盒仔家裡造--基於Arduino的遙控機器人?

BOXZ,暱稱盒仔。是一款開源的互動娛樂平臺!我們將Arduino,亞克力板和紙模型創意的結合在一起,讓大家可以快速搭建自己的遙控玩偶,開展互動體驗,而其組裝就像搭樂高積木一樣簡單!而盒仔的外形和功能完全取決於您的創意。我們可以用它來搞足球比賽,角色扮演,賽車或對戰,甚至拍MV!

我們希望通過盒仔,讓大家把更多的精力放在創意和互動上,讓每個喜歡DIY的人都能擁有自己的小機器人,最最重要的是可以拿出來與大家進行互動,分享快樂,而不是靜靜躺在實驗室裡。

盒仔家裡造--基於Arduino的遙控機器人

視訊展示

童年的美好回憶


向大家介紹了由硬紙板搭建的BOXZ原型機,通過Arduino控制實現了“會動的紙模型”

盒仔家裡造--基於Arduino的遙控機器人

誰是你心中的那個公主
向大家介紹了Android和Iphone的操作演示。

盒仔家裡造--基於Arduino的遙控機器人

大家可以在家裡製作BOXZ,快速體驗互動機器人的魅力。BOXZ對材料沒有什麼要求,可以是硬紙板,PVC塑料等任何2MM厚度的材質。我們推薦使用2MM厚的硬紙板,因為其價格便宜且加工容易,美術用品商店就有,大概10元一張。

工具清單

桌布刀(最好用如圖小款窄刀片,寬刀片切槽費勁)

鋼板尺

雙面膠(5MM寬度最佳)

螺絲刀(小號一字和十字各一個)

電烙鐵和焊錫絲(如無,就多纏幾圈線然後綁膠帶吧)

斜嘴鉗

萬用表(安全第一)

鉛筆(可無)

紙膠帶(備用,當購買的硬紙板厚度不足2MM時,可用此緊固)

電鑽(如無,就用桌布刀吧)

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材料清單

Arduino 2009 328P 主控 x 1 (也可以是UNO)

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Arduino 電機驅動板 x 1 (要求可堆疊)

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Arduino 藍芽控制板 x 1 (要求可堆疊)

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TT減速齒輪箱 x 2

130電機 5V x 2

65MM 塑料車輪 x 2

4節5號電池盒 x 1

麵包線 x 4

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Arduino USB線纜一根(用於下載程式)

五號電池 x 4(如為1.2V充電電池,需要五節)

2MM厚白色硬紙板(儘量是2MM,1.6MM也勉強可以,但是硬度不夠,需要用紙膠帶加固)

M1.0x30MM 螺絲+螺母 x 613. M3x10MM 六角銅柱 + M3螺母 x 3(長度可以是5-20MM範圍內,推薦用10MM長的)

方盒結構件製作部分

在開始製作之前,我們先來了解一下盒仔的機械結構吧

上圖就是盒仔板塊一覽,盒仔是由大小不等的板塊構成,板塊和板塊之間採用插入式連線,因此不需要任何螺絲等緊韌體。但是盒仔和其他部件,例如電機之間的連線就只能通過螺絲螺母了。這裡面最大的板子外圍尺寸為128x128MM,也是我們盒仔的外殼尺寸。這樣的板子一共有五塊,包圍了整個盒仔,我們稱之為大板。其中還有些尺寸各異的支撐板,用來支撐盒仔內部的Arduino模組和電機。值得一提的是,在最新的Base圖紙中,我們已經優化掉了P006,P007,我們一直致力於讓大家可以以一種最簡單的方式快速構建盒仔,就像搭積木一樣簡單。

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首先將下載好的BOXZ Base圖紙和面板列印到A4紙上

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先把面板放到一邊,我們需要先把圖紙進行裁剪到合適的大小,大概距離邊線10MM左右即可然後把圖紙進行簡單的排版,用雙面膠把裁減好的圖紙貼上到硬紙板上,記得雙面膠要貼上在板塊的線框以內,每個大板4個,其他2個即可,主要是固定作用。圖紙在裁切完後是丟掉的,因此貼上時間不能過長,太久了的話雙面膠固化了,圖紙撕下來可能會影響硬紙板的效果。

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首先用裁紙刀將各個板塊裁成一塊,一塊的。然後對需要開孔的用電轉進行開孔,如果沒有的話,就用桌布刀吧,但是注意孔不能開大了,否則螺絲就固定不住了。開完孔後就可以對邊角進行修正,開槽。等一個板塊的所有邊線都裁切完成之後,就可以揭去圖紙了。呵呵,一塊純手工打造的盒仔板塊就算完成啦!

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陸陸續續對其他所有的板塊進行裁切,並完成所有的板塊,整個過程大概會佔用你4-5小時,如下圖。

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板塊的組裝,列表中對每一個板塊的編號和名稱都有定義,如果你對於第一次組裝盒仔感到困擾的話,我們有一個建議就是根據上面的我們定義過的P0xx的編號,用鉛筆對每一塊進行標註,我們下面的組裝過程會按照編號跟大家講解。

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下圖為盒仔的結構示意圖,從圖中大家可以大致瞭解各個板塊之間的連線關係。我們的板塊採用了對稱設計,因此你幾乎可以忽略安裝時上下左右的方向問題,它們之間不分正反,可以相互替換。即使第一眼你覺得很複雜也沒關係,只要按照我們的教程一步一步操作即可。

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好的,下面我們開始介紹盒仔的組裝。為了讓大家更熟悉正安裝過程,我們配合Sketchup效果圖給大家解釋整個組裝過程。首先用到的是P003,我們一共有2塊電機支撐板,用於連線和固定TT減速箱電機(以下簡稱電機)。在開始安裝電機之前,大家可以先把P003實驗性的插入P001,從而定義好一個方向,我們的電機都是在支撐板內側安裝的。然後就可以用緊韌體分別把電機固定在P003的內側了。如圖每塊P003與TT減速箱通過兩個M1.0x30MM的螺絲固定。

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將安裝好電機的2塊P003插入P001,然後把P002插入P001,此時整個盒仔的支撐結構已經完成。這裡強調一點,一定要注意安裝的先後順序,這很重要!

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把電池盒用緊韌體固定在P001上,這樣我們的電機便牢牢的固定在了支撐板上。你可能會發現,此時的支撐結構還不是很穩定,在外力作用下依然有晃動。不要擔心,我們還很很多板塊沒有安裝,等你把盒仔板塊全部組裝完成之後,你就好發現它是多麼的堅固穩定了。

另外對於電池盒我們要額外說明一下的是,我們推薦大家使用4節5號普通電池,其電壓為1.5V(新電池一般能達到1.7V),4節即6V構成了我們系統的最低電壓。如果你使用的是1.2V的充電電池,那麼就需要更換成5節5號電池盒。

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將車輪安裝在盒仔P003的兩側,此時一個盒仔的最小系統已經出來了。你可以直接用麵包線將電機連線到電池盒上,做成一個簡易的小賽車,呵呵。

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將兩塊P004分別插入P001的兩側,然後裝入兩塊P005,它們負責連線P002,P003和P004。此時你的小車應該已經非常牢固了!如果你所購買的硬紙板厚度不足2MM或者比較軟的時候,我們建議你用紙膠帶,對P002,P004和P005進行一個整體的加固,這會讓你在安裝外圍板塊的時候更輕鬆。

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現在盒仔的底板已經全部完成。這裡我們要用到編號為P008的主控平臺板,從中可以看出一共有三個孔位對應著Arduino主控上的三個固定孔。通過3個緊韌體將Arduino主控固定在P008上,這裡大家需要注意一下方向,兩個孔的衝向盒仔的正前方。P008還有一個人性化的功能,即使你要用Arduino做其他有趣的事情,只要將P008向上一推即可取出,然後作為平臺板放置到桌子上,不但方便大家除錯,更重要的是安全!因為桌子上的細小的銅絲或其它金屬物可能導致Arduino短路,這是非常危險的!

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好的,下面我們可以通過USB線纜對Arduino的程式進行下載了,下載方法請參看Arduino基礎教程。

將裝好Arduino的P008插入我們的盒仔底盤,插入P002,這裡我們需要使用P007作為支撐墊板先插入P001中

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然後將電機驅動板疊加到Arduino主控之上,下面就是連線各個電路部分了,不要慌,我們只有6根線哦!第一步,首先將電池盒的紅線連線到電機驅動板的M+,然後將黑線連線至GND,電源部分完成!第二步,將電機連線到電機驅動板上,連線方法如圖:P1-M1.1,P2-M1.2,P4-M2.1,P5-M2.2。其中P3是懸空的。第三步,確認電機驅動板的跳帽為短接狀態(在電源端子旁邊,預設為短接狀態,如果取下跳帽,則電機驅動板和Arduino將需要獨立供電)。

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將藍芽控制板也疊加在電機板之上,我們的電路部分就基本搭建完成了!這裡需要注意一點,我們教程中使用藍牙板有切換軟硬串列埠的跳線功能,而板子的預設位置需要大家確認一下,只要按照圖中2個紅色方塊所示調整好跳帽即可

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最後將兩塊P040,P020和P030四塊外圍板依次安裝,(這只是一張實際安裝效果圖,圖中兩根我們做Pro版本測試的舵機線,藍芽跳帽的位置是錯的,請大家注意)

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最讓人激動的時刻馬上就要到了!蓋上P050頂板,插入電池,一個Base版的盒仔誕生了!

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測試通過的話,我們就可以開始製作面板了,關於面板的製作本教程就不做過多介紹,趕快套上面板和您的家人朋友一起用盒仔PK吧

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更新內容

更新了幾套面板,其中桃子公主和庫巴設計自網友圓筆頭,在此感謝

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BOXZ by Guangjun Zhu is licensed under a Creative Commons 署名-非商業性使用-相同方式共享 3.0 Unported License.
您只需在作品中註明"BOXZ"或"盒仔"字樣,即可基於非商業目下使用和修改盒仔及其設計!

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