STEGObot: Stegosaurus Robot: 5 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

O conceito deste amiguinho tem a vontade de criar robôs mais lúdicos para deixar meu filho de 4 anos ainda mais interessado em aprender eletrônica e robótica.

Sua principal característica é a placa de circuito impresso em forma de estegossauro, que além de ser a peça principal de suporte de toda a parte eletrônica, é uma parte fundamental da estética.

Pretendo mostrar todo o projeto e construção deste robô para uma percepção mais clara do contexto.

O primeiro vídeo mostra uma visão geral do conceito e design, mecânica, eletrônica e programação, mas também descreverei essas etapas aqui com algumas informações e detalhes adicionais.

Etapa 1: Design

Sentado à minha mesa com um estegossauro de brinquedo do meu filho na mão para me inspirar, comecei a desenhar as peças diretamente no papelão.

Acabei com um bom protótipo de papelão para testar o mecanismo de perna / caminhada e obter uma boa visão geral do tamanho real e da disposição das peças.

Então, sabendo as dimensões desejadas, comecei a desenhar o modelo final e templates 2D para as peças mecânicas.

Etapa 2: Mecânica

Todas as peças mecânicas foram feitas de peças de poliestireno de alto impacto (folhas de 2 mm de espessura). Este é meu material favorito para fazer peças personalizadas para meus robôs e uso esse material há cerca de 8 anos.

O método é simples: os gabaritos são colados sobre as peças de plástico com cola bastão. Quando a cola está bem seca, corto os pedaços nas linhas com uma faca. Para linhas retas, também uso uma régua de metal para orientar os cortes para que tenham um corte realmente reto.

Algumas partes precisam ser reforçadas. Nesses casos, combino várias camadas para atingir a resistência necessária e uso adesivo instantâneo para unir tudo.

Para dar às peças um acabamento liso, primeiro lixei-as com uma lixa # 60 para remover o excesso de material e com uma lixa # 500 para um acabamento fino.

Os furos são feitos facilmente com broca.

A última etapa é pintar tudo. Primeiro com o spray primer para ver se está tudo bem liso e finalmente a cor desejada.

Os servo motores para as pernas / mecanismo de caminhada são todos mini servos Hitec. O do meio é um HS-5245MG e os outros dois (para as pernas dianteiras e traseiras) são HS-225MG. Não os escolhi por nenhum motivo especial … foi simplesmente porque eram os que eu tinha em casa. Mas são excelentes servo motores com engrenagens de metal e têm mais torque do que o necessário.

Lista de materiais para mecânica:

• poliestireno de alto impacto (folha de 2 mm de espessura);
• adesivo instantâneo;
• primer spray cinza;
• tinta spray verde;
• Servo motor Hitec HS-5245MG (1x);
• Servo motor Hitec HS-225MG (2x);
• Distante de náilon M3 35 mm (4x);
• parafusos e porcas;
• lixa (# 60 e # 500).

Etapa 3: Eletrônica

A PCB (que eu chamo de STEGOboard) é projetada para facilitar a conexão dos servomotores e do módulo NRF24L01 a uma placa Arduino Nano. Claro que isso poderia ter sido feito com um PCB muito pequeno. Mas, como eu disse antes, o PCB também é uma parte fundamental da estética.

Quando imaginei o robô inteiro em minha mente, tive a ideia de que ele deveria ter um grande PCB verde nas costas com aquelas placas em forma de pipa distintas.

O arquivo de forma do PCB (SVG) foi feito com o Inkscape, e o esquema e a disposição das partes eletrônicas na placa foram feitos com o Fritzing. Fritzing também foi usado para exportar arquivos Gerber necessários para a manufatura.

O PCB foi fabricado pela PCBWay.

O PCB tem três conectores para servo motores e conectores para a placa Arduino Nano e o módulo NRF24L01. Ele também possui um conector para a fonte de alimentação. Tudo foi soldado com solda sem chumbo.

A fonte de alimentação é feita por duas baterias LiPo conectadas em série, então tenho 7,4V. Mas os servomotores aceitam no máximo 6 volts. Portanto, ele também possui um módulo LM2596 abaixador para fornecer a tensão correta e não queimar os servomotores.

Lista de materiais para eletrônicos:

• Arduino Nano R3;
• Módulo NRF24L01;
• cabeçalhos de pinos de ângulo reto;
• cabeçalhos femininos;
• Bateria LiPo 3,7 V 2000 mAh (2x);
• fio de solda sem chumbo;
• LM2596 redutor de tensão regulador;
• fluxo de solda.

Etapa 4: Programação

A programação do STEGObot é muito simples, pois possui apenas três servo motores, e foi feita com o IDE do Arduino.

Basicamente, temos que mover o servo motor do meio para inclinar a frente do corpo e girar o servo das pernas dianteiras (simultaneamente, as pernas traseiras giram no sentido oposto). Então, ele puxa o robô para frente.

Etapa 5: Divertir-se

O STEGObot pode se mover para frente, para trás e fazer curvas à esquerda e à direita. É controlado remotamente com um controle remoto personalizado que fiz para controlar todos os meus robôs.