Spremenjena divja stvar - krmiljenje z igralno palico - novo in izboljšano: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Posodobitev 1. 8. 2019: Dve leti po zaključku tega projekta sem zasnoval in izdelal več vezij, ki olajšajo pretvorbo teh invalidskih vozičkov. Prvo vezje je skoraj enako kot protokolarna plošča po meri, spajkana zgoraj, namesto tega je profesionalno izdelana plošča, ki uporablja Arduino Nano. Obstaja tudi nadomestna zamenjava za prvotno nadzorno ploščo za zaloge (ima vgrajeno vezje gonilnika motorja), pa tudi ploščo, ki se priključi na nadzorno ploščo za zaloge in posnema njene igralne palice, s čimer je njihova uporaba veliko lažja. Tu so vse informacije za te plošče: https://github.com/willemcvu/Bumblebee-dual-motor-… Če želite eno od teh plošč, se obrnite na mene prek mojega bloga in od tam lahko gremo: https:/ /willemhillier.wordpress.com/contact-me/

Ta priročnik je napisal Willem Hillier, učenec srednje šole Union Champlain Valley Union v Hinesburgu, VT. Ta projekt je bil zaključen znotraj in zunaj tečajev oblikovalske tehnologije in inženirske robotike, ki jih je vodil Olaf Verdonk.

Konec marca 2017 se je lokalni fizioterapevt obrnil na srednjo šolo in nas vprašal, ali bi lahko spremenili Fisher Price Wild Thing na enkratno uporabo krmilne palice, in sicer po tem navodilu: https://www.instructables.com/id/ Divja stvar-sprememba/

Vzeli smo ta navodila in izboljšali zasnovo, kjer smo lahko. Področja, na katerih smo se izboljšali, so:

• Montaža/ožičenje elektronike
• Koda
• Nosilec igralne palice in krmilne palice
• PVC montažni sistem
• Naslonjalo, vzglavnik in druge podporne konstrukcije
• Kolesce

Pri izdelavi nismo uporabili sonarnega senzorja in piezo -piska, kot je to storil original.

Na zadnji dan gradnje, ko smo opremili zadnje podporne konstrukcije in dekletu predstavili projekt, je bil prisoten lokalni tisk. Posneli so in intervjuvali več ljudi, videoposnetek pa je bil objavljen v lokalnih novicah in na številnih nacionalnih mestih.

Ta navodila niso celovita, kot je prvotni Instructable, temveč so "dodatek", ki obravnava samo področja, ki smo jih spremenili.

Opravičujemo se za fotografije pod nominalno vrednostjo v tem navodilu. Med tem projektom sem imel iPhone 5 in nima najboljše kamere …

OPOZORILO: Srednja šola Champlain Valley Union ali katero koli drugo, če njeni učenci, učitelji in osebje niso odgovorni za kakršne koli poškodbe katere koli osebe ali poškodbe katerega koli predmeta, vključno z avtomobilom, nastale zaradi sprememb. Vse vrste sprememb bodo razveljavile tudi garancijo proizvajalca avtomobila

1. korak: Deli in potrebščine

Čeprav je večinoma enak originalnemu seznamu delov Instructable, obstaja nekaj razlik.

Mnoge od teh delov lahko kupite lokalno v podjetju Home Depot, Lowe's ali vaši lokalni trgovini s strojno opremo. Vse cene so navedene ob objavi.

PVC okvir:

• 3/4 "PVC cev
• Matice, vijaki in podložke za navojne vijake
• 90 -stopinjski PVC komolci - x4
• 30 -stopinjski PVC komolci - x2

Približni stroški okvirjanja: 30-40 USD

Elektronika:

• Adafruit Pro Trinket - 5V 16MHz

  • Uporablja se za vnos vhodov iz krmilne palice in ustrezno krmiljenje motorjev
  • https://www.adafruit.com/products/2000
  • $9.95
• Igralna palica
  • Vsaka dvoosna analogna krmilna palica bo delovala - uporabite tisto, ki fizično najbolje deluje za vašo aplikacijo.
  • https://amzn.to/2sejh4q9.99Power

• Razdelilno vodilo (x2)

  • Uporablja se za distribucijo energije in poenostavitev ožičenja
  • https://www.adafruit.com/product/737
  • 1,95 USD 2

• Trim potenciometer

  • Uporablja se za nadzor hitrosti avtomobila.
  • https://www.adafruit.com/product/356
  • $4.50

• Perfboard

  • Uporablja se za spajkanje druge elektronike. Deluje kot vezje za elektroniko krmilnika.
  • https://www.adafruit.com/product/1609
  • $4.50

• Moške glave

  • Uporablja se za izdelavo vtičev za druge komponente
  • https://www.adafruit.com/product/2671
  • $2.95

• Ženske glave

  • Uporablja se za drugi konec - to bomo pritrdili na kabel krmilne ročice, da se lahko priklopi na našo nadzorno ploščo.
  • https://www.adafruit.com/product/598
  • $2.95

• Krmilniki motorja (x2)

  • Uporabite lahko kateri koli krmilnik motorja 12 V PWM z možnostjo vzvratne vožnje, čeprav smo to uporabili in so odlični (čeprav nekoliko dragi).
  • 45,00 USD x 2
  • https://www.revrobotics.com/spark/

• Kondenzatorji (x2)

  • Izravna napetost, ko porabite veliko energije (npr. Hitro pospešite).
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472M
  • 1,37 USD x 2

• Stikalo za vklop

  • Uporablja se za vklop/izklop avtomobila
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Si
  • $3.42

• Nosilec varovalk

  • https://amzn.to/2seAlYf
  • $2.98
• 20A avtomobilska varovalka

  Te lahko zelo poceni kupite lokalno

• Katera koli težka žica
  • Uporablja se za električno napeljavo
  • Lahko ga enostavno kupite lokalno

• Majhen 4 ali več polni kabel

  • Uporablja se kot kabel krmilne palice
  • USB kabli dobro delujejo

• Obročaste sponke

  Te lahko kupite lokalno

• Izbirno: nadgrajena baterija
  • Omogoča vam približno dvakratnejši čas delovanja akumulatorja
  • https://amzn.to/2ssMjPV
  • $33.11

• Powerpole priključki

  • Za enostavno odstranitev baterije in enostavno polnjenje
  • https://amzn.to/2sDocOY
  • $12.95

Skupni stroški elektronike: 190,69 USD

Skupni ocenjeni stroški spremembe: 200-300 USD

2. korak: Montaža/ožičenje elektronike

Namesto da bi vse potrebne žice spajkali neposredno na Adafruit Trinket Pro, sem se odločil za izdelavo tiskanega vezja, na katerem so bile prekinjene vse potrebne povezave.

Uporabil sem perfboard in spajkal ženske glave za Trinket Pro. Za napajanje, servo in krmilno palico sem uporabil moške glave. Potenciometer za hitrost je spajen neposredno na to krmilno ploščo, v nasprotju s prvotno zasnovo, kjer je bil potenciometer za nastavitev hitrosti zunaj nadzorne plošče. Ta je bistveno bolj zanesljiv (v nasprotju s priključkom) in je enostavnejši za izdelavo.

Poleg tega obstajata dve stikali, ki nadzorujeta, katera glava krmilne palice je aktivna. Eno stikalo preklopi signal osi x med glavo, drugo pa signal osi y. Vsaka glava je ožičena "nasproti" druge - npr. ozemljitev in VCC sta v položaju iz druge glave. To omogoča preklapljanje krmilne palice med levo in desno roko, tako da preprosto preklopite glavo krmilne palice in obrnete dve stikali, brez ponovnega programiranja krmilnika.

3. korak: Koda

Ko sem preizkusil prvotno kodo, sem ugotovil, da je zelo zaostala. Po nekaj raziskavah/testiranjih je bilo ugotovljeno, da je s kodo sonarja krmilna zanka delovala zelo počasi, ko ni bil priključen senzor sonarja. To je bilo zato, ker bi Arduino poslal "ping" senzorju sonarja in čakal na čas, da od sonarnega senzorja prejme "ping". Ko ni priključenega sonarnega senzorja, nikoli ne dobi nazaj pinga, ampak počaka nekaj časa, da ga prejme, preden se končno izteče.

Po odstranitvi te kode in druge nepotrebne kode (posebej kode, namenjene upravljanju avtomobila s servo krmiljenjem), je tekla precej dobro.

4. korak: Igralna palica in palica za krmiljenje

Prvotna zasnova je uporabljala standardno 2-osno potenciometrično krmilno palico z daljinskega upravljalnika za letalo itd. Čeprav ta dela pogosto niso posebej kakovostna, poleg tega pa ročaj ni idealen, saj je narejen za uporabo z en sam palec. Za lažjo uporabo smo se odločili za uporabo 2-osne krmilne palice s krogličnim ročajem. Oblikoval sem in 3D natisnil nosilec za igralno palico. Skupaj je šel skozi štiri revizije tiskanja, preden je bil zadovoljiv.

Pri namestitvi krmilne palice je treba opozoriti na več stvari:

• Za pritrditev na 1 "PVC uporablja dva vijaka skozi luknjo. Da bi določili natančno velikost, potrebno za to, smo natisnili komplet" preskusnih obročev "z nekoliko drugačnimi notranjimi premeri (glej zgornjo fotografijo).
• Ta datoteka potrebuje podporo za najboljše tiskanje - natisnil sem jo na Ultimaker 3. Predvidevam, da se lahko natisne na stran, vendar verjetno ne bi izpadla zelo dobro. Priložil sem tudi model, ki ne potrebuje podpore.
• Notranjost je izrezana v obliki črke U, ki omogoča, da kabel gre med izhodno luknjo in drugim potenciometrom.
• Moj dizajn uporablja lasersko izrezan akrilni zgornji pokrov, ki bi ga lahko enostavno namesto tega natisnili v 3D

5. korak: PVC montažni sistem

Tako kot prvotno zasnovo smo za izdelavo okvirja okoli vozila uporabili PVC. Ta okvir zagotavlja večjo zaščito za uporabnika in priročne pritrdilne točke za druge dele, kot sta krmilna palica in vzglavnik.

Za pritrditev PVC okvirja na obstoječi okvir smo na štirih točkah uporabili prečne vijake (glej zgornjo sliko; pritrdilne točke so obkrožene z rdečo barvo).

6. korak: Naslon za hrbet, naslon za glavo in druge podporne konstrukcije

Glede na to, da gradimo invalidski voziček, je podporna struktura in ergonomija izdelka zelo pomembna. Obstajala so tri področja, ki so se drastično izboljšala od prvotne Wild Thing.

1. Naslonjalo

Uporabili smo penasto podlago z dvema trikotnikoma lesenima zagozdoma med prvotnim sedežem, tako da je bil naslon bolj strm. Za pritrditev celotne nastavitve so bili uporabljeni dvižni vijaki.

2. Stranske podporne strukture prtljažnika

Uporabili smo kos pločevine, pritrjen na zadnji oranžni okvir, ki je ovit ob straneh pasu uporabnika. Pena je bila ovita okoli "konic" tega kovinskega kosa. Oglejte si fotografije.

3. Naslon za glavo

Naslonjalo za ročico je dobro v smislu podpore za hrbet, vendar v našem primeru ni bilo dovolj visoko, da bi podpiralo glavo uporabnika. Zaradi tega so dodali vzglavnik. Vzglavnik smo z uporabnikovega (ročnega) invalidskega vozička odstranili in ga preprosto pritrdili na desko.

7. korak: kolesce

Prvotno kolesce in njegova nosilna konstrukcija sta bili plastični, imeli sta preveč igre in se sploh nista dobro valjali. (glejte zgornjo fotografijo za razstavljen pogled). Odločili smo se, da to kolesce zamenjamo z vrtljivim gumijastim kolesom, namenjenim za uporabo na dnu vozičkov itd.

Oblikoval sem dve plošči v Fusion 260, ki se prilegata zgornjemu in spodnjemu delu plastičnega vrtljivega pesta na zadnjem delu vozila (glej fotografijo). Te plošče so bile izrezane na CNC plazemskem rezalniku. V vsako luknjo na teh ploščah je bil privarjen majhen kos jeklene cevi. Vijaki so šli skozi zgornjo ploščo, spodnjo ploščo in nato luknje v montažni plošči na kolescu.

Hvala, ker ste prebrali to navodilo in zanj glasujte na natečaju PVC in naredite premikanje!

Prva nagrada na tekmovanju Make it Move 2017