The BucketBot: un robot basato su Nano-ITX: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Questa è una base robot mobile facile da realizzare. Utilizza una scheda per computer Nano-ITX, ma potrebbe essere utilizzato un Mini-ITX, così come uno dei computer a scheda singola come Raspberry Pi, BeagleBone o persino un Arduino.

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Il design di questo robot aveva lo scopo di rimuovere i problemi con un robot di tipo stack. In questo design, puoi accedere a tutte le parti senza rimuovere i livelli. Inoltre, la maniglia in alto con gli interruttori di alimentazione è una caratteristica fondamentale per qualsiasi robot mobile poiché tendono a scappare via su di te.:-) Il nome "Bucket Bot" deriva dal facile metodo di trasporto: si adatta perfettamente a un secchio da 5 galloni!

Questo robot ha una costruzione semplice ea basso costo utilizzando compensato e semplici elementi di fissaggio e hardware per negozi di casa. È in fase di sviluppo uno più recente che utilizza metallo e componenti più recenti e sarà pubblicato tra pochi mesi.

Passaggio 1: motori e ruote

Le ruote e i supporti del motore per il Bucket Bot sono fatti in casa e sono stati creati prima che questo tipo di parti fosse più ampiamente disponibile. La prossima revisione di questo progetto probabilmente utilizzerà parti standard per questo. Il seguente approccio ha funzionato bene, tuttavia, e potrebbe far risparmiare un po' di soldi. I motori provenivano da Jameco, ma ora sono disponibili anche in molti posti come Lynxmotion. Utilizza motori a spazzole da 12 V CC, circa 200 giri/min, ma è possibile scegliere una combinazione di tensione/velocità/potenza adatta alla propria applicazione. Le staffe di montaggio del motore sono realizzate in alluminio angolare: allineare i tre fori di montaggio del motore è stata la parte più difficile. Un modello di cartone è utile per questo. L'angolo in alluminio era 2"x2" ed è stato tagliato a 2" di larghezza. Questi sono stati costruiti per un robot diverso, ma per questo le ruote sono sotto la piattaforma, quindi hanno bisogno di un distanziatore da 1/8" (in plastica che era in giro). Le gomme sono ruote per aeroplani Dubro R/C e la parte centrale è stata forata per utilizzare un grande vecchio rubinetto da 3/4 "per infilare quel foro. Quindi, utilizzare un bullone da 3/4" e praticare un foro per l'albero lungo la lunghezza del bullone dalla testa verso l'interno. Ottenere quello dritto e centrato è la chiave. I bulloni di qualità superiore hanno segni sulla testa che aiutano a trovare il centro e per fare quel foro è stato utilizzato un trapano a colonna. Sul lato, è stato praticato un foro per la vite di fissaggio. È stato sfruttato con qualcosa come un rubinetto di dimensioni n. 6. Quindi, avviti il bullone nella ruota e segni dove il bullone sporge dall'altro lato della ruota, rimuovilo e taglia il bullone con uno strumento Dremel per rimuovere l'eccesso. Il bullone si inserisce quindi nella ruota e la vite di fissaggio lo tiene sull'albero del motore. L'attrito della ruota sul grosso bullone era sufficiente per impedirgli di scivolare.

Passaggio 2: la base

L'idea principale con la base era di rendere accessibili tutte le parti. Avendo le parti montate verticalmente, è possibile utilizzare entrambi i lati della tavola verticale. La base è 8"x8" e la parte superiore è 7"x8". È realizzato in compensato da 1/4" (forse un po' più sottile). È stato provato il policarbonato da 1/8", ma sembra troppo flessibile - una plastica più spessa funzionerebbe bene. Fai attenzione all'acrilico, però: tende a rompersi facilmente. Ma, con le staffe angolari color legno e ottone, questo design ha un pizzico di steampunk.:-) Il collegamento tra la base e la fiancata è realizzato con semplici staffe ad angolo - per il montaggio sono state utilizzate viti a testa svasata con rondella e rondella di sicurezza sul lato legno. Se li metti ai bordi del lato da 7 ", finiscono bene su ciascun lato della batteria. È stata utilizzata una ruota standard, con alcune aste filettate (lunghe 2") per estenderla abbastanza in basso da abbinare le ruote. Poiché le ruote sono decentrate, non era necessaria una seconda ruota sull'altro lato.

Passaggio 3: montaggio della batteria

Per montare la batteria, usa un pezzo di barra di alluminio e barre filettate n. 8 per creare un morsetto. Anche l'alluminio angolare potrebbe funzionare bene qui.

Passaggio 4: la maniglia e gli interruttori di alimentazione

Tutti i buoni robot hanno una maniglia per quando decollano in una direzione inaspettata! Anche avere l'interruttore di alimentazione del motore in alto aiuta. Ci sono molti modi per creare una maniglia: questa è stata appena assemblata da materiale in laboratorio (ovvero il garage), ma proviene tutto dal tuo negozio di casa preferito. Questo in realtà ha funzionato abbastanza bene ed è stato facile da realizzare. La parte principale è un canale in alluminio - canale da 3/4 "x 1/2". È lungo 12,5" - ogni lato è 3" e la parte superiore è 6,5". Per fare le pieghe principali, tagliare i lati, quindi piegarlo. Alcuni fori sono stati praticati negli angoli e sono stati utilizzati rivetti a strappo per aggiungere un po' di forza in più, anche se questo passaggio probabilmente non è necessario. Una presa migliore può essere realizzata con un tubo in PVC da 1" (3,75" di lunghezza) - se lo aggiungi, metti il tubo in PVC prima di piegare il metallo. Un paio di viti sottili possono essere utilizzate per tenere se vuoi che non ruoti mentre lo tieni. Quindi, per il collegamento al legno, rimuovi 1,5 "della parte centrale del canale e metti gli ultimi 0,5" di quello nella morsa per ottenere quelle linguette più vicini tra loro - il 1 "di materiale tra gli angoli bene quindi dal manico al legno. Praticare dei fori per l'alimentazione e l'interruttore del motore su ciascun lato dell'impugnatura: un trapano a gradino rende questi grandi fori molto più facili da fare. Avere gli interruttori in cima è bello in caso di emergenza, e poiché questo robot utilizza una batteria da 12 V, gli interruttori delle automobili illuminati sono un tocco piacevole e pratico.

Passaggio 5: cablaggio e componenti elettronici

La scheda del computer è montata con i connettori rivolti verso l'alto per facilitare il collegamento di un monitor, ecc. Per le interconnessioni di alimentazione è stata utilizzata una morsettiera europea a 4 righe, sufficiente sia per il computer che per gli interruttori di alimentazione del motore. Il computer utilizzava un alimentatore a 12 V, quindi era conveniente che il computer e i motori utilizzassero la stessa tensione. Per la ricarica della batteria sono stati utilizzati uno spinotto e una presa per microfono: sembrano funzionare bene e sono predisposti per evitare di collegarli al contrario. La batteria è una cella gel da 7 ampere ora da 12 V. Un caricabatterie per quella batteria è stato modificato con la presa del microfono. Dalle immagini si può vedere come è stato montato l'hard disk. Accanto al disco rigido c'è la scheda di controllo del servo seriale. In questo caso, era uno di Parallax, supportato da RoboRealm, il software utilizzato per programmare questo robot. Sotto la piattaforma, è stato utilizzato un Dimension Engineering Sabertooh 2x5 con controllo R/C proveniente dal Parallax SSC.

Passaggio 6: la fotocamera

Questo robot utilizza un solo sensore: una Web Camera USB standard. La fotocamera Phillips funziona bene poiché ha una buona sensibilità in condizioni di scarsa illuminazione, il che aiuta a mantenere alto il frame rate. Molte web cam rallentano la frequenza dei fotogrammi in condizioni di scarsa illuminazione poiché impiegano più tempo per ottenere un'immagine. Un'altra caratteristica interessante della fotocamera Phillips è l'attacco da 1/4 in modo che possa essere facilmente collegata. Consente inoltre di spostare la fotocamera anche quando è montata, in modo da poterla puntare verso il basso o in avanti secondo necessità. Fissala con un 1/ Vite da 4-20 x 2,5 pollici.

Passaggio 7: note di avvio del software e del sistema operativo

Ho una versione precedente di Windows (2000) in questo momento sul BucketBot, quindi solo una nota qui che l'ho impostato per accedere automaticamente all'utente e avviare RoboRealm all'avvio. In questo modo, posso accendere il robot senza bisogno di tastiera, mouse o monitor. Ho usato la demo del tracciamento della palla per testare il sistema e ha funzionato benissimo a casa con una palla blu, ma non così eccezionale a scuola dove tutti i bambini avevano magliette blu!:-) Col senno di poi, il verde è un colore migliore: il rosso è davvero pessimo a causa dei colori della pelle e il blu è un colore troppo tenue per essere rilevato in modo affidabile. Non ho quel file di configurazione RoboRealm ora, ma la prossima versione di questo progetto avrà il codice completo incluso. È inoltre possibile aggiungere un connettore wireless (il Nano-ITX ha un connettore USB secondario) e utilizzare il desktop remoto ecc. per gestire la macchina in remoto. Questo progetto è stato un grande passo in una sequenza da molti modelli di visualizzazione in cartone a questo, all'ultimo che posterò presto!