O BucketBot: um robô baseado em Nano-ITX: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Esta é uma base de robô móvel fácil de fazer. Ele usa uma placa de computador Nano-ITX, mas um Mini-ITX pode ser usado, bem como um dos computadores de placa única como o Raspberry Pi, BeagleBone ou até mesmo um Arduino.

Certifique-se de verificar a versão mais recente deste robô.

O design deste robô foi planejado para remover os problemas com um robô do tipo pilha. Neste projeto, você pode acessar todas as peças sem remover camadas. Além disso, a alça na parte superior com interruptores de energia é um recurso chave para qualquer robô móvel, uma vez que eles tendem a fugir em você.:-) O nome "Bucket Bot" vem do método de transporte fácil - cabe perfeitamente em um balde de 5 galões!

Este robô possui construção simples e de baixo custo utilizando madeira compensada e fechos e ferragens simples para uso doméstico. Um mais novo usando metal e componentes mais novos está sendo desenvolvido e será publicado em alguns meses.

Etapa 1: motores e rodas

As rodas e os suportes do motor do Bucket Bot são feitos em casa e foram criados antes que esses tipos de peças estivessem mais amplamente disponíveis. A próxima revisão deste projeto provavelmente usará peças prontas para isso. A abordagem a seguir funcionou bem e pode economizar algum dinheiro. Os motores vieram da Jameco, mas agora também estão disponíveis em muitos lugares como o Lynxmotion. Ele usa motores escovados de 12 V DC, em torno de 200 rpm, mas você pode escolher uma combinação de tensão / velocidade / potência para se adequar à sua aplicação. Os suportes de montagem do motor são feitos de alumínio angular - alinhar os três orifícios de montagem do motor foi a parte mais complicada. Um modelo de papelão é útil para isso. O ângulo de alumínio era de 2 "x2" e foi cortado para 2 "de largura. Elas foram construídas para um robô diferente, mas para este as rodas estão sob a plataforma, então elas precisam de um espaçador de 1/8" (feito de plástico que estava por perto). Os pneus são rodas de avião Dubro R / C, e a parte central foi perfurada para usar uma grande e velha torneira de 3/4 "para rosquear aquele orifício. Em seguida, use um parafuso de 3/4" e faça um orifício para o eixo ao longo o comprimento do parafuso da cabeça para dentro. Conseguir que isso fique reto e centralizado é a chave. Os parafusos de grau superior têm marcas na cabeça que ajudam a encontrar o centro, e uma furadeira foi usada para fazer esse furo. Na lateral, foi feito um furo para o parafuso de fixação. Ele foi batido com algo como uma torneira de tamanho # 6. Em seguida, você aparafusa o parafuso na roda e marca onde o parafuso sobressai do outro lado da roda, remove-o e corta o parafuso com uma ferramenta Dremel para remover o excesso. O parafuso então se encaixa na roda e o parafuso de ajuste o segura no eixo do motor. O atrito da roda no grande parafuso foi suficiente para evitar que escorregasse.

Etapa 2: a base

A ideia principal com a base era tornar todas as peças acessíveis. Por ter as peças montadas verticalmente, você pode usar ambos os lados da placa vertical. A base é 8 "x8" e a parte superior tem 7 "x8". É feito de compensado de 1/4 "(talvez um pouco mais fino). Policarbonato de 1/8" foi testado, mas parece muito flexível - um plástico mais espesso funcionaria bem. Cuidado com o acrílico - ele tende a rachar facilmente. Mas, com os colchetes angulares coloridos de madeira e latão, este design tem um toque de steampunk.:-) A conexão entre a base e a lateral é feita com colchetes angulares simples - foram usados parafusos de cabeça chata para montá-los com uma arruela e uma arruela de pressão no lado da madeira. Se você colocá-los nas bordas do lado de 7 ", eles acabarão bem em cada lado da bateria. Um rodízio padrão foi usado, com algumas hastes roscadas (2" de comprimento) para estendê-lo o suficiente para baixo para coincidir com as rodas. Como as rodas estão fora do centro, não foi necessário um segundo rodízio do outro lado.

Etapa 3: montagem da bateria

Para montar a bateria, use um pedaço de barra de alumínio e hastes roscadas # 8 para fazer uma braçadeira. O alumínio angular também pode funcionar bem aqui.

Etapa 4: o manípulo e os interruptores de alimentação

Todos os bons robôs têm uma alça para quando eles decolam em uma direção inesperada! Ter o interruptor de alimentação do motor na parte superior também ajuda. Há muitas maneiras de fazer uma alça - esta foi feita apenas com o material do laboratório (também conhecido como garagem), mas tudo vem de sua loja doméstica favorita. Este realmente funcionou muito bem e foi fácil de fazer. A parte principal é algum canal de alumínio - canal de 3/4 "x 1/2". Ele tem 12,5 "de comprimento - cada lado tem 3" e o topo tem 6,5 ". Para fazer as dobras principais, corte os lados e dobre-o. Alguns orifícios foram feitos nos cantos e rebites pop foram usados para adicionar um pouco de força extra, embora essa etapa provavelmente não seja necessária. Um aperto melhor pode ser feito com um tubo de PVC de 1 "(3,75" de comprimento) - se você adicionar isso, coloque o tubo de PVC antes de dobrar o metal. Alguns parafusos finos podem ser usados para segurar no lugar se você quiser que ele não gire enquanto você o segura. Então, para a conexão com a madeira, remova 1,5 "da parte central do canal e coloque os últimos 0,5" disso no torno para obter essas abas mais próximos - o 1 "de material entre os ângulos agradavelmente do cabo para a madeira. Faça orifícios para o interruptor de força e motor em cada lado da alça - uma broca escalonada torna esses orifícios grandes muito mais fáceis de fazer. Ter os interruptores na parte superior é bom em uma emergência, e como este robô usa uma bateria de 12v, interruptores iluminados de automóveis são um toque prático e agradável.

Etapa 5: Fiação e componentes eletrônicos

A placa do computador é montada com os conectores voltados para cima para facilitar a conexão de um monitor, etc. Para as interconexões de energia, uma régua de terminais europeia de 4 filas foi usada - o que foi suficiente para os interruptores de energia do computador e do motor. O computador usava uma fonte de alimentação de 12v, por isso era conveniente que o computador e os motores usassem a mesma voltagem. Para o carregamento da bateria, um plugue e um soquete de microfone foram usados - eles parecem funcionar bem e são chaveados para evitar conectá-los ao contrário. A bateria é uma célula de gel de 7 amp / hora 12v. Um carregador para essa bateria foi modificado com o plugue do microfone. Pelas fotos, você pode ver como o disco rígido foi montado. Ao lado do disco rígido está a placa de controle servo serial. Neste caso, era um da Parallax, que é suportado pelo RoboRealm, o software usado para programar este robô. Embaixo da plataforma, um Dimension Engineering Sabertooh 2x5 foi usado com o controle R / C vindo do Parallax SSC.

Etapa 6: a câmera

Este robô está usando apenas um sensor - uma câmera da Web USB padrão. A câmera Phillips funciona bem, pois tem boa sensibilidade em condições de pouca luz, o que ajuda a manter a taxa de quadros alta. Muitas câmeras da web diminuem a taxa de quadros com pouca luz, pois leva mais tempo para obter uma imagem. Outro recurso interessante da câmera Phillips é a montagem de 1/4 "para que possa ser facilmente acoplada. Ela também permite que a câmera seja movida mesmo quando montada, para que você possa apontá-la para baixo ou para frente, conforme necessário. Conecte-a com um 1 / Parafuso de 4-20 x 2,5 "polegadas.

Etapa 7: Notas de inicialização de software e sistema operacional

Eu tenho uma versão mais antiga do Windows (2000) agora no BucketBot, então apenas uma observação aqui que eu configurei para fazer o login automático do usuário e iniciar o RoboRealm quando ele for inicializado. Assim, posso ligar o robô sem precisar de teclado, mouse ou monitor. Usei a demonstração de rastreamento de bola para testar o sistema e funcionou muito bem em casa com uma bola azul, mas não muito bem na escola, onde todas as crianças usavam camisetas azuis!:-) Em retrospecto, o verde é uma cor melhor - o vermelho é muito ruim devido às cores da pele e o azul é uma cor muito suave para ser detectada com segurança. Não tenho esse arquivo de configuração RoboRealm agora, mas a próxima versão deste projeto terá o código completo incluído. Você também pode adicionar um conector sem fio (o Nano-ITX tem um conector USB secundário) e usar a área de trabalho remota, etc. para gerenciar a máquina remotamente. Este projeto foi um grande passo em uma sequência de vários modelos de visualização em papelão para este, até o último que postarei em breve!