Wild Thing Modification - Joystick Steering: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

ANSVARSFRASKRIVELSE: Barstow School og FRC Team 1939 eller noen av medlemmene er ikke ansvarlige for personskader eller skader på gjenstander, inkludert bilen forårsaket av modifikasjonene. Enhver form for endring vil også ugyldiggjøre garantien fra bilprodusenten.

The Barstow KUHNIGITS ble etablert i 2006 og er et FØRSTE Robotics Competition -team som ligger på Barstow School i Kansas City, Missouri. Se mer om oss på: www.frcteam1939.com

Vår prisbelønte hovedtrener, Gavin Wood, lærer elevene sine hvordan deres STEM-ferdigheter kan bidra til å gjøre verden til et bedre sted og inspirere dagens ungdom til å satse på karriere innen STEM-felt og skape morgendagens ledere.

I 2015 begynte vi vårt partnerskap med Variety KC GoBabyGo Powered by Rockhurst University ledet av Kendra Gagnon i Kansas City, Mo. GoBabyGo er en internasjonal organisasjon grunnlagt av Dr. Cole Galloway for å gi barn med funksjonshemming muligheten til å flytte selvstendig. Variety KC har sjenerøst gitt donasjoner til å kjøpe alle nødvendige deler og biler for endring.

Power Wheels ® Wild Thing av Fisher-Price (LINK) ble bygget og modifisert som et resultat av samarbeidet

mellom teamet vårt og GoBabyGo. Zuhair Hawa og Joey Holliday fra The Barstow School ledet modifikasjonen av bilen og samlet disse instruksjonene. Gavin Wood, Miles Knight, George Whitehill, Sophie Johnson, Aasim Hawa, Aiden Jacobs, Ashley Decker og flere andre teammedlemmer hjalp også med tilpasningene. Dr. Kendra Gagnon fra Rockhurst University bidro også til denne håndboken.

Modifikasjoner inkluderer:

• Et eksoskjelett av PVC støttet med bassengnudler for demping.
• Et sparkbord på baksiden av setet for å øke ryggstøtten for barnet.
• Konvertering av to-joystick-kontrollene til en enkelt joystick. Denne tilpasningen krevde at en prosessor og hastighetskontrollere ble lagt til.
• Et potensiometer, lik en dimmerbryter, slik at foreldre enkelt kan justere hastigheten.
• En (valgfri) ultralydsensor foran på bilen for å oppdage hindringer og en piezo for å avgi en lyd for å advare barnet.

VIKTIG MERK: Hvis barnet du modifiserer for har god bruk av både armer og hender, samler du bare PVC -skjelettdelene og verktøyene og hopper til trinn 6 etterpå. Hvis du vil ha en enkelt joystick og et eksoskjelett av PVC, starter du fra trinn 1. Når du fullfører prosjektet, må du holde oversikt over eventuelle skruer/bolter som er fjernet fra bilen.

Trinn 1: Samle deler og rekvisita

Nedenfor er listene over alle delene som kreves for endringene. De fleste av disse vil bli funnet i maskinvarebutikker som Home Depot eller Lowe's, med mindre annet er angitt. Elektronikken har hyperkoblinger rettet til produktsidene for bestilling. Ekstra ledning kan kjøpes i butikker som _. De interne modifikasjonene krever ferdigheter i lodding, ledninger og programmering.

Hvis du bare fullfører PVC -skjelettet, samler du bare verktøyene til den varme limpistolen

PVC -skjelett:

• PVC -rør - ¾”
• Glidelås
• PVC -albuer (3/4 ") - 6 stk
• PVC t -kontakt (3/4 ") - 1 stk
• 1/4”bolter - 2” lange - 1 liten eske (ca. 25 stk)
• 1/4”nøtter - 1 liten eske (ca. 25 stykker)
• 1/4”skiver - 1 liten eske (ca. 25 stykker)
• Korte, små treskruer, ikke lenger enn 1/2”lange - 1 eske

Elektronikk:

• Adafruit Trinket:

  • Datamaskinen leste fra joystick og kontrollmotorer
  • Enhver Arduino -variant vil fungere
  • https://www.adafruit.com/products/2000

• Ultralydssensor (valgfritt):

  • Brukes til å oppdage avstand til et objekt foran bilen
  • Enhver ultralydssensor skal fungere
  • https://www.adafruit.com/products/172

• Styrespak:

  • Ethvert analogt potensiometer med to akser skal fungere
  • https://www.adafruit.com/products/3102?gclid=CIyvt6bzjNACFQooaQodII0Onw

• Piezo (valgfritt):

  • Brukes til å gi automatisk tilbakemelding om nærheten til gjenstander foran bilen
  • https://www.adafruit.com/products/1739

• Strømfordelingsbuss (x2):

  • Brukes til å forenkle ledninger
  • https://www.adafruit.com/products/737

• Potensiometer (valgfritt):

  • Brukes til å justere hastigheten på bilen
  • Ethvert potensiometer bør fungere
  • https://www.adafruit.com/product/562

• Kondensatorer (x2):

  • Brukes til å utjevne spenningen i systemet. Sterkt anbefalt.
  • Enhver erstatningskondensator må ha en høyere spenning enn batteriet
  • https://www.digikey.com/product-detail/en/UVK1E472MHD/UVK1E472MHD-ND/2539398?curr=usd&WT.z_cid=ref_octopart_dkc_buynow&site=us

• Bytte om:

  • Brukes til å slå bilen av og på
  • https://www.lowes.com/pd/SERVALITE-Single-Pole-Silver-Metallic-Light-Switch/50107274
• PWM -kabler eller liten målerledning

• Hastighetsregulator (x2):

  • Vi brukte Talon SR hastighetskontrollere, som er avviklet.
  • Vi anbefaler Spark Motor Controller
  • https://www.revrobotics.com/spark/
  • Du kan også bruke hvilken som helst PWM -kompatibel 12V hastighetskontroller du finner

• 30 amp bryter/sikring

  Brukes for å forhindre brann og utbrenthet av komponenter

• Liten skumkule for joysticken (valgfritt)

  Dette kan kjøpes fra dollarbutikken eller en hvilken som helst hobbybutikk som Michael's

• 10/32 bolter - 1 eske
• 10/32 nøtter - 1 eske
• Borrelås - Industriell styrke - 1 rull
• Ringterminaler for ledninger

Verktøy:

• Målebånd/linjal
• PVC -kuttere (hack sag vil fungere som en erstatning)
• PVC -lim
• Bore
• Bor - 3/16”, 1/4”, 1/8”
• Skrutrekkere
• Penn, blyant eller tusj
• Skiftenøkler
• Hack Saw
• Fil
• Tang
• Varm limpistol og pinner
• Wire strippere
• Loddejern
• Lodding
• Avbitertang
• Metalltråd
• Crimpers
• Elektrisk tape
• Varmepistol

Trinn 2: Fjerne de to styrespakene (dette må fullføres først hvis du ønsker en enkelt joystick)

1. Fjern batteriet fra bilen
2. Fjern plaststykket som beskytter kretskortet under setet
3. Koble alle ledninger fra kretskortet, og fjern kortet.
4. Skru ut skruene som holder i hvert dekk og fjern dekkene. Skru ut skruen som holder dekket til den oransje akselen. Ta av den oransje braketten og skiven på enden av hver av akslene.
5. Fjern hver av de 4 skruene fra hver side som forbinder dekkbeskyttere med karosseriet. 2 av skruene er under hver av dekkbeskytterne, og de to andre skruene er på innsiden av hver dekkbeskytter.
6. Skru ut de 2 skruene foran på kjøretøyet som holder fotstøtten av plast til metallbunnen på kjøretøyet.
7. Fjern hver joystick ved å fjerne metallarmene på siden som er festet til dekkbeskytteren.
8. Fest hver dekkbeskytter og deretter hvert dekk ved å skru inn hver av skruene som ble skrudd tilbake til de opprinnelige stedene. Sørg for at hver skrue har en skive på den.
9. Skyv metallstykket som inneholder fotstøtten tilbake i de to metallsporene som holder metallstangen. Skru inn hver skrue som holder metallstykket festet til fotstøtten i plast.

Trinn 3: Montering av elektronikken uten lodding

Dette trinnet omhandler først og fremst montering av noe av elektronikken som ikke krever lodding. Du monterer bare denne elektronikken og kobler ledninger

1. Fest de to motorbussene til bunnen av kjøretøyet ved å bore fire 3/16 tommer hull og bolt dem inn. Vi monterte den helt foran i rommet. Se bilde 1 som referanse.
2. For hver motor, kutt ledningene av ledningene og behold ledningene så lenge som mulig.
3. Fjern 1/4 "isolasjon på hver ledning og krymp på en ringterminal (ringsko).
4. Identifiser motorsiden til hastighetsregulatorene. Koble de to ledningene som går til den første motoren til motorsiden til den første hastighetsregulatoren og gjenta for den andre motoren på en separat kontroller. Positivt og negativt spiller ingen rolle på motorsiden.
5. Monter de to hastighetsregulatorene. Vi brukte borrelås. Vi monterte dem rett over motorbussene. Se det fjerde bildet.
6. Bor et hull bak i bilen for å passe til bryteren. Bruk en borekrone som er omtrent på størrelse med gjengene på bryteren. Bor et hull inne i bilen for å føre ledninger til hullet i ryggen. Se det sjette bildet for en plassering.
7. Før den positive ledningen (hvit) på batterikontakten gjennom hullet og inn i bryteren.
8. Led den andre siden av bryteren tilbake i bilen og inn i sikringen/sikringen inni. Koble den andre siden av bryteren/sikringen inn i den positive strømbussen til bilen. (Det spiller ingen rolle hvilken buss som er positiv eller negativ, men sørg for å være konsekvent.)
9. Koble den negative ledningen (svart) til batterikontakten til den negative strømbussen.
10. Ledning fra den positive bussen til den positive terminalen på batterisiden til begge hastighetskontrollerne.
11. Ledning fra den negative bussen til den negative terminalen på batterisiden til begge hastighetskontrollerne. Sluttresultatet skal se ut som bilde 8, men med flere ledninger.
12. (Valgfritt, men anbefales på det sterkeste) Ta hver kondensator og vri beina for å danne sløyfer, lik bilde 9. For hver hastighetskontroller tar du en kondensator og vikler det negative benet rundt den negative terminalen på batterisiden og vikler det positive benet rundt den positive terminalen på batterisiden. Sluttresultatet skal være som bilde 10.
13. Dobbeltsjekk alle ledninger. Sørg for at positive tilkoblinger bare kobles til den positive bussen. Sørg for at negative tilkoblinger bare kobles til den negative bussen. Sørg for at du har koblet batteristrøm til batterisiden av hastighetskontrollerne. Sørg for at ingen steder kobles det negative fra batteriet direkte til det positive på batteriet.

Trinn 4: Joystick -base og lokk i 3D -utskrift

Dette trinnet krever at en 3D -skriver lager basen og lokket. Du kan enten kjøpe en online eller få tilgang til en via et lokalt makerspace eller universitet.

1. Bruk følgende lenke og rull ned for å laste ned STL -filene for 3D -skriveren:
2. Bruk en 3D -skriver til å skrive ut styrespaken først. Plasser filen i skriverprogramvaren. Hvis den ser for liten ut, øk størrelsen til 1000%.
3. Skriv ut joysticklokket. Når du legger det inn i programmet, snu lokket på toppen for å lage en ren utskrift. Hvis den ser for liten ut, øk størrelsen til 1000%
4. Hvis du føler at kantene eller hjørnene er for skarpe, kan du glatte dem med en fil.
5. Plasser disse på siden som de vil være nødvendige for trinn 5.

Trinn 5: Loddeelektronikk og montere dem

Dette trinnet omhandler lodding av gjenværende elektronikk og montering på bilen. Dette trinnet krever teknisk ekspertise for å fullføre riktig.

1. Velg et sted å montere Arduino. Lodd på en rød ledning til BAT+ pin og koble den til den positive bussen. Lodd en svart ledning til GND -pinnen og koble den til den negative bussen.
2. Loddetråder på styrespaken, helst en PWM -kabel som går til ett potensiometer, broer de røde og svarte mellom begge potensiometrene og en enkelt hvit ledning til det andre potensiometeret. Se bildet av styrespaken.
3. Fjern bunnen av joysticken ved å fjerne skruene på bunnen. Plasser resten av joysticken i den 3D -trykte basen, og pass på at ledningene går gjennom de rektangulære sporene. Skyv styrespaken fast, og pass på at toppringen er i flukt mot toppen av basen. Bruk skruene til å skru joysticken på gjennom hullene nederst
4. Fjern plastringen øverst på joysticken. Plasser det 3D -trykte lokket over det, og pass på at hullene står på linje. Skru på lokket med boltene.
5. Når du kobler til bilen, spør familien om rekkevidden til barnet. Dette vil avgjøre hvor langt fremover joysticken plasseres.
6. Mål denne avstanden og merk på PVC -røret.
7. Rett opp midten av joysticken til denne merkingen.
8. Bruk en 1/4”borekrone til å bore gjennom hullene på festebraketten til joystickbasen. Sørg for å bore gjennom PVC -en.
9. Bruk en 1/4”bolt og skive og sett inn gjennom hullet, gå først gjennom joystickbasen. På den andre siden bruker du en 1/4”mutter. Stramme. Tape lokket til basen.
10. Bor et 3/16”hull i bunnen av skumballen. Monter ballen til styrespaken. Det kan være lurt å legge til en dråpe lim for å sikre at det fester seg.
11. Før joystick -ledningene gjennom det gamle joystick -hullet, og fest joystick- og loddesignalledningene til Arduino. Den ene hvite ledningen skal gå til A0 -porten og den andre til A1 -porten.
12. Koble en PWM -kabel til hver hastighetsregulator ved hjelp av den ene enden. Kutt kontakten av den andre enden og skilt ledningene. Lodde de hvite signalledningene til Arduino. Den ene hvite ledningen skal gå til port 10 og den andre til port 11.
13. (Valgfritt) Fest ultralydsensoren foran på bilen og før ledningene oppover siden og inn i det gamle joystickrommet og inn i karosseriet og loddeteknikkledningen til Arduino. Den hvite ledningen skal gå til port 6.
14. (Valgfritt) Fest piezoen til joystickhuset og før ledninger gjennom det gamle joystickhullet inn i kroppen og loddesignaltråden til Arduino. Den hvite ledningen skal gå til port 9.
15. (Valgfritt) Bor et hull bak i bilen for hastighetsjusteringshjulet og et hull bak det i karosseriet. Lodd en PWM -kabel på potensiometeret. Monter potensiometeret og før kabelen inn i kroppen. Lodd den hvite signalkabelen på Arduino. Dette bør gå til port A1.
16. Lodd en rød ledning til 5V -pinnen på Arduino. Koble alle de røde ledningene som går til sensorene, hastighetskontrollerne, etc. til denne ledningen ved hjelp av enten en trådmutter, loddetinn eller et brødbrett.
17. Skru en svart ledning inn i den negative bussen. Koble alle de svarte ledningene som går til sensorene, hastighetskontrollerne, piezoer, etc. til denne ledningen ved hjelp av enten en trådmutter, loddetinn eller et brødbrett.
18. Dobbeltsjekk alle ledninger. Sørg for at sensor- og hastighetskontrollkabler bare er koblet til 5V -pinnen og ikke til 12V -bussen. Sørg for at alle grunner er koblet til den negative bussen. Sørg for at alle signalkabler er festet til Arduino. Sørg for at loddetinn på Arduino ikke broer pinner.

Trinn 6: Bygg horisontal PVC -skjelett

I dette trinnet vil du lage det horisontale PVC -eksoskeletet som vil hvile på skjermene. Det vil også være en vertikal komponent foran på bilen.

1. Mål ut to 28”PVC -rør som skal brukes som høyre og venstre sidestøtte. Disse PVC -rørene vil hvile på hver av skjermene.
2. Bruk en PVC -kutter (Hack -sag fungerer også bra) for å kutte ut de to 28”PVC -rørene
3. Legg et albuestykke til hver ende av de 28”PVC -rørene.
4. Mål ut et 20,5”PVC -rør som skal brukes som bakre tverrstang. Bruk PVC -kuttere til å kutte den ut.
5. Plasser det ene 20,5”PVC -røret inne i de bakre albuene slik at røret plasseres som den bakre tverrstangen.
6. Klipp ut to 10”PVC -rør som skal brukes som den fremre tverrstangen.
7. Bruk en T-kontakt for å feste de to 10”PVC-rørene, slik at den får en rett linje. Bruk en PVC -kutter for å kutte ut et 6,5”PVC -rør.
8. Fest dette 6,5”PVC-røret til bunnen av T-kontakten, slik at det vender nedover
9. Koble denne delen til forsiden av de 28”PVC -rørene. Den resulterende strukturen skal se ut som det vedlagte bildet av PVC på bordet.
10. Plasser den på bilen, hvil de lengre brikkene på skjermene. Se det andre bildet.
11. Bruk to 14”glidelåser for å koble tverrstangen bak til stålstøtten på baksiden. Du kan også velge å bruke bolter. Se det tredje bildet og se merknad.
12. Bruk et 1/4”bor, bor et hull på hver sidestøtte 12,5” fra forsiden av PVC -støttene
13. Ved hjelp av det samme 1/4”boret, på hver sides dekkbeskytter, borer du et hull rett under 1/4” hullet på støttene.
14. Skru inn en 2”lang, 1/4” bolt gjennom sidestøttene og dekkbeskyttere. Sett inn bolten slik at skruens hode er på toppen av PVC -en. Plasser en skive mellom skruen og PVC -støtten.
15. Skru inn en 1/4”mutter til bunnen av bolten. Stramme.
16. På den vertikale stolpen foran borer du et lite pilothull 1”fra bunnen av PVC -en. Sørg for å bore gjennom både PVC og den flate Power Wheels -logoen. Se det siste bildet for referanse.
17. Skru en skrue gjennom PVC og logo
18. Skjær overflødig boltlengde med en sag. Fil ned for å sikre en jevn finish
19. På hver side av albuene og T-kontaktene borer du et lite pilothull med en 1/8”borekrone og skruer inn en skrue for å forhindre bevegelse av PVC-rørene.
20. Bruk en sag/lommekniv (PVC -kuttere fungerer også bra) for å skjære ut en 22”lang (rød) bassengnudel
21. Bruk en sag/lommekniv til å skjære gjennom den ene siden av den 22”lange bassengnudelen. Den skal kuttes på en måte slik at bassengnudelen åpner seg og kan vikle seg rundt PVC -en. Det skal se ut som en pølsebolle når den er ferdig.
22. Vedlegg denne 22”lange bassengnudelen rundt støtten foran

Trinn 7: Bygg vertikalt PVC -skjelett

I dette trinnet vil du lage det vertikale PVC -eksoskjelettet og kickboard -vedlegget, som vil skape ryggstøtte.

1. Mål ut et 18,25”PVC -rør som skal brukes som den horisontale støtten for de vertikale stolpene. Bruk en PVC -kutter for å kutte den ut.
2. Mål ut to 19,25”PVC -rør som skal brukes som vertikale stolper. Bruk en PVC -kutter for å kutte ut de to delene.
3. På hver side av kjøretøyet plasserer du de to vertikale stolpene direkte overlappende helt til høyre på Wild Things -logoen. Bunnen av stolpene skal være jevn med bunnen av kjøretøyets base. Sørg for at stolpene hviler mot skruen på den oransje støtten. Disse stenderne bør ha en vinkel på omtrent 95 grader. Se på det første bildet for å få en visuell referanse.
4. Bruk et 1/4”bor, bor et hull 1” fra bunnen av PVC -røret på hver side. Sørg for å gå gjennom PVC og plast. Se notater på det andre bildet.
5. Bruk en 1/4”bolt for å feste PVC -en til bilen. Sørg for at hodet går på siden av PVC -en, og det er en skive på denne siden av bolten. Bruk en 1/4”mutter for å beholde plasseringen.
6. Ved hjelp av en 1/4”drill borer du et hull 3” fra albuekontakten på de horisontale støttene. Se notatet på det andre bildet. Sørg for at du går gjennom både de vertikale og horisontale PVC -rørene. Gjør dette for hver side.
7. Bruk en 1/4”bolt for å feste PVC -en sammen. Boltenes hode må være på innsiden av konstruksjonen, nærmest midten av bilen. Plasser mutteren på utsiden av bolten.
8. Fest en albue vendt over kjøretøyet til toppen av hver av de vertikale stolpene.
9. Plasser 18,25”PVC -røret mellom disse albuene.
10. Bruk PVC -lim for å feste 18,25”PVC -røret mellom albuene på stolpene eller, på hver side av albuene, bor et lite pilothull med en 1/8” borekrone og skru inn en skrue for å forhindre bevegelse av PVC -en rør.
11. Klipp av overflødig boltlengde med en sag. Fil ned for å sikre en jevn finish
12. Plasser sparkebrettet mot stolpene og på setet.
13. Bor to par hull, det ene over og det andre under PVC -røret med 3/16”borekronen. Varm lim 1/4”skiver på hver side av hullet på sparkbordet for å forhindre at det ødelegger hullet.
14. Bruk glidelås for å feste sparkbordet til bilen. Hold dem litt løse for å tillate rotasjon av sparkbordet over toppen av bilen. Se det tredje bildet for hele bilen.

Trinn 8: Koding og feilsøking

I dette trinnet vil du laste opp koden til prosessoren. Dette trinnet krever litt programmeringskunnskap.

Kode

1. Last ned og installer Arduino IDE
2. Konfigurer IDE for Trinket
3. Last ned koden og åpne den i IDE
4. Konfigurer innstillingene øverst i koden. Bruk søkeordet "true" for å aktivere en innstilling og "false" for å deaktivere den.
5. Kontroller alle pinnene som er oppført i koden, og kontroller pinnene ledningene er koblet til.
6. Koble en USB -kabel til Trinket og deretter til datamaskinen.
7. I IDE går du til Verktøy-> Board-> Pro Trinket 5V/16MHz (USB)
8. Klikk deretter på opplasting. Koden bør lastes opp til Arduino.

Kodefeilsøking

1. Følg denne veiledningen bare hvis koden ikke fungerer som du forventer og etter å ha bekreftet alle elektriske tilkoblinger og kodekonfigurasjoner.
2. Kjøp en FTDI -venn eller tilsvarende
3. Lodd seks -pins header på enden av Arduino.
4. Sett koden "DEBUG" til "true" og last opp den nye koden.
5. Koble FTDI -kontakten til Arduino og USB -kabelen til datamaskinen.
6. I IDE går du til Verktøy-> Seriell monitor
7. Et vindu vil dukke opp og vise verdiene til alle sensorene og utgangene på bilen.
8. Bruk denne informasjonen til å kontrollere at alle sensorer fungerer som de skal.

Trinn 9: Testkjøringstips og stillingsstøtte

Testkjøringstips:

For den første prøvekjøringen starter du med lavest hastighet. Det kan være en stor læringskurve med joystick -kontroller, og det tar noen barn lang tid å få tak i "gradering" av joystickbevegelsene for å styre bilen. Det kan være lurt å øve på et stort åpent område med mye plass til å bevege seg og "leke" med joystick -kontrollen. Barnet kan kreve hånd-til-hånd-hjelp i begynnelsen, men bør også gis god mulighet til å bruke bilen "uten hendene" slik at de lærer hvordan den fungerer gjennom årsak og virkning.

Postural støtte:

God stillingsstøtte er nøkkelen til å gi barnet en stabil bagasjerom, slik at de kan fokusere på å bruke armen/hånden. Du kan utvikle løsninger for holdningsstøtte ved hjelp av borrelås, bassengnudler, skum, etc. Du kan lage et sikkerhetsbelte ved å bolt to, 12-tommers biter av industriell styrke til setet. Hvis barnet krever mer bagasjeromstabilitet, kan du prøve en sel som er tilgjengelig i handelen (vi har lykkes med å bruke GoGoBabyz sele og kryss og tvers over bryststroppene for ekstra støtte). Du kan bruke et par bånd med borrelås for å feste selen til setet. Bærbare adaptive seter, for eksempel Firely GoTo -setet, passer også godt i bilen. Det er ingen "riktig" måte å bygge postural støtte på - vær kreativ!