Como criar um robô autobalanceado impresso em 3D controlado remotamente: 9 etapas (com fotos)

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

Esta é uma evolução da versão anterior do B-robot. 100% FONTE ABERTA / robô Arduino. O CÓDIGO, as peças 3D e a eletrônica são abertos, então fique à vontade para modificá-los ou criar uma versão enorme do robô. Se você tiver dúvidas, ideias ou precisar de ajuda, aproveite ao máximo a comunidade de robôs B

A nova versão vem com toneladas de novos recursos:

• Controle e ajuste-o usando seu smartphone / tablet através do aplicativo jjRobots gratuito ou iOS ou Android
• Google Blockly controlável!
• Perfeito para se divertir enquanto aprende robótica (dê uma olhada nos Desafios de Robótica!)
• Agora pode usar baterias AA regulares (ou uma bateria LIPO de 3 células) Qualquer coisa capaz de fornecer 9V
• Duas saídas SERVO (uma usada para o ARM). Controle as duas saídas servo apenas tocando na tela do smartphone.
• Mais fácil de imprimir e usando menos plástico
• O PRO MODE pode ser ativado a partir do seu smartphone / tablet (maior agilidade e velocidade)
• Alcance WIFI aumentado (até 40 metros)
• Status da bateria e “ângulo de inclinação” exibidos em tempo real na tela do smartphone
• Modifique seu controle robótico PID em tempo real e veja como isso afeta seu comportamento e desempenho.

Mas primeiro, vamos começar do início. Como se trata de Instructables, você pode ter alguns dos elementos necessários para criar o B-robot EVO.

A lista:

• Placa de controle DEVIA (esta placa facilita a configuração, pois já possui Gyro / acelerômetros + módulo WIFI e pode controlar servos e até três motores de passo). Se você quiser fabricar o seu próprio, dê uma olhada neste esquema)
• 2 motores de passo NEMA17 + cabos de 14 cms (par)
• 2x driver de motor de passo (A4988)
• Servo de engrenagens de metal (você precisará de um braço para lutar e levantar seu robô B …)
• Caixa de bateria 6x AA com botão liga / desliga
• Parafusos + porcas necessários para configurar tudo
• Par de amortecedores de náilon - ou impressos em 3D - (14 × 5 cms)
• Fita dupla-face, olhos arregalados …
• 2 elásticos para as rodas: punho

Etapa 1: Lista de BOM e quais são os elementos

A lista:

• PLACA DE CONTROLE DEVIA: esta placa facilita o processo de configuração. É uma versão "aprimorada" do poderoso Arduino ZERO, mas com motores + saídas de controle de servos, WIFI, porta COMMs, porta de tensão controlável 12V e sensores. Se você quiser "fabricar / montar" o seu próprio, dê uma olhada neste diagrama, ele o ajudará a conectar todos os diferentes elementos juntos.
• 2 motores de passo NEMA17 cabos +14 cms (par). Bem, um motor de passo NEMA17 com as mesmas especificações deve funcionar.
• 2x driver de motor de passo (A4988). O driver de motor de passo mais amplamente utilizado.
• Engrenagens de metal SERVO: Você vai precisar de um braço para lutar e levantar seu robô B … As engrenagens de náilon servo não funcionarão tão bem quanto o pretendido
• Estojo de bateria 6x AA com botão liga / desliga: este estojo foi encaixado na estrutura, mas você também pode usar uma bateria LiPO (3S)
• Parafusos + porcas necessários para configurar tudo: parafusos e porcas M3 (12x6mm, 12x15mm)
• Par de pára-choques de nylon (14 × 5 cm): como alternativa, você pode criar seu próprio pára-choque personalizado aqui e imprimi-lo
• Fita lateral dupla, olhos arregalados … para fixar a IMU no escudo do cérebro. Esta fita dupla-face funcionará como um absover de choque na IMU
• Quadro: peças impressas em 3D
• 2 elásticos para as rodas: punho
• Seu smartphone / tablet para controlá-lo

Se você quiser pular tudo isso e pular para o vídeo do guia de montagem. Clique aqui

Etapa 2: recursos do robô B e desafios robóticos

Criamos desafios para vencer com o robô B, eles são uma maneira fácil de introduzir o controle eletrônico e robótico enquanto você se diverte. Tentamos tornar tudo o mais acessível possível usando elementos muito comuns do "MAKER World" e fornecendo APPs gratuitos para controlar os robôs.

O robô B pode ser controlado via Google Blockly. Mais informações aqui

Seus parâmetros de comportamento ajustados em tempo real: info

Você pode até ser um técnico de robô: Ajuste seu B.robot para vencer a corrida!

Muitos fabricantes têm modificado e adicionado peças ao robô B. Dê uma olhada neles aqui

Alguma teoria por trás de um robô que se equilibra: aqui

Etapa 3: se você criar este robô, terá quase tudo o que precisa para criá-los:

Se você já tem as peças necessárias para criar este robô, você já tem 90% dos itens necessários para criar:

• o Sphere-o-bot: robô de arte amigável que pode desenhar em objetos esféricos ou em forma de ovo do tamanho de uma bola de pingue-pongue a um grande ovo de pato (4-9 cm).
• O Iboardbot: O iBoardbot é um robô conectado à internet capaz de escrever textos e desenhar com grande precisão
• TheMotorized Camera Slider: Um controle deslizante de câmera controlado por smartphone
• o robô de hóquei de ar !: Um robô de hóquei de ar desafiador, perfeito para se divertir!
• O robô B EVO

Todos eles usam os mesmos elementos eletrônicos e auxiliares

Etapa 4: Vídeo do guia de montagem

Esta é a primeira vez que gravamos um vídeo em vez de fazer um guia de montagem de "fotos". Para este robô, é mais fácil se você ver como conectar tudo e obter algumas explicações / dicas de como fazer tudo.

Há um guia de montagem "sempre atualizado" aqui com algumas dicas, caso você queira fazer um saque nele.

Etapa 5: CARREGUE O CÓDIGO ARDUINO para a PLACA DE CONTROLE DEVIA

a) Instale o Arduino IDE em seu PC a partir daqui (pule esta etapa se você já tiver o Arduino IDE instalado). Este código do robô B foi testado e desenvolvido no IDE versão 1.6.5 e versões posteriores. Se você tiver problemas para compilar o código, informe-nos

b) Baixe todos os arquivos do Arduino aqui. Copie os arquivos dentro da pasta BROBOT_EVO2_23_M0 em seu disco rígido

c) Compilar e enviar o código para a placa de controle DEVIA

1. Abra seu IDE Arduino
2. Abra o código principal em /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Conecte sua placa DEVIA com o cabo USB ao PC
4. Nota: Se esta for a primeira vez que você conecta uma placa Arduino ao seu PC, talvez você precise instalar o driver.
5. Selecione a placa Arduino / Genuino ZERO (porta USB nativa). No menu FERRAMENTAS-> quadro
6. Selecione a porta serial que aparece em ferramentas-> Porta serial
7. Envie o código para o tabuleiro (botão UPLOAD: seta apontando para a DIREITA)

Selecionando a placa certa antes de enviar o código

d) Feito

Etapa 6: CONTROLE SEU B-ROBOT EVO 2:

Usuários Android:

Desenvolvemos um aplicativo gratuito para controlar o Brobot (e futuros JJrobots) para o seu smartphone / tablet Android ou iOS:

APP Android / APP iOS

Passos a seguir:

1. Instale o aplicativo de controle JJRobots (para Android ou iOS)
2. Após ligar o Brobot EVO, conecte seu smartphone / tablet à rede wi-fi B-robot EVO (a senha WIFI padrão é 87654321)
3. Abra o APP de controle JJrobots e brinque com seu B-robot EVO!

Etapa 7: modelo 3D interativo do robô B

O modelo 3D interativo irá ajudá-lo a ter uma boa ideia sobre a aparência do B-robot EVO depois de montado

Etapa 8: Solução de problemas

Meu robô B não está respondendo ao comando enviado do meu smartphone / tablet

Verifique se você está conectado à rede JJROBOTS_XX usando a senha correta (por padrão: 87654321) e se seu dispositivo não bloqueou o tráfego de dados para o robô B (fique sempre conectado ao robô)

Meu robô B perde força ou cai sem motivo

Ajuste a corrente fornecida pelos drivers dos motores de passo. Use uma chave de fenda e gire suavemente os parafusos indicados na foto abaixo. Girar 10º-30º é mais do que suficiente. Rotação no sentido horário: aumentar a potência entregue aos motores

Meu robô B não consegue se levantar sozinho

Se tudo correr bem, o robô B só precisa de um pouquinho de ajuda do servo para se levantar. Dê uma olhada neste vídeo. Se o seu robô não se comportar como no vídeo, ajuste a potência de saída dos drivers do motor de passo (instruções acima). Lembre-se de que os pára-choques têm duas funções aqui: proteger a eletrônica + robô e ajudá-lo a se levantar facilmente.

MODO DE DEPURAÇÃO

Existe um MODO DE DEBUGURO dentro do CÓDIGO do robô B. Este MODO permitirá que você depure o comportamento do robô se você estiver tendo problemas. Por favor, consulte a comunidade do robô B se você tiver problemas ou perguntas. Veja a linha de esboço “#define DEBUG 0 ″ e altere 0 para 1… 8 dependendo de quais informações você deseja obter.

Mais informações no final desta página

Etapa 9: FAQ

perguntas frequentes:

Por que você está usando motores de passo?

Existem várias opções de motores: DC, Brushless, Steppers… Escolhemos os motores de passo porque eles têm torque suficiente, você poderia conectar as rodas diretamente sem engrenagens que geram alguma folga (este é um problema comum em robôs de balanceamento), eles têm bons rolamentos e você poderá controlar a velocidade dos motores com precisão. Em tamanhos padrão, esses motores são baratos (usamos os mesmos motores usados em impressoras 3D normais) e os drivers são baratos e fáceis de interagir com o Arduino também.

Por que você usa uma conexão Wifi?

Usar uma conexão Wifi nos permite trabalhar com muitos dispositivos (smartphones, tablets, PCs …). Dispositivos Bluetooth são mais baratos, mas seu alcance geralmente é menor. Dispositivos antigos não são suportados e você não pode conectá-lo à Internet facilmente. O módulo Wifi que recomendamos, permite-nos criar um Ponto de Acesso, para que não necessite de utilizar uma infraestrutura Wifi existente (os módulos Wifi baratos não o permitem). Você pode conectar seu dispositivo diretamente ao Robô em qualquer lugar, mas se preferir, você pode hackea-lo e usar sua própria infraestrutura, controlando assim seu robô (ou o que quer que você tenha criado) pela Internet de qualquer lugar remoto do mundo! (Legal né?)

Por que BROBOT?

Os robôs com auto-equilíbrio são divertidos de ver e jogar. Um robô de auto-equilíbrio requer sensores e algoritmos de controle. Você encontrará todos os COMO FAZER e documentos técnicos que explicam os “bastidores” do JJROBOTS. Aprenda eletrônica e robótica criando seu próprio BROBOT do zero!. Existem algumas soluções comerciais para o robô de balanceamento, mas aqui queremos compartilhar conhecimentos e ideias. Você pode usar as peças do BROBOT para criar mais robôs ou dispositivos, tenha em mente que todos os dispositivos usados em um BROBOT são dispositivos / eletrônicos padrão com muito potencial. Na comunidade JJROBOTS, queremos mostrar como! Agora você está comprando um robô com autoequilíbrio, você está comprando seus próprios dispositivos eletrônicos e auxiliares! Está pensando em criar um robô autoguiado por GPS? uma versão modificada do BROBOT é o seu robô!

Quanta carga útil poderia transportar o BROBOT?

A BROBOT pode transportar facilmente suas latas de refrigerante. Testamos com 500g de carga útil com sucesso. Mais peso torna o robô mais instável, mas isso também pode ser divertido, não é?

Por que usar motores de passo para um robô de balanceamento?

Existem várias opções de motores, DC, Brushless, Steppers … Escolhemos os motores de passo porque eles têm torque suficiente, você pode conectar as rodas diretamente sem engrenagens que geram alguma folga, eles têm bons rolamentos e você pode controlar muito a velocidade dos motores precisamente. Também são baratos e os motoristas também …

Posso usar baterias recarregáveis de baterias Lipo?

Sim, você pode usar baterias AA padrão (recomendadas alcalinas), baterias recarregáveis AA (por exemplo, NiMh) ou, opcionalmente, usar uma bateria 3S Lipo. Opere as baterias Lipo sob sua própria responsabilidade.

Qual é o tempo de execução do BROBOT?

Com baterias AA recarregáveis (por exemplo, Ni-Mh 2100mAh), você pode esperar cerca de meia a uma hora de autonomia

O BROBOT funciona sem o módulo wi-fi?

Sim, o BROBOT poderia funcionar e manter sua estabilidade. Mas, é claro que você não poderia controlá-lo sem o módulo.

Posso alterar o nome da rede Wifi que o BROBOT gera?

Sim, no esboço de configuração você pode alterar o nome e também algumas outras configurações de internet. Você também pode conectar o BROBOT à sua rede Wifi existente

Este é um projeto para um iniciante em Arduino?

Bem, o BROBOT não é um "projeto para iniciantes" fácil, mas tem muita documentação para que você tenha uma plataforma para desenvolver suas habilidades. Você pode primeiro montar seu BROBOT seguindo as instruções e deve funcionar bem, então você pode começar a entender algumas partes do código e, finalmente, escrever seus próprios pedaços de código … Por exemplo, pode ser fácil (há tutoriais para isso) escrever seu código para que o robô mova automaticamente o braço e gire-se se você não enviar um comando em 10 segundos … Hackes mais avançados: Converta para um robô totalmente autônomo com obstáculo evitando adicionar um SONAR, converta para um robô de linha de seguimento, e assim por diante …

Por que os eletrônicos BROBOT não são tão baratos?

Somos uma startup muito pequena (2 pessoas em nosso tempo livre) e agora só podíamos rodar um pequeno lote de produtos eletrônicos. Como vocês sabem, o preço dos eletrônicos cai rapidamente em produções de alto volume, mas estamos começando … Se vendermos muitas pranchas e pudermos rodar mais produções de volume, vamos baixar os preços !!. A JJROBOTS não nasceu para ganhar dinheiro, nosso espírito é vender “bons produtos” para fundar nossos próximos projetos e difundir o conhecimento da robótica