BrickPi - Rainbow Unicorn: 15 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Entre no ensino Time of Covid e Shelter-in-Place e nenhum acampamento de verão (a melhor parte do ano letivo!) Eu tenho um "Clube" de Lego às sextas-feiras, com a maioria meninos de 8 a 10 anos. Uma vez que este clube ocorre depois da escola depois que essas crianças estão na escola / depois da escola por 50 horas por semanas, os projetos de Lego devem ser bem diretos e muitos dos projetos que posso encontrar na web têm um potencial ENORME, mas nada que a maioria das crianças pudesse realizar. Como estou sempre ocupado, nunca tenho tempo para apenas brincar com esses projetos de Lego … mas neste verão foi diferente. Encontrei esses Trotbots em DIYWalkers.com que se parecem incrivelmente com um cavalo galopando! Adicione o Concurso Arco-íris e, claro, ele tinha que ser um unicórnio arco-íris!

A parte do chifre do unicórnio foi possível graças ao BrickPi da Dexter Industries. O BrickPi combina um "chapéu" compatível com Lego Mindstorm sobre um Raspberry Pi para que você possa conectar os motores e sensores Lego e criar um robô. Você também pode usar Scratch (e Python) para programar seu robô, o que é uma grande vantagem para as crianças. Tenho tentado definir um conjunto de planos de construção para meus filhos usarem com o BrickPi, semelhante às instruções em NXTPrograms.com.

O chifre de unicórnio arco-íris usa os pinos GPIO que passam do Raspberry Pi para o Brick Pi. Tive alguns problemas com um dos pinos de passagem, Nicole das Indústrias Dexter ajudou muito! E assim nasceu o Unicórnio Arco-íris. (Posso tentar fazer um Unicórnio Arco-íris Pegasus!)

Suprimentos

Conjunto de base LEGO MINDSTORMS Education NXT (9797)

Conjunto de recursos educacionais LEGO MINDSTORMS (9695)

Um sensor ultrassônico Lego Mindstorms extra

Qualquer:

• Brickpi Starter Kit, que inclui um Rasberry Pi, sensor de temperatura, umidade e pressão, embora você possa precisar comprar mais cabos para executar seu RPi sozinho
• OU

• BrickPi3 Base kit PLUS

  Raspberry Pi 3 ou melhor e todos os seus cabos

• Certifique-se de ter o pacote de 8 baterias incluído com o BrickPi. Não tenho certeza se você pode substituí-lo por um da Amazon

Dissipadores de calor CURTOS, 1 cada, cerca de 1/2 "e 1/4" (podem ser incluídos no link RPi acima) Eles DEVEM ser os mais curtos ou interferem no BrickPi

Monitor HDMI

Mini teclado e touch pad sem fio

LED RGB ânodo

4 fios jumper - usei 4, cortei uma ponta e usei apenas a fêmea, soldando a outra

Espaçadores M2 - usei 7 espaçadores de 15 mm com as porcas e parafusos apropriados

Limpadores de cachimbo ou algo para fazer a crina e a cauda

Broca Rotativa

Bom ter

Teclado e mouse de tamanho normal - MUITO mais fácil de programar com

Adaptador AC universal - para reduzir as baterias necessárias para programar seu caminhão

Verniz para as unhas com brilho!

Etapa 1: configurar o BrickPi com o Raspberry Pi

Para a configuração básica, vou encaminhá-lo aos sites que descrevem sua configuração porque são muito mais claros do que eu poderia fazer, além de serem redundantes.

Observação: para executar o BrickPi, você precisará usar a imagem Raspian for Robots que está em seu site, portanto, você precisará de um cartão SD separado de no mínimo 8G ou, em algum momento, terá que escrever sobre o cartão raspberry pi. Portanto, antes de instalar o Raspian em seu cartão SD conforme instruído na "Configuração básica do Raspberry Pi" abaixo, você pode instalar o Raspian para robôs em seu cartão SD. É uma versão mais antiga do Raspian do que está no site raspberrypi.org, mas a maior parte da funcionalidade está lá. Em seguida, basta ignorar a parte de carregamento do Raspian da configuração do RPi básico.

Configuração básica do Raspberry Pi de acordo com raspberrypi.org.

Antes de prosseguirmos para a configuração do BrickPi, precisamos adicionar algumas coisas que precisaremos porque o BrickPi fecha o RPi e você não pode acessá-lo sem desmontá-lo

Dissipadores O RPi não vem com dissipadores instalados. A imagem à esquerda mostra sem dissipadores de calor e a imagem à direita mostra onde colocar os dissipadores de calor.

Etapa 2: configuração do Brick Pi e notas sobre os pinos GPIO

Configuração básica do BrickPi para uso posterior, se você preferir!

Observação: se você for usar o BrickPi como está, sugiro colocá-lo no invólucro de plástico transparente que o acompanha. Não estou totalmente satisfeito com o case, pois não é muito divertido nem fácil de prender ao robô, pois os orifícios não são feitos da maneira certa: eles não se afilam como os orifícios da viga de lego. Mas funciona e protegerá. No entanto, para este projeto, vamos usar caixas Lego feitas para o RPi e modificadas. Faremos isso na próxima etapa.

Para obter um resumo do uso do cabeçalho, consulte o Dexter Industries Forum no qual os pinos GPIO podem ser usados.

Coloquei minhas observâncias no arquivo PDF de pinos GPIO do BrickPi utilizável anexado a este instrutível.

Etapa 3: adicione seu cabeçote fêmea de ângulo reto de 14 pinos 2x7 (opcional) e o BrickPi

Os pinos no Raspberry PI, abaixo da placa Brickpi que não estão sendo usados, podem ser usados para outras coisas, mas eles estão tão próximos da placa superior que é difícil inserir cabos de jumper. Usei o cabeçalho fêmea de ângulo reto 2x7 para disponibilizá-los. Para este projeto, não usei este cabeçalho. Usei apenas os cabeçalhos superiores na placa BrickPi, como você verá nas seções posteriores.

Mas TODOS esses cabeçalhos estão disponíveis para uso, ao contrário dos cabeçalhos superiores da placa BrickPi, alguns dos quais estão completamente fora dos limites, alguns dos quais são usados apenas em determinados momentos. Há três coisas a serem observadas: Os cabeçalhos de ângulo reto 2x7 que encontrei são muito grandes para caber no cabeçalho BrickPi. Tive que usar minha ferramenta rotativa com a cinta de lixadeira para amolá-la para caber, veja a primeira foto. Estava MUITO apertado - como pode ser visto pelo fato dos dentes de metal transparecerem. (2ª foto). Com moagem suficiente, o cabeçalho BrickPi caberá (3ª foto). Além disso, como você pode ver na terceira foto, a porta S2 está imediatamente acima dos pinos de ângulo reto 2x7. Não deixe os pinos de metal tocarem as partes de metal da porta. Se você empurrar os pinos 2x7 para baixo TUDO, as portas USB seguram a placa BrickPi alta o suficiente para que os pinos não toquem em nenhuma peça de metal, mas coloco fita isolante mesmo assim. Eu não sei quanto tempo vai durar. Por último, os cabeçalhos e as portas do motor e do sensor mantêm o espaçamento BrickPi - RPi em 3 lados, mas considerando meu público-alvo (meninos de 8 anos), adicionei um impasse no canto à direita do cartão SD. (4ª foto)

Etapa 4: coloque o BrickPi em uma caixa de Lego

Comprei esta caixa Lego em amarelo. A parte inferior se encaixou perfeitamente, enquanto eu tive que cortar as partes superiores com a broca rotativa para que as portas BrickPi pudessem ser usadas. Eu gosto desta caixa amarela porque ela segura o Brick Pi com segurança.

Eu encaixei o RPi na parte inferior da caixa. Foi um bom ajuste e confortável. Agora temos que cortar parte do invólucro para que possamos encaixar o BrickPi nele. Deslize o lado que deve envolver as portas USB sobre as portas do motor BrickPi e olhe para a outra extremidade. Marque onde você fará o corte no plugue de alimentação. Então corte. Agora você tem que marcar e cortar cada um dos outros lados:

• sobre os pinos GPIO e as portas desse lado
• sobre as 2 portas do motor acima das portas USB
• sobre as portas restantes no último lado.

Por último, temos que marcar e fazer furos para os espaçadores M2.

Você também pode marcar as portas para saber qual é qual!

Etapa 5: faça sua criação de Lego

Para criar meu BrickPi Unicorn, usei a maioria das instruções para o Hexapot Trotbot conforme mostrado em www.diywalkers.com. Vale a pena dar uma olhada neste site. Seus caminhantes são INCRÍVEIS!

Mudei algumas das instruções de uso com meus filhos e para não usar as hastes de metal que meus conjuntos de Lego, é claro, não têm. Vou fornecer os links originais, mas incluir, neste instrutível, um pdf das etapas que executei.

Etapa 6: Torso e motor

Como afirmado acima, usei a compilação Hexabot Trotbot. Consulte o TorsoSides.pdf para obter as instruções gerais. Você deve fazer 2 lados do torso, imagens espelhadas um do outro. As manivelas são mostradas no CranksForLegs.pdf. O Hexapod Walker que estamos copiando tem apenas um quadro de torso e usa um motor diferente, mas A) Eu não queria o unicórnio tão largo e B) (e vamos cair na real: este é o verdadeiro motivo) Eu não tinha um desses motores.

Nota: Eu tinha um número limitado de feixes, muitos dos meus feixes ainda estão na escola em robôs construídos por crianças, não guardados por causa do rápido fechamento das escolas e, apesar dos 5 kits educacionais NXT, esta construção usa MUITOS feixes. Além disso, as vigas sem vigas, que as instruções do Trotbot pedem, são em sua maioria cinzas. Minhas vigas coloridas são as vigas cravejadas mais antigas. Então, usei principalmente vigas cravejadas, com o máximo de cores que pude para o efeito "arco-íris", exceto onde o ajuste era tão próximo que tive de usar sem vigas. Veja a imagem para ver como usei as vigas cravejadas.

Como eu tinha um número limitado de vigas sem vigas e as pernas realmente precisavam de tudo o que eu tinha, usei muitas vigas com vigas. Além disso, eles adicionaram cor. Havia apenas alguns que não tinham vigas para caber em lugares apertados. Finalmente, as vigas cravejadas no topo são necessárias para que você possa construir sobre o motor para fazer uma plataforma para o BrickPi.

Outra diferença é que usei eixos Lego, não hastes de metal como mostra a última foto. O eixo é um 8 com um batente na extremidade. Há espaço suficiente para usar uma viga normal 10 com uma bucha na extremidade. Leia a próxima página para ver como conectar o motor.

O motor

O motor se conecta conforme mostrado ao MÉDIO DO TOPO, embora eu tenha virado tudo de cabeça para baixo para que você possa ver como ele se alinha. Para terminar, você terá que segurá-lo no lugar colocando 2 vigas cravejadas na viga superior do torso e passando um longo eixo por elas e os suportes do motor. Você provavelmente terá que mover isso ao redor quando começar a adicionar o BrickPi.

Etapa 7: pernas

Veja o SimplifiedLegs.pdf para construir as pernas. Você deve fazer 4 destes, 2 conjuntos de imagens espelhadas como mostrei na imagem das 4 pernas acabadas acima. (Embaçado de novo, desculpe.)

Observe que eu modifiquei um pouco as pernas:

• Coloquei vigas cravejadas coloridas no topo, conforme mostrado, de acordo com o aspecto Arco-íris da minha criação.
• A construção original exigia o corte de vigas sem vigas para fazer uma viga sem vigas de 6 e 8 para cada perna. Em vez disso, para a viga de 6 vigas, usei uma viga sem vigas dobrada com um lado de 6 furos. Para a viga de 8 orifícios, acabei de colocar o conector no 8º orifício de uma viga de 9 orifícios.
• Como estava limitado pelo número de peças de Lego que tinha em meus kits, não tinha peças de anel "D" suficientes para as manivelas. Mas tudo que eu precisava era uma peça de 5 anéis com conexões de eixo nas pontas e o pequeno casaco - peças que parecem cambalhotas funcionam lindamente.

Os manivelas precisam de um pouco de explicação. As 2 imagens dos lados do Torso mostram as diferentes configurações angulares das manivelas. Os 2 "cabides" estão na frente e os 2 "Ds" estão nas costas. A imagem que mostra o torso e as 2 pernas indica como conectar as pernas às manivelas: A parte superior das pernas está na parte inferior da imagem e os 2 eixos cinza salientes serão inseridos na extremidade livre do 5- lado das manivelas. A foto que mostra a parte superior do torso mostra como você conecta a parte superior da perna ao torso: você empurrará o eixo estendido através do terceiro orifício a partir da extremidade das 2 vigas superiores.

Etapa 8: Adicionar BrickPi, seus tijolos de suporte, suporte de teste e teste de motor

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Conecte as cores do LED a estes pinos:

• GPIO17 - pino 11 - luz vermelha
• GPIO23 - pino 16 - luz verde
• GPIO27 - pino 13 - luz azul
• o pino 1 conecta-se à perna + do LED RGB

A imagem mostra a cabeça do unicórnio. Meu equipamento fotográfico (meu telefone) e meu conhecimento de como usá-lo não dão boas fotos - esta é a melhor maneira de mostrar como a buzina muda de cor.