاجزاء:

0.090 "6061 لوح ألومنيوم - 12" × 12 "(أو أي صفائح ألمنيوم 0.090" / 2.2 مم يمكن تصنيعها باستخدام الحاسب الآلي. لقد اخترت 6061 لأن هذا سيستخدم للهيكل الرئيسي ، و 6061 لديه قدر معقول من القوة)

لوح ألومنيوم مقاس 0.5 مم - 12 بوصة × 12 بوصة (أي سبيكة ستعمل ؛ هذا مخصص فقط للغطاء العلوي والشفرة. لقد استخدمت قصاصات الألومنيوم الاحتياطية)

لوح ألومنيوم 5 مم (مرة أخرى ، أي سبيكة ستعمل. كان المنجم 7075 قطعة ألومنيوم.)

محرك عزم دوران عالي 2 × 12 فولت تيار مستمر (سيعمل أي محرك عزم عالي ، مثل هذا المحرك من Amazon.)

2 × حافة العجلة (مرة أخرى ، ستعمل أي حافة عجلة ، اعتمادًا على محركك. إذا كان لديك عمود محرك 5 مم ، فستعمل هذه العجلات بشكل جيد. الألغام هي في الواقع بعض عجلات السيليكون القديمة التي أمتلكها)

4 مستشعرات مسافة الأشعة تحت الحمراء (أستخدم مستشعرات مسافة الأشعة تحت الحمراء Sharp ، والتي يمكن شراؤها من متاجر متعددة ، مثل هذا من Pololu وهذا من Sparkfun.)

2 مستشعرات الأشعة تحت الحمراء (حصلت على بعض هنا من Sparkfun مرة أخرى.)

1 لوحة متحكم دقيقة (أستخدم ATX2 لمجرد أنه مطلوب. سيكون Arduino Uno العادي أفضل في الواقع لسهولة استخدامه).

1 بطارية ليثيوم بوليمر 3S (LiPo. 3S LiPos بقوة 12 فولت. ستعمل السعة في أي مكان من 800 إلى 1400 مللي أمبير.)

1 سائق محرك (مرة أخرى ، يعتمد هذا على مقدار الطاقة التي يمكن لمحركك أن يستمدها. يذهب هذا مباشرة أعلى Arduino Uno ويمكن أن يوفر ما يصل إلى 5A من التيار.)

الأسلاك والكابلات والموصلات (لتوصيل المستشعرات باللوحة وللتواصل مع جهاز كمبيوتر محمول.)

مسامير وصواميل M3

الايبوكسي

ورق مقوى

كمبيوتر محمول (لبرمجة اللوحة)

أدوات مثل المقص ، ومزيلات الأسلاك ، وحديد اللحام.

الخطوة 2: تجميع الهيكل

لقد استخدمت Fusion 360 ، وهو برنامج CAD / CAM ثلاثي الأبعاد مدعوم من السحابة ، لتصميم الهيكل. يوفر Autodesk دروسًا تعليمية جميلة هنا. لقد تعلمت من مشاهدة مقاطع الفيديو في الغالب ثم محاولة القيام بها بنفسي. لن أحاول وأعلمك كيفية استخدام Fusion 360 ؛ سأترك المحترفين يقومون بعملهم.

يتكون التصميم نفسه من قاعدة رئيسية واحدة ، وشفرة واحدة ، وغطاء علوي واحد ، وقوسين للمحرك ، واثنين (أو أربعة) أقواس مطبوعة ثلاثية الأبعاد. القاعدة الرئيسية هي الألمنيوم 2.2 مم ، أقواس المحرك من الألمنيوم 5 مم ، الشفرة 0.5 مم من الألومنيوم ، في حين أن الغطاء العلوي يمكن أن يكون 0.5 مم من الألومنيوم أو الكرتون العادي. لقد استخدمت الورق المقوى لأن الألمنيوم يزن بضعة جرامات أكثر ، وكنت قد تجاوزت حد الكيلوجرام الواحد بمقدار 10 جرامات. من ناحية أخرى ، تتم طباعة الأقواس المطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام ABS ، على حشو بنسبة 50٪.

تم تصدير التصميمات التي تتطلب الألومنيوم إلى ملفات.dxf وإرسالها إلى شركة قطع بالليزر محلية هنا في الفلبين. في غضون ذلك ، تم تصدير الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد إلى STL وإرسالها مرة أخرى إلى شركة طباعة ثلاثية الأبعاد محلية.

إخلاء المسؤولية: لقد أعدت استخدام سوموبوت قديم لي لم يعد يعمل ولكنه يستخدم هذا التصميم ، لذلك تم بالفعل تجميع بعض الأجزاء في الصور. ومع ذلك ، سأوجهك خلال عملية تجميع كل القطع معًا.

بمجرد قطع الأجزاء ، يمكنك البدء إما بالغطاء العلوي ، أو الدعامة والشفرة ، أو قوس المحرك.

الغطاء العلوي في التصميم مصنوع من الألومنيوم ، ولكن بسبب قيود الوزن ، استخدمت الكرتون. لقد قطعت الكرتون بنفس المواصفات كما في التصميم.

الدعامة المطبوعة ثلاثية الأبعاد مثبتة في المقدمة باستخدام البراغي ، وتستخدم لتدعيم الشفرة حرفيًا. النصل عالق بالقاعدة باستخدام الايبوكسي. يتم استخدام فتحات المسامير في الشفرة والقاعدة الرئيسية لتوجيه الموضع والتأكد من ربطها معًا بدقة. توجد ثقوب دائرية على القاعدة الرئيسية يمكنك ملؤها بالإيبوكسي لإلصاق الشفرة بالقاعدة الرئيسية. تسمح مساحة السطح الكبيرة للثقوب للإيبوكسي بإمساك الشفرة بشكل أفضل ومنعها من التمزق بعيدًا عن القاعدة. يمكن أيضًا تعليق مستشعر الأشعة تحت الحمراء في الجزء السفلي من الشفرة باستخدام الإبوكسي ، تمامًا كما في الصور. تأكد من أن الجزء السفلي من المستشعر عمودي على الأرض.

لتركيب المحرك على القاعدة ، قم أولاً بربط المحرك في قوس المحرك. ومع ذلك ، يجب عليك أولاً لحام الأسلاك بالمحرك ، نظرًا لأن الخيوط موجودة في الجزء الخلفي من المحرك وسيكون من الصعب الوصول إليها بمجرد توصيلها بالقاعدة. يتماشى المحرك مع شريحة المحرك ويتم تثبيته بواسطة البراغي. هذا هو ، إذا حصلت على المحرك الذي أدرجته في قائمة الأجزاء. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيمكنك تعديل التصميم ليناسب محركك. في هذه المرحلة ، يمكنك أيضًا ربط حافة العجلة بالمحرك. قوس المحرك ثم مسامير في الفتحات الخلفية للقاعدة الرئيسية.

إذا كنت تستخدم محركًا لا يمكنه الصعود فوق Arduino ، أو لأي سبب من الأسباب أن سائق المحرك يجب أن يكون له منطقته الخاصة ، فهناك مسافة بين المحركات والشفرة الخاصة به. هذه المساحة مخصصة لبطارية ليبو وسائق محرك ، في حال احتجت إلى مساحة إضافية. نظرًا لأننا نعمل بالفعل على الجزء السفلي من الروبوت ، وسيكون من الصعب الوصول إليه لاحقًا بمجرد توصيل الغطاء العلوي ، يمكنك وضع محرك المحرك بين الشفرة والمحركات ، تمامًا كما في الصور. قد يساعد الشريط اللاصق ذو الوجهين في إرفاقه بالقاعدة.

الخطوة الثالثة: الإلكترونيات

يأتي بعد ذلك الإلكترونيات ، مثل المستشعرات وسائق المحرك واللوحة.

إذا كنت ، مرة أخرى ، تستخدم برنامج تشغيل محرك لا يتواجد فوق Arduino ، فابدأ في توصيل الأسلاك اللازمة لربطه بالميكروكونترولر. بالنسبة لسائقي المحرك ، كل ما أحتاجه هو سلك إشارة (أزرق) وسلك أرضي (أسود). ذلك يعتمد على السائق نفسه. ما يحتاجه جميع السائقين هو أسلاك للاتصال بالبطارية أو بمصدر الطاقة. كانت الخيوط المتصلة بـ XT-60 (نفس القابس الموجود في معظم بطاريات lipo) سميكة للغاية ، لذلك اضطررت إلى تقليمها لتلائم كتل الموصل الضيقة.

يشترك متحكم الدقيق أيضًا في نفس مصدر الطاقة مثل محركات المحركات ، لذلك اضطررت إلى لحام الأسلاك مباشرة إلى خيوط موصل XT-60 على محركات المحركات.

قد تحتاج مستشعرات مسافة الأشعة تحت الحمراء نفسها إلى دبابيس رأس ملحومة عليها ، اعتمادًا على المستشعر الذي تحصل عليه. عادةً ما يتم تضمين بعضها في العبوة إذا قمت بشرائها ، لذلك ما عليك سوى لحامها حسب الحاجة.

قد تحتاج أيضًا إلى لحام الأسلاك معًا لتوصيل المتحكم الدقيق بأجهزة الاستشعار ، مثلي تمامًا. يحتوي المستشعر على موصل خاص به ؛ يستخدم البعض JST ، بينما يستخدم البعض رؤوس مؤازرة. باستخدام Arduino العادي ، يمكنك لصق كبلات التوصيل بـ Arduino ثم لحام الطرف الآخر من الكبل بالكابل الخارج من المستشعر. تعمل العملية بنفس الطريقة مع المتحكمات الدقيقة الأخرى. يتم لحام الأسلاك القادمة من المتحكم الدقيق بالأسلاك القادمة من المستشعر.

الخطوة 4: وضع كل الأجزاء معًا

يتم وضع المستشعرات والميكروكونترولر على اللوحة العلوية. لقد قمت بتركيب مستشعرات مسافة الأشعة تحت الحمراء على مجموعة من الورق المقوى لرفعها فوق المتحكم الدقيق ، لأن الأسلاك الموجودة خلف المستشعر تصطدم بالمتحكم الدقيق. لاحظ كيف لا يوجد سوى ثلاثة أجهزة استشعار في الصورة. قررت في اللحظة الأخيرة فقط إضافة مستشعر مسافة رابع في الجزء الخلفي من الروبوت. لسوء الحظ ، لم يكن هناك مساحة إضافية لذلك اضطررت إلى تركيبها على القاعدة الرئيسية نفسها ، خلف المحركات مباشرةً.

ثم يتم توصيل المتحكم الدقيق باللوحة العلوية. لا شيء صعب لقد أحدثت للتو بعض الثقوب في الورق المقوى وقمت بربط اللوحة بأكملها على اللوحة العلوية. إذا كنت تستخدم الألومنيوم ، فسيكون المثقاب اليدوي أمرًا ضروريًا.

بعد تثبيت كل شيء على اللوحة العلوية ، استخدم شريطًا مزدوج الجوانب لإلصاقه بالجزء العلوي من المحركات.

في هذه المرحلة ، يمكنك البدء في توصيل جميع الأجهزة الإلكترونية معًا ، مثل توصيل المستشعرات ومحرك المحرك بالمتحكم الدقيق. إذا كنت تستخدم برنامج تشغيل المحرك الذي يتم تثبيته في الجزء العلوي من Arduino ، فلا مشكلة بالنسبة لك. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فسيتعين عليك توصيله وفقًا لمواصفات السائق على اللوحة ، تمامًا كما فعلت.

بمجرد توصيل كل شيء بالأسلاك ، ضع ليبو في المساحة السفلية بين المحركات والشفرة ، ثم قم بتشغيل وحدة التحكم الدقيقة والسائقين لرؤيتها تضيء لأول مرة.

الخطوة الخامسة: البرمجة

بمجرد تجميع كل شيء ، هناك شيء أخير يجب القيام به: برمجة الروبوت الخاص بك.

تعتمد برمجة الروبوت الخاص بك على الاستراتيجية التي تريدها. أفترض هنا أنك مختص في البرمجة ، لأن سائق سيارتي يستخدم الاتصال التسلسلي (UART) ، وبالتالي لن يعمل برنامجي مع سائقي المحركات الآخرين. بعد كل شيء ، لا يوجد حجم واحد يناسب الجميع في البرمجة.

لمساعدتك ، إليك مخطط انسيابي أساسي لبرنامجي.

إذا كان هناك شخص قريب جدًا من الأمام ، فانتقل إلى هذا الاتجاه إذا اكتشف مستشعر اللون الأيسر أو الأيمن خطًا أبيض ، فارجع للخلف ثم استدر إذا اكتشف مستشعر المسافة اليسرى أو اليمنى شيئًا ما ، قم بالانعطاف في هذا الاتجاه إذا اكتشف المستشعر الخلفي شيئًا ما ، فانتقل إلى هذا الاتجاه إذا كان هناك شخص ما بعيدًا في المقدمة ، اذهب إلى الأمام ، استمر في المضي قدمًا

إليك البرنامج بأكمله إذا كنت فضوليًا:

#يشمل

// A5 - مستشعر اللون الأيسر // A4 - مستشعر اللون الأيمن // A6 - مستشعر المسافة الخلفية // A2 - مستشعر المسافة اليسرى // A3 - مستشعر المسافة اليمنى // A1 - مستشعر المسافة الأمامية // المحرك 1 - اليمين // المحرك 2 - إعداد الفراغ الأيسر () {uart1_set_baud (9600) ؛ Serial1.write (64) ؛ Serial1.write (192) ؛ نعم()؛ زمارة (2) ؛ setTextColor (GLCD_BLUE) ، glcd (1 ، 0 ، "مهيأ") ؛ تأخير (4900) ؛ }

حلقة فارغة() {

int frontDistanceValue = analogRead (A1) ؛ int leftDistanceValue = analogRead (A2) ؛ int rightDistanceValue = analogRead (A3) ؛ int rearDistanceValue = analogRead (A6) ؛ int leftColorValue = digitalRead (A5) ، int rightColorValue = digitalRead (A4) ، if (frontDistanceValue> 250) {// شخص ما في المقدمة ، max power Serial1.write (127) ؛ Serial1.write (128) ؛ } else if (leftColorValue == 0) {// touched edge // reverse Serial1.write (1) ؛ Serial1.write (255) ؛ تأخير (400) ؛ Serial1.write (1) ؛ Serial1.write (128) ؛ تأخير (300) ؛ } else if (rightColorValue == 0) {// touched edge // reverse Serial1.write (1)؛ Serial1.write (255) ؛ تأخير (400) ؛ Serial1.write (127) ؛ Serial1.write (255) ؛ تأخير (300) ؛ } else if (frontDistanceValue> 230) {// kinda far front Serial1.write (127) ؛ Serial1.write (128) ؛ } else if (leftDistanceValue> 250) {// turn left Serial1.write (127) ؛ Serial1.write (255) ؛ تأخير (450) ؛ } else if (rightDistanceValue> 250) {// turn right Serial1.write (1)؛ Serial1.write (128) ؛ تأخير (450) ؛ } else if (rearDistanceValue> 150) {// near back Serial1.write (1)؛ Serial1.write (128) ؛ تأخير (1050) ؛ } else if (frontDistanceValue> 180) {// far in front Serial1.write (127)؛ Serial1.write (128) ؛ } else {Serial1.write (100) ؛ Serial1.write (155) ؛ }}

الخطوة 6: الصور

تظهر بعض الصور لسوموبوت النهائي.

نأمل أن تكون قد تعلمت شيئًا من هذه التعليمات. إذا كنت تحب هذا الدليل ، فالرجاء التصويت لي في مسابقة Make it Move. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فسيسعدني تصحيح أي شيء يمكن أن يجعل هذا الدليل أفضل.

تعلم سعيد!