BOXZ,绰号盒子男孩。是一个开源的互动娱乐平台!我们创造性地将Arduino、亚克力板和纸模型结合起来,让每个人都可以快速搭建自己的遥控玩
BOXZ,绰号盒子男孩。是一个开源的互动娱乐平台!我们创造性地将Arduino、亚克力板和纸模型结合起来,让每个人都可以快速搭建自己的遥控玩偶,进行互动体验,其组装就像搭建乐高积木一样简单!盒子的形状和功能完全取决于你的创意。我们可以用它来进行足球比赛,角色扮演,比赛或战斗,甚至拍摄MVS!
我们希望通过盒子,让每个人都可以更专注于创意和互动,让每个喜欢DIY的人都能拥有自己的小机器人。最重要的是拿出来和大家互动,分享快乐,而不是静静地躺在实验室里。
你可以在家里制作BOXZ,快速体验互动机器人的魅力。BOXZ对材料没有要求,可以是纸板、PVC塑料等任意2MM厚的材料。我们推荐用2MM厚的纸板,因为便宜,容易加工,在艺术品商店有售,大概10块钱一张。
1材料和工具
1.1工具列表
壁纸刀(最好用如图所示的小窄刃,宽刃很难切槽)
钢尺
双面胶带(最好是5毫米宽)
螺丝刀(一个用于小号,一个用于十字架)
电烙铁和焊锡丝(如果没有,多包几根线,绑好胶带)。
斜嘴钳
万用表(安全第一)
铅笔(可选)
纸带(备用,可在购买的纸板厚度小于2MM时用于紧固)。
电钻(如果没有,使用壁纸刀)
1.2材料清单
Arduino 2009 328P master x 1(或UNO)
Arduino电机驱动板x 1(强烈推荐ladyada.net设计的可堆叠、兼容Arduino的全功能电机驱动板)。
Arduino蓝牙控制面板x 1(可堆叠,当然传感器扩展板蓝牙板或者Zigbee板也可以,本文只介绍蓝牙)。
TT减速箱x 2
130电机5V x 2
65毫米塑料车轮x 2
4个5号电池盒x 1
面包生产线x 4
Arduino USB电缆(用于下载程序)
5号电池x 4(如果是1.2V充电电池,需要5节电池)
2MM厚的白卡纸(但是厚度尽量要2MM,虽然1.6MM勉强够用,但是硬度不够,需要用纸带加固)
M1.0x30MM毫米螺母x 6
M3x10MM六角铜柱M3螺母x 3(长度可在5-20MM范围内,建议10MM)。
2.方箱结构的制造部分
在开始制作之前,我们先来了解一下盒子的机械结构。
上图是盒子列表。盒子是由大小不一的板材做成的,板材之间用插件连接,不需要任何螺丝之类的紧固件。但是,箱体与电机等其他部件的连接只能通过螺钉和螺母。里面最大的板子外围尺寸是128x128MM,也是我们盒子的外壳尺寸。有五个这样的板,围绕着整个盒子。我们称之为大板。还有一些不同尺寸的支撑板,用于支撑箱内的Arduino模块和电机。值得一提的是,在最新的基础图中,我们对P006进行了优化,P007将在即将发布的Pro中消失。我们一直在努力让大家用最简单的方式搭建盒子,就像搭积木一样简单。
首先,将下载的BOXZ基础图纸和皮肤打印在A4纸上。
先把皮放一边,我们需要把图裁到合适的尺寸,离边线10MM左右。
然后简单排版图纸,用双面胶把剪好的图纸贴在纸板上。记住双面胶要贴在板的线框内,每块大板四个,另一块两个,主要是固定。图纸剪完就扔掉,所以粘贴时间不能太长。太长的话双面胶会凝固,撕掉图纸可能会影响纸板的效果。
首先,用裁纸刀把每个盘子切成小块。然后,为需要钻孔的电源开关钻孔。如果没有,就用壁纸刀,但是注意不要把孔扩大,否则螺丝就固定不了。开洞后,可以对边角进行校正和开槽。切割完板材的所有边缘后,可以移除图纸。呵呵,一个手工盒盘就完成了!
把其他的盘子一个接一个的切开,把所有的盘子都吃完。整个过程大约需要4-5个小时,如下图所示。
3板组件
列表中定义了每个板的编号和名称。如果你第一次组装盒子很麻烦,我们有个建议,每块板都要按照上面定义的P0xx的编号用铅笔标注。下面我们将根据编号来说明组装过程。下图是箱体的结构示意图,从中可以大致了解各板块之间的连接关系。我们的板材是对称设计的,安装时你几乎可以忽略上、下、左、右方向的问题。它们之间没有区别,可以互相替换。即使你乍一看觉得很复杂,也没关系,按照我们的教程一步一步来就好了。
好了,我们开始介绍盒子的组装。为了让你更熟悉安装过程,我们用Sketchup效果图讲解整个装配过程。首先使用P003。我们有两块电机支撑板,用来连接和固定TT变速箱电机(以下简称电机)。在开始安装电机之前,您可以实验性地将P003插入P001,以便定义一个好的方向。我们的电机都安装在支撑板内。然后用紧固件将电机固定在P003的内部。如图所示,每个P003和TT变速箱由两个M1.0x30MM的螺钉固定
将两片装有电机的P003插入P001,然后将P002插入P001。此时,整个箱体的支撑结构已经完成。注意安装顺序很重要!
用紧固件将电池盒固定在P001上,使我们的电机牢固地固定在支撑板上。你可能会发现这个时候支撑结构不是很稳固,在外力的作用下还是会晃动。别担心,我们还没装多少盘子。当你组装好所有的箱子后,你会发现它们是多么的坚固和稳定。
另外,对于电池盒,我们要说明的是,我们建议您使用4节5号普通电池,电压为1.5V(新电池一般可以达到1.7V),4节电池也就是6V构成了我们系统的最低电压。如果使用1.2V充电电池,需要更换五个5号电池盒。
安装P003箱两侧的车轮。这时候一个盒子的最小系统已经出来了。可以直接用面包线把电机接到电池盒上,做一个简单的小赛车,呵呵。
将两片P004分别插入P001的两侧,然后安装两片P005,分别负责连接P002、P003和P004。这时候你的车应该很结实了吧!如果您购买的纸板厚度小于2MM或较软,我们建议您使用纸带对P002、P004和P005进行整体加固,这将使您更容易安装外围板。
现在箱子的底板已经完全完成了。这里需要用到编号为P008的主控平台板,从中可以看到有三个孔与Arduino主控上的三个固定孔相对应。Arduino主控通过三个紧固件固定在P008上。这里大家需要注意方向,两个洞冲到箱子前面。P008还具有人性化功能。就算你想用Arduino做其他有趣的事情,只要把P008推上去拿出来,然后放在桌子上当平台板,不仅方便大家调试,更重要的是安全!因为桌子上细小的铜线或者其他金属物体都有可能导致Arduino短路,非常危险!
好的,我们可以通过USB线下载Arduino的程序。下载方法请参考Arduino的基础教程。
将P008和Arduino插入我们的机箱和P002。这里需要用P007做支撑垫,先插入P001。
然后在Arduino主控上叠加电机驱动板,下面就是连接所有电路部分。别慌,我们只有6根线!第一步:先把电池盒的红线接到电机驱动板的M上,再把黑线接到GND上,电源部分就完成了!第二步,将电机连接到电机驱动板上,如下图:P1-M1.1,P2-M1.2,P4-M2.1,P5-M2.2 .其中P3悬空。第三步,确认电机驱动板的跳线帽处于短路状态(电源端子旁边,默认为短路状态。如果移除跳线帽,电机驱动板和Arduino将需要独立电源)。
最后,蓝牙控制板也叠加在电机板上,我们的电路部分基本完成了!这里需要注意的是,我们教程中使用的蓝牙板有软硬串口切换的跳线功能,板的默认位置需要大家确认,只要按照图中两个红色方块调整好跳线帽即可。
最后,依次安装两块外围板P040、P020和P030。(这只是实际安装效果图。在图中,我们测试Pro版的两条转向器线的位置是错误的,请注意。)
最激动人心的时刻即将到来!盖上P050顶板,插入电池,一个基础版的盒子就诞生了!
如果测试通过,我们就可以开始制造皮肤了。
4 Arduino编程与调试
关于程序,我们列出初始化部分和主程序,让大家有个了解。你可以点击这里下载所有代码。这里需要强调的是,我们使用的是ladyada.net设计的电机驱动库AFMotor,所以你需要把解压后的文件放在Arduino安装目录库的文件夹里。
程序片段如下:
ARDUINO代码复制打印
#包括
#包括
//-定义电机- //
AF_DCMotor motorL(1,motor 12 _ 8 khz);//连接到M1
AF_DCMotor motorR(2,motor 12 _ 8 khz);//连接到M2
int motor _ speed=200//[modify d]电机转速150-200,-min:100;最大:255
int motor _ delay=400//[modify d]步长中的延迟时间
//-定义伺服- //
伺服手_ l _伺服;//创建伺服对象来控制伺服
伺服手_ r _伺服;//创建伺服对象来控制伺服
int hand _ l _ pos=90//
int hand _ r _ pos=90//
int hand _ delay=1;//[modify]手速
//-主程序- //
无效设置()
{
serial . begin(9600);
b _马达_停止();
b _ servo _ ini();
延迟(2000年);//等待时间
Serial.println("你好!BOXZ!”);
}
无效循环()
{
int键;
if(Serial.available()》 0) {
key=serial . read();
if(key"=30 key"=122){
b_motor_com(键);
b_servo_com(键);
b _技能(重点);
}
}
//伺服_测试();
}
从中可以看出,Box Boy的主程序很少,调用不同的函数子程序来实现它的功能。Boxer通过Arduino的串口向蓝牙控制面板发送数据,笔记本电脑或手机接收蓝牙串口数据。任何人都可以用任何串口终端控制我们的boxer。目前已经通过了与windows7笔记本、MacBook、Iphone的蓝牙、Zigbee通信模块,未来还将推出Wifi通信。因为软件还有很多功能要添加,所以暂时不公布,不过可以用串口助手来实现操作,就像我们发布的文章中一样,操作非常方便。
Box Base的程序通过从键盘接收按键来判断动作,并且只支持单个字符。在Box Pro的版本中,我们会采用更强大的字符串通信方式,让大家有更好的交互体验!
盒子男孩的操作就像玩电脑游戏一样。操作模式键定义如下:
方向控制键定义:' w '-向前;a '-向左转;s '-退后一步;d '-向右转;(空格)-急刹车(如果按下键盘的Shift键,点动模式会被激活,对应的方向键会匹配,比如W是向前一小步,A是向左90度)。
当然,我们提供的代码也包括舵机的控制。你可以用转向器来控制左臂和右臂的摆动和微动。具体定义,可以看程序的注释。本教程主要介绍盒子底座的安装,不多描述。
5翻外片——皮肤制作
盒子盒子整体尺寸:128x128x128MM
盒皮基本尺寸:130x130x130MM。
首先,打印我们的皮肤。你可以从Github免费下载这些图片。本文末尾提供了链接。这里我们选择了Creeper,我们需要3张A4纸。
沿着线切开皮肤,如图。
因为纸比较薄,所以剪完之后有点翘。建议您在较厚的A4纸上打印,以避免此问题。
用双面胶贴在白色连接区域,然后把每一块皮都粘在一起。这里建议你用5MM宽的双面胶。
因为纸薄,所以这里用纸带加固。
皮肤做完了,我们来看看整体效果。
最后和马里奥合个影,呵呵。
盒子小孩的6个故事
一个好的开始。
盒子2原型的作者是我们团队后期文章的一个高手,他儿子很喜欢《愤怒的小鸟》。于是他父亲给他做了一盒红鸟皮,放在盒子上和儿子玩。想象一下当你和家人在一起,控制一只愤怒的小鸟冲向一堆附有头盔猪的饮料瓶或积木时的快乐!
细心的人可能会发现,我们文中的照片其实用的是P041板材,而不是BOXZ底座中的P040标准。P041就是在它的基础上,增加了舵机扩展槽,让大家可以装9G舵机。P041会出现在BOXZ Pro版本中,但暂时没有发布,因为我们还需要验证它的槽位是否合适。
我们的义和团已经在点名时间发布了,还有更多关于义和团的故事。如果你喜欢,你可以来支持我!
你可以免费下载我们的设计图纸。
本教程中Arduino主控、电机驱动板、蓝牙控制板的图片来自互联网,分别属于各自的厂商。详情请访问网站。
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