BrickPi - Licorne arc-en-ciel : 15 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Entrez dans l'enseignement du temps de Covid et de l'abri sur place et pas de camp d'été (la meilleure partie de l'année d'enseignement!) J'ai un "Club Lego" du vendredi, avec principalement des garçons de 8 à 10 ans. Étant donné que ce club a lieu après l'école après que ces enfants aient été à l'école/après l'école pendant 50 heures par semaine, les projets Lego doivent être assez simples et bon nombre des projets que je peux trouver sur le Web ont un potentiel ÉNORME, mais rien à travers lequel la plupart des enfants pourraient travailler. Comme je suis toujours occupé, il n'y a jamais de temps pour jouer avec ces projets Lego… mais cet été était différent. J'ai trouvé ces Trotbots sur DIYWalkers.com qui ressemblent étonnamment à un cheval au galop ! Ajoutez le concours arc-en-ciel, et bien sûr, ce devait être une licorne arc-en-ciel !

La partie corne de licorne a été rendue possible par le BrickPi de Dexter Industries. Le BrickPi combine un « chapeau » compatible Lego Mindstorm sur un Raspberry Pi afin que vous puissiez brancher les moteurs et capteurs Lego et créer un robot. Vous pouvez également utiliser Scratch (et Python) pour programmer votre robot, ce qui est un avantage considérable pour les enfants. J'ai essayé de mettre en place un ensemble de plans de construction pour mes enfants à utiliser avec le BrickPi, similaire aux instructions de NXTPrograms.com.

La corne de licorne arc-en-ciel utilise les broches GPIO qui passent du Raspberry Pi au Brick Pi. J'ai eu quelques problèmes avec l'une des broches de passage, Nicole de Dexter Industries m'a tellement aidé ! Et c'est ainsi qu'est née la Licorne Arc-en-ciel. (Je peux essayer de faire un Pégase licorne arc-en-ciel !)

Fournitures

Ensemble de base LEGO MINDSTORMS Education NXT (9797)

Ensemble de ressources pédagogiques LEGO MINDSTOMS (9695)

Un capteur à ultrasons Lego Mindstorms supplémentaire

Soit:

• Kit de démarrage Brickpi, qui comprend un Rasberry Pi, un capteur de température, d'humidité et de pression, bien que vous deviez peut-être acheter plus de câbles pour faire fonctionner votre RPi seul
• OU

• Kit de base BrickPi3 PLUS

  Raspberry Pi 3 ou supérieur et tous ses câbles

• Assurez-vous d'avoir la batterie 8 qui est incluse avec le BrickPi. Je ne suis pas sûr que vous puissiez le remplacer par un d'Amazon

dissipateurs de chaleur COURTS, 1 chacun, environ 1/2" et 1/4" (peuvent être inclus dans le lien RPi ci-dessus) Ils DOIVENT être les plus courts ou ils interfèrent avec le BrickPi

Moniteur HDMI

Mini clavier et pavé tactile sans fil

LED RVB d'anode

4 fils de liaison - j'en ai utilisé 4, coupé une extrémité et utilisé uniquement l'extrémité femelle, en soudant l'autre

Entretoises M2 - J'ai utilisé 7 entretoises de 15 mm avec les écrous et vis appropriés

Des cure-pipes ou quelque chose pour faire la crinière et la queue

Perceuse rotative

Bon d'avoir

Clavier et souris pleine taille - BEAUCOUP plus facile à programmer avec

Adaptateur secteur universel - pour réduire les batteries nécessaires pour programmer votre camion

Vernis à ongles pailleté !

Étape 1: Configurer le BrickPi avec le Raspberry Pi

Pour la configuration de base, je vais vous envoyer vers les sites Web qui décrivent leur configuration car ils sont beaucoup plus clairs que je ne pourrais le faire en plus d'être redondants.

Remarque: pour exécuter le BrickPi, vous devrez utiliser l'image Raspian for Robots qui se trouve sur leur site, vous aurez donc besoin d'une carte SD séparée de 8G minimum ou à un moment donné, vous devrez écraser votre carte Raspberry Pi. Ainsi, avant d'installer Raspian sur votre carte SD comme indiqué dans la "Configuration de base de Raspberry Pi" ci-dessous, vous pouvez installer Raspian for Robots sur votre carte SD. Il s'agit d'une version plus ancienne de Raspian que ce qui se trouve sur le site Web raspberrypi.org, mais la plupart des fonctionnalités sont là. Ensuite, ignorez simplement la partie de chargement Raspian de la configuration de base de RPi.

Configuration de base de Raspberry Pi selon raspberrypi.org.

Avant de passer à la configuration de BrickPi, nous devons ajouter certaines choses dont nous aurons besoin car le BrickPi ferme le RPi et vous ne pouvez pas y accéder sans le démonter

Dissipateurs thermiques Le RPi n'est pas livré avec des dissipateurs thermiques installés. L'image de gauche montre sans radiateurs et l'image de droite montre où placer les radiateurs.

Étape 2: configuration de Brick Pi et notes sur les broches GPIO

Configuration de base de BrickPi pour une utilisation ultérieure si vous le souhaitez !

Remarque: si vous envisagez d'utiliser le BrickPi tel quel, je vous suggère de le placer dans le boîtier en plastique transparent qui l'accompagne. Je ne suis pas entièrement satisfait du boîtier car il n'est pas très amusant et il n'est pas facile à attacher au robot car les trous ne sont pas bien faits: ils ne se rétrécissent pas comme le font les trous des poutres lego. Mais cela fonctionne et cela protégera. Cependant, pour ce projet, nous allons utiliser des boîtiers Lego conçus pour le RPi et modifiés. Nous le faisons à l'étape suivante.

Pour un aperçu de l'utilisation de l'en-tête, consultez le forum Dexter Industries sur lequel les broches GPIO peuvent être utilisées.

J'ai mis mes observances dans le fichier pdf de broches utilisables BrickPi GPIO joint à cette instructable.

Étape 3: ajoutez votre embase femelle à angle droit 2x7 14 broches (en option) et le BrickPi

Les broches du Raspberry PI, sous la carte Brickpi qui ne sont pas utilisées, peuvent être utilisées pour d'autres choses, mais elles sont si proches de la carte supérieure qu'il est difficile d'insérer des câbles de démarrage. J'ai utilisé l'en-tête femelle à angle droit 2x7 pour les rendre disponibles. Pour ce projet, je n'ai pas utilisé cet en-tête. Je n'ai utilisé que les en-têtes supérieurs de la carte BrickPi, comme vous le verrez dans les sections suivantes.

Mais TOUS ces en-têtes sont disponibles, contrairement aux en-têtes supérieurs de la carte BrickPi, dont certains sont complètement interdits, dont certains ne sont utilisés qu'à certains moments. Il y a 3 choses à faire: Les en-têtes à angle droit 2x7 que j'ai trouvés sont trop gros pour s'adapter à l'en-tête BrickPi. J'ai dû utiliser mon outil rotatif avec la bande de ponceuse pour le rectifier pour qu'il s'adapte, voir la première photo. C'était TRÈS serré - comme en témoigne le fait que les dents métalliques transparaissent. (2ème photo). Avec suffisamment de meulage, l'en-tête BrickPi s'adaptera (3ème image). De plus, comme vous pouvez le voir sur la 3ème photo, le port S2 est immédiatement au-dessus des broches à angle droit 2x7. Ne laissez pas les broches métalliques toucher les parties métalliques du port. Si vous poussez les broches 2x7 jusqu'au bout, les ports USB maintiennent la carte BrickPi suffisamment haut pour que les broches ne touchent aucune pièce métallique, mais j'ai quand même mis du ruban isolant. Je ne sais pas combien de temps ça va durer. Enfin, les en-têtes et les ports du moteur et du capteur maintiennent l'espacement BrickPi - RPi sur 3 côtés, mais compte tenu de mon public cible (garçons de 8 ans), j'ai ajouté une entretoise dans le coin à droite de la carte SD. (4ème photo)

Étape 4: placez le BrickPi dans un boîtier Lego

J'ai acheté cet étui Lego en jaune. La partie inférieure s'ajustait à merveille, tandis que j'ai dû découper des parties du haut avec la perceuse rotative afin que les ports BrickPi puissent être utilisés. J'aime ce boîtier jaune car il maintient le Brick Pi en toute sécurité.

J'ai mis le RPi dans le fond du boîtier. C'était un bon ajustement et confortable. Maintenant, nous devons couper une partie du boîtier pour pouvoir y installer le BrickPi. Glissez le côté qui devrait contenir les ports USB sur les ports du moteur BrickPi et regardez à l'autre extrémité. Marquez l'endroit où vous ferez votre coupe sur la prise d'alimentation. Puis coupez. Maintenant, vous devez marquer et couper chacun des autres côtés:

• sur les broches GPIO et les ports de ce côté
• sur les 2 ports moteur au-dessus des ports USB
• sur les ports restants du dernier côté.

Enfin, nous devons marquer et percer des trous pour les entretoises M2.

Vous voudrez peut-être aussi marquer les ports pour savoir lequel est lequel !

Étape 5: Réalisez votre création Lego

Pour créer ma licorne BrickPi, j'ai utilisé la plupart des instructions pour l'Hexapot Trotbot comme indiqué sur www.diywalkers.com. Ce site vaut le détour. Leurs marcheurs sont INCROYABLES !

J'ai modifié certaines des instructions d'utilisation avec mes enfants et afin de ne pas utiliser les tiges métalliques que mes sets Lego, bien sûr, n'ont pas. Je vais vous donner les liens originaux mais inclure, dans ce instructable, un pdf des étapes que j'ai prises.

Étape 6: Torse et moteur

Comme indiqué ci-dessus, j'ai utilisé la version Hexabot Trotbot. Voir le TorsoSides.pdf pour les instructions générales. Vous devez faire 2 côtés du torse, des images miroir l'un de l'autre. Les manivelles sont montrées dans le CranksForLegs.pdf. L'Hexapod Walker que nous copions n'a qu'un seul cadre de torse et utilise un moteur différent, mais A) je ne voulais pas que la licorne soit aussi large et B) (et soyons réalistes: c'est la vraie raison) je n'en avais pas de ces moteurs.

Remarque: j'avais un nombre limité de faisceaux, beaucoup de mes faisceaux sont encore à l'école sur des robots construits par des enfants, pas rangés à cause des fermetures rapides des écoles, et, malgré 5 kits éducatifs NXT, cette construction utilise BEAUCOUP de faisceaux. De plus, les poutres sans crampons, demandées par les instructions de Trotbot, sont pour la plupart grises. Mes poutres colorées sont les poutres cloutées plus anciennes. J'ai donc utilisé principalement des poutres cloutées, autant de couleurs que possible pour l'effet "arc-en-ciel", sauf là où l'ajustement était si serré que j'ai dû utiliser sans clous. Voir l'image pour savoir comment j'ai utilisé les poutres cloutées.

Comme j'avais un nombre limité de poutres sans crampons et que les jambes avaient vraiment besoin de tout ce que j'avais, j'ai utilisé beaucoup de poutres à crampons. De plus, ils ont ajouté de la couleur. Il n'y en avait que quelques-uns qui devaient être sans clous pour s'adapter aux endroits exigus. Enfin, les poutres cloutées au sommet sont nécessaires pour que vous puissiez construire sur le moteur pour faire une plate-forme pour le BrickPi.

Une autre différence est que j'ai utilisé des axes Lego, pas des tiges métalliques comme le montre la dernière photo. L'axe est un 8 avec une butée au bout. Il y a beaucoup de place pour utiliser un faisceau régulier de 10 avec une bague à l'extrémité. Regardez la page suivante pour voir comment attacher le moteur.

Le moteur

Le moteur se connecte comme indiqué au MIDDLE TOP du torse, bien que j'ai tout renversé pour que vous puissiez voir comment il s'aligne. Pour finir, vous devrez le maintenir en place en plaçant 2 poutres cloutées sur la poutre supérieure du torse et en enfilant un long axe à travers elles et les supports du moteur. Vous devrez probablement déplacer cela lorsque vous ajouterez le BrickPi.

Étape 7: Jambes

Voir le SimplifiedLegs.pdf pour construire les jambes. Vous devez en faire 4, 2 ensembles d'images miroir comme je l'ai montré dans l'image des 4 pieds finis ci-dessus. (Encore flou, désolé.)

A noter que j'ai un peu modifié les jambes:

• J'ai mis des poutres cloutées colorées au sommet comme indiqué en accord avec l'aspect arc-en-ciel de ma création.
• La construction d'origine prévoyait de couper des poutres sans crampons pour créer une poutre à 6 et 8 poutres sans crampon pour chaque jambe. Plutôt que cela, pour la poutre à 6, j'ai utilisé une poutre courbée sans goujon avec un côté à 6 trous. Pour le 8 faisceaux, j'ai juste mis le connecteur dans le 8ème trou d'un faisceau 9 trous.
• Parce que j'étais limité par le nombre de pièces Lego que j'avais dans mes kits, je n'avais pas assez de pièces de bague en "D" pour les manivelles. Mais tout ce dont j'avais besoin était une pièce à 5 bagues avec des connexions d'axe aux extrémités et le petit manteau -les pièces à l'allure de suspension fonctionnent à merveille.

Les manivelles ont besoin d'un peu d'explication. Les 2 images des côtés du Torso montrent les différents réglages d'angle des manivelles. Les 2 " cintres " sont à l'avant et les 2 " D " sont à l'arrière. L'image montrant à la fois le torse et les 2 jambes indiquent comment connecter les jambes aux manivelles: Le côté supérieur des jambes est en bas de l'image et les 2 axes gris qui dépassent seront insérés dans l'extrémité libre du 5- côté des manivelles. La photo montrant du haut du torse montre comment vous attachez le haut de la jambe au torse: vous pousserez l'axe étendu à travers le 3ème trou à partir de l'extrémité des 2 poutres supérieures.

Étape 8: Ajoutez BrickPi, ses briques de support, testez le contreventement et testez le moteur

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Connectez les couleurs de LED à ces broches:

• GPIO17 - broche 11 - lumière rouge
• GPIO23 - broche 16 - feu vert
• GPIO27 - broche 13 - lumière bleue
• la broche 1 se connecte à la patte + de la LED RVB

L'image montre la tête de la licorne. Mon équipement photographique (mon téléphone) et ma connaissance de son utilisation ne font pas de bonnes photos - c'est la meilleure façon pour moi de montrer comment la corne change de couleur.