Pojazd 3 kołowy – zdalnie sterowany

Pojazd 3 kołowy – zdalnie sterowany

Opublikowano 20 czerwca 2017 9 3 792

Witam tym razem chcę Wam przedstawić projekt pojazdu zdalnie sterowanego który w kolejnej wersji będzie w stanie omijać przeszkody ale na razie skupimy się tylko na jeździe manualnej. Nazwałem go tutaj pojazdem mimo że dla mnie to robot ale powiedzmy że na razie bardziej przypomina ten projekt pojazd.

1. Przygotowanie potrzebnych elementów:

1.1. Elektryczne:

  • Arduino Nano,
  • Arduino Uno,
  • Joystick Shield,
  • mostek H, sterownik silników DC model L293D,
  • 2x silnik TT do robota z przekładnią 1:48 – typ prosty
  • 2x servo SG-90
  • 2x NRF24L01 do sterowania bezprzewodowego,
  • stabilizator L7805CV,
  • 2x przełącznik,
  • 4 ogniwa odzyskane z baterii laptopowej 18650 lion,
  • goldpiny żeńskie w listwie – precyzyjne. Zamiast precyzyjnych może być koszyczek na L293,
  • goldpiny męskie proste w listwie,
  • goldpiny męskie podwójne-kątowe,
  • złącze ARK – podwójne – u mnie na zdjęciach jest potrójne ale zostało zmostkowane, jest to pozostałość bo innej wizji płyty głównej,
  • 2x chińska płytka uniwersalna 5×7 cm.

1.2. Drukowane:

  • 1x podwozie górne
  • 1x podwozie dolne
  • 2x koło silnika
  • 1x koło tylne
  • 1x zaślepka tylnego koła
  • 3x dystanser m3 30mm
  • 4x dystanser m3 20mm
  • 2x mocowanie silnika
  • 1x łącznik kół
  • 1x mocowanie tylnego koła
  • 1x mocowanie serwa
  • 2x koszyczki na pojedyncze ogniwa 18650

1.3. Inne:

  • kilkanaście śrub m3 10 mm, 16mm, 20 mm i 30 mm wraz z nakrętkami oraz podkładkami,
  • 3 opaski gumowe na nadgarstek,
  • 5x łożysko 608 zz,
  • trochę przewodów, cyny i chęci do pracy.

1.4. Narzędzia:

  • lutownica,
  • śrubokręty,
  • trzecia ręka,
  • odsysacz do cyny,
  • ściągacz izolacji,
  • wiertarko-wkrętarka,
  • wiertła,
  • taśma dwustronna.

2. Drukowanie elementów 

Jeśli mamy przygotowany warsztat zaczynamy pracę. Najpierw trzeba oczywiście wydrukować wszystkie potrzebne elementy. Wszystkie potrzebne elementy są do pobrania w załączniku do tego artykułu. Dodatkowo jedynie trzeba wydrukować koszyczki na pojedyncze ogniwa 18650 z tego linku. Ja wydrukowałem wszystko z czarnego i czerwonego PLA od Devil Design w wersji Eko. Muszę powiedzieć że jakość jest dla mnie jak najbardziej zadowalającą choć pewnie dla niektórych jest tragiczna :)

Zdjęcie 01. Prezentacja potrzebnych elementów do budowy pojazdu.

3. Przygotowanie elektroniki

3.1. Przygotowanie silników

Do silników przylutowujemy kondensator ceramiczny np. 100nF oraz przewody. W moim wypadku przylutowałem przewody z końcówką żeńską. Przewody zabezpieczyłem trytytkami aby nie urwały się od silników w czasie pracy, co mi się zdarzyło w jednej z wersji tego pojazdu. Do zabezpieczenia przewodów można też użyć kleju na gorąco choć w tym projekcie chciałem go nie używać wcale.

Zdjęcie 02. Silniki przygotowane do montażu.

Przy okazji pracy nad silnikami przymocujemy je do uchwytów. Używamy do tego 4 śrub m3 o długości 30 mm oraz podkładek o nakrętek.

Zdjęcie 03. Silniki zamontowane do uchwytów.

3.2. Przygotowanie płyty głównej

To co każdy majsterkowicz lubi najbardziej, a ja uwielbiam czyli lutowanie. Poniżej znajduje się schemat poglądowy w jaki sposób połączyć ze sobą elementy.

Zdjęcie 03. Schemat połączeń poszczególnych elementów

Ja przygotowałem to na płytce uniwersalnej, chińskiej 5×7 cm. Tutaj trudno jest mi wyjaśnić jak połączyć to krok po kroku. Na dole tego poradnika są filmy do archiwum z moich streamów gdzie lutuję tą płytkę. Każdy ma inny sposób na lutowanie. Ja najpierw lutuję główne elementy na płytce, a później za pomocą cyny lub przewodów łączę poszczególne elementy, wyprowadzenia. Dodatkowo obok stabilizatora L7805CV po stronie V Out można dodać dwa kondensatory ceramiczny i elektrolityczny. Całość prezentuje się jak na poniższym zdjęciu.

Zdjęcie 04. Widok mojej płytki od góryZdjęcie 05. Widok mojej płytki od dołu

W swojej konstrukcji zawarłem dwa stabilizatory jeden tht i smd ale wykosztuje tylko jeden. Stabilizator używam do zasilania serwomechanizmów. Płyta główna jest rozwojowa temu przygotowałem miejsce na zamontowanie trzeciego, górnego serwa oraz dałem piny męskie przy samym arduino aby później móc dołączyć np. czujnik wykrywania przeszkody. Mostek L293 zasilam bezpośrednio z źródła zasilania co daje nam około 7-8V na silniki. Wiem że silniki są 6V ale dają sobie radę też z wyższym napięciem. W celu zaoszczedzenia miejsca na płytce przerobiłem jeden moduł NRF24L01 w którym odlutowałem męskie goldpiny proste i przylutowałem męskie podwójne goldpiny kątowe. Teraz pojazd ma tak jakby wystająca w górę antenę.

4. Składanie pojazdu

4.1. Silniki osadziliśmy już w uchwytach w pkt. 3.1, zdjęcie 03.

4.2. Przygotowujemy podwozie do zamontowania łożysk 608 zz. Ja musiałem użyć pilnika aby dopasować otwory pod łożysko. Łożyska powinny wejść na wcisk. Do włożenia łożyska do podwozia użyłem imadła zdjęcie 06, trzeba to robić bardzo delikatnie i z wyczuciem.

Zdjęcie 06. Sposób zamontowania łożyska na wcisk do podwozia.

Zdjęcie 07. Zamontowane łożyska w podwoziu górnym i dolnym.

4.3. Następnie montujemy serwo SG-90 do uchwytu do serwa. Wykorzystujemy do tego śruby dołączone do serwa. Za pomocą śrub m3 16 mm montujemy uchwyt z serwem do podwozia dolnego tak aby wał był jak na zdjęciu 08. Dodatkowo w podwoziu dolnym wywierciłem otwór na przeprowadzenie przewodów od serwa do góry ale można ten przewód poprowadzić inaczej. Ja uznałem ten sposób za najlepszy aby nie urwać przewodu w trakcie jazdy.

Zdjęcie 08. Zamontowane serwo do podwozia dolnego – widok od góry. 

Zdjęcie 09. Zamontowane serwo do podwozia dolnego – widok od dołu. 

4.4. Kolejnym krokiem jest przygotowanie  łącznika do kół przednich. Za pomocą śruby, ja wykorzystałem śrubę z nowego serwa, dokręcamy jak na zdjęciu 10 element przełożenia siły z wału serwa, biały element.

Zdjęcie 10. Przygotowany łącznik do kół przednich. 

4.5. Wykorzystując wcześniej przygotowane silniki wkładamy je w odpowiedni sposób do łożysk w dolnym podwoziu. Proponuję ręcznie ustawić wał serwa w środkowej pozycji aby zakres jego ruchu w dwóch kierunkach był taki sam. Wkładamy łącznik kół jak na zdjęciu 11 i zakręcamy śrubkę w wale serwa. 

Zdjęcie 11. Prezentacja  zamocowania poszczególnych elementów do dolnego podwozia. 

4.6. Przyszedł czas na zamontowanie górnego podwozia. Wykorzystałem do tego wydrukowane dystansery 30 mm. Najpierw zamocowałem je w imadle i wyrobiłem gwint wkręcając oraz wykręcając śrubę m3. Montujemy dystansery w otworach najbliżej uchwytu do serwa oraz do przedniego otworu na środku podwozia. Skręcone podwozie wygląda jak na zdjęciu 12.

Zdjęcie  12. Skręcone podwozie pojazdu

4.7. Zaczynamy pracę na górze pojazdu. Za pomocą czystej płytki uniwersalnej zaznaczamy otwory pod wiercenie mocowania płyty głównej. Za pomocą dystanserów montujemy płytę główną. Proponuję wykorzystać czystą płytkę w celu zaizolowania lutów i luźno wiszących przewodów na naszej płycie głównej. Ja u siebie do zamontowania płyty na górze pojazdu wykorzystałem dystansery metalowe ale dołączyłem model dystanserów 20mm do wydrukowania. Całość wygląda jak na zdjęciu 13.

Zdjęcie 13. Prezentacja zamontowania płyty głównej na podwoziu pojazdu

4.8. Przyszedł czas na zamontowanie tylnego serwa. Montujemy je od dołu podwozia górnego. Do uchwytu koła tylnego docinamy uchwyt od serwa i montujemy jak na zdjęciu 14. Musimy jeszcze zamontować łożysko 608 zz do uchwytu koła tylnego oraz do łożyska wkładamy tylne koło i zabezpieczmy je przed wypadnięciem za pomocą zaślepki tylnego koła.

Zdjęcie 14. Tylne serwo

4.9. Montujemy koszyczki na ogniwa. Najpierw sklejamy ze sobą dwa koszyczki tak aby plus i minus były ustawione szeregowo. Mocujemy przewody w odpowiednie miejsca w koszyczkach. Trochę trzeba się namęczyć aby przewody umieścić na swoich miejscach. Ja zdjąłem dużo więcej izolacji z przewodu niż potrzebowałem. Z przodu je zlutowałem aby się nie rozwarstwiały, spłaszczyłem lut w imadle i powoli montowałem na swoje miejsca. Zawsze, jeśli się ma można zamontować gotowy koszyczek na 2 ogniwa, ja w warsztacie nie posiadałem, temu trochę męczyłem się z tymi wydrukowanymi. 

Zdjęcie 15. Koszyczek na ogniwa

Zdjęcie 16. Przygotowane koszyczki do przyklejenia do podwozia górnego. Wykorzystałem dwie warstwy taśmy dwustronnej ponieważ od dołu są główki śrub od płyty głównej. Proponuje taśmę niż klej na gorąco aby można było to ewentualnie odkleić i np. poprawić jeśli zamontujemy za blisko silników i będzie za mały promień skrętu.

Zdjęcie 17. Zamontowane koszyczki do podwozia górnego.

Na koniec zostało nam naciągnięcie opasek na nadgarstek na koła i zamocowanie reszty kół. Koła są lekko większe niż opaski temu pierw proponuję wyrobić je lekko w rękach naciągając, a później zakładać.

5. Pilot RC

Jak przygotować pilot wyjaśniłem w innym poradniku na majsterkowo dot. robota gąsienicowego więc nie będę tutaj tego powielał. LINK DO TEGO PORADNIKA PKT. 5.

6. Wgrywanie oprogramowania

Zakładam że jak posiadamy arduino to wiemy jak wgrać do niego wsad. Program jest tak przygotowany że jeśli zrobiliśmy wszystko ja na schemacie to nie powinniśmy nic w kodzie zmieniać. Podłączamy płytkę arduino nano i wgrywamy to co znajduje się w załączniku “program modliszka”. Podłączamy arduino uno i wgrywamy to co znajduje się w załączniku “program pilota”. 

7. Konfiguracja kierunku obrotów silników

Oczywiście możemy w programie ustawić kierunek obrotów silników zmieniając numery pinów z zmiennych M1A,M1B,M2A,M2B ale można to też zrobić za pomocą przewodów. Metodą prób i błędów podłączamy przewody od silników do wejść na płycie głównej, zdjęcie 4, pamiętając że silniki nie mają biegunowości i możemy je dowolnie podłączać ale zawsze parami. Podłączamy w takich kombinacjach aby ruszając joystickiem pilota przód był przodem, tył był tyłem itd.

8. Podsumowanie

Pojazd jest rozwojowy ja z czasem dołożę czujnik wykrywania przeszkody na górnym serwie i zrobię trzy opcje jazdy: manualna, autonomiczna, manualna z omijaniem przeszkód. Jest też miejsce na zamontowanie małej kamery FPV. 

Na portalu YouTube opublikowałem film prezentujący jazdę pojazdu. Pojazd mojemu 4 letniemu synowi bardzo przypadł do gustu. Bardzo podoba mu się to że pojazd może obracać się prawie w miejscu i porusza tylnym kołem. Od kilku dni jest cały czas eksploatowany.

Na moim kanale znajdziecie też filmy z archiwum streamów. Tego robota składałem częściowo na żywo. Widać  etapy różnych prac i proces ewaluowania projektu.

Tak o to wygląda skończony projekt :)

Pliki załączone do artykułu:

Ocena: 5/5 (głosów: 12)

Podobne posty

9 komentarzy do “Pojazd 3 kołowy – zdalnie sterowany”

Odpowiedz

anuluj

Masz uwagi?