Πώς να φτιάξετε PHIL - ένα ελαφρύ ρομπότ παρακολούθησης: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Σε αυτό το Instructable θα σας δείξω πώς έφτιαξα αυτό το ρομπότ παρακολούθησης φωτός διπλού άξονα χρησιμοποιώντας ένα Arduino Uno. Θα συμπεριληφθεί όλο το CAD και ο κώδικας, ώστε να μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας χωρίς να χρειάζεστε γνώσεις προγραμματισμού ή σχεδίασης. Το μόνο που θα χρειαστείτε είναι ένας 3D εκτυπωτής, ένα Arduino Uno και μερικά άλλα βασικά μέρη!

Προμήθειες

Εργαλεία που θα χρειαστείτε:

Η / Υ (duh)

Ένας εκτυπωτής 3D

Συγκολλητικό σίδερο (και σύρμα συγκόλλησης)

Κατσαβίδι

Υλικά:

Νήμα τρισδιάστατης εκτύπωσης (συνιστάται PLA)

Πίνακας Proto

Αυτοκόλλητη ταινία από καουτσούκ ή αφρό (προαιρετικά)

Κάποιο λεπτό σύρμα από συμπαγές πυρήνα

Σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας

Εξαρτήματα εκτός ράφι:

Arduino Uno (compatible συμβατός πίνακας)

Πυκνωτές 2 x 100 μF ονομαστικοί για 5V

2 Micro servo μοτέρ

4 αντιστάσεις εξαρτώμενες από το φως (LDR's)

LED 1 x 5mm

1 αντίσταση 220 Ohm

Αντιστάσεις 4 x 10 kOhm

11 βίδες αυτοεπιπεδώματος Μ3

8 βίδες αυτοεπιπεδώματος Μ2

4 x βίδες μηχανής M3 με παξιμάδια

Βήμα 1: Εκτύπωση όλων των εξαρτημάτων

Το πρώτο βήμα είναι να εκτυπώσετε 3D όλα τα μέρη χρησιμοποιώντας τα αρχεία STL που έχω παράσχει. Ζωγράφισα το δικό μου σύμφωνα με τις προτιμήσεις μου, αλλά μπορείτε να το αφήσετε ως έχει ή να χρησιμοποιήσετε διαφορετικά χρώματα νημάτων. Αυτό εξαρτάται από εσένα!

Βήμα 2: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών & Gimble

Για αυτό το βήμα μπορείτε να εγκαταστήσετε τους LDR και τους σερβοκινητήρες, καθώς και να τοποθετήσετε το Arduino στη βασική πλάκα. Λάβετε υπόψη ότι πρέπει ακόμα να φτιάξουμε τον πίνακα διανομής ισχύος, οπότε μην συναρμολογείτε εκ των προτέρων κανένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο μέρος.

Εγκατάσταση των LDR:

Το ρομπότ παρακολουθεί το φως συγκρίνοντας τις τιμές που επιστρέφουν 4 φωτοαντιστάσεις. Εκεί οι τιμές θα διαφέρουν μεταξύ τους εάν η πηγή φωτός δεν είναι κάθετη στην κεφαλή παρακολούθησης, καθώς η σκιά φωτός θα ρίξει σκιά σε μερικά από τα LDR. Ο κώδικας arduino στη συνέχεια θα μετακινήσει την κεφαλή σε άξονα Χ και Υ ανάλογα, για να παραμείνει στο σημείο με την πηγή φωτός. Η τοποθέτηση των LDR είναι πολύ απλή: έχουν ειδικές τσέπες σχεδιασμένες στην κεφαλή παρακολούθησης. Απλώς σπρώξτε τα πόδια μέσα από τις τρύπες, εφαρμόστε σούπερ κόλλα και σπρώξτε το μέχρι να κάτσει στο ίδιο επίπεδο με την επιφάνεια.

Εγκατάσταση των servos:

Τοποθετήστε τα σερβίτσια στη θέση τους και ασφαλίστε τα με βίδες αυτοεπιπεδώματος Μ2 όπως φαίνεται στην εικόνα. Μπορείτε τώρα να ολοκληρώσετε τη μηχανική συναρμολόγηση με το να βάζετε τα κέρατα σερβο σε καθορισμένες αγκύλες. Μετά από αυτό, μπορείτε να συνδέσετε την κεφαλή παρακολούθησης στην κορυφή του συγκροτήματος χρησιμοποιώντας 4 βίδες και παξιμάδια μηχανής M3. Ο άξονας X μπορεί να συνδεθεί χρησιμοποιώντας οτιδήποτε μπορεί να λειτουργήσει ως άξονας 3mm. Χρησιμοποίησα ένα κομμάτι σουβλάκι μπάρμπεκιου. Αυτό ολοκληρώνει το gimble του διπλού άξονα.

Τοποθέτηση του Arduino Uno:

Ευθυγραμμίστε τις οπές βιδών στο arduino με τις τρύπες στην πλάκα βάσης και στερεώστε το με 3 βίδες αυτοεπιπεδώματος Μ3.

Βήμα 3: Διανομή ισχύος

Ένα βασικό συστατικό αυτού του ρομπότ είναι ο πίνακας διανομής ισχύος, καθώς διασφαλίζει ότι η σωστή ισχύς μεταδίδεται στο σωστό εξάρτημα. Αυτός ο πίνακας θα βοηθήσει επίσης στη μείωση των διακυμάνσεων τάσης που προκαλούνται από την τροφοδοσία των servos απευθείας από το Arduino.

Φτιάχνοντας τον πίνακα:

Κόψτε ένα κομμάτι proto board, περίπου 45 x 35 mm σε μέγεθος. Αυτό θα σας δώσει αρκετό χώρο για να κολλήσετε όλα τα εξαρτήματα. Ανατρέξτε στο παρεχόμενο διάγραμμα κυκλώματος και συγκολλήστε ανάλογα τα εξαρτήματα. Και οι δύο σερβοκινητήρες έχουν πυκνωτές 100 μF πάνω από τα καλώδια ισχύος και γείωσης για να αποτρέψουν τις πτώσεις ψηφοφορίας. Τα 4 LDR έχουν αντιστάσεις 10 kOhm ως διαχωριστές τάσης που συνδέονται με τη γείωση (ανατρέξτε στο διάγραμμα κυκλώματος). Το LED ισχύος χωράει σε μια τρύπα στο περίβλημα των ηλεκτρονικών συσκευών και έχει μια αντίσταση 220 Ohm συνδεδεμένη για να μειώσει την ισχύ για να αποτρέψει την καύση. Εναλλακτικά στη χρήση της πλακέτας proto, μπορείτε απλά να κολλήσετε τα πάντα μαζί στον αέρα, αν και αυτό θα ήταν αρκετά ακατάστατο.

Βήμα 4: Πλήρης συναρμολόγηση

Τώρα που ο πίνακας διανομής ισχύος έφτασε η ώρα να τα συνδυάσει όλα!

Σύνδεση καλωδίων:

Συγκολλήστε πρώτα τα κατάλληλα καλώδια από τον πίνακα διανομής ισχύος στα διάφορα καθορισμένα εξαρτήματα. (Φροντίστε να τα περάσετε μέσα από την τρύπα της συσκευής ηλεκτρονικών από κάτω, διαφορετικά θα έχετε πρόβλημα!) ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Βεβαιωθείτε ότι έχετε συνδέσει τα LDR με τη σωστή σειρά, όπως φαίνεται στην εικόνα. Αυτοί οι αριθμοί αντιστοιχούν στους αριθμούς στο διάγραμμα κυκλώματος. Το ίδιο με τα servos - το κάτω μέρος φέρει την ένδειξη "Y" και το πάνω "X". Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε θερμοσυστελλόμενους σωλήνες για να καθαρίσετε λίγο τα πράγματα. Τώρα, συνδέστε τα υπόλοιπα καλώδια στις κατάλληλες ακίδες του Arduino. Το Power LED μπορεί να τοποθετηθεί με πίεση στην τρύπα πάνω από τη θύρα USB αφού είχε εφαρμοστεί υπερ-κόλλα.

Συναρμολόγηση τρισδιάστατων τμημάτων:

Το συγκρότημα gimble μπορεί τώρα να συνδεθεί στην κορυφή του περιβλήματος των ηλεκτρονικών με 4 βίδες αυτοεπιπεδώματος Μ3. Στη συνέχεια, τοποθετήστε απαλά το Arduino (το οποίο είναι ήδη προσαρτημένο στην κάτω πλάκα) μαζί με την πλακέτα διανομής ισχύος στο περίβλημα των ηλεκτρονικών, πιέζοντας μέχρι η πλάκα να είναι στο ίδιο επίπεδο με το κάτω μέρος και οι οπές των βιδών να ευθυγραμμιστούν. Τώρα, χρησιμοποιώντας 4 αυτοκόλλητες βίδες Μ3, συνδέστε την κάτω πλάκα στο περίβλημα των ηλεκτρονικών. Κάποια πόδια από καουτσούκ/αφρό μπορούν να προστεθούν πάνω από τις βίδες, για να του δώσουν σταθερότητα και να αποτρέψουν τις βίδες από το να γρατζουνίσουν τα τραπέζια σας.

Βήμα 5: Κωδικοποίηση

Hasρθε η ώρα να δώσουμε ζωή σε αυτό το ρομπότ! Βρείτε τον κώδικα που έγραψα συνημμένο σε αυτό το βήμα και ανεβάστε τον στο Arduino μέσω του Arduino IDE (Μπορείτε να το κατεβάσετε εδώ). Το ρομπότ τροφοδοτείται από USB, ώστε να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιαδήποτε τυπική πηγή τροφοδοσίας USB για να το ενεργοποιήσετε. (π.χ. τράπεζες ισχύος, φορτωτές τηλεφώνου, φορητούς υπολογιστές κ.λπ.)

Βήμα 6: Τελικές σημειώσεις

Τώρα μπορείτε να ενεργοποιήσετε τον Φιλ και να τον κάνετε να μιλήσει από μόνος του! Χρησιμοποιήστε έναν φακό (ή οποιαδήποτε άλλη πηγή φωτός) και δοκιμάστε να τον μετακινήσετε. Θα πρέπει να ακολουθεί το φως όπου κι αν πηγαίνει. Αν λειτουργεί, συγχαρητήρια, το χτίσατε σωστά!

Αυτό ήταν το πρώτο μου έργο ρομποτικής και νομίζω ότι βγήκε πολύ καλά. Παρακαλώ σημειώστε ότι η "Dynagon Robotics" δεν είναι εταιρεία, είναι απλώς ένα όνομα που έβγαλα για να εκπροσωπήσω τα ρομποτικά μου έργα.

Καλή κατασκευή:)

Δεύτερο Βραβείο στο Διαγωνισμό Ρομπότ