STEGObot : Robot Stegosaurus : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Le concept de ce petit copain a la volonté de créer des robots plus ludiques pour rendre mon garçon de 4 ans encore plus intéressé par l'apprentissage de l'électronique et de la robotique.

Sa principale caractéristique est le PCB en forme de stégosaure, qui en plus d'être la pièce principale pour prendre en charge toute l'électronique, est un élément fondamental de l'esthétique.

J'ai l'intention de montrer toute la conception et la construction de ce robot pour une perception plus claire du contexte.

La première vidéo montre un aperçu du concept et de la conception, de la mécanique, de l'électronique et de la programmation, mais je vais également décrire ces étapes ici avec quelques informations et détails supplémentaires.

Étape 1: Concevoir

Assis à mon bureau avec un jouet stégosaure de mon enfant à la main pour m'inspirer, j'ai commencé à dessiner les pièces directement sur du carton.

Je me suis retrouvé avec un joli prototype en carton pour tester le mécanisme pied/marche et avoir un bon aperçu de la taille réelle et de la disposition des pièces.

Puis, connaissant les dimensions souhaitées, j'ai commencé à dessiner le modèle final et les gabarits 2D pour les pièces mécaniques.

Étape 2: Mécanique

Toutes les pièces mécaniques étaient constituées de pièces de polystyrène choc (feuilles de 2 mm d'épaisseur). C'est mon matériau préféré pour fabriquer des pièces sur mesure pour mes robots et j'utilise ce matériau depuis environ 8 ans.

La méthode est simple: les gabarits sont collés sur les pièces en plastique avec de la colle en bâton. Lorsque la colle est bien sèche, je coupe les morceaux dans les lignes avec un couteau tout usage. Pour les lignes droites, j'utilise également une règle en métal pour guider les coupes afin qu'elles aient une coupe vraiment droite.

Certaines parties doivent encore être renforcées. Dans ce cas, je combine plusieurs couches pour atteindre la résistance nécessaire et j'utilise un adhésif instantané pour tout joindre.

Pour donner aux pièces une finition lisse, je les ponce d'abord avec du papier de verre # 60 pour enlever l'excès de matière et du papier de verre # 500 pour une finition fine.

Les trous se font facilement avec une perceuse.

La dernière étape consiste à tout peindre. D'abord avec le spray primer pour voir si tout est assez lisse et enfin la couleur désirée.

Les servomoteurs pour les jambes/le mécanisme de marche sont tous des mini servomoteurs Hitec. Celui du milieu est un HS-5245MG et les deux autres (pour les pattes avant et arrière) sont un HS-225MG. Je ne les ai choisis pas pour une raison particulière… c'était simplement parce que c'étaient ceux que j'avais à la maison. Mais ce sont d'excellents servomoteurs à engrenages métalliques et ont plus de couple que nécessaire.

Liste des matériaux pour la mécanique:

• polystyrène résistant aux chocs (feuille de 2 mm d'épaisseur);
• adhésif instantané;
• apprêt en aérosol gris;
• peinture en aérosol verte;
• Servomoteur Hitec HS-5245MG (1x);
• Servomoteur Hitec HS-225MG (2x);
• Entretoise en nylon M3 35 mm (4x);
• boulons et écrous;
• papier de verre (#60 et #500).

Étape 3: Électronique

Le PCB (que j'appelle le STEGOboard) est conçu pour faciliter la connexion des servomoteurs et du module NRF24L01 à une carte Arduino Nano. Bien sûr, cela aurait pu être fait avec un très petit PCB. Mais, comme je l'ai déjà dit, le PCB est aussi un élément fondamental de l'esthétique.

Quand j'ai imaginé tout le robot dans ma tête, j'ai eu l'idée qu'il devrait avoir un gros PCB vert sur le dos avec ces plaques distinctives en forme de cerf-volant.

Le fichier de forme PCB (SVG) a été réalisé avec Inkscape, et le schéma et la disposition des pièces électroniques sur la carte ont été réalisés avec Fritzing. Fritzing a également été utilisé pour exporter les fichiers Gerber nécessaires à la fabrication.

Le PCB a été fabriqué par PCBWay.

Le PCB a trois connecteurs pour les servomoteurs et les en-têtes pour la carte Arduino Nano et le module NRF24L01. Il dispose également d'un connecteur pour l'alimentation. Tout a été soudé avec de la soudure sans plomb.

L'alimentation est faite par deux batteries LiPo connectées en série, j'ai donc 7.4V. Mais les servomoteurs acceptent un maximum de 6 volts. Par conséquent, il dispose également d'un module abaisseur LM2596 pour fournir la tension correcte et ne pas brûler les servomoteurs.

Liste des matériaux pour l'électronique:

• Arduino Nano R3;
• module NRF24L01;
• en-têtes de broche à angle droit;
• en-têtes féminins;
• Batterie LiPo 3.7V 2000 mAh (2x);
• fil à souder sans plomb;
• Régulateur de tension abaisseur LM2596;
• flux de soudure.

Étape 4: Programmation

La programmation de STEGObot est très simple, car il n'a que trois servomoteurs et il a été réalisé avec l'IDE Arduino.

Fondamentalement, nous devons déplacer le servomoteur du milieu pour incliner l'avant du corps et faire pivoter le servo des pattes avant (simultanément, les pattes arrière tournent dans le sens inverse). Ainsi, il tire le robot vers l'avant.

Étape 5: S'amuser

STEGObot peut avancer, reculer et effectuer des virages à gauche et à droite. Il est contrôlé à distance avec une télécommande personnalisée que j'ai fabriquée pour contrôler tous mes robots.