Comment créer un robot auto-équilibré imprimé en 3D télécommandé : 9 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Il s'agit d'une évolution de la version précédente de B-robot. Robot 100% OPEN SOURCE / Arduino. Le CODE, les pièces 3D et l'électronique sont ouverts alors n'hésitez pas à le modifier ou à créer une version énorme du robot. Si vous avez des doutes, des idées ou avez besoin d'aide, profitez de la communauté B-robot

La nouvelle version est livrée avec des tonnes de nouvelles fonctionnalités:

• Contrôlez et réglez-le à l'aide de votre smartphone/tablette via l'application gratuite jjRobots ou iOS ou Android
• Google Blockly contrôlable !
• Parfait pour s'amuser tout en apprenant la robotique (Jetez un œil aux défis de la robotique !)
• Peut maintenant utiliser des piles AA ordinaires (ou une pile LIPO à 3 cellules) Tout ce qui est capable de fournir 9V
• Deux sorties SERVO (une utilisée pour l'ARM). Contrôlez les deux sorties servo en appuyant simplement sur l'écran de votre smartphone.
• Plus facile à imprimer et utilisant moins de plastique
• Le MODE PRO peut être activé depuis votre smartphone/tablette (agilité et vitesse accrues)
• Portée WIFI augmentée (jusqu'à 40 mètres)
• État de la batterie et « angle d'inclinaison » affichés en temps réel sur l'écran de votre smartphone
• Modifiez son contrôle robotique PID en temps réel et voyez comment cela affecte son comportement et ses performances.

Mais d'abord, commençons par le début. Comme il s'agit d'Instructables, vous pourriez avoir certains des éléments nécessaires pour créer le B-robot EVO.

La liste:

• Carte de contrôle DEVIA (cette carte facilite la configuration car elle possède déjà des gyroscopes/accéléromètres + module WIFI et peut contrôler des servos et jusqu'à trois moteurs pas à pas). Si vous voulez fabriquer le vôtre, jetez un œil à ce schéma)
• 2x moteurs pas à pas NEMA17 + câbles 14 cm (paire)
• 2x pilote de moteur pas à pas (A4988)
• Servo à engrenages métalliques (vous aurez besoin d'un bras pour combattre et élever votre B-robot…)
• 6x boîtier de piles AA avec interrupteur marche/arrêt
• Boulons + écrous nécessaires pour tout mettre en place
• Paire de bumpers en nylon -ou imprimés en 3D- (14×5 cms)
• Ruban adhésif double face, yeux écarquillés…
• 2 élastiques pour les roues: grip

Étape 1: liste de nomenclature et quels sont les éléments

La liste:

• CARTE DE CONTRLE DEVIA: cette carte facilite le processus de configuration. C'est une version "améliorée" du puissant Arduino ZERO mais avec des sorties de contrôle moteurs + servos, WIFI, port COMMs, port de tension contrôlable 12V et capteurs. Si vous souhaitez "fabriquer/assembler" le vôtre, jetez un œil à ce schéma, il vous aidera à connecter tous les différents éléments tous ensemble.
• 2x moteurs pas à pas NEMA17 + câbles 14 cm (paire). Eh bien, un moteur pas à pas NEMA17 avec les mêmes spécifications devrait fonctionner.
• 2x pilote de moteur pas à pas (A4988). Le pilote de moteur pas à pas le plus utilisé.
• SERVO à engrenages en métal: Vous aurez besoin d'un bras pour combattre et soulever votre B-robot… Le servo à engrenages en nylon ne fonctionnera pas aussi bien que prévu
• Boîtier de 6 piles AA avec interrupteur marche/arrêt: ce boîtier a été installé dans le cadre mais vous pouvez également utiliser une pile LiPO (3S)
• Boulons + écrous nécessaires pour tout installer: boulons et écrous M3 (12x6mm, 12x15mm)
• Paire de pare-chocs en nylon (14×5 cm): vous pouvez également créer votre propre pare-chocs personnalisé ici et l'imprimer
• Ruban adhésif double face, yeux écarquillés… pour fixer l'IMU au bouclier cérébral. Ce ruban adhésif double face fonctionnera comme un amortisseur de choc sur l'IMU
• Cadre: pièces imprimées en 3D
• 2 élastiques pour les roues: grip
• Votre smartphone/tablette pour le contrôler

Si vous souhaitez ignorer tout cela et passer à la vidéo du guide d'assemblage. Cliquez ici

Étape 2: Fonctionnalités du B-robot et défis robotiques

Nous avons créé des défis à relever avec le B-robot, ils sont un moyen facile d'introduire le contrôle électronique et robotique tout en vous amusant. Nous avons essayé de rendre tout aussi abordable que possible en utilisant des éléments "MAKER World" très courants et en fournissant des applications gratuites pour contrôler les robots.

Le B-robot peut être contrôlé via Google Blockly. Plus d'infos ici

Ses paramètres de comportement ajustés en temps réel: info

Vous pouvez même être technicien robot: ajustez votre B.robot pour gagner la course !

De nombreux fabricants ont modifié et ajouté des pièces au B-robot. Jetez-y un œil ici

Quelques théories derrière un robot auto-équilibrant: ici

Étape 3: Si vous créez ce robot, vous avez presque tout ce dont vous avez besoin pour créer ceux-ci:

Si vous possédez déjà les pièces nécessaires à la création de ce robot, vous disposez déjà de 90 % des éléments nécessaires à la création:

• le Sphere-o-bot: robot d'art sympathique qui peut dessiner sur des objets sphériques ou en forme d'œuf de la taille d'une balle de ping-pong à un gros œuf de canard (4-9 cm).
• L'Iboardbot: L'iBoardbot est un robot connecté à internet capable d'écrire des textes et de dessiner avec une grande précision
• TheMotorized Camera Slider: un curseur de caméra contrôlé par un smartphone
• le robot Air hockey !: Un robot air hockey stimulant, parfait pour s'amuser !
• Le B-robot EVO

Tous utilisent la même électronique et les mêmes éléments auxiliaires

Étape 4: Vidéo du guide d'assemblage

C'est la première fois que nous enregistrons une vidéo au lieu de faire un guide de montage "photo". Pour ce robot, c'est plus facile si vous voyez comment tout connecter et obtenez des explications/astuces sur la façon de tout faire.

Il y a ici un guide de montage "toujours mis à jour" avec quelques conseils au cas où vous voudriez en profiter.

Étape 5: TÉLÉCHARGER LE CODE ARDUINO sur la CARTE DE CONTRLE DEVIA

a) Installez l'IDE Arduino sur votre PC à partir d'ici (ignorez cette étape si l'IDE Arduino est déjà installé) Ce code B-robot a été testé et développé sur la version IDE 1.6.5 et les versions ultérieures. Si vous avez un problème pour compiler le code, faites-le nous savoir

b) Téléchargez tous les fichiers arduino à partir d'ici. Copiez les fichiers dans le dossier BROBOT_EVO2_23_M0 sur votre disque dur

c) Compiler et envoyer le code à la centrale DEVIA

1. Ouvrez votre IDE Arduino
2. Ouvrez le code principal dans /BROBOT_EVO2_23_M0/BROBOT_EVO2_23_M0.ino
3. Connectez votre carte DEVIA avec le câble USB au PC
4. Remarque: si c'est la première fois que vous connectez une carte Arduino à votre PC, vous devrez peut-être installer le pilote.
5. Sélectionnez la carte Arduino/Genuino ZERO (port USB natif). Dans le menu OUTILS -> tableau
6. Sélectionnez le port série qui apparaît sur les outils->Port série
7. Envoyez le code au tableau (bouton UPLOAD: flèche pointant vers la DROITE)

Choisir la bonne carte avant de télécharger le code

d) Terminé

Étape 6: CONTRLEZ VOTRE B-ROBOT EVO 2:

Utilisateurs Android:

Nous avons développé une APP GRATUITE pour contrôler le Brobot (et les futurs JJrobots) pour votre Smartphone/Tablette Android ou iOS:

APP Android / APP iOS

Étapes à suivre:

1. Installez l'application de contrôle JJRobots (pour Android ou iOS)
2. Après avoir allumé le Brobot EVO, connectez votre smartphone/tablette au réseau wifi du B-robot EVO (le mot de passe WIFI par défaut est 87654321)
3. Lancez l'application de contrôle JJrobots et jouez avec votre B-robot EVO !

Étape 7: modèle de robot B interactif en 3D

Le modèle 3D interactif vous aidera à avoir une bonne idée de l'apparence du B-robot EVO une fois assemblé

Étape 8: Dépannage

Mon B-robot ne répond pas à la commande envoyée depuis mon smartphone/tablette

Vérifiez que vous êtes connecté au réseau JJROBOTS_XX en utilisant le mot de passe correct (par défaut: 87654321) et que votre appareil n'a pas bloqué le trafic de données vers le B-robot (restez toujours connecté au robot)

Mon B-robot manque de puissance ou tombe sans raison

Ajustez le courant délivré par les drivers des moteurs pas à pas. Utilisez un tournevis et tournez doucement les vis indiquées sur la photo ci-dessous. Une rotation de 10º-30º est plus que suffisante. Rotation horaire: augmenter la puissance délivrée aux moteurs

Mon B-robot ne tient pas debout tout seul

Si tout va bien, le B-robot n'a besoin que d'un peu d'aide du servomoteur pour se lever tout seul. Jetez un œil à cette vidéo. Si votre robot ne se comporte pas comme dans la vidéo, ajustez la puissance de sortie des pilotes de moteur pas à pas (instructions ci-dessus). Gardez à l'esprit que les pare-chocs ont ici deux fonctions: protéger l'électronique + le robot et l'aider à se lever facilement.

MODE DÉBOGAGE

Il y a un DEBUG MODE dans le B-robot CODE. Ce MODE vous permettra de déboguer le comportement du robot si vous rencontrez des problèmes. Veuillez vous référer à la communauté B-robot si vous avez des problèmes ou des questions. Regardez la ligne de croquis "#define DEBUG 0" et changez le 0 en 1…8 en fonction des informations que vous souhaitez obtenir.

Plus d'infos tout à la fin de cette page

Étape 9: FAQ

Questions fréquemment posées:

Pourquoi utilisez-vous des moteurs pas à pas ?

Il existe plusieurs options pour les moteurs: DC, Brushless, Steppers… Nous choisissons les moteurs pas à pas car ils ont suffisamment de couple, vous pouvez connecter les roues directement sans engrenages qui génèrent un certain backslash (c'est un problème courant dans l'équilibrage des robots), ils ont de bons roulements et vous pourrez contrôler la vitesse des moteurs avec précision. Dans les tailles standard, ces moteurs sont bon marché (nous utilisons les mêmes moteurs que ceux utilisés sur les imprimantes 3D ordinaires) et les pilotes sont également bon marché et faciles à interfacer avec Arduino.

Pourquoi utilisez-vous une connexion Wifi ?

L'utilisation d'une connexion Wifi nous permet de travailler avec de nombreux appareils (Smartphones, Tablettes, PC…) Les appareils Bluetooth sont moins chers mais leur portée est généralement plus courte. Les anciens appareils ne sont pas pris en charge et vous ne pouviez pas le connecter facilement à Internet. Le module Wifi que nous recommandons, nous permet de créer un point d'accès, vous n'avez donc pas besoin d'utiliser une infrastructure Wifi existante (les modules Wifi bon marché ne vous le laissent pas faire). Vous pouvez connecter votre appareil directement au Robot n'importe où, mais si vous préférez, vous pouvez le pirater et utiliser votre propre infrastructure, contrôlant ainsi votre robot (ou tout ce que vous avez créé) sur Internet depuis n'importe quel endroit éloigné dans le monde ! (C'est cool, n'est-ce pas ?)

Pourquoi BROBOT ?

Les robots auto-équilibrés sont amusants à voir et à jouer. Un robot auto-équilibré nécessite des capteurs et des algorithmes de contrôle. Vous trouverez tous les HOWTO et les documents techniques qui expliquent les « coulisses » dans JJROBOTS. Apprenez l'électronique et la robotique en créant votre propre BROBOT à partir de zéro ! Il existe des solutions commerciales pour le robot d'équilibrage, mais ici, nous voulons partager nos connaissances et nos réflexions. Vous pouvez utiliser les pièces BROBOT pour créer plus de robots ou de gadgets, gardez à l'esprit que tous les appareils utilisés dans un BROBOT sont des appareils/électroniques standard avec beaucoup de potentiel. Dans la communauté JJROBOTS, nous voulons vous montrer comment ! Vous achetez maintenant un robot auto-équilibrant, vous achetez vos propres appareils électroniques et auxiliaires ! Vous envisagez de créer un robot d'autoguidage GPS ? une version modifiée de BROBOT est votre robot !

Quelle charge utile pourrait transporter BROBOT ?

BROBOT pourrait facilement transporter vos canettes de boissons gazeuses. Nous avons testé avec succès avec 500g de charge utile. Plus de poids rend le robot plus instable mais cela pourrait aussi être amusant, n'est-ce pas ?

Pourquoi utiliser des moteurs pas à pas pour un robot d'équilibrage ?

Il existe plusieurs options pour les moteurs, DC, Brushless, Steppers… Nous choisissons les moteurs pas à pas car ils ont suffisamment de couple, vous pouvez connecter les roues directement sans engrenages qui génèrent un certain jeu, ils ont de bons roulements et vous pouvez contrôler la vitesse des moteurs très précisément. De plus, ils sont bon marché et les chauffeurs aussi…

Puis-je utiliser des batteries rechargeables de batteries Lipo ?

Oui, vous pouvez utiliser des piles AA standard (alcalines recommandées), des piles rechargeables AA (par exemple NiMh) ou vous pouvez éventuellement utiliser une pile Lipo 3S. Faites fonctionner les batteries Lipo sous votre propre responsabilité.

Quelle est la durée d'exécution de BROBOT ?

Avec des piles AA rechargeables (par exemple Ni-Mh 2100mAh), vous pouvez vous attendre à environ une demi-heure d'autonomie

BROBOT pourrait-il fonctionner sans le module wifi ?

Oui, BROBOT pourrait fonctionner et garder sa stabilité. Mais, bien sûr, vous ne pouviez pas le contrôler sans le module.

Puis-je changer le nom du réseau Wifi généré par BROBOT ?

Oui, sur le croquis de configuration, vous pouvez modifier le nom ainsi que d'autres configurations Internet. Vous pouvez également connecter BROBOT à votre réseau Wifi existant

Est-ce un projet pour un débutant Arduino ?

Eh bien, BROBOT n'est pas un "projet pour débutants" facile, mais il contient beaucoup de documentation, vous disposez donc d'une plate-forme pour développer vos compétences. Vous pouvez d'abord monter votre BROBOT en suivant les instructions et cela devrait fonctionner correctement, puis vous pouvez commencer à comprendre certaines parties du code et enfin écrire vos propres morceaux de code… Par exemple, il pourrait être facile (il existe des tutoriels pour cela) d'écrire votre code pour que le robot bouge automatiquement le bras et tourne lui-même si vous n'envoyez pas de commande dans 10 secondes… Astuces plus avancées: Convertissez en robot totalement autonome avec obstacle en évitant d'ajouter un SONAR, convertissez-vous en robot suiveur, etc. …

Pourquoi l'électronique BROBOT n'est pas si bon marché ?

Nous sommes une très petite startup (2 personnes dans notre temps libre) et maintenant nous ne pouvons faire fonctionner qu'un petit lot d'électronique. Comme vous le savez, le prix de l'électronique baisse rapidement dans les productions à grand volume mais nous commençons… Si nous vendons beaucoup de cartes et que nous pourrions exécuter plus de productions en volume, nous baisserons les prix !!. JJROBOTS n'est pas né pour gagner de l'argent, notre esprit est de vendre de "bons produits" pour fonder nos prochains projets et diffuser les connaissances en robotique