BrickPi - Unicorno Arcobaleno: 15 Passi (con Immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Entra nel Tempo del Covid e dell'insegnamento Shelter-in-Place e niente campo estivo (la parte migliore dell'anno didattico!) Ho un "Club" Lego del venerdì, con principalmente ragazzi di 8-10 anni. Dato che questo club si svolge nel doposcuola dopo che questi ragazzi sono stati a scuola/doposcuola per 50 ore a settimana, i progetti Lego devono essere piuttosto semplici e molti dei progetti che posso trovare sul web hanno un potenziale ENORME, ma niente con cui la maggior parte dei bambini potrebbe lavorare. Dato che sono sempre impegnato, non c'è mai tempo per giocare solo con questi progetti Lego… ma quest'estate è stata diversa. Ho trovato questi Trotbot su DIYWalkers.com che sembrano incredibilmente un cavallo al galoppo! Aggiungici il Concorso Arcobaleno e, naturalmente, doveva essere un unicorno arcobaleno!

La parte del corno di unicorno è stata resa possibile dal BrickPi di Dexter Industries. Il BrickPi combina un "cappello" compatibile con Lego Mindstorm su un Raspberry Pi in modo da poter collegare i motori e i sensori Lego e creare un robot. Puoi anche usare Scratch (e Python) per programmare il tuo robot, il che è un grande vantaggio per i bambini. Ho cercato di impostare una serie di piani di costruzione per i miei figli da utilizzare con BrickPi, in modo simile alle istruzioni in NXTPrograms.com.

Il corno di unicorno arcobaleno utilizza i pin GPIO che passano dal Raspberry Pi al Brick Pi. Ho avuto dei problemi con uno dei perni passanti, Nicole di Dexter Industries mi ha aiutato tantissimo! E così è nato l'Unicorno Arcobaleno. (Potrei provare a creare un Pegaso Unicorno Arcobaleno!)

Forniture

LEGO MINDSTORMS Education NXT Set Base (9797)

Set di risorse educative LEGO MINDSTORMS (9695)

Un sensore a ultrasuoni Lego Mindstorms in più

O:

• Brickpi Starter Kit, che include un Rasberry Pi, sensore di temperatura, umidità e pressione, anche se potrebbe essere necessario acquistare più cavi per far funzionare il tuo RPi da solo
• O

• BrickPi3 Base kit PLUS

  Raspberry Pi 3 o superiore e tutti i suoi cavi

• Assicurati di avere il pacco batteria da 8 incluso con BrickPi. Non sono sicuro che tu possa sostituirlo con uno di Amazon

Dissipatori di calore CORTI, 1 ciascuno, circa 1/2" e 1/4" (possono essere inclusi nel collegamento RPi sopra) DEVONO essere quelli più corti o interferiscono con il BrickPi

Monitor HDMI

Mini tastiera e touch pad wireless

LED RGB anodico

4 ponticelli - ne ho usati 4, ho tagliato un'estremità e ho usato solo l'estremità femmina, saldando l'altra

Distanziali M2 - Ho usato 7 distanziali da 15 mm con i dadi e le viti appropriati

Scovolini o qualcosa per fare la criniera e la coda

Trapano rotante

Bello avere

Tastiera e mouse di dimensioni standard: MOLTO più facile da programmare

Adattatore CA universale - per ridurre le batterie necessarie per programmare il tuo camion

Smalto per unghie glitterato!

Passaggio 1: imposta BrickPi con Raspberry Pi

Per la configurazione di base, ti invierò ai siti Web che descrivono la loro configurazione perché sono molto più chiari di quanto potrei fare oltre ad essere ridondanti.

Nota: per eseguire BrickPi, dovrai utilizzare l'immagine Raspian for Robots che si trova sul loro sito, quindi avrai bisogno di una scheda SD minima da 8 G separata o ad un certo punto dovrai scrivere sulla tua scheda Raspberry Pi. Quindi, prima di installare Raspian sulla tua scheda SD come indicato nella "Configurazione di base di Raspberry Pi" di seguito, puoi installare Raspian for Robots sulla tua scheda SD. È una versione precedente di Raspian rispetto a quella presente sul sito Web raspberrypi.org, ma la maggior parte delle funzionalità è presente. Quindi salta semplicemente la parte di caricamento di Raspian della configurazione RPi di base.

Configurazione di base di Raspberry Pi secondo raspberrypi.org.

Prima di passare alla configurazione di BrickPi, dobbiamo aggiungere alcune cose di cui avremo bisogno perché BrickPi chiude l'RPi e non puoi accedervi senza smontarlo

Dissipatori di calore L'RPi non viene fornito con dissipatori di calore installati. L'immagine a sinistra mostra senza dissipatori e l'immagine a destra mostra dove posizionare i dissipatori.

Passaggio 2: configurazione di Brick Pi e note sui pin GPIO

Configurazione di base di BrickPi per un uso successivo, se lo desideri!

Nota: se hai intenzione di utilizzare BrickPi così com'è, ti suggerisco di posizionarlo nell'involucro di plastica trasparente fornito con esso. Non sono completamente soddisfatto della custodia in quanto non è molto divertente né è facile da attaccare al robot poiché i fori non sono fatti bene: non si assottigliano come fanno i fori delle travi lego. Ma funziona e protegge. Tuttavia, per questo progetto utilizzeremo custodie Lego realizzate per l'RPi e modificate. Lo facciamo nel passaggio successivo.

Per un riepilogo dell'utilizzo dell'intestazione, vedere il forum di Dexter Industries in cui è possibile utilizzare i pin GPIO.

Ho inserito le mie osservanze nel file pdf dei pin GPIO Useable BrickPi allegato a questo istruzioni.

Passaggio 3: aggiungi l'intestazione femmina ad angolo retto a 14 pin 2x7 (opzionale) e BrickPi

I pin del Raspberry PI, sotto la scheda Brickpi che non vengono utilizzati, possono essere utilizzati per altre cose, ma sono così vicini alla scheda superiore che è difficile inserire i cavi di collegamento. Ho usato l'intestazione femmina ad angolo retto 2x7 per renderli disponibili. Per questo progetto, non ho usato questa intestazione. Ho usato solo le intestazioni superiori sulla scheda BrickPi, come vedrai nelle sezioni successive.

Ma TUTTE queste intestazioni sono disponibili per l'uso, a differenza delle intestazioni superiori della scheda BrickPi, alcune delle quali sono completamente vietate, alcune delle quali vengono utilizzate solo in determinati momenti. Ci sono 3 cose di cui occuparsi: Le intestazioni ad angolo retto 2x7 che ho trovato sono troppo grandi per adattarsi all'intestazione BrickPi. Ho dovuto usare il mio utensile rotante con il nastro della levigatrice per macinarlo per adattarlo, vedere la prima immagine. Era MOLTO stretto, come si vede dal fatto che i denti di metallo si vedono attraverso. (2a foto). Con una macinatura sufficiente, l'intestazione BrickPi si adatterà (terza immagine). Inoltre, come puoi vedere dalla terza immagine, la porta S2 è immediatamente sopra i pin 2x7 ad angolo retto. Non lasciare che i perni di metallo tocchino le parti metalliche della porta. Se spingi i pin 2x7 verso il basso TUTTO, le porte USB tengono la scheda BrickPi abbastanza in alto che i pin non tocchino alcun pezzo di metallo, ma metto comunque del nastro isolante. Non so quanto durerà. Infine, le intestazioni e le porte del motore e del sensore mantengono la spaziatura BrickPi - RPi su 3 lati, ma considerando il mio pubblico di destinazione (bambini di 8 anni) ho aggiunto uno stallo nell'angolo a destra della scheda SD. (quarta foto)

Passaggio 4: imposta il BrickPi in una custodia Lego

Ho acquistato questa custodia Lego in giallo. La parte inferiore si adattava magnificamente, mentre ho dovuto tagliare parti della parte superiore con il trapano rotante in modo da poter utilizzare le porte BrickPi. Mi piace questa custodia gialla perché tiene saldamente il Brick Pi.

Ho inserito l'RPi nella parte inferiore del case. Era una buona misura e aderente. Ora dobbiamo tagliare via parte dell'involucro in modo da poterci inserire il BrickPi. Fai scivolare il lato che dovrebbe racchiudere le porte USB sopra le BrickPi Motor Ports e guarda l'altra estremità. Segna dove farai il taglio sopra la spina di alimentazione. Quindi tagliare. Ora devi segnare e tagliare ciascuno degli altri lati:

• sui pin GPIO e le porte su quel lato
• sopra le 2 porte motore sopra le porte USB
• sulle restanti porte dell'ultimo lato.

Infine, dobbiamo contrassegnare e praticare i fori per i distanziatori M2.

Potresti anche voler contrassegnare le porte in modo da sapere quale è quale!

Passaggio 5: crea la tua creazione Lego

Per creare il mio BrickPi Unicorn, ho usato la maggior parte delle istruzioni per Hexapot Trotbot come mostrato in www.diywalkers.com. Vale la pena dare un'occhiata a questo sito. I loro camminatori sono INCREDIBILI!

Ho cambiato alcune delle istruzioni per l'uso con i miei figli e per non usare le aste di metallo che i miei set Lego, ovviamente, non hanno. Ti fornirò i collegamenti originali ma includerò, in questo istruibile, un pdf dei passaggi che ho eseguito.

Passaggio 6: busto e motore

Come detto sopra, ho usato la build Hexabot Trotbot. Vedere il TorsoSides.pdf per le istruzioni generali. Devi creare 2 lati del busto, immagini speculari l'uno dell'altro. Le pedivelle sono mostrate nel CranksForLegs.pdf. L'Hexapod Walker che stiamo copiando ha solo un telaio del busto e usa un motore diverso, ma A) non volevo l'unicorno così largo e B) (e diventiamo reali: questo è il vero motivo) non ne avevo uno di quei motori.

Nota: avevo un numero limitato di raggi, molti dei miei raggi sono ancora a scuola su robot costruiti dai bambini, non riposti a causa della rapida chiusura delle scuole e, nonostante 5 kit educativi NXT, questa build utilizza MOLTI raggi. Inoltre, le travi senza borchie, richieste dalle istruzioni di Trotbot, sono per lo più grigie. Le mie travi colorate sono le più vecchie travi borchiate. Quindi ho usato principalmente travi borchiate, più colorate che potevo per l'effetto "arcobaleno", tranne dove la vestibilità era così stretta che dovevo usare lo studless. Vedi immagine per come ho usato le travi borchiate.

Poiché avevo un numero limitato di travi senza borchie e le gambe avevano davvero bisogno di tutto ciò che avevo, ho usato molte travi con borchie. Inoltre, hanno aggiunto il colore. C'erano solo alcuni che dovevano essere senza borchie per adattarsi a spazi ristretti. Infine, le travi borchiate nella parte superiore sono necessarie in modo da poter costruire sopra il motore per creare una piattaforma per BrickPi.

Un'altra differenza è che ho usato assi Lego, non barre di metallo come mostrato nell'ultima foto. L'asse è un 8 con un fermo all'estremità. C'è molto spazio per utilizzare una trave reglular 10 con una boccola all'estremità. Guarda la pagina successiva per vedere come collegare il motore.

Il motore

Il motore si collega come mostrato alla PARTE SUPERIORE CENTRALE del busto, anche se ho capovolto tutto in modo da poter vedere come si allinea. Per finire, dovrai tenerlo in posizione posizionando 2 travi borchiate sulla trave superiore del busto e infilando un lungo asse attraverso di esse e i supporti del motore. Probabilmente dovrai spostarlo quando arrivi ad aggiungere BrickPi.

Passaggio 7: gambe

Vedere il SimplifiedLegs.pdf per costruire le gambe. Devi fare 4 di questi, 2 set di immagini speculari come ho mostrato nell'immagine delle 4 gambe finite sopra. (Sfocato di nuovo, scusa.)

Nota che ho modificato un po' le gambe:

• Ho inserito travi colorate borchiate nella parte superiore come mostrato in linea con l'aspetto arcobaleno della mia creazione.
• La costruzione originale prevedeva il taglio di travi senza perni per creare un raggio a 6 e 8 raggi senza perni per ogni gamba. Invece, per la trave a 6 raggi ho usato una trave senza montanti piegata con un lato a 6 fori. Per la trave a 8, ho appena inserito il connettore nell'ottavo foro di una trave a 9 fori.
• Poiché ero limitato dal numero di pezzi Lego che avevo nei miei kit, non avevo abbastanza pezzi di anelli a "D" per le pedivelle. Ma tutto ciò di cui avevo bisogno era un pezzo a 5 anelli con collegamenti degli assi alle estremità e il cappottino -I pezzi dall'aspetto di appendiabiti funzionano magnificamente.

Le pedivelle hanno bisogno di un po' di spiegazione. Le 2 immagini dei lati del Torso mostrano le diverse angolazioni delle pedivelle. I 2 "appendiabiti" sono nella parte anteriore e le 2 "D" nella parte posteriore. L'immagine che mostra sia il busto che le 2 gambe indica come collegare le gambe alle pedivelle: La parte superiore delle gambe è nella parte inferiore dell'immagine e i 2 assi grigi sporgenti verranno inseriti nell'estremità libera del 5- lato delle pedivelle. La foto che mostra dalla parte superiore del busto mostra come attacchi la parte superiore della gamba al busto: spingerai l'asse esteso attraverso il 3° foro dall'estremità delle 2 travi superiori.

Passaggio 8: aggiungi BrickPi, sono i mattoni di supporto, il supporto di prova e il test del motore

"caricamento = "pigro"

Collega i colori dei LED a questi pin:

• GPIO17 - pin 11 - luce rossa
• GPIO23 - pin 16 - luce verde
• GPIO27 - pin 13 - luce blu
• il pin 1 si collega alla gamba + del LED RGB

L'immagine mostra la testa dell'unicorno. La mia attrezzatura fotografica (il mio telefono) e la mia conoscenza di come usarla non fanno buone foto - questo è il modo migliore per mostrare come il clacson cambia colore.