Zippy il Fanbot: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questo istruttivo è stato creato per soddisfare i requisiti del progetto MAKEcourse presso l'Università della Florida del sud (www.makecourse.com).

Zippy the Fanbot è un progetto basato su Arduino che utilizza la spinta prodotta da eliche montate su motori brushless per azionare o ruotare il bot nelle direzioni desiderate. L'utente controlla il bot con un telecomando a infrarossi. Il nome Zippy è stato coniato dal fatto che la maggior parte dell'assemblaggio è tenuta insieme da fascette.

Passaggio 1: stampa 3D delle parti

Il telaio di questo assieme, la custodia Arduino e la scatola dell'elettronica sono stati stampati in 3D. Ogni parte è stata stampata al 30% di riempimento con 3-5 gusci. Ho caricato i file di parte STL per facilitarti il compito. Basta scaricarli e portarli su una buona stampante 3D!

Passaggio 2: acquistare l'elettronica e le parti necessarie

Saranno necessari un certo numero di componenti elettronici e componenti per costruire e utilizzare Zippy the Fanbot. Ecco un elenco di tutte le parti che ho utilizzato nella realizzazione di questo progetto:

1x Arduino Uno R3

1x sensore a infrarossi VS/HX1838B

1x confezione di pin di intestazione maschio-maschio (sufficienti per pin Arduino)

1x confezione di cavi jumper da 8 femmina a femmina

1x batteria ai polimeri di litio 3S 11,1 V

1x cablaggio di distribuzione dell'alimentazione o scheda di distribuzione dell'alimentazione

4x Afro Simon K 20A OPTO ESC

4x motori brushless Sunnysky X2212 KV980

2x eliche multirotore APC CW 8045

2x eliche multirotore APC CCW 8045

1x confezione di fascette da 4"

4x ruote girevoli per carichi leggeri

1x confezione di strisce di velcro

1x rotolo di nastro biadesivo morbido

Passaggio 3: assemblare le parti e costruire il circuito

Dopo aver stampato in 3D tutte le parti necessarie e acquistato tutti gli altri componenti necessari, è ora di iniziare ad assemblare Zippy! Fare riferimento alla prima immagine in questo istruibile per visualizzare come tutto è messo insieme.

La cornice stampata in 3D è molto intuitiva da assemblare, ed è così che intendevo che fosse. I due bracci si incastrano per formare un telaio a X e c'è una staffa che si adatta ai bracci. La fondina dell'elettronica va sotto le braccia. Gli adattatori per ventole vengono montati alle estremità di ciascun braccio e gli adattatori per le ruote scorrono direttamente sulle gambe del telaio. Dovrebbe essere molto intuitivo dove applicare tutte le fascette, tuttavia, se non lo è, basta guardare la prima immagine su questo instructable! Non è assolutamente necessario applicare delle fascette per tenere la staffa superiore sui bracci.

Una volta che il telaio è stato assemblato, è il momento di cablare e montare l'elettronica. Gli ESC vengono montati sui bracci mentre i motori devono essere montati sugli adattatori della ventola. Sia gli ESC che i motori sono montati con fascette. La polarità deve essere invertita tra gli ESC e i motori sui bracci anteriore sinistro e posteriore destro in modo che ruotino in senso orario. Gli altri due bracci avranno motori che ruotano in senso antiorario. Pertanto le eliche in senso orario verranno montate sui motori anteriore sinistro e posteriore destro mentre le eliche in senso antiorario verranno montate sui motori anteriore destro e posteriore sinistro. Queste direzioni di rotazione opposte producono coppie opposte che aiutano nelle prestazioni stabili del bot.

Usa il velcro per montare la custodia Arduino e la batteria LiPo sopra la staffa centrale. Usa del nastro biadesivo per montare il sensore IR nella parte superiore centrale della custodia Arduino, in questo modo è in una posizione ottimale per ricevere segnali dal telecomando. Tutta la distribuzione di energia dal LiPo agli ESC viene alimentata attraverso la scatola dell'elettronica che si trova nella fondina dell'elettronica. Anche il cavo del segnale dall'Arduino agli ESC viene alimentato attraverso la scatola dell'elettronica. FARE MOLTA ATTENZIONE a non incrociare il cablaggio dal LiPo agli ESC. Questo può facilmente danneggiare gli ESC e potenzialmente innescare un incendio.

Fare riferimento allo schema del circuito che illustra come tutto è cablato insieme.

Passaggio 4: Flash di Arduino

Una volta che Zippy il Fanbot è stato assemblato, è il momento di eseguire il flashing di Arduino con il software necessario. Ho fornito lo sketch Arduino che viene utilizzato per controllare Zippy. Il codice richiede essenzialmente 5 pulsanti per azionare il fanbot. I migliori pulsanti da programmare sono i pulsanti di navigazione sul telecomando. È intuitivo che i pulsanti su/giù sposteranno il bot avanti/indietro mentre i pulsanti sinistra/destra ruoteranno il bot in senso antiorario/orario. Il pulsante di navigazione centrale fungerà da kill switch e fermerà tutti i motori. Se il telecomando che stai utilizzando non funziona con questo codice, rimuovi le eliche dal bot e usa il monitor seriale nell'IDE di Arduino per riprogrammare Arduino in modo che funzioni con i pulsanti direzionali del telecomando. È sufficiente premere il pulsante che si desidera utilizzare e osservare quale valore viene visualizzato sul monitor seriale. Quindi, sostituisci il valore nell'istruzione if appropriata che è nel codice che ho fornito con il valore che vedi sul monitor seriale.

Il codice è piuttosto semplice come vedrai. Ci sono 5 controlli condizionali che determinano quale pulsante viene premuto. Ad esempio, se il sensore IR rileva che viene premuto il pulsante su, i due motori anteriori gireranno, il che spingerà il bot in avanti. Se viene premuto il pulsante di navigazione sinistro, i motori anteriore destro e posteriore sinistro gireranno facendo ruotare il bot in senso antiorario. Se si tiene premuto un pulsante per una determinata manovra, i rispettivi motori aumenteranno continuamente la loro velocità fino al raggiungimento di una velocità massima.

Diciamo per un secondo che il bot si sta muovendo in avanti con i suoi motori anteriori che girano alla loro velocità massima. Se l'utente preme e tiene premuto il pulsante di discesa, i motori anteriori rallenteranno fino a quando non si saranno completamente arrestati, quindi i motori posteriori si attiveranno e invieranno il bot in retromarcia. Questo vale anche per le manovre di rotazione del bot. Ciò consente all'utente di accelerare o rallentare le manovre che sta eseguendo il bot.

Ora, diciamo che il bot si sta muovendo di nuovo in avanti a una certa velocità. Se viene premuto il pulsante direzionale sinistro o destro, il bot smetterà immediatamente di far girare tutti i motori prima di attivare i motori che lo fanno girare. Pertanto, l'utente può passare immediatamente dal movimento lineare a quello rotatorio.

Passaggio 5: divertiti con Zippy e sii sicuro

Ora sei a posto! Dopo aver creato Zippy e fatto funzionare il codice Arduino, è tempo di giocare. Fai molta attenzione, specialmente in presenza di bambini e animali. Assicurati che le eliche siano ben bilanciate e ben serrate sui motori. I motori brushless utilizzati in questo progetto girano a regimi molto elevati, quindi le eliche sono molto in grado di causare lesioni. Divertiti!