STEGObot: Robot Stegosauro: 5 Passi (con Immagini)

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

Il concept di questo piccolo amico ha la volontà di creare robot più giocosi per rendere il mio bambino di 4 anni ancora più interessato all'apprendimento dell'elettronica e della robotica.

La sua caratteristica principale è il PCB a forma di stegosauro, che oltre ad essere la parte principale per supportare tutta l'elettronica, è una parte fondamentale dell'estetica.

Intendo mostrare l'intera progettazione e costruzione di questo robot per una percezione più chiara del contesto.

Il primo video mostra una panoramica del concetto e del design, della meccanica, dell'elettronica e della programmazione, ma descriverò anche questi passaggi qui con alcune informazioni e dettagli aggiuntivi.

Passaggio 1: progettazione

Seduto alla mia scrivania con uno stegosauro giocattolo di mio figlio in mano come ispirazione, ho iniziato a disegnare le parti direttamente su cartone.

Ho finito con un bel prototipo di cartone per testare il meccanismo della gamba/deambulazione e avere una buona panoramica delle dimensioni effettive e della disposizione delle parti.

Poi, conoscendo le dimensioni desiderate, ho iniziato a disegnare il modello finale e le sagome 2D per le parti meccaniche.

Passaggio 2: Meccanica

Tutte le parti meccaniche sono state realizzate con pezzi di polistirene antiurto (lastre di spessore 2 mm). Questo è il mio materiale preferito per realizzare parti personalizzate per i miei robot e lo uso da circa 8 anni.

Il metodo è semplice: i modelli sono incollati sui pezzi di plastica con colla stick. Quando la colla è ben asciutta, ho tagliato i pezzi nelle linee con un taglierino. Per le linee rette, uso anche un righello di metallo per guidare i tagli in modo che abbiano un taglio davvero dritto.

Alcune parti devono essere ulteriormente rafforzate. In questi casi combino più strati per raggiungere la forza necessaria e uso l'adesivo istantaneo per unire il tutto.

Per dare alle parti una finitura liscia, prima li carteggio con carta vetrata # 60 per rimuovere il materiale in eccesso e carta vetrata # 500 per una finitura fine.

I fori si realizzano facilmente con il trapano.

L'ultimo passo è dipingere tutto. Prima con il primer spray per vedere se tutto è abbastanza liscio e infine il colore desiderato.

I servomotori per le gambe/meccanismo a piedi sono tutti mini servi Hitec. Quello centrale è un HS-5245MG e gli altri due (per le gambe anteriori e posteriori) sono HS-225MG. Li ho scelti non per un motivo particolare… era semplicemente perché erano quelli che avevo in casa. Ma sono ottimi servomotori con ingranaggi in metallo e hanno più coppia del necessario.

Elenco dei materiali per la meccanica:

• polistirene antiurto (lamiera di 2 mm di spessore);
• adesivo istantaneo;
• primer spray grigio;
• vernice spray verde;
• Servomotore Hitec HS-5245MG (1x);
• Servomotore Hitec HS-225MG (2x);
• Distanziale in nylon M3 35 mm (4x);
• bulloni e dadi;
• carta vetrata (# 60 e # 500).

Passaggio 3: elettronica

Il PCB (che chiamo STEGOboard) è progettato per facilitare il collegamento dei servomotori e del modulo NRF24L01 a una scheda Arduino Nano. Ovviamente questo avrebbe potuto essere fatto con un PCB molto piccolo. Ma, come dicevo prima, il PCB è anche una parte fondamentale dell'estetica.

Quando ho immaginato l'intero robot nella mia mente, ho avuto l'idea che avrebbe dovuto avere un grande PCB verde sul retro con quelle piastre distintive a forma di aquilone.

Il file di forma PCB (SVG) è stato realizzato con Inkscape e lo schema e la disposizione delle parti elettroniche sulla scheda sono stati realizzati con Fritzing. Fritzing è stato utilizzato anche per esportare i file Gerber necessari per la produzione.

Il PCB è stato prodotto da PCBWay.

Il PCB ha tre connettori per servomotori e header per la scheda Arduino Nano e il modulo NRF24L01. Ha anche un connettore per l'alimentazione. Tutto è stato saldato con saldatura senza piombo.

L'alimentazione è costituita da due batterie LiPo collegate in serie, quindi ho 7,4V. Ma i servomotori accettano un massimo di 6 volt. Pertanto, ha anche un modulo LM2596 step-down per fornire la tensione corretta e non bruciare i servomotori.

Elenco dei materiali per l'elettronica:

• Arduino Nano R3;
• modulo NRF24L01;
• intestazioni pin ad angolo retto;
• intestazioni femminili;
• Batteria LiPo 3,7 V 2000 mAh (2x);
• filo di saldatura senza piombo;
• Regolatore di tensione step-down LM2596;
• flusso di saldatura.

Passaggio 4: programmazione

La programmazione di STEGObot è molto semplice, in quanto ha solo tre servomotori, ed è stata realizzata con l'IDE Arduino.

Fondamentalmente, dobbiamo spostare il servomotore centrale per inclinare la parte anteriore del corpo e ruotare il servo delle gambe anteriori (contemporaneamente, le gambe posteriori ruotano in modo opposto). Quindi, spinge il robot in avanti.

Passaggio 5: divertirsi

STEGObot può muoversi avanti, indietro e fare virate a sinistra ea destra. È controllato a distanza con un telecomando personalizzato che ho realizzato per controllare tutti i miei robot.