Шасси для Марсохода

    Когда-то давно наш сайт marsohod.org появился по сути из-за маленькой машинки, которую назвали Марсоход. Она управлялась ИК пультом от телевизора и в ней использовались шаговые двигатели от неисправных 5-ти дюймовых жестких дисков. Сердцем машинки была наша маленькая плата на ПЛИС MAX II EPM240T100C5.

    Это было 15 лет назад. Время неумолимо идет вперёд и, к сожалению, многие наши давние проекты по разным причинам становится очень трудно или даже невозможно воспроизвести в настоящее время. Однако, с другой стороны, сейчас появляются и новые возможности. Например, 3D печать позволяет довольно легко повторить однажды спроектированную в 3D редакторе деталь.

    Поэтому мы решили восстановить или пересоздать все наши машинко-проекты уже на новом уровне с использованием 3D печати, стандартных шаговых двигателей 28BYJ-48, которые широко используются в любительских проектах и на новой элементной базе.

    Мы спроектировали шасси для нового Марсохода.

    Его исходники есть в репозитории на github: https://github.com/marsohod4you/MarsohodChassis. Здесь вы найдете и STL файлы и два FreeCAD 1.0 проекта: отдельные детали и сборка. 

    Все детали нужно напечатать пластиком PLA на 3D принтере, можно цветным пластиком, детали печатаются без поддержек и практически не требуют пост-обработки.

    Кроме напечатанных деталей для сборки Марсохода потребуются:

• два шаговых двигателя 28BYJ-48 с драйверами;
• для малого колеса резиновое уплотнительное кольцо от сантехнического соединения "американки" толщиной 4мм;
• шариковый подшипник 624 (размеры 4x13x5, внутренний диаметр/наружный/толщина);
• разный крепеж, винты и гаечки M4, M3 и M2,5;
• набор проводов;
• плата управления;
• Power Bank для питания машинки, самый маленький, какой сможете купить / достать.

    Вот так выглядит полный набор деталей:

    В качестве платы управления я собираюсь использовать либо нашу плату MA3128 на ПЛИС Altera MAX3128 либо Марсоход3GW2 на FPGA Gowin. Под эти платы на шасси предусмотрены отверстия для крепления. Кроме этих наших плат можно использовать Raspberry PI, Repka Pi или даже Arduino. Если какие-то платы не устанавливаются легко, если не хватает отверстий под крепление - вы всегда можете изменить FreeCAD проект и исправить его, как нужно именно вам.

Приступим к сборке напечатанных деталей. Установим шариковый подшипник внутрь малого колеса. Устанавливается плотно. Можно использовать клей типа дихлорметана - он размягчает пластик и подшипник тогда можно совсем легко установить. Наденем резиновое кольцо от американки. На вилку поставим длинный болт M4 длиной 40мм с плоской шляпкой.

Затем установим малое колесо в вилку так же используя винт M4 и проставляя шайбы, чтобы зажать подшипник:

Колесо должно абсолютно свободно вращаться не касаясь вилки.

    Драйверы шаговых двигателей крепим на подставку второго этажа:

Шаговые двигатели 28BYJ-48 установим в держатели двигателей и закрепим их болтиками M3 с потайной головкой:

Затем, устанавливаем моторчики на раму и закрепляем их пока используя для каждого мотора только один болт M3:

Второй болтик держит не только моторы, но и держатель-полочку для батареи питания или Power Bank. Прикрутим и её. Теперь моторы полностью закреплены:

    На следующем этапе мы можем установить плату управления и заодно поставить переднее колесо. В платах управления зачастую отверстия для крепления не очень большие и болтиком M3 их не закрепить. Так и на плате Raspberry Pi к примеру отверстия крепления 2,7мм. И на нашей плате MA3128 которая делалась как плата расширения для Распбери так же такие же отверстия. Поэтому я использую для крепления болтики M2,5 и напечатанные боночки - подставочки:

Теперь уже можно поставить второй этаж с драйверами двигателей и надеть колёса:

Осталось подключить проводами плату управления к драйверам и почти всё готово:

Описания конкретного подключения проводов будут особо даны в каждом предлагаемом проекте.

В моём случае я уже прошил плату проектом управления машинкой с пульта от телевизора и мне осталось только подключить заряженный PowerBank и положить его на полочку держателя батареи. И всё! Моя машинка поехала:

Я надеюсь Вы сможете повторить и даже улучшить этот проект своими силами, а так же придумать свои проекты.

У нас уже есть несколько проектов с использование этого шасси:

1. Марсоход, управляемый пультом ДУ от телевизора Самсунг;
2. Марсоход, двигающийся по полосе с помощью оптических датчиков;
3. Марсоход удалённо управляемый из браузера, Андроид телефон служит камерой и управляющим устройством.