BrickPi - Радужный единорог: 15 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Введите время обучения Covid и Shelter-in-Place, а не летнего лагеря (лучшая часть учебного года!). У меня есть Пятничный Lego «Клуб», в котором в основном участвуют 8-10-летние мальчики. Поскольку этот клуб возникает после школы после того, как эти дети проводят в школе / после школы 50 часов в неделю, проекты Lego должны быть довольно простыми, и многие проекты, которые я могу найти в Интернете, имеют ОГРОМНЫЙ потенциал, но ничто из того, что большинство детей не могло проработать. Поскольку я всегда занят, у меня никогда не было времени просто поиграть с этими проектами Lego… но этим летом все было по-другому. Я нашла на DIYWalkers.com этих Trotbots, которые удивительно похожи на скачущую лошадь! Добавьте сюда Конкурс радуги, и, конечно же, это должен быть радужный единорог!

Часть рога единорога стала возможной благодаря BrickPi от Dexter Industries. BrickPi сочетает в себе «шляпу», совместимую с Lego Mindstorm, и Raspberry Pi, так что вы можете подключить двигатели и датчики Lego и создать робота. Вы также можете использовать Scratch (и Python) для программирования своего робота, что является большим плюсом для детей. Я пытался создать для своих детей набор планов сборки, которые можно было бы использовать с BrickPi, аналогично инструкциям на NXTPrograms.com.

Рог радужного единорога использует контакты GPIO, которые проходят от Raspberry Pi до Brick Pi. У меня были проблемы с одним из проходных штифтов, Николь из Dexter Industries ТАК помогла! Так родился Радужный Единорог. (Я могу попробовать сделать Пегаса Радужного Единорога!)

Запасы

Базовый набор LEGO MINDSTORMS Education NXT (9797)

Набор учебных материалов LEGO MINDSTORMS (9695)

Дополнительный ультразвуковой датчик Lego Mindstorms

Или:

• Brickpi Starter Kit, который включает в себя Rasberry Pi, датчик температуры, влажности и давления, хотя вам может потребоваться приобрести больше кабелей для работы только с RPi.
• ИЛИ

• Базовый комплект BrickPi3 PLUS

  Raspberry Pi 3 или лучше и все его кабели

• Убедитесь, что у вас есть 8 аккумуляторных батарей, входящих в комплект BrickPi. Я не уверен, что вы можете заменить его на Amazon

КОРОТКИЕ радиаторы, по 1, примерно 1/2 дюйма и 1/4 дюйма (могут быть включены в ссылку RPi выше) Они ДОЛЖНЫ быть более короткими, иначе они будут мешать работе BrickPi.

HDMI монитор

Беспроводная мини-клавиатура и сенсорная панель

Анодный светодиод RGB

4 провода-перемычки - я использовал 4, отрезал один конец и использовал только женский конец, припаял другой

Стойки M2 - я использовал 7 стоек 15 мм с соответствующими гайками и винтами.

Очистители труб или что-то еще, чтобы сделать гриву и хвост

Роторная дрель

Приятно иметь

Полноразмерная клавиатура и мышь - НАМНОГО проще программировать

Универсальный адаптер переменного тока - для экономии батарей, необходимых для программирования вашего грузовика

Блестящий лак для ногтей!

Шаг 1. Настройте BrickPi с Raspberry Pi

После базовой настройки я отправлю вас на веб-сайты, которые описывают их настройку, потому что они намного яснее, чем я мог бы сделать, а также просто избыточны.

Примечание. Чтобы запустить BrickPi, вам нужно будет использовать образ Raspian для роботов, который есть на их сайте, поэтому вам либо понадобится отдельная SD-карта минимум 8 ГБ, либо в какой-то момент вам придется писать поверх карты raspberry pi. Итак, прежде чем устанавливать Raspian на SD-карту, как описано в разделе «Базовая установка Raspberry Pi» ниже, вы можете установить Raspian для роботов на свою SD-карту. Это более старая версия Raspian, чем та, что представлена на веб-сайте raspberrypi.org, но большая часть функциональных возможностей там есть. Тогда просто пропустите загрузочную часть Raspian в настройке Basic RPi.

Базовая настройка Raspberry Pi согласно raspberrypi.org.

Прежде чем мы перейдем к настройке BrickPi, нам нужно добавить некоторые вещи, которые нам понадобятся, потому что BrickPi закрывает RPi, и вы не можете добраться до него, не разбирая его.

Радиаторы RPi не поставляется с установленными радиаторами. Изображение слева показывает без радиаторов, а изображение справа показывает, где разместить радиаторы.

Шаг 2: Настройка Brick Pi и примечания к контактам GPIO

Базовая настройка BrickPi для дальнейшего использования, если вы выберете!

Примечание: если вы собираетесь использовать BrickPi как есть, я предлагаю поместить его в прозрачный пластиковый корпус, который идет в комплекте. Я не совсем доволен этим футляром, так как это не очень весело, и его непросто прикрепить к роботу, поскольку отверстия сделаны не совсем правильно: они не сужаются, как отверстия для балок lego. Но это действительно работает, и это защитит. Однако для этого проекта мы собираемся использовать кейсы Lego, сделанные для RPi и модифицированные. Мы сделаем это на следующем шаге.

Краткое изложение использования заголовка см. На форуме Dexter Industries Forum, на котором можно использовать контакты GPIO.

Я поместил свои обряды в pdf-файл Useable BrickPi GPIO pins, прикрепленный к этому руководству.

Шаг 3. Добавьте 14-контактный прямоугольный женский заголовок 2x7 (необязательно) и BrickPi

Контакты на Raspberry PI под платой Brickpi, которые не используются, можно использовать для других целей, но они расположены так близко к верхней плате, что вставлять соединительные кабели сложно. Я использовал прямоугольный женский заголовок 2x7, чтобы сделать их доступными. В этом проекте я не использовал этот заголовок. Я использовал только верхние заголовки на плате BrickPi, как вы увидите в следующих разделах.

Но ВСЕ эти заголовки доступны для использования, в отличие от верхних заголовков на плате BrickPi, некоторые из которых полностью запрещены, а некоторые используются только в определенное время. Есть три вещи, о которых нужно позаботиться: Заголовки под прямым углом 2x7, которые я обнаружил, слишком велики, чтобы соответствовать заголовку BrickPi. Мне пришлось использовать мой вращающийся инструмент с шлифовальной лентой, чтобы отшлифовать его до нужного размера, см. Первое изображение. Он был ОЧЕНЬ тугим - о чем свидетельствует тот факт, что металлические зубцы просвечивают. (2-е фото). При достаточном измельчении подойдет заголовок BrickPi (3-е изображение). Кроме того, как вы можете видеть из 3-го изображения, порт S2 находится непосредственно над прямоугольными контактами 2x7. Не позволяйте металлическим контактам касаться металлических частей порта. Если вы полностью нажмете на контакты 2x7 вниз, USB-порты удерживают плату BrickPi достаточно высоко, чтобы контакты не касались металлических предметов, но я все равно наклеил изоленту. Не знаю, как долго это продлится. Наконец, разъемы, моторные и сенсорные порты сохраняют интервал BrickPi - RPi с трех сторон, но, учитывая мою целевую аудиторию (8-летние мальчики), я добавил стойку в углу справа от SD-карты. (4-е изображение)

Шаг 4. Поместите BrickPi в корпус Lego

Я купил этот футляр Lego желтого цвета. Его нижняя часть прекрасно подошла, а мне пришлось отрезать верхнюю часть с помощью дрели, чтобы можно было использовать порты BrickPi. Мне нравится этот желтый футляр, потому что он надежно удерживает Brick Pi.

Вставляю RPi в нижнюю часть корпуса. Это было хорошо и уютно. Теперь нам нужно отрезать часть корпуса, чтобы в него можно было вставить BrickPi. Сдвиньте сторону, которая должна закрывать порты USB, над портами двигателя BrickPi и посмотрите на другой конец. Отметьте место, где вы сделаете разрез на вилке. Затем разрежьте. Теперь вам нужно разметить и обрезать каждую из сторон:

• через контакты GPIO и порты на той стороне
• через 2 моторных порта над USB-портами
• над оставшимися портами на последней стороне.

Наконец, нам нужно разметить и просверлить отверстия для стоек M2.

Вы также можете пометить порты, чтобы знать, какие из них есть!

Шаг 5: Создайте свое творение из Lego

Чтобы создать своего BrickPi Unicorn, я использовал большую часть инструкций для Hexapot Trotbot, как показано на www.diywalkers.com. Этот сайт стоит просмотреть. Их ходунки УДИВИТЕЛЬНЫЕ!

Я изменил некоторые инструкции по использованию с моими детьми, чтобы не использовать металлические стержни, которых, конечно же, нет в моих наборах Lego. Я дам вам исходные ссылки, но включу в это руководство PDF-файл с описанием шагов, которые я предпринял.

Шаг 6: торс и мотор

Как было сказано выше, я использовал сборку Hexabot Trotbot. Общие инструкции см. В TorsoSides.pdf. Вы должны сделать две стороны туловища, зеркально отображать друг друга. Шатуны показаны в файле CranksForLegs.pdf. Hexapod Walker, который мы копируем, имеет только одну раму туловища и использует другой двигатель, но A) я не хотел, чтобы единорог был таким широким и B) (и давайте будем честны: это настоящая причина) у меня не было ни одного этих двигателей.

Примечание: у меня было ограниченное количество лучей, многие из моих лучей все еще находятся в школе на роботах, созданных детьми, и их не убирают из-за быстрого закрытия школ, и, несмотря на 5 образовательных комплектов NXT, в этой сборке используется МНОГО лучей.. Кроме того, балки без шипов, которых требует инструкция Trotbot, в основном серые. Мои цветные балки - это старые балки с шипами. Так что я использовал в основном шипованные балки, как можно больше цветов для эффекта «радуги», за исключением тех случаев, когда посадка была настолько близкой, что мне приходилось использовать шипы без шипов. На изображении показано, как я использовал шипованные балки.

Поскольку у меня было ограниченное количество балок без шипов, а ножкам действительно требовалось все, что у меня было, я использовал много балок с шипами. Также они добавили цвета. Лишь некоторые из них должны были быть без шипов, чтобы поместиться в узких местах. Наконец, необходимы балки с шипами наверху, чтобы вы могли надстроить двигатель и создать платформу для BrickPi.

Еще одно отличие состоит в том, что я использовал оси Lego, а не металлические стержни, как показано на последней фотографии. Ось - восьмерка с упором на конце. Есть достаточно места для использования обычной 10-образной балки с втулкой на конце. На следующей странице показано, как прикрепить двигатель.

Мотор

Мотор подключается, как показано, к СРЕДНЕЙ ВЕРХИНЕ туловища, хотя я перевернул все вверх дном, чтобы вы могли видеть, как они выровнены. Чтобы закончить, вам нужно будет удерживать его на месте, поместив 2 балки с шипами на верхнюю балку туловища и продев длинную ось через них и крепления двигателя. Вам, вероятно, придется переместить это, когда вы доберетесь до добавления BrickPi.

Шаг 7: ноги

См. SimplifiedLegs.pdf, чтобы построить ноги. Вы должны сделать 4 из них, 2 набора зеркальных отражений, как я показал на изображении 4 готовых ног выше. (Опять размыто, извините.)

Обратите внимание, что я немного изменил ноги:

• Я добавил разноцветные балки с заклепками вверху, как показано, в соответствии с аспектом радуги в моем творении.
• Первоначальная сборка требовала обрезки балок без стоек, чтобы сделать 6 балок и 8 балок без балок для каждой стойки. Вместо этого для 6-лучевой балки я использовал изогнутую балку без шипов с одной стороной с 6 отверстиями. Для 8-лучевой балки я просто вставил соединитель в 8-е отверстие 9-лучевой балки.
• Поскольку меня ограничивало количество деталей Lego, которые у меня были в моих наборах, у меня не было достаточно деталей D-образных колец для шатунов. Но все, что мне было нужно, это деталь с пятью кольцами с осевыми соединениями на концах и маленькое пальто -весомые вещи работают красиво.

Шатуны нуждаются в небольшом объяснении. На двух изображениях боковых сторон торса показаны шатуны с разным углом наклона. 2 «вешалки для одежды» спереди и 2 «D» сзади. Изображение, показывающее как туловище, так и 2 ноги, показывает, как соединить ноги с кривошипами: верхняя сторона ног находится в нижней части рисунка, а две серые оси, торчащие вверх, будут вставлены в свободный конец 5- сторона кривошипов. На фотографии, показанной сверху туловища, показано, как вы прикрепляете верхнюю часть ноги к туловищу: вы проталкиваете удлиненную ось через третье отверстие на конце двух верхних балок.

Шаг 8: добавьте BrickPi, его вспомогательные блоки, тестовые крепления и моторный тест

"loading =" ленивый"

Подключите цвета светодиодов к этим контактам:

• GPIO17 - контакт 11 - красный свет
• GPIO23 - контакт 16 - зеленый свет
• GPIO27 - контакт 13 - синий свет
• контакт 1 подключается к положительному выводу светодиода RGB.

На изображении изображена голова единорога. Мое фотооборудование (телефон) и мои знания того, как им пользоваться, не делают хороших фотографий - это лучший способ показать, как рог меняет цвета.