Fun Micro: bit Robot - EASY and Inexpensive !: 17 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

BBC micro: τα κομμάτια είναι υπέροχα! Είναι εύκολο να προγραμματιστούν, είναι γεμάτα με λειτουργίες όπως Bluetooth και επιταχυνσιόμετρο και είναι φθηνά.

Δεν θα ήταν υπέροχο να μπορέσουμε να φτιάξουμε ένα ρομποτικό αυτοκίνητο που κοστίζει δίπλα σε ΤΙΠΟΤΑ; Αυτό το έργο είναι εμπνευσμένο από την επιθυμία οι μαθητές του δημοτικού να μπορούν να κατασκευάζουν ρομπότ χρησιμοποιώντας τουλάχιστον μέρη και όπου είναι δυνατόν, να χρησιμοποιούν ανακυκλωμένα υλικά. Χρειάζεται πολύ λίγος χρόνος και ενθαρρύνει τους μαθητές να μάθουν κωδικοποίηση, κάποια μηχανική και να χρησιμοποιήσουν τις δεξιότητές τους. Δεν υπάρχει κόψιμο ή διάτρηση με ηλεκτρικά εργαλεία και συγκόλληση. Τα κύρια δομικά υλικά είναι ένα κουτί ΠΡΟΣΩΠΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ (π.χ. «Kleenex») και ένα κομμάτι κουτί από χαρτόνι. Μπορεί να ολοκληρωθεί σε λίγες ημέρες από την ώρα του μαθήματος.

Θα μάθετε κάποια ηλεκτρονικά, βασική κωδικοποίηση micro: bit και πώς να χρησιμοποιήσετε το επιταχυνσιόμετρο και τις δυνατότητες Bluetooth του micro: bit.

Ας ξεκινήσουμε λοιπόν!

Βήμα 1: Λίστα μερών

Λίστα μερών

Ποσότητα Κόστους Στοιχείου

Κιβώτιο ιστών ελεύθερο 1

Κουτί από χαρτόνι (κυματοειδές) δωρεάν 2 τεμάχια που χωράνε στο κάτω μέρος του κουτιού για σφίξιμο.

Μικρό σύρμα πυρήνα ελάχιστο Αρκετά για την καλωδίωση για το έργο

BBC micro: bit retail 2 - ένα για πομπό, ένα για τον ελεγκτή αυτοκινήτου

micro: bit GPIO Edge Connector $ 6 έως 15 US 1

Κινητήρας κινητήρα /τροχός $ 3 US το καθένα 2

Μίνι σανίδα ψωμιού 0,75 δολάρια ΗΠΑ 1

Κλιπ μπαταρίας 9Volt 0,25 δολάρια ΗΠΑ 1

Τσιπ κινητήρα SN754410NE 0,40 $ ΗΠΑ 1

Μίνιμ πινγκ πονγκ ελάχιστο 1

Ρόμπα μπάλας (προαιρετικό) 1,20 $ 1 ΗΠΑ - μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μισή μπάλα πινγκ πονγκ ή μάρμαρο

Δίπλευρη ταινία αφρού 2 $ στο κατάστημα δολαρίων 1roll - για την τοποθέτηση των κινητήρων στη βάση

Λευκή κόλλα Πιθανότατα έχετε ήδη κάποια

Απαιτούνται εργαλεία

Ενας χάρακας

Ένα μικρό βοηθητικό μαχαίρι

Πυροβόλο θερμής κόλλας (προαιρετικό)

Κλιπ χαρτιού ή πυξίδα για διάτρηση μικρών οπών στο χαρτομάντιλο

Περιστροφικό εργαλείο κοπής (προαιρετικό) ή ξυράφι για να κόψετε τη μπάλα του πινγκ πονγκ στη μέση.

Βήμα 2: Κατασκευή ρομπότ

Τοποθετήστε το χαρτομάντιλο στο κυματοειδές φύλλο από χαρτόνι, έτσι ώστε η μακριά πλευρά του κουτιού να ευθυγραμμίζεται με τις κορυφογραμμές του χαρτονιού. Σχεδιάστε τη βάση του κουτιού χαρτομάντιλου στο χαρτόνι. Θα χρειαστείτε δύο κομμάτια. Κόψτε προσεκτικά τα κομμάτια με το μαχαίρι και τον χάρακα. Θα πρέπει να τα κόψετε έτσι ώστε να ταιριάζουν επίπεδη μέσα στο κουτί. Ανοίξτε προσεκτικά το ένα άκρο του κουτιού χαρτομάντιλου για να δοκιμάσετε να ταιριάζει στα φύλλα από χαρτόνι.

Χρησιμοποιήστε λευκή κόλλα ή κόλλα ξυλουργού για να κολλήσετε ένα κομμάτι από το χαρτόνι στην εσωτερική βάση του κουτιού. Βάλτε μερικά βαριά αντικείμενα όπως μπαταρίες μέσα στο κουτί για να ζυγίσετε το χαρτόνι έτσι ώστε να στερεωθεί με ασφάλεια στο κουτί. Αφήστε το να στεγνώσει.

Πριν προχωρήσουμε περαιτέρω, μπορεί να θέλετε να κολλήσετε μικρά μήκη καλωδίου στερεού πυρήνα στα καλώδια του κινητήρα σας και σύρματα κλιπ μπαταρίας 9 βολτ. Στη συνέχεια, καλύψτε τις αρθρώσεις με σωλήνες συρρίκνωσης θερμότητας. Θα διευκολύνει την εισαγωγή αυτών των καλωδίων στο breadboard. Ξέρω ότι είπα, "Χωρίς συγκόλληση", αλλά γεια, αυτό είναι ηλεκτρονικά!

Βήμα 3:

Τώρα ξεκινήστε να στρώνετε τα μέρη στο άλλο χαρτόνι όπως φαίνεται. Προσπαθήστε να τοποθετήσετε το breadboard προς το τέλος που θα είναι το πίσω μέρος του αυτοκινήτου, ώστε να ταιριάζει ο σύνδεσμος micro: bit και edge. Για συνέπεια, η κόκκινη ράγα του πίνακα βρίσκεται στην κορυφή των εικόνων. Συνιστάται να προσανατολίζετε το δικό σας με τον ίδιο τρόπο για ευκολία συναρμολόγησης.

Η καυτή κόλλα είναι ιδανική για την τοποθέτηση της σανίδας. Στη συνέχεια, μπορείτε εύκολα να το αφαιρέσετε εάν θέλετε να το χρησιμοποιήσετε για άλλο έργο. ΜΗΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΕ ΤΗΝ ΔΥΟ ΠΛΕΥΡΑΣ ΤΑΙΝΙΑ στο κάτω μέρος της σανίδας. Διατηρεί τις μεταλλικές συνδέσεις στο εσωτερικό του breadboard. Αν το τραβήξετε, θα καταστρέψει το ψωμί.

Βήμα 4: Συνδέστε το Micro: bit Edge Connector

Τώρα συνδέστε το σύνδεσμο ακμής στο breadboard όπως φαίνεται με το βύσμα να δείχνει προς τα εμπρός στο ρομπότ. Οι καρφίτσες πρέπει να βρίσκονται στη γούρνα (χαράδρα) που τρέχει κατά μήκος της μέσης της σανίδας.

Βήμα 5: Εγκαταστήστε το τσιπ ελέγχου κινητήρα SN754410NE

Τοποθετήστε προσεκτικά το τσιπ κινητήρα SN754410NE στο ψωμί. Η μικρή εγκοπή πρέπει να είναι στραμμένη προς τον ακροδέκτη ακμής.

Βήμα 6: Καλωδίστε το τσιπ κινητήρα

Αν κοιτάξετε προς τα κάτω το τσιπ κινητήρα από ψηλά, με την εγκοπή στα δεξιά, οι ακίδες στην κορυφή αριθμούνται από 1 έως 8 από δεξιά προς τα αριστερά και, στη συνέχεια, οι ακίδες στο κάτω μέρος αριθμούνται από 9 έως 16 στο κάτω μέρος. Μια εξήγηση για το πώς λειτουργεί το τσιπ κινητήρα θα παρέχεται στο τέλος αυτού του έργου. Χρησιμοποιήστε μικρά μήκη σύρματος για να συνδεθείτε, Καρφιτσώστε 1 στην κόκκινη ράγα

Καρφίτσα 8 στην κόκκινη ράγα

Καρφίτσα 9 στην κόκκινη ράγα

Καρφίτσα 16 στην κόκκινη ράγα

Χρησιμοποιήστε ένα μικρό μήκος σύρματος για να ενώσετε τη γείωση του ακροδέκτη με τη μπλε ράγα του ψωμιού. Χρησιμοποιήστε ένα μικρό μήκος σύρματος για να συνδέσετε την μπλε ράγα στην κορυφή του πείρου 4 OR 5 του τσιπ κινητήρα. Είναι το GROUND σημείο του τσιπ και χρειάζεται μόνο να γειώσετε το τσιπ με ένα σύρμα.

Βήμα 7: Καρφίτσες κατεύθυνσης κινητήρα καλωδίων

Χρησιμοποιούμε ακίδες micro: Bit 13, 14, 15 και 16 για δύο λόγους. Πρώτον, είναι όλοι μαζί στον πίνακα για βολική καλωδίωση. Δεύτερον, δεν χρησιμοποιούνται για άλλους σκοπούς από το micro: Bit, ώστε να μην απενεργοποιείτε λειτουργίες όπως η συστοιχία LED, αν θέλετε να το χρησιμοποιήσετε στον τελικό σχεδιασμό σας. Στο τέλος αυτού του έργου υπάρχει ένας σύνδεσμος για τις εργασίες καλωδίωσης των ακίδων για μελλοντική αναφορά.

Συνδέστε τον ακροδέκτη σύνδεσης ακμής 13 στον πείρο 7 στο τσιπ κινητήρα.

Συνδέστε τον ακροδέκτη σύνδεσης ακμής 14 με τον πείρο 2 στο τσιπ κινητήρα.

Συνδέστε τον ακροδέκτη σύνδεσης ακμής 15 με τον πείρο 10 στο τσιπ κινητήρα. (τα κίτρινα σύρματα στην εικόνα)

Συνδέστε τον ακροδέκτη σύνδεσης ακμής 16 με τον πείρο 15 στο τσιπ κινητήρα.

Συνδέστε την κόκκινη ράγα στη μία πλευρά του ψωμιού με την κόκκινη ράγα στην άλλη πλευρά με ένα μήκος σύρματος. Συνδέστε τη μπλε ράγα στη μία πλευρά του breadboard με τη μπλε ράγα στην άλλη πλευρά με ένα μήκος σύρματος. Αυτά τα καλώδια μεταφέρουν τάση και στις δύο πλευρές του κυκλώματος και την πηγή γείωσης και στις δύο πλευρές του κυκλώματος.

Βήμα 8: Καλωδίστε τα μοτέρ

Τοποθετήστε το πράσινο (μαύρο) σύρμα του αριστερού κινητήρα (πάνω στο διάγραμμα) στον πείρο 3 στο τσιπ κινητήρα.

Τοποθετήστε το κόκκινο σύρμα του αριστερού κινητήρα στο πείρο 6 στο τσιπ κινητήρα.

Τοποθετήστε το κόκκινο σύρμα του δεξιού μοτέρ στην ακίδα 14 στο τσιπ κινητήρα.

Τοποθετήστε το πράσινο (μαύρο) σύρμα του δεξιού κινητήρα στο πείρο 11 στο τσιπ κινητήρα.

Βήμα 9: Συνδέστε το κλιπ μπαταρίας 9 Volt

Η μπαταρία 9 βολτ θα τροφοδοτήσει τόσο τους κινητήρες όσο και το τσιπ ελέγχου του κινητήρα.

Συνδέστε το μαύρο καλώδιο του συνδετήρα μπαταρίας 9 volt στη ράγα γείωσης της σανίδας ψωμιού.

Συνδέστε το κόκκινο καλώδιο του συνδετήρα μπαταρίας 9 volt στην ακίδα 16 του τσιπ κινητήρα.

Η καλωδίωση ολοκληρώθηκε!

Αφιερώστε λίγα λεπτά για να ελέγξετε ξανά την εργασία σας. Μπορεί να εξοικονομήσει μερικές μαγειρεμένες μπαταρίες ή ακόμα χειρότερα, CIRCUITS, εάν εντοπίσετε τα σφάλματα και τα διορθώσετε πριν τροφοδοτήσετε το αυτοκίνητο.

Βήμα 10: Διάγραμμα καλωδίωσης

Το διάγραμμα καλωδίωσης παρέχεται εδώ για να ελέγξετε μέχρι τώρα την καλωδίωσή σας.

Βήμα 11: Κωδικοποίηση του Micro: bit Transmitter και του Micro: bit Receiver/Robot Control

Θα χρησιμοποιήσουμε ένα micro: bit ως τηλεχειριστήριο και ένα δεύτερο micro: bit ως δέκτη/ελεγκτή ρομπότ.

Στον πομπό, θα χρησιμοποιήσουμε το επιταχυνσιόμετρο για τη μέτρηση της κλίσης προς τα εμπρός/προς τα πίσω του μικροφώνου: Bit για να κάνει το αυτοκίνητο να πάει μπροστά ή πίσω ή να σταματήσει. Θα χρησιμοποιήσουμε τα κουμπιά Α και Β για να τροποποιήσουμε προς τα εμπρός/πίσω για να περιλάβουμε τη στροφή αριστερά/δεξιά.

Υποτίθεται ότι είστε εξοικειωμένοι με τη χρήση μπλοκ makeCode για τον προγραμματισμό μικρο: bit. Τα μπλοκ κώδικα παρέχονται εδώ με επεξηγήσεις για το τι κάνει κάθε μπλοκ.

Καθώς ο κωδικός μπλοκάρει τα αρχεία εικόνας είναι αρκετά μεγάλα, απλώς κατεβάστε αυτά τα δύο αρχεία και μπορείτε να ακολουθήσετε τα σχόλια για να δημιουργήσετε τα μπλοκ. Απλώς ακολουθήστε τα πλήρως σχολιασμένα έγγραφα μπλοκ κώδικα για να δημιουργήσετε τα δικά σας micro: bit hex αρχεία OR μπορείτε απλά να κατεβάσετε τον πομπό κωδικός και κωδικός δέκτη εάν το επιθυμείτε και εγκαταστήστε τους απευθείας.

Βήμα 12: Τελική συναρμολόγηση - Προεγκατάσταση δοκιμής και εγκατάστασης μπάλας πινγκ πονγκ

Αφού ανεβάσετε το codeBlocks στο micro: bits του πομπού και του ρομπότ, συνδέστε το micro: bit του ρομπότ-δέκτη στην υποδοχή ακμής και ενεργοποιήστε το. Ενεργοποιήστε τον πομπό και προσπαθήστε να οδηγήσετε το αυτοκίνητο απλά μετακινώντας τον πομπό και πατώντας τα κουμπιά Α και Β. Εάν όλα λειτουργούν, προχωρήστε. αν όχι, επιστρέψτε στην καλωδίωση και ελέγξτε τις συνδέσεις σας. Είναι όλες οι μπαταρίες σας εντάξει;

Κόψτε προσεκτικά μια μπάλα πινγκ πονγκ στη μέση. Αναποδογυρίστε το κουτί και στη συνέχεια κολλήστε ζεστά τη μισή μπάλα στην κάτω πλευρά του κουτιού. Αυτός είναι ο «τρίτος τροχός» σας. Εάν θέλετε μια καλύτερη λύση, αγοράστε το χάλυβα κάδο που αναφέρεται στη λίστα εξαρτημάτων και τοποθετήστε το με ζεστή κόλλα ή χρησιμοποιήστε σύρμα που τρυπάται στο κάτω μέρος του κουτιού.

Βήμα 13: Τοποθέτηση και εγκατάσταση κινητήρα

Τώρα ας τοποθετήσουμε τους κινητήρες στη βάση και το κουτί.

Ένα κάθε φορά, προσανατολίστε κάθε κινητήρα έτσι ώστε η μικρή κυκλική προεξοχή να κοιτάζει προς τα έξω.

Στη συνέχεια, στο κάτω μέρος κάθε κινητήρα, βάλτε ένα κομμάτι ταινίας διπλής όψης.

Τοποθετήστε την πλακέτα εξαρτημάτων στο κουτί με χαρτομάντιλα.

Στη συνέχεια, περιστρέψτε τον κινητήρα έτσι ώστε η μικρή κυκλική προεξοχή να κοιτάζει προς τα έξω.

Στη συνέχεια, ΠΑΤΗΣΤΕ το πίσω μέρος του κινητήρα στο πλάι του κουτιού, ώστε να εμφανίζεται ένα μικρό λακκάκι στο εξωτερικό. Εάν βάλετε τον αντίχειρά σας στο εξωτερικό του κουτιού και πιέσετε τον άξονα, θα έχετε ένα βαθύτερο λακκάκι που είναι εύκολο να το δείτε.

Χρησιμοποιήστε ένα μικρό μαχαίρι για να κόψετε το λακκάκι. Εδώ θα βγει ο άξονας από το κουτί.

Στη συνέχεια, πιέστε ξανά τον κινητήρα στην πλευρά του κουτιού έτσι ώστε η μικρή κυκλική προεξοχή να κάνει ένα λακκάκι.

Κόψτε και αυτό το λακκάκι.

Εάν έχετε προγραμματιστεί ο δέκτης micro: Bit, εγκαταστήστε τον στην άκρη του συνδέσμου και συνδέστε τη μπαταρία (με απενεργοποιημένο το τροφοδοτικό. Σύρετε τη βάση από χαρτόνι με όλα τα εξαρτήματα προσεκτικά στο κουτί με χαρτομάντηλο.

Βήμα 14: Τοποθετήστε τα μοτέρ στη βάση από χαρτόνι

Αφαιρέστε το υπόστρωμα από την ταινία διπλής όψης και πιέστε κάθε μοτέρ προς τα κάτω για να τα στερεώσετε στη βάση της πλακέτας εξαρτημάτων σας.

Τοποθετήστε μια πυξίδα ή ένα λυγισμένο συνδετήρα χαρτιού στις δύο οπές βιδών σε κάθε κινητήρα και πιέστε προς τα έξω για να τρυπήσετε το κουτί.

Τώρα κόψτε δύο κομμάτια από σύρμα στερεού πυρήνα, το καθένα μήκους περίπου 8 εκατοστών. Λυγίστε σαν σχήμα «U» και τροφοδοτήστε τα άκρα του σύρματος στους κινητήρες από έξω. Περιστρέψτε τα για να στερεώσετε τους κινητήρες στις πλευρές του κουτιού χαρτομάντιλου.

Βήμα 15: Τελικές συνδέσεις και Let's Drive

Η μπαταρία των 9 βολτ βρίσκεται τώρα ανάμεσα στους κινητήρες.

Το αρνητικό σύρμα συνδέεται σε μια μπλε ράγα γείωσης και το κόκκινο σύρμα συνδέεται στην ακίδα 16 του τσιπ ελέγχου κινητήρα.

Εάν θέλετε, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα αρσενικό/θηλυκό καλώδιο τύπου Dupont για να επιτρέψετε τη σύνδεση/αποσύνδεση της μπαταρίας 9V από το κύκλωμα όταν δεν χρησιμοποιείται.

Συνδέστε το αρσενικό άκρο του καλωδίου Dupont στην ακίδα 16 στο τσιπ κινητήρα και αφήστε το θηλυκό άκρο ελεύθερο. Στη συνέχεια, απλά συνδέστε το κόκκινο σύρμα 9 βολτ στο θηλυκό άκρο του καλωδίου Dupont και το ρομπότ σας ενεργοποιείται.

Συνδέστε τους τροχούς στο ρομπότ σας και τελειώσατε!

Εάν θέλετε να διακοσμήσετε το ρομπότ σας ως σχολικό λεωφορείο, το έργο τέχνης παρέχεται ως αρχείο εδώ. Για καλύτερα αποτελέσματα, εκτυπώστε το έργο τέχνης σε γυαλιστερό φωτογραφικό χαρτί. Το Superglue λειτουργεί καλά για τη στερέωση του έργου τέχνης στο κουτί. Χρησιμοποίησα σούπερ κόλλα με στυλ Gel Gorilla και δούλεψα υπέροχα! Υπάρχουν πολλές θεματικές ιδέες εδώ. Σχολικό λεωφορείο, πυροσβεστικό όχημα, RV, φορτηγό παράδοσης. Η φαντασία σας είναι ο οδηγός σας!

Μόλις φτιάξετε αυτό το ρομπότ, θα μπορούσατε να πειραματιστείτε με διπλωμένο κυματοειδές χαρτόνι για να φτιάξετε σασί διαφορετικού στυλ. Τώρα ενεργοποιήστε το micro: bits, συνδέστε την μπαταρία 9 volt και ξεκινήστε να οδηγείτε το λεωφορείο/το αυτοκίνητό σας!

Ελπίζω να βρήκατε αυτό το έργο ευχάριστο και μια ωραία εισαγωγή στη ρομποτική με micro: bits!

Τις καλύτερες ευχές μου!

Gord Payne (Newmarket, Ontario Canada)

Βήμα 16: Έργα τέχνης σχολικού λεωφορείου

Βήμα 17: Συχνές ερωτήσεις

Γιατί δεν χρησιμοποιείτε IC L293D ή L298 Motor Controller IC;

Το micro: bit είναι μια συσκευή 3 volt λογικής στάθμης. Δεν μπορεί να παρέχει τα 5 βολτ που είναι απαραίτητα για την ενεργοποίηση ενός L293D ή L298. Το SN754410NE απαιτεί επίσης 5 έως 7 βολτ για να ενεργοποιηθεί, αλλά ο σχεδιασμός του τσιπ είναι αρκετά στιβαρός για να χειριστεί ένα Vcc 9 βολτ. Έτσι χρησιμοποιούμε την μπαταρία των 9 volt για να τροφοδοτήσουμε τόσο το τσιπ του κινητήρα όσο και τους κινητήρες. Χάρη στις Learning Developments για αυτή τη διορατικότητα. Τούτου λεχθέντος, μπορεί να είναι δυνατό να συναντήσετε ένα L293D που μπορεί να ενεργοποιηθεί σε 3V, αλλά δεν συμμορφώνεται με τις αρχικές προδιαγραφές σχεδιασμού για το τσιπ.