BrickPi - Rainbow Unicorn: 15 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Ingrese a la época de Covid y la enseñanza del refugio en el lugar y no habrá campamento de verano (¡la mejor parte del año lectivo!). Tengo un "Club" de Lego los viernes, en su mayoría niños de 8 a 10 años. Dado que este club ocurre después de la escuela después de que estos niños han estado en la escuela / después de la escuela durante 50 horas a la semana, los proyectos de Lego tienen que ser bastante sencillos y muchos de los proyectos que puedo encontrar en la web tienen un ENORME potencial, pero nada con lo que la mayoría de los niños pudieran trabajar. Como siempre estoy ocupado, nunca hay tiempo para jugar con estos proyectos de Lego… pero este verano fue diferente. ¡Encontré estos Trotbots en DIYWalkers.com que se parecen increíblemente a un caballo al galope! Agregue el Concurso Arcoíris y, por supuesto, ¡tenía que ser un unicornio arcoíris!

La parte del cuerno de unicornio fue posible gracias a BrickPi de Dexter Industries. El BrickPi combina un "sombrero" compatible con Lego Mindstorm sobre una Raspberry Pi para que puedas conectar los motores y sensores de Lego y crear un robot. También puede usar Scratch (y Python) para programar su robot, lo cual es una gran ventaja para los niños. He estado tratando de configurar un conjunto de planos de construcción para que mis hijos los usen con BrickPi, similar a las instrucciones en NXTPrograms.com.

El cuerno de unicornio arcoíris usa los pines GPIO que pasan de la Raspberry Pi al Brick Pi. Tuve algunos problemas con uno de los pasadores de paso, ¡Nicole de Dexter Industries ayudó MUCHO! Y así nació el Unicornio Arcoíris. (¡Puedo intentar hacer un Pegaso Unicornio Arcoíris!)

Suministros

LEGO MINDSTORMS Education NXT Base Set (9797)

Conjunto de recursos educativos LEGO MINDSTORMS (9695)

Un sensor ultrasónico adicional de Lego Mindstorms

Cualquiera:

• Brickpi Starter Kit, que incluye una Rasberry Pi, sensor de temperatura, humedad y presión, aunque es posible que deba comprar más cables para ejecutar su RPi solo
• O

• Kit básico BrickPi3 PLUS

  Raspberry Pi 3 o mejor y todos sus cables

• Asegúrese de tener el paquete de 8 baterías que se incluye con BrickPi. No estoy seguro de que puedas reemplazarlo con uno de Amazon.

Disipadores de calor CORTOS, 1 cada uno, de aproximadamente 1/2 "y 1/4" (se pueden incluir en el enlace RPi anterior) DEBEN ser los más cortos o interferirán con el BrickPi

Monitor HDMI

Mini teclado y panel táctil inalámbricos

LED RGB de ánodo

4 cables de puente: utilicé 4, corté un extremo y usé solo el extremo hembra, soldando el otro

Separadores M2: utilicé 7 separadores de 15 mm con las tuercas y tornillos adecuados

Limpiapipas o algo para hacer la melena y la cola.

Taladro rotatorio

Agradable tener

Teclado y mouse de tamaño completo: MUCHO más fácil de programar con

Adaptador de CA universal: para reducir las baterías necesarias para programar su camión

¡Esmalte de uñas con purpurina!

Paso 1: Configure BrickPi con Raspberry Pi

Para la configuración básica, te enviaré a los sitios web que describen su configuración porque son mucho más claros de lo que podría hacer, además de ser redundantes.

Nota: Para ejecutar BrickPi, deberá usar la imagen de Raspian for Robots que se encuentra en su sitio, por lo que necesitará una tarjeta SD mínima de 8G separada o en algún momento tendrá que escribir sobre su tarjeta Raspberry Pi. Por lo tanto, antes de instalar Raspian en su tarjeta SD como se indica en la "Configuración básica de Raspberry Pi" a continuación, puede instalar Raspian for Robots en su tarjeta SD. Es una versión más antigua de Raspian que la del sitio web raspberrypi.org, pero la mayor parte de la funcionalidad está ahí. Luego, omita la parte de carga de Raspian de la configuración básica de RPi.

Configuración básica de Raspberry Pi según raspberrypi.org.

Antes de continuar con la configuración de BrickPi, debemos agregar algunas cosas que necesitaremos porque BrickPi cierra el RPi y no puede acceder a él sin desarmarlo.

Disipadores de calor El RPi no viene con disipadores de calor instalados. La imagen de la izquierda muestra sin disipadores de calor y la imagen de la derecha muestra dónde colocar los disipadores de calor.

Paso 2: Configuración de Brick Pi y notas sobre los pines GPIO

Configuración básica de BrickPi para uso posterior si así lo desea.

Nota: si va a utilizar el BrickPi tal cual, le sugiero que lo coloque en la caja de plástico transparente que viene con él. No estoy completamente satisfecho con el estuche, ya que no es muy divertido ni es fácil de sujetar al robot, ya que los orificios no están bien hechos: no se estrechan como lo hacen los orificios de las vigas de lego. Pero funciona y protegerá. Sin embargo, para este proyecto usaremos carcasas de Lego hechas para el RPi y modificadas. Lo hacemos en el siguiente paso.

Para obtener un resumen del uso del encabezado, consulte el Foro de industrias de Dexter en el que se pueden usar los pines GPIO.

He puesto mis observaciones en el archivo pdf de pines GPIO de BrickPi utilizables adjunto a este instructivo.

Paso 3: agregue su encabezado hembra de ángulo recto de 14 pines 2x7 (opcional) y el BrickPi

Los pines de la Raspberry PI, debajo de la placa Brickpi que no se utilizan, se pueden utilizar para otras cosas, pero están tan cerca de la placa superior que es difícil insertar cables de puente. Usé el cabezal hembra en ángulo recto de 2x7 para que estuvieran disponibles. Para este proyecto, no he usado este encabezado. Solo usé los encabezados superiores en el tablero BrickPi, como verá en secciones posteriores.

Pero TODOS estos encabezados están disponibles para su uso, a diferencia de los encabezados superiores de la placa BrickPi, algunos de los cuales están completamente fuera de los límites, algunos de los cuales solo se usan en ciertos momentos. Hay 3 cosas de las que ocuparse: Los encabezados en ángulo recto de 2x7 que encontré son demasiado grandes para encajar con el encabezado BrickPi. Tuve que usar mi herramienta rotativa con la banda de lijadora para pulirla y ajustarla, vea la primera imagen. Estaba MUY apretado, como se ve por el hecho de que las púas de metal se ven a través. (2da foto). Con suficiente pulido, el encabezado BrickPi encajará (tercera imagen). Además, como puede ver en la tercera imagen, el puerto S2 está inmediatamente encima de los pines en ángulo recto de 2x7. No permita que las clavijas de metal toquen las partes metálicas del puerto. Si empuja los pines 2x7 hacia abajo TODO el camino, los puertos USB sostienen la placa BrickPi lo suficientemente alto como para que los pines no toquen ninguna pieza de metal, pero coloco cinta aislante de todos modos. No sé cuánto durará. Por último, los encabezados y los puertos del motor y del sensor mantienen el espacio BrickPi - RPi en 3 lados, pero considerando mi público objetivo (niños de 8 años) agregué un punto muerto en la esquina a la derecha de la tarjeta SD. (Cuarta imagen)

Paso 4: coloca el BrickPi en un estuche de Lego

Compré este estuche de Lego en amarillo. La parte inferior encajaba maravillosamente, mientras que tuve que cortar partes de la parte superior con el taladro giratorio para poder usar los puertos BrickPi. Me gusta este estuche amarillo porque sostiene el Brick Pi de forma segura.

Encajo el RPi en la parte inferior de la caja. Fue un buen ajuste y ceñido. Ahora tenemos que cortar parte de la carcasa para que podamos colocar el BrickPi en ella. Deslice el lado que debe encajar los puertos USB hacia abajo sobre los puertos del motor BrickPi y mire el otro extremo. Marque dónde hará su corte sobre el enchufe de alimentación. Luego corta. Ahora tienes que marcar y cortar cada uno de los otros lados:

• sobre los pines GPIO y los puertos de ese lado
• a través de los 2 puertos del motor por encima de los puertos USB
• sobre los puertos restantes en el último lado.

Por último, tenemos que marcar y perforar agujeros para los separadores M2.

¡También puede marcar los puertos para saber cuál es cuál!

Paso 5: haz tu creación con Lego

Para crear mi BrickPi Unicorn, utilicé la mayoría de las instrucciones para Hexapot Trotbot como se muestra en www.diywalkers.com. Vale la pena echarle un vistazo a este sitio. ¡Sus caminantes son INCREÍBLES!

Cambié algunas de las instrucciones para usar con mis hijos y para no usar las varillas de metal que mis juegos de Lego, por supuesto, no tienen. Les voy a dar los enlaces originales pero incluiré, en este instructivo, un pdf de los pasos que tomé.

Paso 6: Torso y motor

Como se indicó anteriormente, utilicé la compilación Hexabot Trotbot. Consulte TorsoSides.pdf para obtener las instrucciones generales. Debes hacer 2 lados del torso, imágenes especulares entre sí. Las bielas se muestran en CranksForLegs.pdf. El Hexapod Walker que estamos copiando solo tiene un marco de torso y usa un motor diferente, pero A) No quería que el unicornio fuera tan ancho y B) (y seamos realistas: esta es la verdadera razón) No tenía uno. de esos motores.

Nota: Tenía un número limitado de vigas, muchas de mis vigas todavía están en la escuela en robots construidos por niños, no se guardan debido a los cierres rápidos de la escuela y, a pesar de los 5 kits educativos de NXT, esta construcción usa MUCHAS vigas. Además, las vigas sin espárragos, que requieren las instrucciones de Trotbot, son en su mayoría grises. Mis vigas de colores son las viejas vigas tachonadas. Así que usé principalmente vigas con tachuelas, tantos colores como pude para el efecto de "arco iris", excepto donde el ajuste era tan estrecho que tuve que usar sin tachuelas. Vea la imagen para ver cómo utilicé las vigas tachonadas.

Debido a que tenía un número limitado de vigas sin postes y las patas realmente necesitaban todo lo que tenía, usé muchas vigas con clavos. Además, agregaron color. Solo había unos pocos que debían carecer de tachuelas para encajar en espacios reducidos. Finalmente, las vigas tachonadas en la parte superior son necesarias para que pueda construir sobre el motor para hacer una plataforma para el BrickPi.

Otra diferencia es que usé ejes de Lego, no varillas de metal como se muestra en la última foto. El eje es un 8 con un tope en el extremo. Hay mucho espacio para usar una viga regular de 10 con un casquillo en el extremo. Mire la página siguiente para ver cómo acoplar el motor.

El motor

El motor se conecta como se muestra a la PARTE SUPERIOR MEDIA del torso, aunque he puesto todo al revés para que puedas ver cómo se alinea. Para terminar, tendrás que sujetarlo en su lugar colocando 2 vigas tachonadas en la viga superior del torso y pasando un eje largo a través de ellas y los soportes del motor. Probablemente tendrá que cambiar esto cuando llegue a agregar el BrickPi.

Paso 7: piernas

Vea SimplifiedLegs.pdf para construir las piernas. Debes hacer 4 de estos, 2 conjuntos de imágenes de espejo como he mostrado en la imagen de las 4 patas terminadas arriba. (Borroso de nuevo, lo siento.)

Tenga en cuenta que modifiqué un poco las piernas:

• Puse vigas con tachuelas de colores en la parte superior como se muestra de acuerdo con el aspecto del arco iris de mi creación.
• La construcción original requería cortar vigas sin pernos para hacer 6 vigas sin pernos y 8 vigas para cada pierna. En lugar de eso, para las 6 vigas utilicé una viga doblada sin postes con un lado de 6 orificios. Para la viga de 8, simplemente coloco el conector en el octavo orificio de una viga de 9 orificios.
• Debido a que estaba limitado por la cantidad de piezas de Lego que tenía en mis kits, no tenía suficientes piezas de anillo "D" para las bielas. Pero todo lo que necesitaba era una pieza de 5 anillos con conexiones de eje en los extremos y la pequeña capa -Las piezas con aspecto de suspensión funcionan a la perfección.

Las bielas necesitan una pequeña explicación. Las 2 imágenes de los lados del Torso muestran los diferentes ajustes en ángulo de las manivelas. Las 2 "perchas" están en la parte delantera y las 2 "D" en la parte posterior. La imagen que muestra el torso y las 2 piernas indica cómo conectar las piernas a las bielas: La parte superior de las piernas está en la parte inferior de la imagen y los 2 ejes grises que sobresalen se insertarán en el extremo libre de la 5- lado de las manivelas. La foto que se muestra desde la parte superior del torso muestra cómo unes la parte superior de la pierna al torso: empujarás el eje extendido a través del tercer orificio desde el extremo de las 2 vigas superiores.

Paso 8: agregue BrickPi, sus ladrillos de soporte, prueba de arriostramiento y prueba de motor

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Conecte los colores del LED a estos pines:

• GPIO17 - pin 11 - luz roja
• GPIO23 - pin 16 - luz verde
• GPIO27 - pin 13 - luz azul
• el pin 1 se conecta a la pata + del LED RGB

La imagen muestra la cabeza del unicornio. Mi equipo de fotografía (mi teléfono) y mi conocimiento de cómo usarlo no hacen buenas fotos; esta es la mejor manera de mostrar cómo cambia de color la bocina.