Ρομπότ ποδοσφαίρου (ή ποδόσφαιρο, αν ζείτε στην άλλη πλευρά της λίμνης): 9 βήματα (με εικόνες)

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

Διδάσκω ρομποτική στο tinker-robot-labs.tk Οι μαθητές μου έχουν δημιουργήσει αυτά τα ρομπότ που παίζουν ποδόσφαιρο (ή ποδόσφαιρο, αν ζείτε στην άλλη πλευρά της λίμνης). Ο στόχος μου με αυτό το έργο ήταν να μάθω στα παιδιά πώς να αλληλεπιδρούν με ένα ρομπότ μέσω Bluetooth.

Τελειώσαμε τα ρομπότ μας πριν από μερικές εβδομάδες και, τότε, είδα ότι η Instructables έκανε διαγωνισμό μικροελεγκτή και διαγωνισμό ρομποτικής, οπότε δημιουργούμε συλλογικά ένα άλλο ρομπότ και μοιραζόμαστε μαζί σας πώς να φτιάξετε ένα ποδοσφαιρικό ρομπότ και να παίξετε με αυτό.

Τα παιδιά που συνθέτουν αυτό το ρομπότ είναι οι Beatriz, Ruben, Jaime, Gonzalo, Gabriel, Ismael και Chris. Η ηλικία τους κυμαίνεται μεταξύ επτά και έντεκα ετών και λικνίζονται!

Για να συνθέσουν αυτό το ρομπότ, χρησιμοποιούν εργαλεία ενηλίκων, όπως ένα σίδερο συγκόλλησης, ψαλίδι και κοπτικά. Τους έχω μάθει ότι τα εργαλεία δεν είναι παιχνίδια και πρέπει να χρησιμοποιούνται με μεγάλο σεβασμό. Γνωρίζουν τους κανόνες ασφαλείας που πρέπει να τηρούνται πάντα, όπως το να αφήνουν τα εργαλεία πάντα στο κέντρο του τραπεζιού, όπου μπορούν να φανούν, ή να χρησιμοποιούν πάντα τις πένσες με τους αγκώνες κολλημένους στο πλάι τους, ώστε να μην μπορούν να βλάψουν πρόσωπο από ατύχημα.

Βήμα 1: Το πεδίο παιχνιδιού και οι κανόνες παιχνιδιού (από τον Jaime)

Πεδίο παιχνιδιού:

• Μέγεθος του αγωνιστικού χώρου
• Μήκος πεδίου: 170 cm
• Πλάτος πεδίου: 113 cm
• Μεσαία γραμμή στα 85 εκατοστά
• Πλάτος στόχου: 31 εκ

Κανόνες παιχνιδιού:

• Ένας αγώνας ποδοσφαίρου ρομπότ παίζεται από δύο ομάδες αποτελούμενες από 2 ρομπότ.
• Ένας αγώνας παίζεται σε δύο ημίχρονα 2 λεπτών. Μεταξύ των 2 ημιχρόνων, το παιχνίδι μπορεί να διακοπεί για έως και 5 λεπτά για να αλλάξετε μπαταρίες ή να διορθώσετε τα ρομπότ.
• Το παιχνίδι ξεκινά με τη μπάλα στη μέση του παιχνιδιού και κάθε ρομπότ σε μια γωνία του γηπέδου.
• Εάν η μπάλα βγει από το γήπεδο, ο χρόνος σταματά. Η μπάλα τοποθετείται πίσω στο κέντρο του γηπέδου και τα ρομπότ τοποθετούνται στις γωνίες.
• Αν στο τέλος του δεύτερου ημιχρόνου και οι δύο ομάδες ισοφαρίσουν, ένα λεπτό προστίθεται στο δεύτερο ημίχρονο χωρίς διακοπή του παιχνιδιού.
• Η μπάλα είναι μια μπάλα τένις μισογεμάτη με άμμο (κόψτε μια σχισμή στην μπάλα, προσθέστε άμμο, κολλήστε την μπάλα με σούπερ κόλλα)
• Εάν κάποια ομάδα πετύχει ένα γκολ, η μπάλα τοποθετείται στη μέση του γηπέδου και κάθε ρομπότ τοποθετείται στις γωνίες του γηπέδου
• Κάθε ρομπότ που αγγίζεται από κάποιον κατά τη διάρκεια του αγώνα αποκλείεται για το υπόλοιπο παιχνίδι.
• Εάν κάποιο από τα ρομπότ σταματήσει να λειτουργεί, το ρομπότ αφαιρείται από το παιχνίδι και δεν μπορεί να ξαναβρεθεί, εκτός εάν είναι διακοπή στο πρώτο ημίχρονο και μπορεί να διορθωθεί πριν από την έναρξη του δεύτερου ημιχρόνου
• Εάν οποιοδήποτε ρομπότ επιτεθεί σε άλλο ρομπότ για να το βγάλει από το γήπεδο, θα αποκλειστεί για το υπόλοιπο παιχνίδι.

Βήμα 2: Κατασκευή του ρομπότ: Bill of Materials

Όλα τα ηλεκτρονικά προέρχονται από την Amazon

Τα υπόλοιπα υλικά προέρχονται από το τοπικό κατάστημα υλικού.

Θέσαμε έναν κανόνα περιορισμού του κόστους του ρομπότ κάτω από 40 ευρώ και εκτιμώ ότι το συνολικό κόστος του ρομπότ είναι κάτω από 15 ευρώ επειδή αγόραζα υλικά χύμα

• 2 κινητήρες με γρανάζια + τροχούς
• Breadboard
• Arduino nano
• Καλώδια
• Υποδοχή μπαταρίας και 4 μπαταρίες AA
• Διακόπτης (προαιρετικό)
• Πυκνωτής
• Κεμπάπ μπαστούνια
• Μπάλα τένις μισογεμάτη με άμμο
• Λαστιχάκι
• 2 τεμάχια κυματοειδούς πλαστικού 25 cm x 25 cm
• Μονάδα HC05 ή HC06
• Γέφυρα L9110 H

Βήμα 3: Κοπή κομματιών πλαισίου

Μετρήστε δύο φορές, κόψτε μία φορά!

Πριν ξεκινήσουμε να κόβουμε το κυματοειδές πλαστικό, φτιάχνουμε πρότυπα από χαρτόνι με κουτιά δημητριακών. Αυτό έχει αποδειχθεί ότι εξοικονομεί ΠΟΛΛΗ δουλειά, χρόνο και χρήμα, επειδή μπορείτε να δημιουργήσετε γρήγορα το βασικό σχήμα του ρομπότ σας και αν κάνετε κάτι λάθος, λίγη ταινία μπορεί να το διορθώσει. Ο Rubén έκανε τα πρότυπα και ο Beatriz μετέφερε τα πρότυπα στο πλαστικό

Αφού ορίσετε το σχήμα του ρομπότ σας, πρέπει να μεταφέρετε το σχέδιό σας στο κυματοειδές πλαστικό φύλλο.

Βήμα 4: Κάτω μέρος του πλαισίου

Η κυματοειδής πλαστική δομή συνδυάζεται με φερμουάρ. Πριν βάλετε τα φερμουάρ, η δομή συγκρατείται μαζί με μπαστούνια από μπαμπού. Το κάνουμε αυτό επειδή μπορείτε εύκολα να κάνετε τρύπες με τα μπαστούνια στο πλαστικό και μπορείτε να πάρετε τη γενική ιδέα για το σχήμα του κομματιού πριν βάλετε τα φερμουάρ. Για να διπλώσουμε το πλαστικό, χρησιμοποιούμε επίσης μπαστούνια μπαμπού για να χαράξουμε τη μία πλευρά του πλαστικού.

Ο Κρις και ο Γκονζάλο αποφάσισαν ότι ήθελαν να προσθέσουν γκανιότα στο σασί και έκοψαν μια σφήνα από τα πλαϊνά. χρησιμοποίησαν το κομμάτι που έκοψαν από την πρώτη πλευρά ως πρότυπο για να κόψουν τη δεύτερη.

Βήμα 5: Προετοιμασία των κινητήρων

Οι κινητήρες έχουν μια μικρή προεξοχή στην πλευρά όπου βρίσκονται οι ηλεκτρικές συνδέσεις. Πρέπει να αφαιρέσουμε τον κινητήρα και να βάλουμε τις ηλεκτρικές συνδέσεις στην άλλη πλευρά.

Μόλις γίνει αυτό, ο Jaime και ο Ismael συγκολλούσαν 2 σύρματα 20 cm στο μοτέρ. Χρησιμοποιούμε καλώδια τηλεφωνικής γραμμής για αυτό, αλλά οποιοδήποτε λεπτό καλώδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

Στη συνέχεια αποφασίζουμε πού θέλουμε να βάλουμε τους τροχούς. Ο χώρος όπου τοποθετούνται οι τροχοί επηρεάζει τη συμπεριφορά του ρομπότ. Οι τροχοί στο πίσω μέρος του ρομπότ έχουν ως αποτέλεσμα ένα ρομπότ που κινεί την μπάλα πολύ γρήγορα αλλά είναι πολύ δύσκολο να το ελέγξει. Από την άλλη πλευρά, ένα ρομπότ με τους τροχούς προς το μπροστινό μέρος του ρομπότ κάνει ένα ρομπότ που είναι πολύ εύκολο να ελεγχθεί, αλλά κινεί την μπάλα πολύ αργά.

Για αυτό το ρομπότ, επιλέξαμε να βάλουμε τους τροχούς προς τη μέση του ρομπότ. Τοποθετήσαμε τους κινητήρες εκεί που θέλαμε και κάναμε 2 μικρές τρύπες για τους άξονες των τροχών.

Βήμα 6: Συνδέστε το

Οι Gabriel και Ismael χρησιμοποίησαν Autodesk Circuits για να δημιουργήσουν αυτό το διάγραμμα καλωδίωσης.

Η γέφυρα h συνδέεται με τις θύρες 6, 9, 10 και 11

Η μονάδα HC06 συνδέεται με TXD, RXD, GND και +5V. Βεβαιωθείτε ότι ο πείρος TXD του arduino είναι συνδεδεμένος με τον πείρο RXD του HC06 και ο πείρος RXD του arduino είναι συνδεδεμένος με τον πείρο TXD του HC06

Ο πυκνωτής είναι ένας πυκνωτής 8200 kv. Δεν το χρειάζεστε πραγματικά, αλλά είναι εκεί για να αποτρέψετε μια πτώση τάσης που θα αποσυνδέσει τη μονάδα HC06 εάν οι μπαταρίες είναι λίγο χαμηλές.

Οι κινητήρες συνδέονται με τη γέφυρα Η. Maybeσως το ρομπότ να πάει πίσω αντί να πάει μπροστά. σε αυτήν την περίπτωση, αντιστρέψτε τα καλώδια του κινητήρα.

Βήμα 7: Sticks, Motors και Cover in Place

Επιλογές επιλογές επιλογές! Πού πρέπει να βάλω τους κινητήρες; Υπάρχουν αρκετές επιλογές και ανάλογα με το πού και πώς συνδέονται οι κινητήρες, το κέντρο βάρους σας θα βρίσκεται σε διαφορετικό μέρος!

Σε αυτή την περίπτωση, θα μπορούσαμε να τα βάλουμε στραμμένα προς τα εμπρός ή προς τα πίσω και αποφασίσαμε να τα βάλουμε στραμμένα προς τα πίσω.

Οι κινητήρες πρέπει να είναι προσαρτημένοι στο πλάι του πλαισίου. Ο Chris έκανε ένα έξυπνο εργαλείο με λίγο σύρμα για να κάνει τις τρύπες στα πλάγια του πλαισίου. και στερέωσε τα μοτέρ με 2 φερμουάρ γιατί τα φερμουάρ ήταν λίγο πολύ κοντά. Δείτε τις φωτογραφίες!

Στη συνέχεια, το κάλυμμα του ρομπότ ήταν προσαρτημένο στο πλαίσιο. το εξώφυλλο διακοσμήθηκε από τον Rubén για να μοιάζει με πρόσωπο ρομπότ, επειδή το εξώφυλλο ήταν διαφανές και σκέφτηκε ότι από τη στιγμή που τα led της μονάδας HC06, το arduino και η γέφυρα H θα αναβοσβήνουν μέσα στο εξώφυλλο, το αποτέλεσμα θα είναι φοβερό και Αμάν! είχε δίκιο.

Ο Chris πρόσθεσε τα μπαστούνια στο μπροστινό μέρος του ρομπότ για να ελέγξει την μπάλα. Τα ραβδιά είναι απλά προσαρτημένα στο πλαίσιο με φερμουάρ. Επίσης, πρόσθεσε ένα λαστιχάκι στο πίσω μέρος του ρομπότ για να το κλείσει. Έκοψε μερικές εγκοπές στο πίσω μέρος του εξωφύλλου και στερέωσε το λαστιχάκι στο πλαίσιο με φερμουάρ.

Βάλτε ΤΩΡΑ τους τροχούς και προχωρήστε στο επόμενο βήμα.

Βήμα 8: Timeρα να βάλετε τα Ηλεκτρονικά

Σχεδόν εκεί!

Μια τρύπα ανοίγει στο κάλυμμα για να βάλει τον μεγάλο άσχημο διακόπτη. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ΟΠΟΙΟΔΗΠΟΤΕ διακόπτη, αλλά εμείς επιλέξαμε να χρησιμοποιήσουμε έναν μεγάλο και δυσάρεστο διακόπτη επειδή φαίνεται δροσερό.

Όλα τα ηλεκτρονικά που έχουμε ετοιμάσει νωρίς είναι τώρα τοποθετημένα μέσα στο ρομπότ. Ακολουθήστε το διάγραμμα καλωδίωσης!

Μην συνδέσετε ακόμη τη γέφυρα h στο πρωτόπλασμα γιατί πρέπει να βγάλουμε το protoboard τουλάχιστον μία ακόμη φορά.

Μόλις βάλεις το πρωτόπλοκο να μπλοκάρει το ρομπότ, βιάζεσαι να καταλάβεις πού θα βάλεις τις μπαταρίες. μπορούν να μπουν μπροστά ή πίσω από το ρομπότ, ανάλογα με το σχήμα του ρομπότ και πού έχετε τοποθετήσει τους κινητήρες.

Πρέπει να κάνετε ένα τρίτο πόδι στο ρομπότ (τα άλλα 2 πόδια είναι οι τροχοί!). Για να το κάνετε αυτό, πάρτε ένα φερμουάρ και συνδέστε το όπως φαίνεται στις φωτογραφίες.

Βήμα 9: Ο κώδικας

Τώρα πρέπει να βάλετε τον κώδικα στο arduino και να συνδέσετε το ρομπότ σας στο τηλέφωνό σας Android.

Ας ξεκινήσουμε με τον κωδικό:

Υποθέτω ότι έχετε ήδη τη διεπαφή κωδικοποίησης arduino (IDE) στον υπολογιστή σας. αν όχι, πηγαίνετε εδώ και ακολουθήστε τις οδηγίες:

Κατεβάστε τον κωδικό από το συνημμένο αρχείο zip και ανοίξτε το αρχείο.ino. Αυτό θα δημιουργήσει ένα φάκελο στον υπολογιστή σας.

Ανεβάστε τον κώδικα στο arduino. για να το κάνετε αυτό, ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΑΠΟΣΥΝΔΕΣΤΕ ΤΗ ΜΟΝΑΔΑ BLUETOOTH από τη μητρική πλακέτα. Αν όχι, δεν θα λειτουργήσει. Μη με ρωτάτε γιατί, είναι μυστήριο και για μένα.

Εγκαταστήστε το "Roboremo free" στο τηλέφωνό σας Android από το κατάστημα Google.

Ακολουθήστε τις οδηγίες στον συμπιεσμένο φάκελο που επισυνάπτεται σε αυτό το βήμα.

Σε περίπτωση που δεν μπορείτε να εγκαταστήσετε τη διεπαφή στο τηλέφωνό σας, ακολουθήστε τις παρακάτω οδηγίες για να δημιουργήσετε τη διεπαφή για το τηλέφωνό σας.

Οδηγίες για τη σύνδεση του τηλεφώνου Android στο ρομπότ, (από τον Gabriel)

• Για να συνδέσετε το Bluetooth πρέπει να έχετε κινητό τηλέφωνο, tablet ή υπολογιστή Android με bluetooth
• Εγκαταστήστε το RoboremoFree.
• Προγραμματισμός της διεπαφής: Εισαγάγετε στο μενού και επιλέξτε ρυθμιστικό και αυτό θα χρησιμοποιήσετε για να ελέγξετε το ρομπότ.
• Όταν τοποθετήσετε το ρυθμιστικό στην αριστερή πλευρά της διεπαφής οθόνης, πρέπει να πατήσετε το set του id του ρυθμιστικού ως "izq". Είναι izq επειδή izquierda είναι πώς λέμε αριστερά στα Ισπανικά.
• Στη συνέχεια, πρέπει να εισαγάγετε την ετικέτα. Μέσα στην ετικέτα πρέπει να βάλετε izqSpeed#*1.
• Στη συνέχεια, πρέπει να εισαγάγετε στο "min max" και στο min πρέπει να βάλετε -255 και στο max 255 και να κάνετε κλικ στο "int"
• Στη συνέχεια, στην επόμενη γραμμή, πρέπει να διαβάσετε "αποστολή όταν κυκλοφορήσει"
• 2 γραμμές παρακάτω, "αποστολή χώρου"
• τότε "μην επιστρέψεις αυτόματα"
• στο "set value autoreturn" πρέπει να βάλετε "mid"
• σε καθορισμένη περίοδο επανάληψης πρέπει να βάλετε 100

Τώρα πρέπει να προσθέσετε ένα ρυθμιστικό στα δεξιά της διεπαφής και να κάνετε το ίδιο, ορίζοντας το αναγνωριστικό ως "der" και την ετικέτα ως derSpeed #*1. Όλα τα υπόλοιπα είναι ίδια.

Για να ξεκινήσετε να παίζετε: Όταν βρίσκεστε στην εφαρμογή, πρέπει να συνδέσετε το bluethooth στο RoboremoFree που μπαίνει στο μενού και, στη συνέχεια, πρέπει να πατήσετε τη σύνδεση Bluetooth (RFCOMM) και πρέπει να πατήσετε HC-05 ή HC-06.

Απολαμβάνω!