Jetbot实战系列08:组装过程的注意细节

来源:业界供稿    2022-01-11 17:21:58

关键字: Jetson Nano

假如您的Jetbot小车是从外面采购第三方套件的话,可以跳过本文的内容。如果您是按照jetbot.org原厂的自行组装方式,那么本文所提供的一些细节点,会让您节省很多摸索的时间。

假如您的Jetbot小车是从外面采购第三方套件的话,可以跳过本文的内容。如果您是按照jetbot.org原厂的自行组装方式,那么本文所提供的一些细节点,会让您节省很多摸索的时间。

在原厂所提供的料件表(https://jetbot.org/master/bill_of_materials.html)中的采购链接,都是以亚马逊为主的国外电子商务平台,其中电子类元件大部分是标准件,至少在硬件尺寸上的孔位大小与间距与是一致的,在国内淘宝上还是能找到。

但是最头痛的问题都是发生在非标准件的部分,包括TT驱动轮直径、辅助轮直径、固定螺丝直径、杜邦线长度、充电宝长宽高、供电用的USB接头与长度等等尺寸,都是会影响成败的小细节,看起来都是微不足道之处,但任何一项没处理好就会功亏一篑。

本文的重点,就是将组装过程中可能造成模糊或出错的地方为读者梳理一遍,让大家少走冤枉路、减少挫折感,尽快完成Jetbot智能小车的组装工程,然后顺利进入到后面的实验之中好好学习。接下去就逐项为大家说明这些组装过程的细节:

  1. 选购与测试TT电机:

在淘宝上这类电机的单价从1.5元到10元不等,还区分为“加速比48/120/200”“单轴/双轴”、“带线/不带线”等细分规格:

  • 加速比其实就是齿轮比,数字越小速度越快但载重能力较差。原厂推荐的是200RPM规格,使用120RPM也可以,到40RPM可能会跑得太快了。
  • 单轴或双轴对运作没有任何影响,不过单轴的在组装过程会少一些阻碍。
  • 如果供应商能提供“带线”电机是最方便的,最好指明是“杜邦线公头”的10CM接线,才有利于接入DC-Stepper-Motor控制板的接口。如果是不带线的电机,就需要自己采购红黑色杜邦线再进行裁剪与焊接,相对麻烦些。

这种低单价的电机会存在“质量一致性”的问题,也就是规格相同的电机也可能产生转速不一样的现象,重点就是看这些电机的转速有多大差距。比较保险的方式就是一次多采购几个,再从里面挑选出转速最接近的两个,这样可以大量节省时间上的消耗。

检测转速的方法,可以按照下图的方式将Jetson Nano 2GBDC-Stepper-Motor、充电宝一并连接起来,一方面测试电机转速,也同时验证这些设备的状态。

Jetbot实战系列08:组装过程的注意细节

 

由于这两个TT电机是最先装到Jetbot车体里面,再依序安装DC-Stepper-Motor控制板、充电宝、Jetson Nano 2GB等设备,如果等到全部装上后才发现到转速差距问题时,又得将所有设备全部拆掉,这个过程会令人十分挫折,因此建议在安装电机之前先做功能与性能的测试,这是非常必要的一个步骤。

  1. 3D打印车体、配套支架与TT车轮尺寸的关系:

~/jetbot/assets目录下有6.stl文件,主要内容如下:

  1. chassis.stl:如下图左(A)主车体部分
  2. camera_mount.stl:如下图左(B)CSI摄像头架
  3. 下图右的(C)(D)部分为caster_shouldcaster_base的辅助轮座,不过这两个文件还分为60mm65mm两种尺寸,这个主要是为了匹配TT轮的尺寸。

Jetbot实战系列08:组装过程的注意细节

上面的(1)(2)两个文件都需要,而(3)的部分则需要根据所选择的TT轮尺寸而定,总共需要4.stl打印文件。最初Jetbot车体设计是以国外较常用的60mm车轮去设计,但在国内市场上反而是65mm规格的普及度较高,因此特别针对中国市场增加65mm尺寸的结构。

在淘宝网上透过“TT65mm”关键词搜索,能找到非常多合适的轮子,主流规格的车轮宽度有26mm(下图中)与15mm(下图左)两种,对Jetbot智能车来说,越薄的轮子在旋转时需要较小的空间,总体来说会有更好的灵活性,因此这里推荐选择15mm宽度的轮子。

Jetbot实战系列08:组装过程的注意细节

如果在淘宝搜索“TT60mm”关键词,会出现非常多厚度在28mm左右的“麦克纳姆轮”(上图右),虽然造型非常抢眼也具有横向移动的特殊功能,但这个尺寸对于Jetbot来说就会显得太过厚重。

归结下来在TT轮的部分应该是挑选65mm比较合适,这样就能清楚3D打印文件的第(3)项该如何选择了。

受到TT轮尺寸的影响,也牵动前面(E)项辅助滚球的尺寸,请在淘宝上搜索“高精密聚甲醛塑料球实心”,如果选择65mmTT轮就对应选择25.4mm直径的小白球,如果选择60mmTT轮就对应选择25mm小白球。

确认TT轮尺寸之后,就能定下来所需要的4.stl打印文件。如果自己有3D打印机的话,就可以按照https://jetbot.org/master/3d_printing.html所指示的步骤与参数进行输出,也可以找外面专门的3D打印服务单位去处理。

  1. 充电宝的尺寸与供电

这个看似再简单不过的设备,其实也存在一些细微问题,主要是以下两点:

    1. 尺寸:由于3D打印车体所预留给充电宝的空间尺寸为128x70x20(mm),因此充电宝的外形尺寸,至少宽度与高度不能超出这个范围
    2. 供电:由于需要同时对Jetson Nano 2GB2TT电机进行5V供电,因此至少需要两个5V/2A以上供电口,如果有5V/3A的更好。
  1. Jetson Nano(含2GB)供电的USB电源线

Jetson Nano5V供电,但因为4GB版本与2GB版本的供电口并不一样,再加上长度的要求,所以挑选过程会形成一定的困難度。

    1. 4GB版本:有DCMicroUSB两种供电,需要使用跳线进行切换
      • USBDC接口:这种供电方式的电流比较稳定,但是DC接口必须为2.1mm规格。这种线并不难找,但麻烦的是线长得尽可能在20cm左右,如果超过30cm的话就会造成布线的困难。
      • USBMicroUSB(Type-B):透过NanoMicroUSB供电的稳定性稍差,最好将Nano运作模式调低到5V模式。这种线的长度大约在10cm左右最好,否则也会增加布线的难度。
    2. 2GB版本:USBType-C弯头

Type-C接口是Jetson Nano 2GB唯一的供电方式,因此没有别的选择,唯一的要求也是长度在20cm左右为佳。

最后有个“非必要”的细节,就是这些USB线最好能选择如下图的“弯头”接口,一则维持Jetbot的美观性,最重要还是为了缩小运动期间的所需要的空间。

Jetbot实战系列08:组装过程的注意细节

  1. DC-Stepper-Motor供电的USB电源线

这个就非常简单,只要找到任何一条具备供电功能的USB线就可以,自行剪裁保留约20cm长度,然后拨开外表保护线,找到里面的红色与黑色漆包线,分别接上控制板5V供电口的正负极即可。

同样的,这个USB接口如果能找到如上图的90度弯头的是最好,但并非强制的。

  1. 其他料件:这些就是剩下比较琐碎的部分,包括以下部分
    1. 杜邦线:4根双母头,长度推荐为20~30cm,颜色推荐为红///绿四种。
    2. M2固定螺丝:用来固定Jetson Nano(含2GB)、DC-Stepper-Motor控制板、CSI摄像头、辅助轮座等,长度8mm,数量20
    3. M3螺丝螺帽:用来固定TT电机轮,螺丝长度25mm,数量4组。
    4. 双面胶:用来将充电宝固定在车体。

到此已将把Jetbot组装的相关物料选购细节与面临的问题全都说明清楚,主要还是因为原厂所提供的料件表与国内存在差异,但只要按照本文所提的注意要点去处理,就能减少很多冤枉路。

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剩下的工作就是按照https://jetbot.org/master/hardware_setup.html的步骤,逐步将各个部件组装固定好,接下去就能开始有趣的Jetbot项目。[]

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