Robot Arduino RC: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Keterangan

Robot berbasis Arduino yang tahan lama, dicetak 3D, dan dikendalikan dari jarak jauh dengan jangkauan beberapa ratus meter. Skema motor sambungan cepat modular memungkinkan Anda membuat prototipe desain robot yang berbeda dengan cepat tanpa alat apa pun. Sempurna untuk pendidikan robotika untuk anak-anak.

Apa itu semua tentang?

Jadi Anda baru saja mulai belajar Arduino, atau mungkin pencetakan 3D dan Anda siap untuk membuat sesuatu yang keren. Anda ingin membangun sesuatu yang bermakna, dan praktis, tetapi menyenangkan… Anda siap membangun OmniBot. Jika Arduino adalah Pisau Elektronik Swiss Army, maka OmniBot adalah Pisau Robotika Swiss Army! OmniBot adalah hasil dari proyek selama beberapa bulan dari Bolts and Bytes Maker Academy yang bertujuan untuk merancang kit robotika kendali jarak jauh yang serbaguna dan mudah digunakan. Dan sekarang semuanya open source! OmniBot bertenaga baterai, dapat menggerakkan hingga empat saluran motor DC, dua motor servo, dan memiliki jangkauan kendali jarak jauh beberapa ratus meter! Dan semuanya pas di dalam kotak cetak 3D yang ramping, berjalan di, Anda dapat menebaknya, otak Arduino Uno.

Oke, tapi kenapa?

Kami benar-benar ingin membuatnya sangat mudah bagi anak-anak kecil untuk mengambil beberapa karton dan lem dan berakhir dengan robot khusus yang berfungsi. Dengan kit robot tradisional yang mungkin Anda beli secara online, Anda terpaksa berurusan dengan banyak kabel jumper yang berantakan, menulis kode Anda sendiri, dan - oh ya… Anda hampir tidak pernah bisa mengontrolnya dari jarak jauh. Mereka hanya menjalankan kode yang sama dalam satu lingkaran. Dengan OmniBot, Anda cukup mencolokkan baterai, memasang motor, dan menempelkannya atau merekatkannya di tempat yang Anda inginkan, dan - boom. robot. Semua kode yang kami tulis secara otomatis bekerja dengan pengontrol yang sama yang mungkin Anda gunakan untuk pesawat tak berawak atau pesawat RC. Ini adalah kit yang sempurna untuk robot yang siap membuat prototipe cepat di lapangan. Ketika Anda telah selesai membangun platform OmniBot Anda, Anda baru saja mulai. Dalam sepuluh menit Anda bisa beralih dari robot penjinak bom misi kritis, ke bot sepak bola bergaya Rocket-league, dan itulah yang membuat OmniBot kuat. Jadi mari kita mulai!

Level Keterampilan yang Direkomendasikan:

• Proyek ini mencakup beberapa penyolderan ringan, cukup mudah dikelola untuk pemula.
• Pemahaman umum tentang Arduino dan cara bekerja di Arduino IDE mengunggah sketsa dan menambahkan perpustakaan. Tidak diperlukan pengkodean tetapi pengguna tingkat lanjut dapat menyesuaikan kode mereka jika diinginkan.
• Beberapa perangkat keras ringan bekerja dengan obeng dan pemotong/pencabut kawat. Pengawasan orang dewasa direkomendasikan untuk anak kecil. (Produk akhir cocok untuk digunakan dengan segala usia!)

Perlengkapan

Alat yang Diperlukan:

• Besi solder dan solder
• Kunci pas Allen / kunci atau obeng kepala hex
• Obeng Phillips atau kepala datar (tergantung pada blok terminal pelindung motor)
• Pistol lem panas dan lem panas (tidak diperlukan tetapi sangat disarankan!)
• Pemotong kawat (pemotong flush direkomendasikan karena dapat digunakan pada langkah lain)
• penari telanjang kawat
• Tang hidung jarum (tidak diperlukan tetapi membuat pembersihan cetakan 3D jauh lebih mudah)
• Akses ke printer 3D (jika Anda tidak memilikinya, tanyakan ruang pembuat lokal, sekolah, lab, atau perpustakaan Anda!)
• Komputer dengan perangkat lunak Arduino IDE

Bill of material:

Item dan tautan berikut bersumber dari Amazon (semua atau sebagian besar adalah item Amazon Prime) tetapi perlu dicatat bahwa sebagian besar, jika tidak semuanya, dapat ditemukan dengan harga yang jauh lebih murah di situs web seperti Banggood dan AliExpress jika Anda bersedia menunggu. beberapa minggu untuk pengiriman. Ini benar-benar dapat memotong biaya proyek menjadi dua jika Anda terlihat cukup baik.

1. Mikrokontroler Arduino Uno (tipe dengan chip pemasangan permukaan bekerja lebih baik untuk ini)
2. Arduino Motor Perisai V1
3. Pemancar Turnigy Evo (mode 2) (yang ini dilengkapi dengan penerima tetapi sebagian besar penerima dengan komunikasi iBus seharusnya berfungsi)
4. Colokan JST Pria dan Wanita (Saya sangat merekomendasikan jenis dengan silikon karena lebih fleksibel)
5. Sakelar Rocker 13.5mm x 9mm
6. Sekrup countersunk M3x6mm (hanya 6 sekrup yang benar-benar diperlukan)
7. Baterai Lipo 2S (bisa diganti dengan baterai non rechargeable antara 7 dan 12 volt)
8. 2S Lipo Charger (hanya diperlukan jika menggunakan baterai lipo)
9. Filamen printer PETG 3D (PLA dapat digunakan tetapi PETG lebih tahan lama dan tahan panas terhadap lem panas)
10. TT motor dan roda
11. Motor servo (motor servo yang lebih besar juga dapat digunakan)

Jika Anda memiliki semua alat dan suku cadang Anda, ikuti saya! Kami punya robot untuk dibangun…

Langkah 1: Mencetak 3D Sasis Robot Anda

Untuk langkah ini Anda perlu:

Printer 3D dengan volume build minimum 4,5"X x 4,5"Y x 1,5"Z

Kabar baiknya adalah, saya sudah mendesainnya untuk Anda! File STL 3D ada di bawah. Tapi pertama-tama, berikut adalah beberapa catatan.

Cetakannya adalah tiga model solid terpisah, Bagian Atas, Bagian Bawah, dan Pintu Baterai. Bagian Bawah memang membutuhkan bahan pendukung, tetapi hanya di bawah bagian tempat sakelar akan dipasang.

Bagian Bawah dan Pintu Baterai dapat dicetak sekaligus sebagai model "cetak di tempat", artinya Anda dapat menariknya langsung dari printer setelah selesai dan pintu akan langsung berfungsi tanpa pemasangan. Beberapa printer berkualitas lebih rendah mungkin berjuang dengan toleransi namun dan melelehkan kedua bagian ini bersama-sama jadi saya juga menyertakan file cetak terpisah untuk masing-masing Pintu Baterai dan Bagian Bawah sehingga Anda dapat mencetaknya satu per satu dan merakitnya setelahnya.

Langkah 2: Membersihkan Cetakan 3D

Untuk langkah ini Anda perlu:

• Sepasang tang hidung jarum
• Pisau hobi

Keluarkan cetakan Anda dengan hati-hati dari pelat pembuatan. Jika Anda mencetak semuanya dalam satu bidikan seperti yang saya lakukan, Anda mungkin harus menghilangkan beberapa benang di antara bagian-bagiannya. Dengan menggunakan tang, tarik keluar bahan penopang melalui lubang di mana sakelar akan digunakan. Pada beberapa printer, lapisan pertama atau kedua pintu baterai mungkin menyatu dengan bagian bawah, jika demikian, Anda dapat menggunakan pisau hobi untuk mengiris pintu. Jika sekeringnya terlalu buruk, Anda mungkin perlu mencetak pintu dan bagian bawah secara terpisah dan menyatukannya setelahnya.

Langkah 3: Mempersiapkan Arduino Uno Anda

Untuk langkah ini Anda perlu:

• Arduino Uno
• Komputer dengan Arduino IDE terinstal (Anda dapat menginstal IDE dari sini)
• Kabel pemrograman USB

Kode OmniBot bergantung pada beberapa pustaka yang berbeda.

1. "Servo.h" (ini ada di dalam IDE dan tidak perlu diunduh)
2. "AFMotor.h" (perpustakaan hebat dari Adafruit ini, beserta panduan pemasangannya dapat ditemukan di sini)
3. "OmniBot.h" (Ikuti petunjuk di bawah ini untuk menginstal Perpustakaan ini)

Untuk menginstal perpustakaan OmniBot, cari folder Perpustakaan Arduino Anda (biasanya di bawah Documents>Arduino>Perpustakaan) dan buat folder baru bernama OmniBot. Tempelkan file OmniBot.h, OmniBot.cpp, dan keywords.txt ke dalam folder baru ini. Tutup dan restart Arduino IDE untuk menyelesaikan instalasi. Jika Anda berhasil, Anda sekarang akan melihat perpustakaan OmniBot dengan menavigasi ke Sketch > Include Library, di IDE.

Setelah Libraries terpasang, cukup colokkan Arduino Uno, pilih papan yang benar di bawah Alat > Papan: > Arduino/Genuino Uno, pilih port COM yang aktif, lalu unggah sketsa!

Langkah 4: Mempersiapkan Penerima Robot Anda

Untuk langkah ini Anda perlu:

• besi solder dan solder
• pemotong kawat
• penari telanjang kawat
• Arduino Uno
• Modul penerima IBus (sebaiknya yang disertakan dengan pemancar yang direkomendasikan tetapi penerima iBus lainnya dapat bekerja)

1. Mulailah dengan menemukan kabel header yang disertakan dengan modul penerima Anda. Itu harus menjadi untaian empat. Kabel kuning yang sesuai dengan PPM pada modul kami tidak diperlukan dan dapat dilepas atau dipotong dari kelompok header.
2. Gunting tajuk betina individu dari ujung kabel dan lepaskan sekitar 1 cm insulasi.
3. Kiat Pro: Putar kabel terdampar yang terbuka untuk mencegah berjumbai dan timah ujungnya dengan solder.
4. Temukan lubang Gnd, Vcc, dan Rx yang tersedia di Arduino Anda. (jika menggunakan Arduino yang direkomendasikan, mereka dapat ditemukan berdekatan satu sama lain tepat di bawah pin ICSP.)
5. Masukkan kabel kaleng melalui lubang masing-masing dan solder di sisi belakang. Putih ke RX, merah ke 5V, hitam ke GND.
6. Potong sisa kabel di bagian belakang untuk mencegah korslet.
7. Pasang header quad perempuan ke modul penerima merah ke VCC, hitam ke GND, dan putih ke S. BUS
8. Selipkan modul penerima ke Arduino. Saya menemukan bahwa milik saya pas antara kapasitor dan kristal dengan port USB.

Langkah 5: Mempersiapkan Pelindung Pengemudi Motor

Untuk langkah ini Anda perlu:

• Sepasang pemotong atau knipper flush.
• Obeng pipih kecil atau obeng kepala Phillips (tergantung pada blok terminal yang dimiliki pelindung motor Anda)
• Tujuh (7) adaptor kabel JST perempuan.

1. Coba tekan pelindung motor ke Arduino dengan penerima terjepit di antaranya.
2. Jika pin pelindung motor tidak menekan sepenuhnya ke dalam pin betina Arduino, mungkin ada pin panjang di sisi bawah pelindung motor yang menyembul ke penerima yang mencegah hal ini. Ini dapat dipangkas dengan pemotong rata atau pemotong seperti yang terlihat pada gambar 2.
3. Ketika sandwich penerima Arduino, Motor Shield, telah dibuat (sebut saja ini "tumpukan"), mulailah memasang adaptor kabel JST ke blok terminal seperti yang ditunjukkan gambar. Kabel merah dari kabel semuanya berada di ujung sebagian besar posisi blok terminal dan kabel hitam berada di tengah. (perhatikan bahwa terminal M1 dan M2 pada pelindung masing-masing harus memiliki dua kabel JST, M3 dan M4 masing-masing harus memiliki satu, terminal baterai harus memiliki satu)
4. Perhatikan dengan seksama terminal baterai pada pelindung motor. Memasang kabel JST ke kabel ini dengan cara yang salah dapat menggoreng tumpukan Anda saat baterai dicolokkan. Ingat, merah untuk M+, hitam untuk GND.
5. Pastikan ada jumper kuning yang menghubungkan pin "PWR" di sebelah kanan blok terminal baterai. Ini memberikan daya ke bagian bawah tumpukan.
6. Kiat Pro: Saat semua kabel disekrup, tarik setiap kabel dengan ringan untuk memastikan kabel terpasang dengan baik dan tidak jatuh.

Saat berada di sini, izinkan saya memberi tahu Anda apa yang berhubungan dengan konektor ini. Blok terminal M1 dan M2 (masing-masing terdiri dari dua soket individu) masing-masing untuk motor penggerak kanan dan kiri robot. Ada soket kelima di tengah baris yang saya yakini terhubung ke ground, dan untuk tujuan kita, tidak akan digunakan. Blok terminal M3 dan M4 akan menjadi "Motor Tambahan" yang dipecah di bagian depan OmniBot untuk fungsi motor umum apa pun yang Anda butuhkan. Motor bantu M3 dapat diatur antara kecepatan 0% dan 100% berputar dalam satu arah dan dikendalikan oleh gerakan naik dan turun joystick kiri. Motor M4 dapat berputar 100% searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam dikendalikan oleh gerakan kiri dan kanan joystick kiri. Sumbu joystick ini memiliki pegas "kembali ke tengah" yang secara alami akan mengatur kecepatan motor ke 0%.

Langkah 6: Memasang Tumpukan Arduino Ke Bagian Bawah Sasis

Untuk langkah ini Anda perlu:

• Tumpukan selesai dari langkah-langkah sebelumnya.
• Bagian Bawah sasis yang dicetak 3D
• Dua (2) sekrup mesin M3 6mm
• Kunci pas / kunci Allen atau driver hex panjang.

1. Atur konektor JST sedemikian rupa sehingga kabel dari blok terminal M1 mencapai sisi kanan, kabel dari blok terminal M2 mencapai sisi kiri dan kabel dari loop blok terminal M3 dan M4 di bawah tumpukan ke depan. (antena penerima dapat dilingkarkan di bawah tumpukan juga)
2. Pastikan logo JST menghadap ke atas pada bodi konektor merah, tekan paskan kepala konektor JST ke soketnya masing-masing pada Bagian Bawah yang dicetak. Urutan kabel sisi kanan tidak penting karena keduanya menuju ke blok terminal M1. Hal yang sama berlaku untuk konektor sisi kiri ke blok terminal M2.
3. Kabel M3 dan M4 harus melingkar langsung di bawah tumpukan dan dicolokkan ke soket yang ada di sampingnya.
4. Dengan menggunakan kunci pas Allan dan sekrup M3, kencangkan tumpukan ke standoff sekrup Bagian Bawah. Mungkin berguna untuk menemukan sekrup dengan diameter kepala yang lebih kecil karena salah satu sekrup kemungkinan akan menggigit header perempuan Arduino. Jangan khawatir tentang merusak tajuk ini karena kami tidak menggunakannya untuk apa pun.
5. Selipkan semua kabel longgar di bawah tumpukan jika memungkinkan untuk mengurangi kekacauan.

Langkah 7: Memasang dan Menyolder di Saklar Daya

Untuk langkah ini Anda perlu:

• Besi solder dan beberapa solder
• pemotong kawat
• penari telanjang kawat
• Sakelar rocker 13.5mm x 9mm

1. Dorong sakelar ayun ke dalam lubangnya dari sisi bawah Bagian Bawah hingga berbunyi klik di tempatnya. Pastikan bahwa | simbol menghadap ke depan dan simbol 0 menghadap ke belakang menuju tempat baterai.
2. Regangkan kabel JST hitam dari terminal baterai ke terminal sakelar dan potong untuk memastikan bahwa ada cukup kabel hitam yang mengalir dari terminal GND untuk mencapai terminal sakelar dengan nyaman.
3. Kupas dan timah kedua ujung kabel yang dipotong.
4. Solder setiap ujung kabel hitam yang terpotong ke setiap terminal sakelar seperti yang ditunjukkan pada gambar. (berhati-hatilah untuk tidak menahan besi solder pada terminal sakelar terlalu lama karena panas dapat dengan mudah berpindah dan mulai melelehkan badan plastik sakelar!)
5. Lingkarkan ujung konektor kabel terminal baterai di atas takik tempat baterai ke bawah menuju pintu baterai.

Langkah 8: Menutup Sasis

Untuk langkah ini Anda perlu:

• Kunci pas Allan atau obeng kepala hex.
• Empat (4) sekrup mesin countersunk M3 6mm

1. Tempatkan Bagian Atas yang dicetak dengan hati-hati di atas Bagian Bawah untuk memastikan bahwa sekarang kawat terjepit di antara kedua bagian. Jika perlu, kembali dan selipkan beberapa kabel lagi di bawah tumpukan untuk menyingkir.
2. Dorong keempat sekrup ke dalam dari bawah. Kiat Pro: Kencangkan semua untuk sebagian besar sebelum memasang salah satu dari mereka sepenuhnya. Ini membantu bahkan tekanan pada bagian yang dicetak. Kencangkan setiap sekrup lebih dan lebih, bergantian di sudut-sudut sampai semua sekrup rata.

Langkah 9: Membangun Motor Quick Connect

Untuk langkah ini Anda perlu:

• Empat (4) motor roda gigi TT
• Empat (4) kabel konektor JST jantan
• Besi solder dan beberapa solder
• Pistol lem panas dan lem sangat disarankan tetapi tidak perlu

1. Solder kabel konektor JST jantan ke motor TT dengan cara yang sama seperti yang ditunjukkan pada gambar. Kiat Pro: Karena motor ini bergerak searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam, polaritas kabel tidak masalah, tetapi Anda harus memastikan keseragaman di semua motor sehingga semuanya beroperasi dengan cara yang sama saat dicolokkan. (yaitu bagaimanapun Anda menyolder merah dan kabel hitam sekarang harus sama dengan Anda menyolder setiap motor!)
2. Kiat Pro: Tambahkan segumpal lem panas di atas sambungan solder motor ini untuk sangat meningkatkan umurnya! Motor ini memiliki tab tembaga yang agak tipis yang dimaksudkan untuk disolder dan jika terlalu banyak ditekuk, mereka dapat membuat stres dan langsung patah sehingga membuat motor Anda tidak berguna. Lem panas mencegah pembengkokan itu!
3. Saat Anda mencolokkan motor Anda ke OmniBot, kedua kontak logam harus menghadap ke atas. Mereka bisa sedikit sulit untuk dicolokkan beberapa kali pertama karena Bagian Bawah sasis dapat sedikit menekan konektor JST betina.

Langkah 10: OmniBot Pertama Anda

Untuk langkah ini Anda perlu:

• Beberapa motor TT sambung cepat dengan roda
• Pita perekat double back lebih disukai tetapi Anda juga bisa menggunakan lem panas atau selotip biasa.
• Pengontrol pemancar Anda
• Baterai (7V hingga 12V akan berfungsi, tetapi lebih disukai baterai Lipo 2S 7.4V dalam daftar bahan)

Pertama buka tempat baterai menggunakan kunci pas Allen atau obeng kecil, pasang baterai Anda, dan tutup kembali. Setelah itu, sebenarnya tidak ada aturan untuk pembuatan selain: motor penggerak kiri dicolokkan di sisi kiri, motor penggerak kanan dicolokkan di sisi kanan, dan kabel coklat/belakang dari motor servo menghadap jauh dari OmniBot. Selain itu, buat sendiri!

Anda dapat mengalirkan gambar saya untuk memahami bagaimana saya membuat gambar saya. Saya juga merekomendasikan menggunakan bahan bangunan seperti stik es krim, lem panas, dan karton untuk komponen bodi lainnya atau memperpanjang ukuran sasis.

Langkah 11: Mengontrol OmniBot Anda

Untuk langkah ini Anda perlu:

• OmniBot Anda yang sudah jadi
• Pengontrol Anda

Saya tidak bisa merekomendasikan pemancar Turnigy Evo dari Hobby King dengan cukup. Ini adalah pemancar digital 2.4GHz yang hebat dengan lompatan frekuensi otomatis dan banyak fitur hebat termasuk layar sentuh! Ini adalah apa yang kami gunakan di Bolts and Bytes Maker Academy dan telah membantu kami dengan baik. Jika Anda menggunakannya juga, pastikan Anda menjalankan pembaruan firmware sehingga Anda menggunakan firmware terbaru. Tautan untuk itu dapat ditemukan di halaman produk di Hobby King.

Untuk membuat OmniBot Anda bergerak, klik kotak alat pada pengontrol Turnigy Evo dan ketuk RX Bind, lalu nyalakan (matikan lalu hidupkan) OmniBot Anda dari sakelar. Pengontrol harus mengeluarkan suara yang menunjukkan bahwa ia telah terhubung ke penerima di dalam OmniBot.

Sekarang mengemudi! Semua kode harus bekerja dengan mulus.

Anda akan menemukan bahwa fitur pengontrol Turnigy Evo mengontrol OmniBot dengan cara berikut:

• Tongkat Kanan Vertikal dan Horizontal > Port kiri (2) dan port kanan (2) dari OmniBots untuk motor penggerak.
• Stick Kiri Horizontal > Port motor depan 1, kecepatan motor -100% hingga 100% dan port Servo 1
• Stick Kiri Vertikal > Port motor depan 2, kecepatan motor 0% hingga 100% dan port Servo 2
• Center Knob > Sesuaikan kecepatan drive OmniBot maks
• Sakelar Tengah > Ubah skema pencampuran drive saat menarik kembali tongkat kanan (ada banyak yang harus dibongkar di sana karena pencampuran drive adalah topik yang kompleks, saya akan menyimpan penjelasan jika seseorang benar-benar menginginkannya!)
• Sakelar Kiri > ATAS: Memungkinkan kontrol motor depan dan motor servo, MID: Mengizinkan kontrol hanya motor Servo, BAWAH: memungkinkan kontrol hanya motor depan. (ini berguna jika Anda membutuhkan servo untuk bergerak tetapi bukan motor depan pada saat yang bersamaan)
• Sakelar Kanan > saat ini tidak digunakan

Anda juga akan menemukan fitur di menu pengontrol untuk "titik akhir", "mundur", dan "trim", tetapi ada banyak yang bisa dikatakan tentang masing-masing dan saya akan meninggalkannya untuk panduan lain. Jika Anda tertarik pada salah satu dari itu, pencarian YouTube dengan istilah tersebut akan mengungkapkan lusinan video yang bermanfaat.

Anda Semua Selesai

Jika Anda sudah sampai sejauh ini, selamat, saya tahu itu panjang.

Saya tidak sabar untuk melihat apa yang dilakukan komunitas dengan OmniBot. Saya pasti akan menantikan untuk menjawab pertanyaan apa pun dan akan senang mendengar umpan balik. Nantikan versi OmniBot yang lebih ringan di panduan Instructables di masa mendatang!