Внедорожник из Lego Technic и Arduino

Добрый день, сегодня я хочу поделиться еще одной своей самоделкой из Lego Technic и Arduino. На этот раз это будет внедорожник. Управление посредством IR пульта.



Часть своей конструкции я взял из инструкции по сборке Lego Technic 42029. Остальное моя импровизация. Итак, нам понадобится:
- Lego Technic 42029
- Arduino Nano 382P
- DRV 8833 (лучше Populus, но можно и китайский аналог)
- 2 сервопривода SG-90
- IR приемник
- Мотор-редуктор 200 об\мин
- 2 светодиода
- 2 резистора 150 Ом
- Конденсатор 10v 1000uF
- 2 однорядных гребенки PLS-40
- 2 разъема PBS-20
- Катушка индуктивности 68мкГн
- 6 NI-Mn аккумулятора 1.2v 1000mA
- Коннектор папа-мама двух контактный на провод
- Хомутик
- Провода разных цветов
- Припой
- Канифоль
- Канцелярский нож
- Паяльник
- Болтики 3х40 и гайки и шайбы к ним
- Болтики 3х60
- Аккумуляторы Ni-Mn 1.2v 1000mA 6шт.

Шаг 1 собираем заднюю часть подвески.
Вначале надо собрать заднюю часть подвески по инструкции Lego 42029 часть 1, начиная с 3 страницы и по 8 включительно. Далее добавляем немного деталей для того чтобы можно было установить двигатель и редуктор.




Шаг 2 передняя часть подвески.
Переднюю часть подвески собираем по инструкции Lego 42029 часть 1, с 21 страницы по 23. Трапецию берем из второй части Lego инструкции с 6 страницы по 11. Собираем лебедку из второй части страницы 14 – 22. И бампер часть вторая 34 -36 страницы.



Шаг 3 собираем шасси.
Соединяем обе части как показано на фото:

Проблему соединения мотор-редуктора с деталями конструктора я решил следующим образом: надел на ось мотор-редуктора соединительную втулку и вставил обрезок спички для фиксации. Для крепления мотор-редуктора использовал металлическую пластику от железного конструктора и хомутик.

Получилось следующее:


Крепим на шасси:


Для осуществления поворота взял сервопривод SG-90. Надо аккуратно просверлить, чтобы не задеть внутренние части, сквозное отверстие диаметром 3.2 мм или просто вырезать канцелярским ножом. А также отрезать выступающие части («крылья» для крепления). Вставляем болтик в проделанное отверстие и фиксируем гайками. На вал сервопривода надеваем рычаг с прикрученной деталью от lego:


Устанавливаем:

Второй сервопривод будем использовать для лебедки. Делаем тоже самое что и с первым. А теперь, его надо модернизировать так чтобы он свободно вращался. Для этого разбираем сервопривод, вынимаем плату и припаиваем провода напрямую к моторчику. Вынимаем главную шестерню и срезаем у нее ограничители хода. И наконец, делаем канцелярским ножом прорези на главной шестерне как на фото:

Соединяем с нашей лебедкой и ставим на шасси:


Шаг 4 управляющий контролер
Для управления будем использовать Arduino и ИК приемник. Берем паяльник и собираем на монтажной плате следующее:

Поясняю: конденсатор любой маломощный, катушка индуктивности тоже какую найдете, нужно для стабилизации напряжения микроконтроллера. Резисторы подбираются под используемые светодиоды. IR приемник или TSOPможно взять от старой игрушки, или купить в радиомагазине. Если будут сильные помехи, надо добавить конденсатор в цепь питания IR приемника.

В итоге получаем:

Устанавливаем Arduino Nano и DRV 8833 на свои места:

И ставим плату на шасси:


Питания - 6 аккумулятора Ni-Mn 1.2v 1000mA. Надо спаять их последовательно и смотать изолентой. Приклеиваем на двусторонний скотч в задней части шасси.

Соединяем всю нашу конструкцию:


Шаг 5 кабина
Кабина – это лично моя импровизация, готовых инструкция нет, так что надо собрать по фотографиям.

Вы можете собрать и свой вариант, просто надо будет подогнать под шасси. Здесь главное чтобы совпали крепления с шасси. Их четыре и они хорошо видны на фото снизу кабины.

Шаг 6 прошивка.
Сегодня, впрочем как и всегда, я программирую в среде Arduino IDE. Для начала надо залить мою прошивку и через терминал посмотреть коды пульта, который вы собираетесь использовать. Можно взять любой IR пульт, например от телевизора, DVD проигрывателя или собрать свой (у меня есть самоделка пульт из джойстика Sega). Нажимая кнопку, в терминале мы увидим код нажатой кнопки, записываем его на бумажку. Проделываем так со всеми кнопками, на которые хотим запрограммировать действия. Далее надо править скетч. Записываем в него свои коды на нужные действия и еще раз прошиваем. Данная прошивка настроена на мой пульт из джойстика от Sega. В процессе игры с машинкой, я заметил несколько нюансов или неудобств. Сложно добиться уверенного приема ИК команд в процессе движения. А еще бывает так: нажимаете стрелку вперед, машинка получила команду ехать, и ринулась вперед, отпустили стрелку, а вот команду остановки она не получила, и продолжает ехать пока не врежется или не застрянет, это чревато поломками. Частично можно решить эту проблему увеличив количество повторов отправки команды, однако это возможно только при использование сделанного собственноручно пультом. Но я выберу более кардинальное решение - перейду на использование 433МГц передатчика - приемника. Об этом я напишу в следующей статье.



Шаг 7 ставим на колеса.
Итак, нам осталось поставить кабину на шасси, надеть колеса и проверить наш внедорожник в действии.