Wild Thing modificato - Sterzo con joystick - Nuovo e migliorato: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Aggiornamento 8/1/2019: due anni dopo aver completato questo progetto, ho progettato e prodotto diversi circuiti stampati per facilitare la conversione di queste sedie a rotelle. Il primo circuito stampato è quasi lo stesso del protoboard personalizzato saldato qui, ma invece è una scheda prodotta professionalmente che accetta un Arduino Nano. C'è anche un sostituto per la scheda di controllo originale (ha i circuiti del driver del motore a bordo), così come una scheda che si collega alla scheda di controllo originale ed emula i suoi joystick, rendendoli così molto più facili da usare. Ecco tutte le informazioni per quelle schede: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Se vuoi una di queste schede, contattami tramite il mio blog e possiamo andare da lì: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Questo manuale è stato scritto da Willem Hillier, uno studente della Champlain Valley Union High School, con sede a Hinesburg, VT. Questo progetto è stato completato all'interno e all'esterno dei corsi di Design Tech e Engineering Robotics tenuti da Olaf Verdonk.

Alla fine di marzo del 2017, un fisioterapista locale ha contattato la scuola superiore e ha chiesto se saremmo stati in grado di modificare un Fisher Price Wild Thing per l'uso di un singolo joystick, seguendo questo Instructable: https://www.instructables.com/id/ Modifica-cosa-selvaggia/

Abbiamo preso quelle istruzioni e migliorato il design dove potevamo. Le aree in cui abbiamo migliorato includevano:

• Montaggio/cablaggio dell'elettronica
• Codice
• Joystick e supporto per joystick
• Sistema di montaggio in PVC
• Schienale, poggiatesta e altre strutture di supporto
• Ruota sterzante

Non abbiamo usato un sensore sonar e un cicalino piezoelettrico nella nostra build come faceva l'originale.

Il giorno della costruzione finale, quando abbiamo montato le strutture di supporto finali e presentato il progetto alla ragazza, era presente la stampa locale. Hanno filmato e intervistato diverse persone e, dopo essere stati nei notiziari locali, il video è stato presentato sui notiziari nazionali e in innumerevoli posti online.

Queste istruzioni non sono complete come l'originale Instructable, ma sono piuttosto un "add-on" che si rivolge solo alle aree che abbiamo modificato.

Ci scusiamo per le foto scadenti in questo Instructable. Ho avuto un iPhone 5 durante questo progetto e non ha la migliore fotocamera…

DISCLAIMER: Champlain Valley Union High School o qualsiasi se i suoi studenti, docenti e personale non sono responsabili per eventuali lesioni a persone o danni a qualsiasi oggetto, compresa l'auto, causati dalle modifiche. Qualsiasi tipo di modifica farà decadere anche la garanzia fornita dal costruttore dell'auto

Passaggio 1: parti e materiali di consumo

Sebbene sia per lo più uguale all'elenco delle parti di Instructable originale, ci sono alcune differenze.

Molte di queste parti possono essere acquistate localmente presso Home Depot, Lowe's o il tuo negozio di ferramenta locale. Tutti i prezzi sono quelli indicati al momento della pubblicazione.

Telaio in PVC:

• Tubo in PVC da 3/4"
• Dadi, bulloni e rondelle per bullonatura passante
• Gomiti in PVC a 90 gradi - x4
• Gomiti in PVC a 30 gradi - x2

Costo approssimativo di inquadratura: $ 30-40

Elettronica:

• Adafruit Pro Trinket - 5V 16MHz

  • Usato per prendere gli input dal joystick e controllare i motori in modo appropriato
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Telecomando da gioco

  • Qualsiasi joystick analogico a 2 assi funzionerà: usa quello che funziona meglio fisicamente per la tua applicazione.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Potenza

• Bus di distribuzione (x2)

  • Utilizzato per distribuire l'alimentazione e semplificare il cablaggio
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • $ 1,95 x 2

• Potenziometro trim

  • Usato per controllare la velocità dell'auto.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Utilizzato per saldare altri dispositivi elettronici in posizione. Funge da circuito stampato per l'elettronica del controller.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Intestazioni maschili

  • Utilizzato per creare spine per altri componenti
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Intestazioni femminili

  • Usato per l'altra estremità: lo collegheremo al cavo del joystick in modo che possa collegarsi alla nostra scheda di controllo.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Controllori motore (x2)

  • È possibile utilizzare qualsiasi controller del motore PWM da 12 V con capacità inverse, anche se questi sono quelli che abbiamo usato e sono eccellenti (anche se un po' costosi).
  • $ 45,00 x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Condensatori (x2)

  • Livella la tensione quando si assorbe molta potenza (ad es. accelerando rapidamente).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • $ 1,37 x 2

• Interruttore di alimentazione

  • Usato per accendere/spegnere l'auto
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Portafusibili

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98
• Fusibile automobilistico da 20A

  È possibile acquistare questi molto economici a livello locale

• Qualsiasi filo di grosso spessore

  • Utilizzato per il cablaggio di alimentazione
  • Può essere facilmente acquistato localmente

• Cavo piccolo a 4 o più pin

  • Usato come cavo del joystick
  • Il cablaggio USB funziona bene

• Terminali ad anello

  Puoi acquistarli localmente

• Opzionale: batteria potenziata
  • Ti dà un'autonomia di circa il doppio di quella della batteria di serie
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Connettori Powerpole

  • Per una facile rimozione della batteria e facilità di ricarica
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Costo totale dell'elettronica: $ 190,69

Costo totale di modifica stimato: $ 200-300

Passaggio 2: montaggio/cablaggio dell'elettronica

Invece di saldare tutti i cavi necessari direttamente all'Adafruit Trinket Pro, ho deciso di costruire un PCB con tutte le connessioni necessarie.

Ho usato perfboard e intestazioni femmina saldate per Trinket Pro. Ho usato intestazioni maschio per le connessioni di alimentazione, servo e joystick. Il potenziometro della velocità è saldato direttamente su questa scheda di controllo, a differenza del design originale in cui il potenziometro di regolazione della velocità era esterno alla scheda di controllo. Questo è significativamente più affidabile (al contrario di un connettore) ed è più semplice da fabbricare.

Inoltre, ci sono due interruttori che controllano quale intestazione del joystick è attiva. Un interruttore commuta il segnale dell'asse x tra le due intestazioni e l'altro commuta il segnale dell'asse y. Ogni intestazione è cablata "opposta" all'altra, ad es. terra e VCC sono commutati in posizione dall'altra intestazione. Ciò consente di commutare il joystick tra il funzionamento con la mano sinistra e destra semplicemente cambiando l'intestazione del joystick e ruotando due interruttori, senza riprogrammare il controller.

Passaggio 3: codice

Dopo aver provato il codice originale, ho scoperto che era estremamente lento. Dopo alcune ricerche/test, è stato determinato che il codice del sonar ha fatto funzionare il circuito di controllo molto lentamente quando non era collegato alcun sensore sonar. Questo perché Arduino inviava un "ping" al sensore del sonar e aspettava il tempo per ricevere un "ping" dal sensore del sonar. Quando non è collegato alcun sensore sonar, non riceve mai un ping, ma attende un po' di tempo prima di riceverne uno prima che scada.

Dopo aver rimosso quel codice e altri codici non necessari (in particolare il codice progettato per far funzionare un'auto con un servo dello sterzo), ha funzionato abbastanza bene.

Passaggio 4: supporto per joystick e joystick

Il design originale utilizzava un joystick potenziometro standard a 2 assi da un telecomando per un aereo, ecc. Sebbene funzionino, spesso non sono di qualità particolarmente elevata e inoltre la maniglia non è l'ideale, poiché è fatta per essere utilizzata con un solo pollice. Abbiamo scelto di utilizzare un joystick a 2 assi con impugnatura a sfera per facilità d'uso. Ho progettato e stampato in 3D un supporto per il joystick. In totale, ha subito 4 revisioni di stampa prima di essere soddisfacente.

Ci sono diverse cose da notare sul supporto del joystick:

• Utilizza due bulloni a foro passante per il montaggio su PVC da 1". Per determinare la dimensione esatta necessaria per questo, abbiamo stampato un set di "anelli di prova" con diametri interni leggermente diversi (vedi foto sopra).
• Questo particolare file ha bisogno di supporti per stampare al meglio: l'ho stampato su una Ultimaker 3. Suppongo che potrebbe stampare su un lato, ma probabilmente non verrebbe molto bene. Ho allegato anche un modello che non necessita di supporti.
• C'è un canale a forma di U ritagliato all'interno che consente al cavo di passare tra il foro di uscita e l'altro potenziometro.
• Il mio design utilizza una copertura superiore in acrilico tagliata al laser, che potrebbe essere facilmente stampata in 3D

Passaggio 5: sistema di montaggio in PVC

Come il design originale, abbiamo utilizzato il PVC per costruire un telaio attorno al veicolo. Questo telaio offre una maggiore protezione per l'utente, oltre a comodi punti di montaggio per altre parti come il joystick e il poggiatesta.

Abbiamo utilizzato bulloni passanti per fissare il telaio in PVC al telaio esistente in quattro punti (vedi immagine sopra; i punti di montaggio sono cerchiati in rosso).

Passaggio 6: schienale, poggiatesta e altre strutture di supporto

Considerando che stiamo costruendo una sedia a rotelle, la struttura di supporto e l'ergonomia del prodotto sono molto importanti. C'erano tre aree che sono state drasticamente migliorate rispetto all'originale Wild Thing.

1. Schienale

Abbiamo usato una pedana in schiuma, con due cunei di legno a forma di triangolo tra essa e il sedile originale, in modo che lo schienale fosse un angolo più ripido. I bulloni dell'ascensore sono stati utilizzati per fissare l'intera configurazione.

2. Strutture di supporto del bagagliaio laterale

Abbiamo usato un pezzo di lamiera montato sul telaio arancione posteriore che avvolgeva i lati della vita dell'utente. La schiuma è stata avvolta attorno alle "punte" di questo pezzo di metallo. Vedi foto.

3. Poggiatesta

Lo schienale del kickboard è buono in termini di supporto per la schiena, ma non era abbastanza alto da sostenere la testa dell'utente nel nostro caso. Per questo motivo è stato aggiunto un poggiatesta. Abbiamo tolto il poggiatesta dalla sedia a rotelle (manuale) esistente dell'utente e l'abbiamo semplicemente imbullonata alla pedana.

Passaggio 7: ruota sterzante

La ruota originale e la sua struttura di supporto erano di plastica, avevano troppo gioco e non rotolavano affatto bene. (vedi foto sopra per una vista smontata). Abbiamo deciso di sostituire questa ruota orientabile con una ruota girevole in gomma progettata per l'uso sul fondo di carrelli rotanti, ecc.

Ho progettato due piastre in Fusion 260 che si adattassero alla parte superiore e inferiore del mozzo girevole in plastica sul retro del veicolo (vedi foto). Queste lastre sono state ritagliate su una taglierina al plasma CNC. Un piccolo pezzo di tubo d'acciaio è stato saldato in ogni foro su queste piastre. I bulloni sono passati attraverso la piastra superiore, la piastra inferiore e poi i fori nella piastra di montaggio sulla ruota girevole.

Grazie per aver letto questo Instructable, e votalo nel concorso PVC e nel concorso Make It Move!

Primo Premio al Concorso Make It Move 2017