Un robot instructable avec de nombreuses fonctionnalités : 8 étapes (avec photos)

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

Salut les amis, dans ce instructable, je vais vous présenter un robot fantastique qui peut effectuer les tâches suivantes:

1- Il peut se déplacer et le contrôle de ses mouvements se fait par Bluetooth

2- Il peut faire le nettoyage comme un aspirateur

3- Il peut jouer des chansons par Bluetooth

4- Il peut changer les états de ses yeux et de sa bouche par Arduino

5- Il a une LED clignotante

6- Son sourcil et le bord de sa jupe sont en bande LED

Donc, cette instructable unique est une très bonne classe pour ceux qui veulent un robot simple mais multifonctionnel.

Je dois ajouter que de nombreuses fonctionnalités de ce robot sont tirées d'articles du site Instructables et je le reconnais en citant l'article dans chaque section pertinente.

Étape 1: Dimensions et caractéristiques

1- Dimensions générales du robot:

-Les dimensions du socle: 50 * 50 cm, hauteur du sol 20 cm roues comprises

- La dimension des roues: Diamètres roues avant: 5 cm, Roues arrière 12 cm

- Les dimensions du réservoir de l'aspirateur: 20 * 20 * 15 cm

- Les diamètres des tuyaux: 35 mm

- Les dimensions du compartiment à piles: 20*20*15 cm

- Dimensions du robot Istructables: 45*65*20 cm

Caractéristiques:

- mouvement par deux moteurs faisant tourner les roues arrière et deux roues avant sans alimentation, la rotation des moteurs est contrôlée par une unité qui est contrôlée par Bluetooth et un logiciel qui peut être installé dans un smartphone.

- Fonction aspirateur avec interrupteur

- Bandes LED clignotantes aux couleurs rouge et bleu

- Modification de l'état des yeux et de la bouche toutes les 10 secondes

- Les sourcils et la marge de la jupe du robot LED rouge à lumière constante peuvent être allumés ou éteints

-Les haut-parleurs Bluetooth sont allumés et éteints sur le corps du robot et peuvent être actionnés par un smartphone Android via Bluetooth.

Étape 2: Nomenclature, modules et composants

Les matériaux, modules et composants utilisés dans ce robot sont les suivants:

1- Deux Motoréducteurs ZGA28 (Fig. 1):

Modèle - ZGA28RO (RPM) 50, Fabricant: ZHENG, Diamètre de l'arbre: 4 mm, Tension: 12 V, longueur de l'arbre 11,80 mm, Courant à vide: 0,45 A, diamètre de la boîte de vitesses: 27,90 mm, max. couple: 1,7 kg.cm, hauteur boîte de vitesses: 62,5 mm, couple constant: 1,7 kg.cm, longueur: 83 mm, rapport de vitesse: 174, diamètre: 27,67 mm

2- Un pilote Bluetooth pour les moteurs de robot (Fig. 2):

BlueCar v1.00 équipé du module Bluetooth HC-O5 (Fig 3)

Un logiciel Android appelé BlueCar v1.00 peut être installé dans les téléphones intelligents Android et contrôler simplement les mouvements des moteurs.

Le logiciel Android est montré dans les figures (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) et peut être téléchargé

3- Une batterie au plomb 12 V, 4,5 A-h (Fig.5)

4- Deux supports de moteur 28 * 23 * 32 mm (Fig. 6, Fig 7)

5- Deux accouplements moteur 10*10*(4-6) mm (Fig. 8)

6- Deux arbres moteurs diamètre 6 mm * longueur 100 mm

7- Deux roues arrière motrices de 12 cm de diamètre chacune (Fig 9)

8- Deux roues avant de 5 cm de diamètre chacune (Fig. 10)

9- Un morceau carré de 50 cm * 50 cm de feuille de PC (Poly Carbonate) de 6 mm d'épaisseur

10- Le conduit électrique en PVC est utilisé pour renforcer et encadrer la base les dimensions sont de 3*3 cm

11- Tuyau PVC de 35 mm de diamètre pour tuyaux d'aspirateur (y compris coude)

12- La cuve ou bidon d'aspirateur est un bidon en plastique que j'avais dans mes chutes de dimension 20* 20* 15 cm

13 - Moteur-ventilateur d'aspirateur, moteur 12 V avec un ventilateur centrifuge couplé directement à celui-ci

14- Six interrupteurs à bascule

15- Un module Arduino Uno

16- Un module amplificateur vert PAM8403

www.win-source.net/en/search?q=PAM8403

17- Deux haut-parleurs, chacun 8 Ohm, 3 W

18- Cinq modules matriciels 8*8 avec puce Max7219 et connecteur SPI (Fig. 12)

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

19- Deux transistors de puissance 7805

20- deux diodes 1N4004

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

21- Deux condensateurs 3,3 uF

22- Deux condensateurs 100 uF

23- Deux transistors BC547

www.win-source.net/en/search?q=BC547

24- Deux résistances 100Ohm

25- Deux résistances 100 kOhm

26- Deux condensateurs 10 uF

27- Trois planches de projet 6*4 cm

28- Assez de fils de planche à pain et de fils monoconducteurs de 1 mm

29- Un connecteur USB femelle (j'ai utilisé un hub USB brûlé et j'ai retiré l'un de ses ports USB femelles !)

30- Un récepteur Bluetooth BT163

31- Conduit électrique en PVC 1*1 cm

32- Vis

33- Huit terminaux embarqués

Étape 3: Outils requis

1- Cutter

2- Scie à main

3- Fer à souder

4- Pinces

5- Coupe-fil

6- Petite perceuse avec différentes têtes (forets - meuleuses, fraises)

7- Règle

8- Soudure

9- super colle

10- tournevis de petite et moyenne taille

Étape 4: Dimensionnement des moteurs d'entraînement

Afin de dimensionner les moteurs d'entraînement, j'ai utilisé un outil de dimensionnement d'entraînement sur le site suivant:

www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizin…

Les bases sont les suivantes:

L'outil de dimensionnement du moteur d'entraînement est destiné à donner une idée du type de moteur d'entraînement requis pour votre robot spécifique en prenant des valeurs connues et en calculant les valeurs requises lors de la recherche d'un moteur. Les moteurs à courant continu sont généralement utilisés pour les systèmes d'entraînement à rotation continue, mais peuvent également être utilisés pour une rotation partielle (angle à angle). Ils sont disponibles dans une variété presque infinie de vitesses et de couples pour répondre à tous les besoins. Sans démultiplication, les moteurs à courant continu tournent très vite (des milliers de tours par minute (tr/min)), mais ont peu de couple. Pour obtenir des informations sur l'angle ou la vitesse du moteur, envisagez un moteur avec une option d'encodeur. Les moteurs à engrenages sont essentiellement des moteurs à courant continu avec un démultiplication supplémentaire. L'ajout d'une démultiplication réduit à la fois la vitesse et augmente le couple. Par exemple, un moteur à courant continu non chargé peut tourner à 12 000 tr/min et fournir un couple de 0,1 kg-cm. Une démultiplication 225:1 est ajoutée pour réduire proportionnellement la vitesse et augmenter le couple: 12000 tr/min / 225 = 53,3 tr/min et 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. Le moteur sera désormais capable de déplacer beaucoup plus de poids à une vitesse plus raisonnable. Si vous n'êtes pas certain de la valeur à saisir, essayez de faire une bonne estimation « éduquée ». Cliquez sur chaque lien pour plus d'explications sur l'effet de chaque valeur d'entrée. Nous vous encourageons également à consulter le didacticiel sur le dimensionnement du moteur d'entraînement, où vous trouverez toutes les équations utilisées dans cet outil avec des explications.

Par conséquent, mes entrées dans les outils sont illustrées à la Fig. 1

Et les sorties sont montrées dans la Fig.2

Les raisons de ma sélection d'entrées étaient, d'une part la disponibilité et d'autre part le prix, j'ai donc dû adapter ma conception à ce qui était disponible et j'ai donc dû faire de nombreux compromis dont l'angle d'inclinaison, la vitesse et le RPM., donc malgré la valeur de 80 RPM qui l'outil proposé, j'ai sélectionné un moteur à 50 RPM.

Vous pouvez trouver de nombreux sites sur Internet qui sont alloués à la sélection des moteurs d'entraînement dans le site suivant, il existe un très bon guide au format pdf qui donne des conseils précieux concernant la sélection des moteurs de robots mobiles:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Étape 5: Comment fabriquer des pièces mécaniques

La fabrication des pièces mécaniques peut se faire par étapes comme suit:

1- Réalisation de la base: découper une feuille de 50*50 cm en PC (polycarbonate) de 6 mm d'épaisseur et utiliser 3*3 conduits électriques pour la renforcer à la fois en rectangle et en deux croisillons pour une meilleure résistance.

2- Fixer deux parties verticales des conduits électriques à la base et la rendre suffisamment solide pour entraîner les roues, faire un compartiment pour entraîner les moteurs et fixer tout cela à la base avec des vis pour faire une structure rigide pour le support de charge et le support des roues.

3- Connecter des fils assez longs aux moteurs et les souder et connecter les moteurs par des équerres au compartiment moteur.

4- relier les roues aux arbres par vis et collage pour rendre ces assemblages suffisamment solides pour résister à la charge et à la vitesse, et après avoir inséré les arbres dans les trous prévus dans les parties verticales (voir article 2) et ajouté deux rondelles en plastique des deux côtés pour faire un roulement pour la rotation de l'arbre, connectez les arbres aux accouplements du moteur et utilisez des vis de fixation pour établir une connexion solide, sinon les arbres peuvent se désengager des moteurs et vous rendre la vie difficile. L'alignement des moteurs est important et nécessite une tâche minutieuse et précise et suffisamment de patience pour rendre le lecteur robuste et se déplacer librement.

5- Relier les roues avant (dans mon cas une sorte de roulettes utilisées dans les fauteuils roulants) à la petite base et visser leur base à des tuyaux verticaux en PVC de 35 mm, afin de les faire tourner librement sans aucune entrave et prise, c'est mieux d'utiliser un peu d'huile de silicone pour tous les trous de roulement des roues et sur les roues qui roulent pour les faire tourner librement avec de la vitesse.

6- Connecter le compartiment de la batterie qui est fabriqué à partir de feuilles de polycarbonate et visser le compartiment à la base et mettre la batterie à l'intérieur du compartiment prête pour les connexions ultérieures.

7- En reliant le réservoir de l'aspirateur à la base par de la colle et des vis et en y attachant les tuyaux, j'ai utilisé un coude et j'ai fait un té par des tuyaux, qui ont été coupés de manière appropriée pour être utilisés comme entrée d'aspiration d'aspirateur. Connecter également l'ensemble moteur-ventilateur pour l'aspirateur (les bornes du moteur doivent être connectées à des fils suffisamment longs pour des travaux ultérieurs, les fils seraient également d'au moins 0,5 mm ^ 2 pour une consommation de courant élevée par le moteur de l'aspirateur) au sommet du Char.

8- Dans cette étape, le robot instructables serait découpé dans une feuille de polycarbonate (6 mm d'épaisseur) et connecté à la base de telle sorte que le réservoir de l'aspirateur se situe à l'intérieur et la tête du robot auquel 20*20*20 cube est alloué aux composants électroniques et aux modules. trois trous pour les interrupteurs à bascule doivent être réalisés dans le corps avant du robot.

Étape 6: Comment fabriquer des pièces électroniques:

Pour fabriquer les pièces électroniques, les étapes sont les suivantes:

1- Faire clignoter la LED

Le circuit et les composants de cette partie sont tirés exactement de mon précédent instructable comme suit:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- Réalisation de la matrice dot LED pour l'état des yeux et de la bouche:

Tout ce que j'ai fait dans cette étape a été tiré de l'instructable suivant:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

sauf que j'ai changé son logiciel et au lieu de le contrôler via le moniteur série, j'ai ajouté des codes pour changer l'état des yeux et de la bouche toutes les 10 secondes. Dans la section des logiciels, j'expliquerai plus à ce sujet et j'inclurai le logiciel à télécharger. J'ai inclus un petit circuit pour convertir la tension de la batterie 12 V en 5 volts pour la connexion d'entrée Arduino UNO, le détail de ce circuit est dans mon précédent instructable comme suit:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- Faire les moteurs d'entraînement Bluetooth

Les connexions des moteurs au module moteur d'entraînement Bluetooth (Fig.3) sont faciles et selon la figure ci-dessus, c'est-à-dire les bornes droites du moteur aux bornes droites du conducteur et les bornes gauches du moteur aux bornes gauches du conducteur, et l'alimentation de la batterie aux bornes d'alimentation et de terre du conducteur dans lequel un interrupteur à bascule est installé sur le compartiment de la batterie pour l'allumage/arrêt. Le logiciel de cette partie sera expliqué dans la partie logiciel.

4- Fabrication des haut-parleurs Bluetooth

Cette partie est facile et est tirée exactement de l'instructable suivante:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

A deux exceptions près, tout d'abord je n'ai pas déchiré le récepteur Bluetooth et j'ai utilisé un USB femelle pour le connecter à mon alimentation (le même que le point 2 ci-dessus, c'est à dire circuit 12 V/5 V) et une prise jack femelle pour le connecter à mon module d'amplification. Deuxièmement, j'ai utilisé un module amplificateur, vert PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (Fig 11), au lieu de l'amplificateur utilisé dans cette instructable, et je me suis connecté mon haut-parleur gauche aux bornes gauches du PAM8403 et connectez le haut-parleur droit aux bornes droites du PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), en tenant compte de la polarité, je J'ai utilisé l'entrée 5V de la même alimentation ci-dessus et j'ai connecté les trois bornes du PAM8403 à la prise de sortie du récepteur Bluetooth selon la figure.

Étape 7: Logiciels

Il y a deux logiciels dans cette instructable, 1- pour le pilote de moteur Bluetooth et 2) pour les yeux et la bouche de la matrice de points

- Le logiciel pour le pilote du moteur est inclus ici pour le téléchargement, vous pouvez installer cet apk sur votre téléphone intelligent et contrôler le robot par logiciel via Bluetooth.

- Le logiciel pour l'Arduino est le même que le logiciel inclus dans ce qui précède dit instructable pour changer l'état des yeux et de la bouche en utilisant des LED Dot-Matrix, mais j'ai modifié certains des codes pour que Arduino change les états dans toutes les 10 secondes, et ce logiciel est également inclus ici pour le téléchargement.

Étape 8: Conclusion:

Enfin, j'espère que vous pourrez créer votre propre robot et en profiter comme moi quand je vois mon robot instructables faire des travaux fantastiques tous les jours et cela me rappelle que je fais partie d'une communauté créative appelée INSTRUCTABLES