Как сделать из лего пожарную машину

Пожарная машина из Lego Technic и Arduino

Продолжаю моделирование из Lego Technic и электрификацию моделей посредством Arduino. На этот раз мне понравилась модель Lego Technic 42068 пожарная машина. Я переделал ее для возможности электрификации и поставил на большие колеса, так как, на мой взгляд она выглядит лучше на больших колесах. Исходя из своего личного опыта лучшим способом управления является Bluetooth.

Для реализации данной самоделки понадобится:
– Lego Technic 42068
– Lego Technic 42029
– 2 белых светодиоды и резисторы подобранные к ним
– Arduino Pro Mini 5v AT Mega 328
– Драйвер двигателя L9110S
– 1 сервопривода SG-90
– Bluetooth модуль HC-05 или аналог
– USB-UART для прошивки Arduino
– Канцелярский или просто острый нож
– Мотор редуктор 6v 1:100
– Конденсатор 10v 1000uF
– 2 однорядных гребенки PLS-40
– Катушка индуктивности 68мкГн
– 2 аккумулятора Li-ion 18650
– Коннектор папа-мама двух контактный на провод
– Хомутик
– Провода разных цветов
– Припой, канифоль, паяльник
– Болтики 3х20, 3х40, 3х60 гайки и шайбы к ним

Шаг 1 Подготовка мотор редуктора.
Двигать нашу модель будет моторчик на 6 вольт, идущий в комплекте с мотор-редуктором. Модель получилась тяжелая, поэтому лучше всего использовать мотор-редуктор с передаточным числом 1:100. Ездит модель не очень быстро, зато уверенно по любой поверхности и преодолевает достаточно большие горки. Выходные валы не предполагают соединение с Lego деталями, поэтому берем нож и придаем валам форму креста, размерами как детали Lego:

Шаг 2 Подготовка сервопривода.
Несмотря на большие колеса, для их поворота достаточно маленького сервопривода SG-90. Если есть возможность, лучше выбирать сервопривод с металлическими шестеренками. Отрезаем у него выступающие «крылья» для крепления. Они будут только мешать. Далее в корпусе сервопривода просверливаем отверстие диаметром 3.2 мм или просто прорезаем его. Будьте внимательны! При выполнении данной операции главное не задеть внутреннюю микросхему.

Шаг 3 Собираем модель.
Для сборки модели будем использовать две инструкции от Lego 42029 и 42068 . Они идут в комплекте с конструктором, но, если вы их потеряли, можно всегда скачать с официального сайта Lego.

Скачиваем все инструкции и переходим к сборке. Для начала нам понадобится инструкция 42029, обе части. Задний мост берем из инструкции Lego 42029 часть 1, начиная с 3 страницы по 8 включительно. Добавляем т-образные детали для крепления пружин. Надев соединительную втулку на выходной вал мотор-редуктора, крепим его болтиком 3х60 как показано на фото:

Переднюю подвеску собираем согласно страницам, с 21 по 23 инструкции Lego 42029 часть 1. А также страницам с 6 страницы по 11 второй части Lego 42029. Сервопривод крепим болтиком 3х40, как показано на фото. Перед соединение необходимо рычаг сервопривода повернуть в положение 90 градусов, а колесам придать положение параллельное корпусу:

Соединяем обе части в месте крепления мотор-редуктора:

Теперь переходим к Lego 42068. Собираем кабину сначала со страницы 107 по 115. Ставим получившуюся часть на нашу основу, ссади добавляем стойки ка на фото:

Затем продолжаем на странице 132 и до 160:

Вверху добавляем крепление для светодиодов, не забудьте рассчитать резисторы для них и впаять их в разрыв цепи:

По инструкции Lego Technic 42068 со страницы 118 по 128 собираем верхнюю крышку.

Шаг 4 Arduino.
Питание модели очень важный вопрос. Проще всего (и стабильнее) разделить питание. Использовать 9 вольтовою батарейку крону для Arduino. А аккумуляторы для моторчиков и Bluetooth модуля. Спаиваем параллельно два Li-ion 18650. Припаиваем соединительный коннектор для удобства подключения, и скручиваем их изолентой:

Для использования единого источника питания, необходимо добавить катушка индуктивности 68мкГн в разрыв плюсового провода питания Arduino и параллельно подключить конденсатор 10v 1000uF. Сигнальный провод сервопривода подключаем к pin 2, драйвер двигателя к pin 5 и 6, аноды светодиодов фара подключаем через резисторы к 4 pin, катоды к GND. Резисторы стоит подбирать под используемые вами диоды.

Читать еще: Как сделать подложку в группе

Bluetooth модуль можно использовать HC-05 или HC-06. Их легко приобрести, а цена достаточно приемлемая. HC-05 работает, в зависимости от настроек, в режиме ведущего (master), то есть сам создает соединение, или в режиме ведомого (slave), к нему можно будет подключиться. HC-06 работает только в режиме ведомого. Сам модуль — это маленькая плата, с маленьким расстоянием между контактами:

Стоит выбирать уже подготовленный модуль в виде двух спаянных вместе плат. Большая плата из них – это специальная макетная плата, с выведенными, на удобную колодку, нужными контактами и стабилизатором напряжения 3.3 вольта для питания самого Bluetooth модуля:

Чтобы контакты TX и RX Arduino оставались свободными для соединения с компьютером, Bluetooth модуль будем подключать через библиотеку SoftwareSerial. Тем самыми мы создадим програмный порт соединения. Подключаем модуль следующим образом:
Arduino Pro Mini – Bluetooth
D7 – RX
D8 – TX
5V – VCC
GND –GND

Размещаем аккумуляторы и 9 вольтовою батарейку в задней части машинки:

Всю электрику собираем согласно схеме, использую для соединения небольшие проводки:

Сверху аккумуляторов размешаем электрику:

Теперь можно поставить сверху собранную ранее верхнюю крышку. В месте нахождения электрики верха нет, для удобного доступа к ней:

Боковые части верхней крышки подымаются вверх, чтобы можно было добраться до электрики и сбоку:

Теперь можно закрыть заднюю часть полностью:

А вот так должно выглядеть снизу:

Шаг 5 Установка среды программирования и библиотек.
Средой программирования Arduino является Arduino IDE. Если у вас она стоит, проверьте актуальности ее версии. Если нет, ее необходимо скачать с официально сайта .

Затем добавляем библиотеки. Servo.h служит для управления сервоприводом. SoftwareSerial.h создает программой порт связи для Bluetooth модуля:

Скачиваем и распаковываем архивы. Далее перемещаем распакованные файлы в папку «libraries», находящуюся в папке с установленной Arduino IDE. Так же, можно не распаковывая архивы, добавить их в среду программирования. Для этого запускаем Arduino IDE, выбираем в меню Скетч – Подключить библиотеку. В самом верху выпадающего списка выбираем пункт «Добавить .Zip библиотеку». Осталось указать место нахождения скачанных архивов. После всех манипуляций, необходимо перезагрузить Arduino IDE.

Шаг 5 Настройка модуля связи.
Следующим шагом будем проводить настройку Bluetooth модуля. Для этого в Arduino плату заливаем следующий скетч:

Данный скетч служит для связи компьютера с Bluetooth модулем. Воспользуемся окном терминала из Arduino IDE. Выбираем пункт Инструменты – Монитор порта.
Если у вас HC-06, то устанавливаем скорость 9600, ставим параметр без отправки NL и CR и вводим следующие команды:
«AT» (без кавычек) должен прийти ответ «OK»
«AT+BAUD7» (без кавычек) должен прийти ответ «OK57600».

Если у вас HC-05, то устанавливаем скорость 38400, ставим параметр отправки NL и CR и вводим следующие команды:
«AT» – вводится без кавычек должен прийти ответ «OK». Если пришел продолжаем вводить команды дальше.
«AT+UART=57600,0,0» – устанавливаем скорость 57600 бит/сек.

Шаг 6 Скетч.
И наконец-таки заливаем скетч для нашей машинки в Arduino:

Шаг 7 Настройка устройств управления.
Управлять нашей моделью будем с помощью андроид устройства. Заходим в настройки Bluetooth, находим наш Arduino модуль и подключаемся, используя пароль для соединения «1234», возможно пароль будет «0000», у разных моделей бывает по-разному. Далее устанавливаем программу управления. Скачиваем с Google play программу Arduino BT Joystick Free. Запустив настройки программы, устанавливаем следующие команды:
W – вперед
S – назад
A – влево
D – вправо
F – стоп
G – руль прямо
K – включение фар
L – выключение фар

Также можно использовать и компьютер под управлением Windows. Скачиваем следующую программу:

Затем надо установить соединение, используя тот же пароль. Выбрать в программе com-порт нашего Bluetooth модуля. И настроить программу на те же команды.