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| 本文作者： 大壯旅 | 2015-11-27 16:21 |
編者注：該作品是一位創(chuàng)客在南佛羅里達(dá)大學(xué)Makecourse項(xiàng)目上的作品，如果有興趣，可以參閱該項(xiàng)目的官網(wǎng)www.makecourse.com。
在這篇文章中，我會(huì)列出制作探測車的必要步驟供大家參考，如STL文件，組裝，控制系統(tǒng)和編程等。從這件作品中我學(xué)到了很多珍貴的經(jīng)驗(yàn)，畢竟其中許多東西我都是第一次接觸。另外提醒一點(diǎn)，這個(gè)作品在某些工序上挺費(fèi)力的，比如焊接，纏線和連接器，請(qǐng)做好心理準(zhǔn)備。此外，在對(duì)連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的改裝過程中，任何微小的失誤都有可能毀掉一切，所以，手千萬別抖。
電子元器件：
· 一塊Arduino Uno開發(fā)板。
· 一臺(tái)DROC穩(wěn)壓器。
· 一塊Hobbymate 11.1 3s 1300毫安鋰電池。
· 一塊電路板。
· 5個(gè)T插連接器。
· 一個(gè)5/16英寸的木銷釘。
· 一臺(tái)紅外接收機(jī)。
· 一臺(tái)紅外遙控器。
· 一個(gè)開關(guān)。
· 8臺(tái)液冷伺服器。
· 9臺(tái)MG90S伺服器。
· 一臺(tái)HC SRO4超聲波傳感器。
· 一顆紅色LED。
· 一顆綠色LED。
· 8塊22k歐姆的電阻器。
· 2塊220歐姆的電阻器。
· 2個(gè)螺栓。
· 2個(gè)尼龍的防松螺帽。
· 6個(gè)#2螺絲。
· 4個(gè)束線帶。
· 一些絕緣皮。
工具：
· 烙鐵
· 無鉛钖線
· 剪線鉗
· 小號(hào)的螺絲起子
附件：
· 膠水
· 模型顏料
· 貼花
· 鋁箔
· 黑色的橡膠噴漆
此外，你還要改裝出四個(gè)連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)。具體教程請(qǐng)參考下面的鏈接：
http://todbot.com/blog/2009/04/11/tiny-servos-as-continuous-rotation-gearmotors/comment-page-3/
探測車的主要部件大部分都是由3D打印機(jī)制作完成的，你只需下載下面的STL文件就可以搞定這些部件。部件打印完成后我們需要將剛剛改裝好的4個(gè)連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)連接到驅(qū)動(dòng)輪和驅(qū)動(dòng)倉上。在探測車的三組車輪中，中間的一組是可以自由旋轉(zhuǎn)的。我們之前準(zhǔn)備的黑色絕緣皮則是為了隱藏從驅(qū)動(dòng)倉中伸出的線纜，解決好線纜問題后請(qǐng)用束線帶將其固定在驅(qū)動(dòng)倉后部。隨后我們要打磨下5/16英寸的木銷釘，以便將主機(jī)械臂和中央差速系統(tǒng)連接起來。另外，驅(qū)動(dòng)輪上要噴涂橡膠漆以增強(qiáng)其抓地力。由于零配件在生產(chǎn)過程中存在公差，所以整個(gè)裝配過程中，對(duì)零配件的再打磨不可避免。整個(gè)裝配過程還是比較簡單易懂的，你只需按照上面的3D圖來一步步完成就好。為了提高逼格，我還給它噴了漆，加了鋁箔并貼上了些NASA的標(biāo)志。
想搞定控制系統(tǒng)我們就要先搞定那塊1300毫安的鋰電池。這塊電池對(duì)探測車來說有些過去強(qiáng)悍了，不過我能搞定它。我將它連上了準(zhǔn)備好的穩(wěn)壓器，這樣就能穩(wěn)定輸出5.08V的電壓了。其實(shí)原本電壓應(yīng)設(shè)定為6.71V，這樣就能為Arduino開發(fā)板提供穩(wěn)定的5V電壓，但這樣伺服電機(jī)就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)了，所以我只好將電壓降到5.08V來解決這個(gè)問題。電流通過穩(wěn)壓器后，就會(huì)被傳送到PCB板上，隨后便會(huì)被分配到Arduino開發(fā)板和其他部件上。因?yàn)榧t外接收器，LED燈和超聲波傳感器等部件都會(huì)被安裝在探測車頂部的艙室內(nèi)，所以你需要再PCB板上加幾個(gè)焊點(diǎn)，以保證電流能順利傳輸?shù)矫總€(gè)部件中。
上圖是電路和電子元器件的分解圖。組裝完成后，每個(gè)零部件都能從配電板得到合適的電壓，Arduino開發(fā)板也能及時(shí)的將命令傳遞給它們。在裝配過程中我發(fā)現(xiàn)T插連接器很好用，我可以隨時(shí)斷掉某些零部件的電源并對(duì)其進(jìn)行更換。
注意：電路圖中的pin接口配置無法支持我們所用的Arduino Sketch。所以裝配前請(qǐng)閱讀相關(guān)指導(dǎo)對(duì)接口進(jìn)行調(diào)整，以免出錯(cuò)。
該項(xiàng)目中的Sketch一共要用到兩個(gè)庫，一個(gè)為伺服器提供支持，另一個(gè)則用于支持紅外接收器。伺服器所用的庫已經(jīng)包含在Arduino IDE中了，紅外接收器的你可以直接下載下面的壓縮包。此外，你還要注意連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的停止位置，由于電阻的精度不夠，所以會(huì)對(duì)電機(jī)的動(dòng)作有一定的影響。據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)來看，這個(gè)部分一般都是要做微調(diào)的。舉例來說，我的是個(gè)伺服電機(jī)就有著不同的停止值，分別為89,88,66,69。而從理論上來講，這個(gè)值最好都是90。至于紅外遙控器，可選的范圍比較廣，不過要提醒的一點(diǎn)是，你的紅外遙控器控制按鈕的設(shè)定值可跟Arduino Sketch的不一樣。如果你還是不太明白，下面鏈接中的視頻可以解開你的許多疑問：
搞定了上面的各項(xiàng)工作后，探測器就可以正常工作了。初始化之后，探測器的超聲波傳感器就開始掃描了。然后，你就可以控制它前進(jìn)后退和轉(zhuǎn)彎了。如果探測器離某物體過近，紅色的LED就會(huì)閃爍，蜂鳴片也會(huì)同時(shí)嘶鳴起來。
好啦，盡情享受DIY探測車的樂趣吧。
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