Πώς να φτιάξετε ένα ανθρωποειδές ρομπότ: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Γεια σας παιδιά! Ελπίζω να σας άρεσε ήδη ο προηγούμενος εκπαιδευτικός "Online Weather Station (NodeMCU)" και είστε έτοιμοι για ένα νέο. Μετά το μοντέλο ρομπότ SMARS που συγκεντρώσαμε την προηγούμενη φορά, το σημερινό έργο, αφορά επίσης την εκμάθηση ρομπότ και θα χρησιμοποιήσουμε το OTTO μοντέλο ρομπότ σε αυτό το βίντεο και πρόκειται να είναι ένα πραγματικά εκπληκτικό έργο, αυτό το έργο θα μπορούσε να είναι μια καλή αρχή στον κόσμο της ρομποτικής.

Κατά την εκπόνηση αυτού του έργου, προσπαθήσαμε να βεβαιωθούμε ότι αυτό το διδακτικό θα είναι ο καλύτερος οδηγός για εσάς, προκειμένου να σας βοηθήσουμε εάν θέλετε να φτιάξετε το δικό σας ρομπότ, οπότε ελπίζουμε ότι αυτό το διδακτικό περιέχει τα απαραίτητα έγγραφα.

Αυτό το έργο είναι τόσο βολικό για να γίνει ειδικά μετά την απόκτηση του προσαρμοσμένου PCB που παραγγείλαμε από το JLCPCB για να βελτιώσουμε την εμφάνιση της ηλεκτρονικής μας συσκευής και επίσης υπάρχουν αρκετά έγγραφα και κωδικοί σε αυτόν τον οδηγό που θα σας βοηθήσουν να δημιουργήσετε το όμορφο ρομπότ σας.

Κάναμε αυτό το έργο σε μόλις 5 ημέρες, μόνο σε δύο ημέρες για να πάρουμε τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα ρομπότ όλα τα απαραίτητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, στη συνέχεια δύο ακόμη ημέρες για να ολοκληρώσουμε την κατασκευή του υλικού και τη συναρμολόγηση, και στη συνέχεια μια μέρα να προετοιμάσουμε τον κώδικα που ταιριάζει με εμάς Έχουμε ξεκινήσει τις δοκιμές και τις προσαρμογές.

Τι θα μάθετε από αυτό το διδακτικό:

1. Επιλογή των εξαρτημάτων ανάλογα με τις λειτουργίες του.
2. Κατανοήστε τον μηχανισμό ρομπότ.
3. Προετοιμάστε το διάγραμμα κυκλώματος για να συνδέσετε όλα τα επιλεγμένα εξαρτήματα.
4. Συγκολλήστε τα ηλεκτρονικά μέρη στο PCB.
5. Συγκεντρώστε όλα τα μέρη του έργου (σώμα ρομπότ).
6. Ξεκινήστε την πρώτη δοκιμή και επικυρώστε το έργο.

Βήμα 1: Πώς λειτουργεί αυτό το ρομπότ

Ξεκινώντας με την περιγραφή του έργου, όπως είπα ήδη, θα αναπαράγουμε το μοντέλο ρομπότ OTTO που μπορείτε να έχετε τα τρισδιάστατα σχεδιασμένα μέρη του δωρεάν από την κοινότητα OTTO, αλλά αυτό που θα προσθέσουμε στο έργο μας είναι μια προσαρμοσμένη σχεδίαση PCB για τον έλεγχο του ρομπότ θα χρησιμοποιήσουμε τον μικροελεγκτή ATmega328 αντί να χρησιμοποιήσουμε έναν ολόκληρο πίνακα Arduino Nano όπως έκανε η κοινότητα για αυτό το έργο.

Το ρομπότ έχει πολλές δυνατότητες και θα σας αρέσουν οι κινήσεις του που εκτελούνται από 4 σερβοκινητήρες και οι ήχοι του που αναπαράγονται μέσω ενός ενεργού βομβητή, το ρομπότ θα τροφοδοτείται από μια απλή μπαταρία λιθίου 9V και θα ελέγχεται από μια μονάδα Bluetooth μέσω μιας εφαρμογής Android που μπορείτε να κατεβάσετε απευθείας δωρεάν από το playstore και το appstore.

Οι κινήσεις ρομπότ εκτελούνται από 4 σερβοκινητήρες, οπότε έχουμε 2 σερβο σε κάθε πόδι και υπάρχει επίσης μια αναβαθμισμένη έκδοση του ρομπότ OTTO για τον έλεγχο των κινήσεων των χεριών, αλλά δεν θα το κάνουμε σε αυτό το ακατόρθωτο και θα αναβαθμίσουμε τον πίνακα ελέγχου για αυτό το έργο στο επόμενο μας διδακτικό.

Βήμα 2: Διάγραμμα κυκλώματος

Προκειμένου να συγκεντρώσω όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, επέλεξα να δημιουργήσω το δικό μου σχέδιο PCB για αυτό το έργο και να το παράγω από το JLCPCB, μετακόμισα στην πλατφόρμα easyEDA όπου ετοίμασα το ακόλουθο διάγραμμα κυκλώματος και όπως μπορείτε να δείτε όλα τα εξαρτήματα που χρειαζόμαστε, τότε μεταμόρφωσα το σχέδιο κυκλώματος σε σχέδιο PCB με τις απαιτούμενες διαστάσεις για να ταιριάζει στο πλαίσιο του ρομπότ.

Βήμα 3: Κατασκευή PCB

Μετά την προετοιμασία του κυκλώματος, το μετέτρεψα σε ένα εξατομικευμένο σχέδιο PCB με τις επαναλαμβανόμενες διαστάσεις και σχήμα που ταιριάζει στο ρομπότ μας. Το επόμενο βήμα είναι η δημιουργία των αρχείων GERBER του σχεδιασμού PCB και η μεταφόρτωση στη σελίδα παραγγελίας JLCPCB για την παραγωγή του PCB μας.

Τέσσερις ημέρες για να περιμένουμε τα PCB και εδώ είμαστε. Αυτή είναι η πρώτη φορά που δοκιμάζουμε το κίτρινο χρώμα για τα PCB και φαίνεται πραγματικά υπέροχο.

Βήμα 4: Μέρη ρομπότ τρισδιάστατης εκτύπωσης

Μεταβαίνοντας στα μέρη του σώματος του ρομπότ, όπως ανέφερα ήδη στην παρουσίαση, θα μπορούσατε να έχετε τα αρχεία STL αυτού του ρομπότ από τον ιστότοπο της κοινότητας OTTO μέσω αυτού του συνδέσμου για να παράγετε αυτά τα μέρη μέσω ενός 3D εκτυπωτή.

Βήμα 5: Ηλεκτρονικά συστατικά

Τώρα έχουμε όλα έτοιμα για να ξεκινήσουμε, οπότε ας αναθεωρήσουμε τη λίστα των συστατικών:

☆ ★ Τα απαραίτητα συστατικά (σύνδεσμοι Amazon) ☆

• Το PCB που έχουμε παραγγείλει από το JLCPCB
• Μικροελεγκτής ATmega328:
• Μονάδα Bluetooth HC-05:
• Αισθητήρας υπερήχων:
• 4 σερβοκινητήρες:
• Πυκνωτές 22pF:
• 10uF πυκνωτές:
• Ένας ταλαντωτής:
• L7805 Ρυθμιστής τάσης:
• Ένας βομβητής:
• Μπαταρία 9V:
• Υποδοχή κεφαλίδας:

Βήμα 6: Μέρος λογισμικού

Τώρα πρέπει να ανεβάσουμε τον κωδικό ρομπότ στον μικροελεγκτή, οπότε θα χρειαστεί ο πίνακας Arduino Uno για να το κάνουμε αυτό, σχετικά με το λογισμικό ρομπότ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το Arduino IDE για να ανεβάσετε τον κωδικό σας ή μπορείτε απλά να κατεβάσετε το OTTO blockly IDE που θα σας βοηθήσει με μερικά παραδείγματα για να ξεκινήσετε να φτιάχνετε το δικό σας πρόγραμμα για το ρομπότ, στην περίπτωσή μας θα ανεβάσουμε αυτόν τον κωδικό που παρέχεται από την κοινότητα, αυτός ο κώδικας μου επιτρέπει να έχω πρόσβαση σε όλες τις δυνατότητες του ρομπότ από την εφαρμογή android.

Μπορείτε να έχετε την τελευταία ενημερωμένη έκδοση από αυτόν τον σύνδεσμο ή μπορείτε απλά να κατεβάσετε το παρακάτω συνημμένο αρχείο που σχετίζεται με την έκδοση κώδικα 9 που χρησιμοποιήσαμε στο έργο μας.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση ηλεκτρονικών συσκευών

Κάναμε το ηλεκτρονικό μέρος έτοιμο, ας ξεκινήσουμε να κολλάμε τα ηλεκτρονικά μας εξαρτήματα στο PCB.

Όπως μπορείτε να δείτε μέσα από τις εικόνες, η χρήση αυτού του PCB είναι τόσο εύκολη λόγω της πολύ υψηλής ποιότητας κατασκευής του και χωρίς να ξεχνάτε τις ετικέτες που θα σας καθοδηγήσουν ενώ κολλάτε κάθε συστατικό επειδή θα βρείτε στο επάνω στρώμα μεταξιού μια ετικέτα για κάθε συστατικό που υποδεικνύει η τοποθέτησή του στον πίνακα και έτσι θα είστε 100% σίγουροι ότι δεν θα κάνετε λάθη συγκόλλησης.

Έχω κολλήσει κάθε στοιχείο στην τοποθέτησή του, για αυτό το PCB είναι ένα PCB δύο στρωμάτων, αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και τις δύο πλευρές του για να κολλήσετε τα ηλεκτρονικά σας εξαρτήματα.

Βήμα 8: Συναρμολόγηση και επίδειξη σώματος ρομπότ

Πριν ξεκινήσετε τη συναρμολόγηση, σας συμβουλεύω να βαθμονομήσετε όλους τους σερβοκινητήρες σας σε γωνία 90 °, απλώς χρησιμοποιήστε μια βασική επίδειξη σερβο Arduino για να το κάνετε αυτό.

Η συναρμολόγηση δεν θα μπορούσε να είναι ευκολότερη από αυτήν:

1. πάρτε το σώμα του ρομπότ και δύο σερβοκινητήρες και βιδώστε τα από την πάνω πλευρά.
2. στη συνέχεια, ενώστε τα πόδια με τα συναρμολογημένα servos για να ελέγξετε τις κινήσεις των ποδιών.
3. το επόμενο βήμα είναι να ενώσετε τα άλλα δύο servos στα πόδια και να συνδέσετε τα μέρη του ποδιού στα servos και με αυτόν τον τρόπο θα έχετε ένα σερβο για κάθε πόδι και ένα σερβο για κάθε πόδι.
4. Το επόμενο μέρος είναι ο αισθητήρας υπερήχων που θα τον βάλουμε στο κεφάλι του ρομπότ μας.
5. Το τελευταίο βήμα είναι η σύνδεση του αισθητήρα υπερήχων στον σύνδεσμό του και η σύνδεση των servos στο PCB.

Μπορείτε να ανατρέξετε στον κωδικό όπου θα βρείτε το κατάλληλο σύμβολο για κάθε σερβο και θα βρείτε την ίδια ετικέτα στην επάνω πλευρά του PCB που φτιάξαμε.

Αφού συνδέσουμε την μπαταρία συνδέουμε το κεφάλι στο σώμα και μπορούμε να αρχίσουμε να παίζουμε με το ρομπότ μας.

Μου άρεσε πολύ αυτό το έργο και ελπίζω να σας δω να παράγετε αυτού του είδους τα ρομπότ, αλλά ακόμα κάποιες άλλες βελτιώσεις που θα κάνουμε στο έργο μας για να το κάνουμε πολύ πιο βούτυρο, γι 'αυτό θα περιμένω τα σχόλιά σας για να το βελτιώσουμε.

Ένα τελευταίο πράγμα, βεβαιωθείτε ότι κάνετε ηλεκτρονικά κάθε μέρα.

BEταν BEE MB από το MEGA DAS τα λέμε την επόμενη φορά.