Wild Thing modifié - Pilotage par joystick - Nouveau et amélioré : 7 étapes (avec photos)

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

Mise à jour 8/1/2019: Deux ans après avoir terminé ce projet, j'ai conçu et fabriqué plusieurs circuits imprimés pour faciliter la conversion de ces fauteuils roulants. Le premier circuit imprimé est presque le même que le protoboard personnalisé soudé ici, mais il s'agit plutôt d'une carte fabriquée par des professionnels qui prend un Arduino Nano. Il existe également un remplacement instantané pour la carte de contrôle de stock d'origine (il a un circuit de commande de moteur intégré), ainsi qu'une carte qui se branche sur la carte de contrôle de stock et émule ses joysticks, les rendant ainsi beaucoup plus faciles à utiliser. Voici toutes les infos pour ces planches: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Si vous voulez une de ces planches, merci de me contacter via mon blog et nous pourrons partir de là: https:// /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Ce manuel a été rédigé par Willem Hillier, un élève de l'école secondaire Champlain Valley Union, située à Hinesburg, VT. Ce projet a été réalisé à l'intérieur et à l'extérieur des cours Design Tech et Engineering Robotics enseignés par Olaf Verdonk.

Fin mars 2017, un physiothérapeute local a contacté le lycée et a demandé si nous serions capables de modifier un Fisher Price Wild Thing en un seul joystick, en suivant cet Instructable: https://www.instructables.com/id/ Wild-Thing-Modification/

Nous avons suivi ces instructions et amélioré la conception là où nous le pouvions. Les domaines dans lesquels nous nous sommes améliorés sont les suivants:

• Montage/câblage électronique
• Code
• Joystick et support de joystick
• Système de montage en PVC
• Dossier, appui-tête et autres structures de support
• Roulette

Nous n'avons pas utilisé de capteur sonar et d'avertisseur piézo dans notre construction comme l'a fait l'original.

Le jour de la dernière construction, lorsque nous avons installé les dernières structures de support et présenté le projet à la jeune fille, la presse locale était présente. Ils ont filmé et interviewé plusieurs personnes, et après avoir fait la une des journaux locaux, la vidéo a été présentée aux journaux nationaux, ainsi qu'à d'innombrables endroits en ligne.

Ces instructions ne sont pas complètes comme l'Instructable d'origine, mais sont plutôt un « add-on » qui ne traite que des zones que nous avons modifiées.

Toutes nos excuses pour les photos inférieures à la normale tout au long de ce Instructable. J'avais un iPhone 5 pendant ce projet et il n'a pas le meilleur appareil photo…

AVIS DE NON-RESPONSABILITÉ: L'école secondaire Champlain Valley Union ou tout autre si ses étudiants, ses professeurs et son personnel ne sont pas responsables des blessures à toute personne ou des dommages à tout objet, y compris la voiture, causés par les modifications. Tout type de modification annulera également la garantie fournie par le fabricant de la voiture

Étape 1: Pièces et fournitures

Bien que la plupart du temps identique à la liste des pièces de l'Instructable d'origine, il existe quelques différences.

Bon nombre de ces pièces peuvent être achetées localement chez Home Depot, Lowe's ou votre quincaillerie locale. Tous les prix sont ceux indiqués au moment de la publication.

Cadre en PVC:

• Tuyau PVC 3/4"
• Écrous, boulons et rondelles pour boulonnage traversant
• Coudes PVC 90 degrés - x4
• Coudes PVC 30 degrés - x2

Coût d'encadrement approximatif: 30-40 $

Électronique:

• Bibelot Adafruit Pro - 5V 16MHz

  • Utilisé pour prendre les entrées du joystick et contrôler les moteurs de manière appropriée
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95

• Manette

  • N'importe quel joystick analogique à 2 axes fonctionnera - utilisez celui qui fonctionne le mieux physiquement pour votre application.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Power

• Bus de distribution (x2)

  • Utilisé pour distribuer la puissance et simplifier le câblage
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • 1,95 $ x 2

• Potentiomètre de réglage

  • Utilisé pour contrôler la vitesse de la voiture.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Utilisé pour souder d'autres appareils électroniques en place. Agit comme une carte de circuit imprimé pour l'électronique du contrôleur.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• En-têtes masculins

  • Utilisé pour créer des bouchons pour d'autres composants
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• En-têtes féminins

  • Utilisé pour l'autre extrémité - nous l'attacherons au câble du joystick afin qu'il puisse se brancher sur notre tableau de commande.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Contrôleurs de moteur (x2)

  • Vous pouvez utiliser n'importe quel contrôleur de moteur PWM 12V avec des capacités inversées, bien que ce soit ce que nous avons utilisé et qu'ils soient excellents (bien qu'un peu chers).
  • 45,00 $ x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Condensateurs (x2)

  • Niveler la tension lorsque vous consommez beaucoup d'énergie (par exemple, en accélérant rapidement).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • 1,37 $ x 2

• Interrupteur

  • Utilisé pour allumer/éteindre la voiture
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Porte-fusible

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98
• Fusible automobile 20A

  Vous pouvez acheter ces très bon marché localement

• Tout fil de gros calibre

  • Utilisé pour le câblage d'alimentation
  • Peut facilement être acheté localement

• Petit câble à 4 broches ou plus

  • Utilisé comme câble de joystick
  • Le câblage USB fonctionne bien

• Bornes à anneau

  Vous pouvez les acheter localement

• En option: batterie améliorée

  • Vous donne une autonomie d'environ deux fois celle de la batterie d'origine
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Connecteurs Powerpole

  • Pour un retrait facile de la batterie et une charge facile
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Coût total de l'électronique: 190,69 $

Coût de modification total estimé: 200-300 $

Étape 2: Montage/câblage de l'électronique

Au lieu de souder tous les fils nécessaires directement à l'Adafruit Trinket Pro, j'ai choisi de construire un PCB avec toutes les connexions nécessaires rompues.

J'ai utilisé du perfboard et des en-têtes femelles soudés pour le Trinket Pro. J'ai utilisé des connecteurs mâles pour les connexions d'alimentation, d'asservissement et de joystick. Le potentiomètre de vitesse est soudé directement sur cette carte de commande, contrairement à la conception d'origine où le potentiomètre de réglage de la vitesse était externe à la carte de commande. Ceci est nettement plus fiable (par opposition à un connecteur) et est plus simple à fabriquer.

De plus, il y a deux commutateurs qui contrôlent l'en-tête du joystick qui est actif. Un commutateur commute le signal de l'axe x entre les deux en-têtes et l'autre commute le signal de l'axe y. Chaque en-tête est câblé "en face" de l'autre - par ex. masse et VCC sont commutés en position de l'autre en-tête. Cela permet au joystick d'être commuté entre le fonctionnement à gauche et à droite en commutant simplement l'en-tête du joystick et en basculant deux commutateurs, sans reprogrammer le contrôleur.

Étape 3: Coder

En essayant le code original, j'ai découvert qu'il était extrêmement lent. Après quelques recherches/tests, il a été déterminé que le code sonar rendait la boucle de contrôle très lente lorsqu'aucun capteur sonar n'était connecté. En effet, l'Arduino envoyait un "ping" au capteur sonar et attendrait le temps de recevoir un "ping" en retour du capteur sonar. Lorsqu'aucun capteur sonar n'est connecté, il ne reçoit jamais de ping, mais attend un certain temps pour en recevoir un avant de finir par expirer.

Après avoir supprimé ce code ainsi que d'autres codes inutiles (en particulier le code conçu pour faire fonctionner une voiture avec un servo de direction), il a plutôt bien fonctionné.

Étape 4: Joystick et support de joystick

La conception d'origine utilisait un joystick de potentiomètre standard à 2 axes à partir d'une télécommande pour un avion, etc. Bien que ceux-ci fonctionnent, ils ne sont souvent pas d'une qualité particulièrement élevée, et de plus la poignée n'est pas idéale, car elle est conçue pour être utilisée avec un seul pouce. Nous avons choisi d'utiliser un joystick à 2 axes avec une poignée sphérique pour une facilité d'utilisation. J'ai conçu et imprimé en 3D un support pour le joystick. Au total, il a subi 4 révisions d'impression avant d'être satisfaisant.

Il y a plusieurs choses à noter à propos du support de joystick:

• Il utilise deux boulons traversants pour le fixer sur du PVC de 1 ". Afin de déterminer la taille exacte nécessaire pour cela, nous avons imprimé un ensemble de "bagues de test" avec des diamètres intérieurs légèrement différents (voir photo ci-dessus).
• Ce fichier particulier a besoin de supports pour s'imprimer au mieux - je l'ai imprimé sur un Ultimaker 3. Je suppose qu'il pourrait s'imprimer sur un côté, mais il ne sortirait probablement pas très bien. J'ai également joint un modèle sans support.
• Il y a un canal en forme de U découpé à l'intérieur qui permet au câble de passer entre le trou de sortie et l'autre potentiomètre.
• Ma conception utilise un couvercle supérieur en acrylique découpé au laser, qui pourrait facilement être imprimé en 3D à la place

Étape 5: Système de montage en PVC

Comme pour la conception originale, nous avons utilisé du PVC pour construire un cadre autour du véhicule. Ce cadre offre plus de protection à l'utilisateur, ainsi que des points de montage pratiques pour d'autres pièces comme le joystick et l'appui-tête.

Nous avons utilisé des boulons traversants pour fixer le cadre en PVC au cadre existant en quatre points (voir l'image ci-dessus; les points de montage sont encerclés en rouge).

Étape 6: Dossier, appuie-tête et autres structures de soutien

Étant donné que nous construisons un fauteuil roulant, une structure de support et rendons le produit ergonomique est très important. Il y avait trois domaines qui ont été considérablement améliorés par rapport à l'original Wild Thing.

1. Dossier

Nous avons utilisé une planche en mousse, avec deux cales en bois en forme de triangle entre elle et l'assise d'origine, de sorte que le dossier ait un angle plus raide. Des boulons d'ascenseur ont été utilisés pour sécuriser l'ensemble de l'installation.

2. Structures de support de coffre latérales

Nous avons utilisé un morceau de tôle monté sur le cadre orange arrière qui s'enroulait autour des côtés de la taille de l'utilisateur. De la mousse était enroulée autour des "pointes" de cette pièce métallique. Voir photo.

3. Appuie-tête

Le dossier kickboard est bon en termes de soutien du dos, mais il n'était pas assez haut pour soutenir la tête de l'utilisateur dans notre cas. Pour cette raison, un appui-tête a été ajouté. Nous avons retiré l'appui-tête du fauteuil roulant (manuel) existant de l'utilisateur et l'avons simplement boulonné sur la planche.

Étape 7: Roulette

La roulette d'origine et sa structure de support étaient en plastique, avaient beaucoup trop de jeu et ne roulaient pas bien du tout. (voir photo ci-dessus pour une vue démontée). Nous avons choisi de remplacer cette roulette par une roulette pivotante en caoutchouc conçue pour être utilisée sur le fond des chariots roulants, etc.

J'ai conçu deux plaques en Fusion 260 qui s'adapteraient en haut et en bas du moyeu pivotant en plastique à l'arrière du véhicule (voir photo). Ces plaques ont été découpées sur une découpeuse plasma CNC. Un petit morceau de tube d'acier a été soudé dans chaque trou de ces plaques. Les boulons ont traversé la plaque supérieure, la plaque inférieure, puis des trous dans la plaque de montage de la roulette.

Merci d'avoir lu ce Instructable et votez pour lui dans le concours PVC et Make It Move !

Premier prix du concours Make It Move 2017