Cosa salvaje modificada - Dirección con joystick - Nuevo y mejorado: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Actualización 1/8/2019: dos años después de completar este proyecto, he diseñado y fabricado varias placas de circuito para facilitar la conversión de estas sillas de ruedas. La primera placa de circuito es casi la misma que la placa protoboard personalizada soldada aquí, pero en cambio es una placa fabricada profesionalmente que lleva un Arduino Nano. También hay un reemplazo directo para la placa de control de stock original (tiene un circuito de controlador de motor a bordo), así como una placa que se conecta a la placa de control de stock y emula sus joysticks, lo que los hace mucho más fáciles de usar. Aquí está toda la información para esos tableros: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Si desea uno de estos tableros, comuníquese conmigo a través de mi blog y podemos ir desde allí: https: / /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Este manual fue escrito por Willem Hillier, un estudiante de Champlain Valley Union High School, ubicada en Hinesburg, VT. Este proyecto se completó dentro y fuera de las clases de Tecnología de Diseño e Ingeniería Robótica impartidas por Olaf Verdonk.

A finales de marzo de 2017, un fisioterapeuta local se puso en contacto con la escuela secundaria y preguntó si seríamos capaces de modificar un Fisher Price Wild Thing para usar un solo joystick, siguiendo este Instructable: https://www.instructables.com/id/ Modificación de cosa salvaje /

Tomamos esas instrucciones y mejoramos el diseño donde pudimos. Las áreas en las que mejoramos incluyeron:

• Montaje / cableado de electrónica
• Código
• Soporte para joystick y joystick
• Sistema de montaje de PVC
• Respaldo, reposacabezas y otras estructuras de soporte
• Rueda giratoria

No usamos un sensor de sonar y un zumbador piezoeléctrico en nuestra construcción como lo hizo el original.

El día de la construcción final, cuando instalamos las estructuras de soporte finales y presentamos el proyecto a la niña, la prensa local estuvo presente. Filmaron y entrevistaron a varias personas, y luego de aparecer en las noticias locales, el video apareció en las noticias nacionales, así como en innumerables lugares en línea.

Estas instrucciones no son completas como el Instructable original, sino que son un "complemento" que se ocupa únicamente de las áreas que cambiamos.

Disculpas por las fotos deficientes en todo este Instructable. Tenía un iPhone 5 durante este proyecto y no tiene la mejor cámara …

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD: Champlain Valley Union High School o cualquiera de sus estudiantes, profesores y personal no son responsables de ninguna lesión a ninguna persona o daños a cualquier objeto, incluido el automóvil, causado por las modificaciones. Cualquier tipo de modificación también anulará la garantía proporcionada por el fabricante del automóvil

Paso 1: Piezas y suministros

Aunque en su mayoría es igual a la lista de piezas del Instructable original, existen algunas diferencias.

Muchas de estas piezas se pueden comprar localmente en Home Depot, Lowe's o en su ferretería local. Todos los precios son los que figuran en el momento de la publicación.

Marco de PVC:

• Tubería de PVC de 3/4"
• Tuercas, pernos y arandelas para pernos pasantes
• Codos de PVC de 90 grados - x4
• Codos de PVC de 30 grados - x2

Costo aproximado de encuadre: $ 30-40

Electrónica:

• Baratija Adafruit Pro - 5V 16MHz

  • Se utiliza para tomar las entradas del joystick y controlar los motores de forma adecuada.
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Palanca de mando

  • Cualquier joystick analógico de 2 ejes funcionará; utilice el que mejor funcione físicamente para su aplicación.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Power

• Bus de distribución (x2)

  • Se utiliza para distribuir energía y simplificar el cableado.
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • $ 1,95 x 2

• Potenciómetro de ajuste

  • Se usa para controlar la velocidad del automóvil.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Se utiliza para soldar otros componentes electrónicos en su lugar. Actúa como una placa de circuito para la electrónica del controlador.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Encabezados masculinos

  • Se utiliza para crear enchufes para otros componentes.
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Encabezados femeninos

  • Usado para el otro extremo: lo conectaremos al cable del joystick para que pueda conectarse a nuestro tablero de control.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Controladores de motor (x2)

  • Puede usar cualquier controlador de motor PWM de 12V con capacidades inversas, aunque estos son los que usamos y son excelentes (aunque un poco costosos).
  • $ 45.00 x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Condensadores (x2)

  • Nivela el voltaje cuando consume mucha energía (por ejemplo, acelerando rápidamente).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • $ 1.37 x 2

• Interruptor de alimentación

  • Se usa para encender / apagar el automóvil
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Portafusibles

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98
• Fusible automotriz 20A

  Puedes comprar estos muy baratos localmente

• Cualquier cable de gran calibre

  • Utilizado para cableado de energía
  • Se puede comprar fácilmente localmente

• Cable pequeño de 4 pines o más

  • Utilizado como cable de joystick
  • El cableado USB funciona bien

• Terminales de anillo

  Puedes comprarlos localmente

• Opcional: batería mejorada
  • Le da un tiempo de ejecución aproximadamente el doble que el de la batería original
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Conectores Powerpole

  • Para quitar la batería y cargarla fácilmente
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Costo total de electrónica: $ 190.69

Costo total estimado de modificación: $ 200-300

Paso 2: Montaje / cableado de la electrónica

En lugar de soldar todos los cables necesarios directamente al Adafruit Trinket Pro, opté por construir una PCB que tuviera todas las conexiones necesarias rotas.

Usé perfboard y cabezales hembra soldados para el Trinket Pro. Usé encabezados masculinos para las conexiones de potencia, servo y joystick. El potenciómetro de velocidad está soldado directamente a esta placa de control, a diferencia del diseño original donde el potenciómetro de ajuste de velocidad era externo a la placa de control. Esto es significativamente más confiable (a diferencia de un conector) y es más simple de fabricar.

Además, hay dos interruptores que controlan qué cabezal de joystick está activo. Un interruptor cambia la señal del eje x entre los dos encabezados y el otro cambia la señal del eje y. Cada encabezado está cableado "opuesto" al otro, p. Ej. tierra y VCC se cambian en posición desde el otro cabezal. Esto permite cambiar el joystick entre la operación con la mano izquierda y derecha simplemente cambiando el cabezal del joystick y accionando dos interruptores, sin reprogramar el controlador.

Paso 3: Código

Al probar el código original, descubrí que era extremadamente lento. Después de algunas investigaciones / pruebas, se determinó que el código de la sonda hacía que el bucle de control funcionara muy lentamente cuando no se conectaba ningún sensor de sonda. Esto se debió a que Arduino enviaría un "ping" al sensor de la sonda y esperaría el tiempo para recibir un "ping" del sensor de la sonda. Cuando no hay un sensor de sonda conectado, nunca recibe un ping, pero espera un tiempo para recibir uno antes de que finalmente se agote el tiempo.

Después de eliminar ese código, así como otros códigos innecesarios (específicamente código diseñado para ejecutar un automóvil con un servo de dirección), funcionó bastante bien.

Paso 4: Joystick y montaje de joystick

El diseño original utilizaba un joystick de potenciómetro estándar de 2 ejes de un control remoto para un avión, etc. Si bien estos funcionan, a menudo no son de una calidad especialmente alta y, además, el mango no es ideal, ya que está hecho para usarse con un solo pulgar. Optamos por utilizar un joystick de 2 ejes con mango de bola para facilitar su uso. Diseñé e imprimí en 3D un soporte para el joystick. En total, pasó por 4 revisiones de impresión antes de ser satisfactorio.

Hay varias cosas a tener en cuenta sobre el soporte del joystick:

• Utiliza dos pernos de orificio pasante para sujetar el montaje a PVC de 1 ". Para determinar el tamaño exacto necesario para esto, imprimimos un conjunto de" anillos de prueba "con diámetros interiores ligeramente diferentes (ver foto de arriba).
• Este archivo en particular necesita soporte para imprimirse mejor. Lo imprimí en una Ultimaker 3. Supongo que podría imprimirse en un lado, pero probablemente no saldría muy bien. También he adjuntado un modelo que no necesita soportes.
• Hay un canal en forma de U cortado en el interior que permite que el cable pase entre el orificio de salida y el otro potenciómetro.
• Mi diseño utiliza una cubierta superior acrílica cortada con láser, que podría imprimirse fácilmente en 3D.

Paso 5: Sistema de montaje de PVC

Como en el diseño original, usamos PVC para construir un marco alrededor del vehículo. Este marco proporciona más protección para el usuario, así como puntos de montaje convenientes para otras partes como el joystick y el reposacabezas.

Usamos pernos pasantes para asegurar el marco de PVC al marco existente en cuatro puntos (vea la imagen de arriba; los puntos de montaje están encerrados en un círculo rojo).

Paso 6: Respaldo, reposacabezas y otras estructuras de soporte

Teniendo en cuenta que estamos construyendo una silla de ruedas, la estructura de soporte y hacer que el producto sea ergonómico es muy importante. Hubo tres áreas que se mejoraron drásticamente con respecto al Wild Thing original.

1. Respaldo

Usamos una tabla de espuma, con dos cuñas de madera en forma de triángulo entre ella y el asiento original, para que el respaldo tuviera un ángulo más pronunciado. Se utilizaron pernos de ascensor para asegurar toda la instalación.

2. Estructuras de soporte del maletero lateral

Usamos una pieza de chapa montada en el marco naranja trasero que se envolvía alrededor de los lados de la cintura del usuario. Se envolvió espuma alrededor de las "puntas" de esta pieza de metal. Ver fotos.

3. Reposacabezas

El respaldo de la tabla de apoyo es bueno en términos de respaldo, pero en nuestro caso no era lo suficientemente alto para sostener la cabeza del usuario. Debido a esto, se agregó un reposacabezas. Quitamos el reposacabezas de la silla de ruedas (manual) existente del usuario y simplemente lo atornillamos al tablero.

Paso 7: rueda giratoria

La rueda giratoria original y su estructura de soporte eran de plástico, tenían demasiado juego y no rodaban bien. (vea la foto de arriba para una vista desmontada). Optamos por reemplazar esta rueda giratoria con una rueda giratoria de goma diseñada para usarse en la parte inferior de carros rodantes, etc.

Diseñé dos placas en Fusion 260 que encajarían en la parte superior e inferior del cubo giratorio de plástico en la parte trasera del vehículo (ver foto). Estas placas se cortaron en un cortador de plasma CNC. Se soldó una pequeña pieza de tubería de acero en cada orificio de estas placas. Los pernos atravesaron la placa superior, la placa inferior y luego los orificios en la placa de montaje de la rueda giratoria.

¡Gracias por leer este Instructable y vote por él en el Concurso de PVC y el Concurso Make It Move!

Primer premio en el concurso Make It Move 2017