Zippy the Fanbot: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Este instructable fue creado en cumplimiento del requisito del proyecto del MAKEcourse en la Universidad del Sur de Florida (www.makecourse.com).

Zippy the Fanbot es un proyecto basado en Arduino que utiliza el empuje producido por hélices montadas en motores sin escobillas para propulsar o rotar el bot en las direcciones deseadas. El usuario controla el bot con un mando a distancia por infrarrojos. El nombre Zippy se acuñó por el hecho de que la mayoría de la asamblea se lleva a cabo junto con bridas.

Paso 1: Imprima las piezas en 3D

El marco de este conjunto, así como la caja de Arduino y la caja de la electrónica, se imprimieron en 3D. Cada parte se imprimió con un relleno del 30% con 3-5 carcasas. He subido los archivos de pieza STL para que sea más fácil para usted. ¡Simplemente descárguelos y llévelos a una buena impresora 3D!

Paso 2: Compre los componentes electrónicos y las piezas necesarias

Se necesitarán varios componentes electrónicos y piezas para construir y usar Zippy the Fanbot. Aquí hay una lista de todas las partes que utilicé en la realización de este proyecto:

1x Arduino Uno R3

1x sensor infrarrojo VS / HX1838B

1x paquete de pines de encabezado macho a macho (suficiente para pines Arduino)

1x paquete de cables de puente hembra a hembra de 8"

1x batería de polímero de litio 3S 11,1 V

1x arnés de distribución de energía o tablero de distribución de energía

4x ESCs OPTO Afro SimonK 20A

Motores sin escobillas 4x Sunnysky X2212 KV980

2x hélices multirotor APC CW 8045

2x hélices multirotor APC CCW 8045

1 paquete de bridas de 4"

4 ruedas giratorias para trabajo liviano

1x paquete de tiras de velcro

1x rollo de cinta suave de doble cara

Paso 3: ensamble las piezas y construya el circuito

Una vez que haya impreso en 3D todas las piezas necesarias y haya comprado todos los demás componentes necesarios, ¡es hora de comenzar a ensamblar Zippy! Consulte la primera imagen de este instructivo para visualizar cómo se arma todo.

El marco impreso en 3-D es muy intuitivo de armar, que es como pretendía que fuera. Los dos brazos se entrelazan para formar un marco en X y hay un soporte que se ajusta sobre los brazos. La funda de la electrónica va debajo de los brazos. Los adaptadores de ventilador se montan en los extremos de cada brazo y los adaptadores de rueda se deslizan directamente sobre las patas del marco. Debería ser muy intuitivo dónde aplicar todas las bridas, sin embargo, si no lo es, ¡solo mira la primera imagen de este intructable! No es absolutamente necesario aplicar bridas para sujetar el soporte superior a los brazos.

Una vez que se ha ensamblado el marco, es hora de cablear y montar los componentes electrónicos. Los ESC se montan en los brazos mientras que los motores se montan en los adaptadores del ventilador. Tanto los ESC como los motores están montados con bridas. La polaridad debe invertirse entre los ESC y los motores de los brazos delantero izquierdo y trasero derecho para que giren en el sentido de las agujas del reloj. Los otros dos brazos tendrán motores que giran en sentido antihorario. Por lo tanto, los apoyos en sentido horario se montarán en los motores delantero izquierdo y trasero derecho, mientras que los apoyos en sentido antihorario se montarán en los motores delantero derecho y trasero izquierdo. Estas direcciones de rotación opuestas producen pares opuestos que ayudan al rendimiento estable del robot.

Use velcro para montar la carcasa de Arduino, así como la batería LiPo en la parte superior del soporte central. Use cinta de doble cara para montar el sensor de infrarrojos en la parte superior central de la carcasa de Arduino, de esa manera, está en una ubicación óptima para recibir señales del control remoto. Toda la distribución de energía del LiPo a los ESC se alimenta a través de la caja de electrónica que se encuentra en la funda de la electrónica. El cable de señal del Arduino a los ESC también se alimenta a través de la caja de la electrónica. TENGA MUCHO CUIDADO de no cruzar el cableado entre el LiPo y los ESC. Esto puede dañar fácilmente los ESC y potencialmente iniciar un incendio.

Consulte el esquema del circuito que ilustra cómo todo está conectado.

Paso 4: flashee el Arduino

Una vez que se ha ensamblado Zippy the Fanbot, es hora de actualizar el Arduino con el software necesario. He proporcionado el boceto de Arduino que se usa para controlar Zippy. El código esencialmente requiere 5 botones para operar el fanbot. Los mejores botones para programar son los botones de navegación del control remoto. Es intuitivo que los botones arriba / abajo moverán el bot hacia adelante / atrás, mientras que los botones izquierda / derecha rotarán el bot en sentido antihorario / horario. El botón de navegación central actuará como un interruptor de apagado y detendrá todos los motores. Si el control remoto que está utilizando no funciona con este código, retire las hélices del bot y use el monitor en serie en el IDE de Arduino para reprogramar el Arduino para que funcione con los botones direccionales de su control remoto. Simplemente debe presionar el botón que desea usar y observar qué valor aparece en el monitor en serie. Luego, reemplace el valor en la instrucción if apropiada que está en el código que proporcioné con el valor que ve en el monitor de serie.

El código es bastante simple como verá. Hay 5 comprobaciones condicionales que determinan qué botón se está presionando. Por ejemplo, si el sensor de infrarrojos detecta que se está presionando el botón hacia arriba, los dos motores delanteros girarán, lo que empujará al robot hacia adelante. Si se presiona el botón de navegación izquierdo, los motores delantero derecho y trasero izquierdo girarán haciendo que el robot gire en sentido antihorario. Si se mantiene presionado un botón para una determinada maniobra, los respectivos motores aumentarán continuamente sus velocidades hasta que se alcance una velocidad máxima.

Digamos por un segundo que el bot avanza con sus motores delanteros girando a su máxima velocidad. Si el usuario presiona y mantiene presionado el botón hacia abajo, los motores delanteros se desacelerarán hasta que se hayan detenido por completo y luego los motores traseros se activarán y enviarán el bot en reversa. Esto también se aplica a las maniobras de rotación del bot. Esto permite al usuario acelerar o ralentizar las maniobras que está realizando el bot.

Ahora, digamos que el bot vuelve a avanzar a cierta velocidad. Si se presiona el botón direccional hacia la izquierda o hacia la derecha, el bot dejará de hacer girar todos los motores inmediatamente antes de activar los motores que lo hacen girar. Por lo tanto, el usuario puede cambiar inmediatamente entre movimiento lineal y giratorio.

Paso 5: Diviértete usando Zippy y mantente seguro

¡Ahora estás listo! Una vez que haya creado Zippy y haya conseguido que el código Arduino funcione, es hora de jugar. Sin embargo, tenga mucho cuidado, especialmente con niños y animales. Asegúrese de que las hélices estén bien equilibradas y apretadas firmemente en los motores. Los motores sin escobillas utilizados en este proyecto giran a muy altas RPM, por lo tanto, los accesorios son muy capaces de causar lesiones. ¡Divertirse!