海龟机器人DIY图解

第1步：零件

DFRobot提供了主要组件。以下是我们正在使用的：

1 ea。，Bluno M0主板，SKU：DFR0416或常规Arduino Uno

1 ea。，双双极步进电机护罩Arduino（DRV8825），SKU：DRI0023

2 ea。，混合式步进电机，SKU：FIT0278

1 ea。，5mm橡胶轮耦合套件（对），SKU：FIT0387

1 ea。，9G伺服SKU：SER0006

对于电源，我打算使用18650锂电池，所以我买了：

3 ea。，EBL 18650电池3.7V

1 ea。，KINDEN 18650智能电池充电器

3 ea。，18650电池座

我还使用了一些不同的硬件：

2 ea。，Buna-N Rubber＃343 O-Ring（3/16“x 3-3/4”ID）

1 ea。，1“低碳钢球轴承

10 ea。，M3x6MM盘头螺钉

2 ea。，M3x8MM盘头螺钉

4 ea。，M3x6MM平头螺钉

14 ea。，M3螺母

4 ea。，＃2 x 1/4螺纹成型螺钉

我们还需要一种创造性的方式来分享Motor Shield和Arduino之间的电池电量似乎没有适应性。我使用了一个死电源的2.1毫米x 5毫米枪管插孔，或类似的东西。

工具：

菲利普斯螺丝刀

剥线钳

热胶枪（可选）

烙铁和焊料

其中最重要的是：

耐心

持久性

积极态度

第2步：3D部件

我决定尝试在FreeCad中为这个机器人设计所有3D以帮助我学习。我需要做的就是传输伺服和笔排列的尺寸，然后将其余部分调整到适合更大的步进器。

更大的轮子为电池提供间隙。

更厚的底盘为增加重量提供强度。

较大的脚轮与升高的甲板高度相匹配。

模块化，便于测试和定制。

以下是您需要的部分。所有文件都位于https://www.thingiverse.com/thing:2976527

1 ea。，chassis

1 ea。，top strut

2 ea。，wheel

1 ea。，barrel

1 ea。，伺服支架

第3步：机箱组件第1部分

首先在机箱支架中插入M3螺母。它们既可以压入，也可以用M3螺丝拉入。

使用M3螺钉安装步进电机，电气连接器朝向后（较短）端。

使用平头螺钉安装电池座。

步骤4：机箱装配第2部分

用M3螺钉和螺母将枪管，顶部件和伺服器安装在一起。

用M3螺丝将组合顶部件安装到踏步机上。

将钢轴承插入脚轮支架，必要时用吹风机加热，使其软化。

使用M3螺丝将脚轮安装到车身上。

步骤5：车轮装配

由于轴为5 mm并且轮毂（声称为适用于5毫米）实际上是6毫米。在夹紧螺钉上使用足够的扭矩可能会将它们剥离，因此我首先使用一对副夹具来关闭公差。

调整公差后，在步进轴上滑动轮毂并拧紧夹紧螺钉。

将3D滚轮放在轮毂上，插入大螺栓，然后拧紧。

将O形圈放在轮毂上。

确保车轮旋转时没有摆动。必要时调整。

步骤6：接线

让我们取消电源，以便测试步进器。我们需要：

步进屏蔽需要8到35V才能运行步进电机。

步进电机的额定电压为3.4V，但通常由12V驱动。

Bluno（Arduino）建议输入电压为7 - 12V，或者可以通过5V USB直接供电。

锂电池单元具有标称电压3.7V。如果我们将三个串联，那么我们可以得到3 x 3.7V = 11.1 V和大约3 x 3000 mAh = 9000 mAh。 Bluno可能仅吸收20 mA电流，因此大部分漏极将来自步进电机，根据负载情况，它可能会达到一个或更高的电流。这应该给我们几个小时的运行时间。

为了测试，你可以为屏蔽提供12V稳压，为Arduino提供5V USB。将电池同时连接到电源可能更容易。

按照图纸并联焊接电池座。

使用＃2螺纹成型螺钉安装Arduino。

将电机护罩放在Arduino顶部

剥去已打捞的2.1 mm x 5 mm插孔线，并将它们与电池线一起拧紧：

白色条纹用红色电池引线扭转。

将红色引线插入VCC，黑色引线插入电机屏蔽层的GND。

步骤7：踩踏步进器

I有一点麻烦，拼凑足够的信息来运行，所以希望这将有助于其他人。您需要的关键文件是https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/Stepper_Motor_Shield_For_Arduino（DRV8825）_SKU:DRI0023

将步进电线和电源连接到屏蔽：

2B Blue

2A Red

1A Black

1B Grenn

提供示例草图对我有用，但不太有启发性。我们需要控制速度和旋转，以及在不使用时释放步进电机以节省电力。

我在http://bildr.org/2011/06/easydriver找到了一个修改过的例子/具有辅助功能。它一次只驱动一个步进器，但会给你信心，我们正走在正确的轨道上。我们稍后会写一些更复杂的代码。

步骤8：伺服

伺服用于升降用于绘图的笔。

将手臂放在轮毂上，逆时针轻轻转动步进机，向下看，直至到达止挡位置。

取下手臂并将其朝左（这将是向下位置）。

插入小螺纹成型螺钉并拧紧。

将伺服器插入安装座，使轮毂端朝上，并使用两个较大的螺纹固定螺钉进行连接。

步骤9：校准

由于装配和对齐方式的不同，必须对机器人进行校准，以便能够移动精确的距离和角度。

从橡胶O形圈的外边缘测量车轮直径。

从机器人底部的O形圈中心测量轴距（它将与地板接触）。

下载附带的校准草图

输入您的测量参数。

上传草图。.

准备笔：

取下盖子，从笔尖侧滑动笔圈。

将笔插入支架，伺服臂笔直向上。

确保笔在此位置不接触纸张。

如果笔在轴上绑定，请使用锉刀去除任何粗糙度并增加孔径。

画一个正方形：

将电源开关滑动到“开”。

等待几秒钟以启动引导加载程序。

机器人完成第一个方格后，取下笔并关闭机器人。

首先调整 wheel_dia 参数。测量正方形边长。它应为100 mm：

如果测量的距离太长，请增加 wheel_dia 。

如果测量的距离太短，请减少 wheel_dia 。

进行距离校准后，调整 wheel_base 参数，该参数会影响转弯角度。将机器人放在一张新纸上，打开它，让它绘制所有四个方块：

如果机器人转得太厉害（盒子顺时针旋转），减少 wheel_base 价值。

如果机器人没有足够快地转动（盒子逆时针旋转），请增加 wheel_base 值。

由于步进代码中的舍入错误和廉价步进器的齿轮中的斜率，你永远不会完美，所以不要花太多精力。

步骤10：绘图

时间做一些绘图！下载附加的草图，为您提供一个开始。

第11步：现在什么？课程！

它可以工作并绘制漂亮的方块。现在好玩的开始了。

以下是学习龟图的几个资源。

https://blockly-games.appspot.com/（块编程）

TinyTurtle教程（ JavaScript）

来自代码小时的Anna和Elsa的代码

我还发布了一个关于使用龟机器人这些在线资源与Turtle Robot的Instructable。通常，可以在校准草图中粘贴和运行任何Turtle JavaScript代码。您可以先在计算机上在线测试输出，然后将其上传到您的乌龟，以便在现实生活中进行绘制！

对于学生，这里有几个项目提示：

编程你的机器人写下你的名字！

从模板中设计和3D打印TinkerCad中的铭牌。它可以安装在伺服电机下方。

给你的机器人一些个性化的热胶和金光闪闪。 （只要保持车轮和眼睛没有障碍物）。

从OSTR_eyes草图中，设计并测试算法以导航房间。当一只眼睛发现某事时你会怎么做。双眼？你能加入Arduino的random（）函数吗？

在地板上的一张大纸上构建迷宫，并对机器人进行编程以便在其中进行导航。

构建带墙的迷宫并设计算法以自动导航。

LED之间的按钮尚未投入使用，并连接到Arduino引脚“A3”。它可以用于什么？用它来打开和关闭LED开始。

如果您没有执行“固件（FW）：测试和闪烁”步骤的调查部分，请返回并给它一个试试。

第12步：但等等，还有更多！

如果你有的话一直在关注，你注意到桶是方形的。通过一些奇怪的宇宙巧合，柔和的艺术家粉笔与Crayola标记的直径相同。我们所需要的是一种给粉笔施加足够压力的方法，我们是一位人行道艺术家。

你将需要：

3D打印桶和ram

粉笔，无论是柔和的方形艺术家粉笔还是小圆粉笔（不是胖人行道的东西）。

3/4“垫圈重量。

步骤：

打印出两个附件。

拆下伺服和伺服支架。

安装方形进料桶。

将粉笔磨到近点。

将粉笔放入桶中。

将柱塞放入桶中。

将垫圈重量放在柱塞上。