L'auteur d'Instructables sous le surnom de droiddexter a fait un automoteur assez compliqué le modèle. C'est le robotqui peut être contrôlé à partir d'un ordinateur portable. Pour contrôler le mouvement de la plate-forme, un clavier est utilisé et l'opérateur peut donner des commandes au bras manipulateur à partir d'un joystick connecté au même ordinateur portable. Le joystick est utilisé comme Logitech Attack 3, mais un autre similaire fera l'affaire. Les platines et cavaliers de type planche à pain avec connecteurs DuPont (bien que d'autres sociétés les produisent maintenant) vous permettent de reconfigurer et de modifier rapidement la conception du robot, ainsi que sa composition.
Une application exécutée sur un ordinateur portable répète à l'écran sous forme tridimensionnelle la position actuelle du bras manipulateur et affiche également des informations sur tous ses mouvements dans la console texte. Le programme est écrit en C ++ et possède une architecture d'événement simple.
Comme droiddexter l'a appliqué fait maison beaucoup de détails d'un constructeur métallique (Meccano ou son clone), il a joint une illustration avec une liste de ces pièces et leurs désignations alphanumériques. Dans les photographies des nœuds du robot, il a apporté avec les détails du concepteur les désignations correspondantes de cette liste.
L'appareil utilise deux cartes à la fois Arduino: un Uno (dans le robot) et un Nano (connecté à l'ordinateur portable). Chacune de ces cartes est connectée via un module NRF24L01 2,4 GHz via des adaptateurs standard avec stabilisateurs 3,3 volts et condensateurs de blocage intégrés. Il existe généralement cinq sources d'alimentation: deux batteries de 12 volts, deux batteries de 9 volts et une batterie au lithium-polymère de 8,8 volts. D'une manière si étrange, le droiddexter a rappelé BigTrak, connu ici sous le nom de Électronique IM-11. Certes, il n'y a que deux sources d'alimentation. Le type de cavalier DuPont master a pris 120 à 40 pièces de chacun des trois types. Servos - deux types: TowerPro MG995 - quatre pièces, TowerPro SG90 - une seule pièce. Encore nécessaire: un stabilisateur de cinq volts (n'importe quel, même 7805, mais une meilleure impulsion) et deux moteurs de collecteur à 500 tr / min avec des engrenages.
Après le droiddexter procède à la sélection des composants mécaniques. Il prend deux barres de bois de 540 mm de long, 60 mm de profondeur et 25 mm de large, des feuilles de fibre de verre (nécessitent une protection des mains et des organes respiratoires lors du traitement), le constructeur métallique susmentionné (il a fallu deux jeux), quatre roues d'un diamètre de 100 mm et une épaisseur de 20 mm, calculée sur un arbre de 6 mm,deux supports avec roulements et arbres pour les roues qui tournent librement plutôt que entraîné par des moteurs électriques, six supports de servo et deux supports de moteur avec engrenages pour les deux roues restantes.
La conception du robot droiddexter divisé en grands modules. N'importe lequel d'entre eux peut être retiré, puis reconfiguré, réparé (ce qui est très pratique - ne mettez pas le modèle entier sur la table) ou remplacez-le par un autre qui remplit une fonction différente.
À l'heure actuelle, il y a quatre modules dans le robot, ils sont illustrés sur la figure A. Les troisième et quatrième modules prennent en charge les roues avant et arrière, ainsi que l'ensemble de l'appareil à gouverner. Les premier et deuxième modules connectent les troisième et quatrième l'un à l'autre, le deuxième module transporte également deux batteries de 12 volts qui alimentent les moteurs de traction et les servomoteurs. Les batteries sont collées avec de la colle à bois.
Une autre fonction du premier module est de supporter en plus l'ensemble de l'appareil à gouverner. Sinon, sous l'influence de charges assez fortes, il se déforme. Par conséquent, le premier module comprend un bloc de bois en saillie vers l'avant, tandis que le second est connecté de manière lâche à l'appareil à gouverner - deux ressorts et une charnière.
Pour augmenter la résistance, le droiddexter applique rationnellement des pièces en fibre de verre et en acier dans le mécanisme de direction.
La figure A1 montre une grande vue de dessus du module 4. Le nœud A1: 1 porte la partie électronique du robot. Une carte prototype et Arduino sont fixés sur un morceau de fibre de verre, le reste du droiddexter électronique attaché directement à A1: 1. Pour ce faire, il a pris la pince en L et deux pièces AB-7, fixées dessus avec des boulons et des écrous.
Le nœud A1: 2 contient la traction arrière.
L'assemblage A1: 3 se compose de deux blocs de bois que le droiddexter a collés au cadre avec de la colle à bois afin que les modules 1 et 2 portent toutes les pièces du robot.
Le noeud A1: 4 contient une électronique supplémentaire pour contrôler les moteurs de mouvement du robot.
Regardons maintenant le module 4 d'en bas - fig. A2. Le nœud A2: 1 est le servo de direction principal. Deux des trois servos du robot sont responsables du roulage. Ils ont été placés par le droiddexter sur une feuille de carton dur et fixés du bas à l'avant des modules 3 et 4, cloués au châssis.
Le nœud A2: 2 est l'une des parties du mécanisme de direction que le droiddexter a connectée aux servos, ainsi qu'au module 4. De plus, les roues avant du robot sont situées dessus.
Les figures A3 à A6 montrent respectivement le nœud A1: 3, le module 4, le nœud A1: 1 et le nœud A2: 2, l'appareil à gouverner, respectivement.
Ce mécanisme, à son tour, se compose de trois composants principaux: la partie mécanique elle-même, qui change la position des roues avant, les servos eux-mêmes, ainsi que les ressorts, qui soutiennent tout cela en position verticale sous l'action des servos. La figure B0 montre ce système de ressort. Initialement, droiddexter a construit un appareil à gouverner sans support en fibre de verre. Elle s'est avérée fragile. Lorsque vous roulez à grande vitesse, le mécanisme est tombé en panne et le métal s'est plié. Avec la fibre de verre, la résistance a augmenté et les ressorts donnent la flexibilité de conception, en prenant les forces qui pourraient autrement le détruire. Le roulage devient plus fluide et lors d'une collision, il n'y a pas de transfert de force destructrice aux servos. En ajoutant des supports de ressort à l'ensemble B0: 1, droiddexter a décidé que les charnières pouvaient être fixées de la même manière.
Dans la fig. B1 est représenté de la même manière, mais sous un angle différent. Des supports supplémentaires en fibre de verre ont été ajoutés après les premiers tests conduisant à des pannes. Aux détails des A-11, A-7, A-5, droiddexter a ajouté des similitudes aux raidisseurs. Le nœud B1: 3 est un support de roue avec un essieu et un roulement reliés à une pince en L; ces roues roulent. B1: 2 - une des roues, elles sont très durables et offrent un dégagement suffisant.
Le noeud B2: 1 est la partie A-5 connectée au servomoteur avec deux boulons et écrous. Des rondelles sont nécessaires. B2: 2 et B2: 3 - bandes métalliques renforcées de nervures de rigidification. B2: 4 - charnière à laquelle des rondelles et des pièces TW-1 sont ajoutées pour plus de fiabilité.
Des figures B3 à B14 suivantes:
B5: 1 - une fente conçue pour que, dans les virages à grands angles, le mécanisme de direction ne repose pas contre un bloc. En tant que B5: 3, seules des pinces en L de haute qualité peuvent être utilisées. En eux, le droiddexter a fait deux trous pour se fixer à un arbre.Il a mis les pinces exactement parallèlement au reste des détails. B5: 2 est une pile de carrés en fibre de verre de chaque côté de la pince en forme de L.
L'ordre des composants est le suivant. Si vous comptez du haut: R-8, un petit ressort, PY-2 avec un T-1 attaché, trois couches de fibre de verre, une pince en forme de L, trois autres couches, un autre PY-2, un support en plastique, un autre PY-2 avec T- 1, puis l'appareil à gouverner, puis R-8.
Dans l'assemblage B7: 1, la pièce AUB-5 empêche le desserrage du raccord à vis. Les nœuds B7: 2 à B7: 6 sont des piles multicouches en fibre de verre que nous connaissons déjà. Au nœud B7: 7, le droiddexter a appliqué des boulons courts afin qu'ils ne heurtent pas les pièces en rotation. B7: 8, B7: 9 - trous en fibre de verre pour les pièces SH-2 (80 mm) et R-8. Le noeud B7: 10 empêche la bande métallique de se plier, car les pièces SQ-25 et A-11 forment ensemble une charnière.
Le bras articulé peut déplacer le bras d'extrémité vers le haut, le bas, la gauche et la droite, même si la plate-forme est immobile. Pour se déplacer le long de l'axe Y, la partie SH-4, longue de 127 mm, a été passée à travers un bloc de bois. Pour se déplacer le long de l'axe X, la pièce SQ-25 est fixée directement au servo variateur (Fig. C0 à C9).
Pour contrôler le régime moteur, le droiddexter a utilisé un transistor composite TIP122, dont le signal PWM provient d'Arduino. Pour changer le sens de rotation du moteur, le droiddexter a fabriqué un perpolateur mécanique d'origine à partir d'une petite servocommande. Avant cela, il avait essayé le pont en H, mais il s'est avéré trop faible. Ce qui a empêché l'utilisation d'un simple relais n'est pas clair. Les moteurs sont alimentés par deux batteries de 12 volts connectées en parallèle.
Sur la photo, il est très clair comment l'inverseur de polarité est agencé et fonctionne, mais le traducteur connectera les contacts mobiles non pas avec des fils directs, mais avec des fils en spirale.
Pour une reconfiguration rapide, toutes les connexions sont effectuées sur une maquette de type maquette. L'antenne droiddexter est située sur le côté et suffisamment haute. Les moteurs de mouvement du robot, comme indiqué ci-dessus, sont alimentés par deux batteries de 12 volts, car les batteries au lithium-polymère adaptées aux paramètres se sont avérées trop coûteuses pour le maître. Le servomoteur du dispositif d'inversion de polarité est alimenté par eux, mais via un stabilisateur de cinq volts. Les batteries lithium-polymère de huit volts d'une capacité plus petite se sont avérées plus accessibles pour le maître, il en a alimenté tous les servos - à la fois ceux qui sont utilisés pour le roulage et ceux qui sont installés dans le manipulateur. Ces disques commencent à tomber en panne si la capacité de charge de la source d'alimentation est trop petite ou si de nombreuses autres charges y sont connectées.
L'Arduino est alimenté par une batterie 9 volts séparée via un stabilisateur installé nominalement sur la carte.
Bien sûr, le "zoo" des sources d'énergie, dont certaines doivent être changées, d'autres à charger, n'est pas pratique, mais cela fera l'affaire pour le prototype.
Le module 2,4 GHz, comme décrit ci-dessus, est alimenté par Arduino via un adaptateur spécialement conçu avec stabilisateur. Il fonctionne donc plus stable que lorsqu'il est alimenté par le stabilisateur Arduino lui-même.
Les conclusions d'Arduino sont utilisées comme suit: 6 et 7 - contrôle des servo-entraînements du mécanisme de direction, 2 et 3 - du manipulateur, 5 - dispositif d'inversion de polarité, 8 - PWM pour les moteurs à déplacement du collecteur, 2, ainsi que de 9 à 13 - échange d'informations avec 2,4 GHz module.
Tous ensemble, cela ressemble à ceci:
Du côté de l'ordinateur portable, tout est assez simple: Arduino Nano, le même adaptateur avec un stabilisateur et le même module 2,4 GHz. Alimenté par une batterie de 9 volts. Le corps est fait de fibre de verre et de pièces métalliques.
Le logiciel n'est pas encore prêt, l'auteur le partagera lorsque les parties logicielles et matérielles quitteront la phase de prototype. Il est écrit en C ++ à l'aide de SDL et fournit un affichage tridimensionnel de la position actuelle du manipulateur, déplaçant la plate-forme par des commandes à partir des touches fléchées et le manipulateur par des commandes à partir du joystick, modifiant la vitesse par des commandes à partir de la roue sur le joystick. Pour que la réaction aux commandes du joystick ne soit pas trop dure, un lissage logiciel est implémenté. Le joystick transmet des données sur la position des axes dans la plage 0 - 32767, ils sont recalculés par programme dans la plage 0 - 180 - dans ce format, ils acceptent les commandes d'asservissement. Les informations sont transmises par paquets, chacun composé de cinq entiers avec des données sur les positions requises de tous les actionneurs.
En contrôlant le robot, l'utilisateur peut simultanément admirer une si belle chose:
Après avoir quitté la phase de prototype, tout sera transféré de la platine à la carte de circuit imprimé. Les transistors composites chauffent beaucoup, ils nécessitent en premier lieu une carte de circuit imprimé et de bons dissipateurs de chaleur.
Le fait que lors du traitement de la fibre de verre est nécessaire pour protéger les mains et les organes respiratoires, droiddexter était convaincu de sa propre expérience et ne fonctionnera plus avec ce matériau sans équipement de protection individuelle!
Le martelage des ongles est meilleur avec un grand nombre de coups faibles que l'inverse. Choisissez la puissance de la perceuse en fonction du diamètre du trou et du matériau - oui, vous aurez besoin de deux ou trois forets, mais plus de nerfs seront économisés. Pour empêcher le trou de bouger, appuyez d'abord fortement sur la perceuse contre le point de forage, puis allumez la perceuse et augmentez progressivement la vitesse. Portez des gants lorsque vous travaillez avec des outils. Lorsque vous appliquez une force au tournevis, assurez-vous que son aiguillon ne glisse pas de l'autre main. Ne coupez rien avec un couteau vers vous, seulement loin de vous. Ne court-circuitez pas les alimentations.
Et puis vous utiliserez n'importe lequel de vos produits faits maison sans pansements, adhésifs et plâtre!