Construction Sumobot 1KG : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Ce Instructable vous guidera tout au long du processus de conception et de construction d'un sumobot de 1 kilogramme.

Mais d'abord, un peu de contexte sur pourquoi j'ai décidé d'écrire ceci. J'étais sur le point de réparer mon ancien sumobot pour une compétition quand j'ai réalisé que je n'avais jamais fait un Instructable sur la façon de faire un sumobot. J'ai été silencieux dans Instructables au cours de la dernière année, j'ai donc décidé de revenir avec cet Instructable sur la façon de construire un sumobot 1KG.

Tout d'abord, beaucoup d'entre vous se demanderont: qu'est-ce qu'un sumobot ?

Fondamentalement, un sumobot est une sorte de robot utilisé dans les compétitions de sumobot ou de robot-sumo. Comme son nom l'indique, le but est de se pousser l'un l'autre hors d'un ring, semblable à la lutte de sumo. Le sumobot lui-même est conçu dans le seul but de pousser un autre sumobot hors du ring. Le sumobot dans ce Instructable est de 1 kilogramme. Il existe cependant d'autres catégories de poids telles que 500 grammes et 3 kilogrammes.

Compétences requises:

• Connaissance de la CAO (Conception Assistée par Ordinateur)
• Soudure
• Programmation en Arduino

Peu de compétences sont nécessaires pour ce projet. Le simple fait d'être à l'aise avec la CAO, la soudure et la programmation va un long chemin. Ne vous laissez pas décourager par la complexité de la conception assistée par ordinateur. Autodesk fournit des didacticiels complets gratuits sur son propre logiciel (j'utilise moi-même Fusion 360) et il est extrêmement utile pour un débutant qui apprend les ficelles du métier. Pour moi, ce qui est plus important, c'est la volonté et la volonté d'apprendre, et bien sûr de s'amuser en cours de route.

Avec cela, commençons.

P. S. Je participe également à ce Instructable dans le concours Make it Move. Si vous trouvez ce Instructable génial, veuillez également voter pour moi. (Je veux le t-shirt, il a l'air vraiment cool:))

Étape 1: Liste des pièces

Liste des pièces:

Feuille d'aluminium 0,090" 6061 - 12" x 12" (ou n'importe quelle feuille d'aluminium 0,090"/2,2 mm pouvant être CNC. J'ai choisi le 6061 car il serait utilisé pour le corps principal et le 6061 a une bonne résistance)

Feuille d'aluminium de 0,5 mm - 12 "x 12" (n'importe quel alliage fonctionnerait; c'est juste pour le couvercle supérieur et la lame. J'ai utilisé des chutes d'aluminium de rechange)

Feuille d'aluminium de 5 mm (encore une fois, n'importe quel alliage fonctionnerait. Les miens étaient des déchets d'aluminium de 7075.)

Moteur 2 x 12V DC à couple élevé (N'importe quel moteur à couple élevé fonctionnera, comme celui d'Amazon.)

2 x jante de roue (Encore une fois, n'importe quelle jante de roue fonctionnerait, selon votre moteur. Si vous avez un arbre de moteur de 5 mm, ces roues fonctionneront bien. Les miennes sont en fait de vieilles roues en silicone que j'avais)

4 capteurs de distance IR (j'utilise des capteurs de distance IR Sharp, qui peuvent être achetés dans plusieurs magasins, comme celui-ci chez Pololu et celui-ci chez Sparkfun.)

2 capteurs IR (j'en ai encore reçu ici de Sparkfun.)

1 carte microcontrôleur (j'utilise un ATX2 juste parce que c'est nécessaire. Un Arduino Uno régulier serait en fait mieux pour sa facilité d'utilisation).

1 batterie lithium polymère 3S (LiPo. Les LiPo 3S sont de 12 volts. Une capacité de 800 à 1400 mah fonctionnerait.)

1 pilote de moteur (encore une fois, cela dépend de la puissance que votre moteur peut consommer. Cela va directement sur un Arduino Uno et peut fournir jusqu'à 5 A de courant.)

Fils, câbles et connecteurs (pour connecter les capteurs à la carte et pour s'interfacer avec un ordinateur portable.)

Vis et écrous M3

Époxy

Papier carton

Ordinateur portable (pour programmer la carte)

Des outils tels que des ciseaux, des pinces à dénuder et du fer à souder.

Étape 2: Assemblage du châssis

J'ai utilisé Fusion 360, un logiciel de CAO/FAO 3D tout-en-un basé sur le cloud, pour concevoir le châssis. Autodesk fournit de beaux tutoriels ici. J'ai appris principalement en regardant les vidéos, puis en essayant de les faire moi-même. Je n'essaierai pas de vous apprendre à utiliser Fusion 360; Je laisserai les professionnels faire leur travail.

La conception elle-même est composée d'une base principale, d'une lame, d'un capot supérieur, de deux supports de moteur et de deux (ou quatre) bretelles imprimées en 3D. La base principale est en aluminium de 2,2 mm, les supports du moteur sont en aluminium de 5 mm, la lame est en aluminium de 0,5 mm, tandis que le couvercle supérieur peut être en aluminium de 0,5 mm ou en carton ordinaire. J'ai utilisé du carton parce que l'aluminium pèse quelques grammes de plus, et j'étais au-dessus de la limite de 1 kilogramme de 10 grammes. Les bretelles imprimées en 3D, quant à elles, sont imprimées avec de l'ABS, sur un remplissage à 50 %.

Les conceptions qui nécessitaient de l'aluminium ont été exportées dans des fichiers.dxf et envoyées à une entreprise de découpe laser locale ici aux Philippines. Les pièces imprimées en 3D ont quant à elles été exportées en STL et à nouveau envoyées à une société d'impression 3D locale.

Avis de non-responsabilité: j'ai réutilisé un ancien sumobot à moi qui ne fonctionne plus mais utilise cette conception, donc certaines pièces sont déjà assemblées sur les photos. Je vais, cependant, vous guider à travers le processus d'assemblage de toutes les pièces ensemble.

Une fois les pièces coupées, vous pouvez soit commencer par le capot supérieur, le renfort et la lame, soit par le support du moteur.

Le capot supérieur de la conception est en aluminium, mais en raison des restrictions de poids, j'ai utilisé du carton. J'ai découpé le carton dans les mêmes spécifications que dans la conception.

L'attelle imprimée en 3D est fixée à l'avant à l'aide de vis et sert littéralement à attacher la lame. La lame est collée à la base à l'aide d'époxy. Les trous de vis dans la lame et la base principale sont utilisés pour guider le positionnement et s'assurer qu'il est correctement assemblé. Il y a des trous circulaires sur la base principale que vous pouvez remplir d'époxy pour coller la lame à la base principale. La grande surface des trous permet à l'époxy de mieux saisir la lame et de l'empêcher de se déchirer de la base. Le capteur IR peut également être collé au bas de la lame à l'aide d'époxy, comme sur les photos. Assurez-vous que le bas du capteur est perpendiculaire au sol.

Pour monter le moteur sur la base, vissez d'abord le moteur dans le support du moteur. Cependant, vous devez d'abord souder les fils au moteur, car les fils sont à l'arrière du moteur et il serait difficile de les atteindre une fois qu'ils sont attachés à la base. Le moteur s'aligne avec le support du moteur et est maintenu par des vis. Autrement dit, si vous avez le moteur que j'ai inclus dans la liste des pièces. Sinon, vous pouvez modifier la conception pour l'adapter à votre moteur. À ce stade, vous pouvez également attacher la jante au moteur. Le support du moteur se visse ensuite sur les trous arrière de la base principale.

Si vous utilisez un pilote de moteur qui ne peut pas aller au-dessus de l'Arduino, ou pour une raison quelconque, le pilote de moteur doit avoir sa propre zone, il y a un espace entre les moteurs et la lame pour cela. Cet espace est réservé à la batterie lipo et à un pilote de moteur, au cas où vous auriez besoin d'espace supplémentaire. Étant donné que nous travaillons également déjà sur la partie inférieure du robot et qu'il serait difficile d'y accéder plus tard une fois le capot supérieur fixé, vous pouvez placer le pilote de moteur entre la lame et les moteurs, comme sur les photos. Du ruban adhésif double face peut aider à le fixer à la base.

Étape 3: Électronique

Viennent ensuite l'électronique, comme les capteurs, le pilote de moteur et la carte.

Si, encore une fois, vous utilisez un pilote de moteur qui ne va pas sur un Arduino, commencez à attacher les fils nécessaires pour l'interfacer avec le microcontrôleur. Pour mon conducteur de moteur, tout ce dont j'ai besoin est un fil de signal (bleu) et de terre (noir). Cela dépend du pilote lui-même. Ce dont tous les conducteurs ont besoin, ce sont des fils pour se connecter à la batterie ou à la source d'alimentation. Les fils attachés à mon XT-60 (la même prise sur la plupart des batteries lipo) étaient trop épais, j'ai donc dû les couper pour les adapter aux blocs de connexion étroits.

Mon microcontrôleur partage également la même source d'alimentation que les pilotes de moteur, j'ai donc dû souder les fils directement aux fils du connecteur XT-60 sur les pilotes de moteur.

Les capteurs de distance IR eux-mêmes peuvent avoir besoin d'avoir des broches d'en-tête soudées sur eux, selon le capteur que vous obtenez. Ils en incluent généralement dans l'emballage si vous les achetez, il suffit donc de les souder au besoin.

Vous devrez peut-être également souder des fils ensemble pour connecter le microcontrôleur aux capteurs, tout comme moi. Le capteur a son propre connecteur; certains utilisent JST, tandis que d'autres utilisent des en-têtes servo. Avec un Arduino ordinaire, vous pouvez coller des câbles de démarrage à l'Arduino, puis souder l'autre extrémité du câble au câble sortant du capteur. Le processus fonctionne de la même manière avec d'autres microcontrôleurs. Les fils provenant du microcontrôleur sont soudés aux fils provenant du capteur.

Étape 4: Assembler toutes les pièces

Les capteurs et le microcontrôleur vont sur la plaque supérieure. J'ai monté les capteurs de distance IR sur un tas de carton pour l'élever au-dessus du microcontrôleur, car les fils derrière le capteur entrent en collision avec le microcontrôleur. Remarquez qu'il n'y a que trois capteurs sur la photo. Ce n'est qu'à la dernière minute que j'ai décidé d'ajouter un quatrième capteur de distance à l'arrière du robot. Malheureusement, il n'y avait plus de place, j'ai donc dû le monter sur la base principale elle-même, juste derrière les moteurs.

Le microcontrôleur est ensuite fixé à la plaque supérieure. Rien de trop dur; J'ai juste percé quelques trous dans le carton et vissé toute la planche sur la plaque supérieure. Si vous utilisez de l'aluminium, une perceuse à main serait indispensable.

Une fois que tout est fixé sur la plaque supérieure, utilisez du ruban adhésif double face pour le coller sur la partie supérieure des moteurs.

À ce stade, vous pouvez commencer à connecter tous les composants électroniques, par exemple en connectant les capteurs et le pilote de moteur au microcontrôleur. Si vous utilisez le pilote de moteur qui se colle simplement sur le dessus de l'Arduino, aucun problème pour vous. Sinon, vous devrez le câbler selon les spécifications du pilote à la carte, comme ce que j'ai fait.

Une fois que tout est câblé, placez le lipo dans l'espace inférieur entre les moteurs et la lame puis allumez votre microcontrôleur et vos drivers pour le voir s'allumer pour la première fois.

Étape 5: Programmation

Une fois que tout est assemblé, il reste une dernière chose à faire: programmer votre robot.

La programmation de votre robot dépend de la stratégie que vous souhaitez. Je suppose ici que vous êtes compétent en programmation, car mon pilote de moteur utilise une communication série (UART), et donc mon programme ne fonctionnera pas pour les autres pilotes de moteur. Après tout, il n'y a pas de taille unique dans la programmation.

Pour vous aider, voici un organigramme de base de mon programme.

s'il y a quelqu'un très près devant, passez à pleine puissance si le capteur de couleur gauche ou droit détecte une ligne blanche, revenez en arrière puis faites demi-tour si le capteur de distance gauche ou droit détecte quelque chose, tournez dans cette direction si le capteur arrière détecte quelque chose, tournez dans cette direction si quelqu'un est loin devant, aller de l'avant, continuer d'avancer

Voici le programme complet si vous êtes curieux:

#comprendre

// A5 - capteur de couleur gauche // A4 - capteur de couleur droit // A6 - capteur de distance arrière // A2 - capteur de distance gauche // A3 - capteur de distance droit // A1 - capteur de distance avant // moteur 1 - droit // moteur 2 - configuration du vide gauche () { uart1_set_baud(9600); Serial1.write(64);Serial1.write(192); D'ACCORD(); bip(2); setTextColor(GLCD_BLUE); glcd(1, 0, "Initialisé"); retard (4900); }

boucle vide() {

int frontDistanceValue = analogRead (A1); int leftDistanceValue = analogRead (A2); int rightDistanceValue = analogRead (A3); int arrièreDistanceValue = analogRead (A6); int leftColorValue = digitalRead (A5); int rightColorValue = digitalRead (A4); if (frontDistanceValue > 250) { // quelqu'un juste devant, puissance maximale Serial1.write(127); Serial1.write(128); } else if (leftColorValue == 0) { // bord touché // inverse Serial1.write(1); Serial1.write(255); retard (400); Serial1.write(1); Serial1.write(128); retard (300); } else if (rightColorValue == 0) { // bord touché // inverse Serial1.write(1); Serial1.write(255); retard (400); Serial1.write(127); Serial1.write(255); retard (300); } else if (frontDistanceValue > 230) { // un peu avant Serial1.write(127); Serial1.write(128); } else if (leftDistanceValue > 250) { // tourner à gauche Serial1.write(127); Serial1.write(255); retard (450); } else if (rightDistanceValue > 250) { // tourner à droite Serial1.write(1); Serial1.write(128); retard (450); } else if (rearDistanceValue > 150) { // près de l'arrière Serial1.write(1); Serial1.write(128); retard (1050); } else if (frontDistanceValue > 180) { // loin devant Serial1.write(127); Serial1.write(128); } else { Serial1.write(100); Serial1.write(155); } }

Étape 6: Photos

Voici quelques photos du sumobot fini.

J'espère que vous avez appris quelque chose de cette instructable. Si vous aimez ce guide, veuillez voter pour moi dans le concours Make it Move. Sinon, je serai heureux de corriger tout ce qui peut améliorer ce guide.

Bon apprentissage!