Ako postaviť PHIL - robot na sledovanie svetla: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

V tomto návode vám ukážem, ako som vyrobil tohto dvojosového robota na sledovanie svetla pomocou Arduino Uno. K dispozícii bude všetok CAD a kód, takže si ich môžete vytvoriť sami bez toho, aby ste potrebovali akékoľvek znalosti programovania alebo projektovania. Všetko, čo budete potrebovať, je 3D tlačiareň, Arduino Uno a niekoľko ďalších základných dielov!

Zásoby

Potrebné nástroje:

PC (duh)

3D tlačiareň

Spájkovačka (a spájkovací drôt)

Skrutkovač

Materiály:

Vlákno pre 3D tlač (odporúča sa PLA)

Protokol

Samolepiaci gumový alebo penový pás (voliteľné)

Nejaký tenký drôt s plným jadrom

Teplom zmrštiteľné hadičky

Komponenty mimo regálu:

Arduino Uno (alebo kompatibilná doska)

2 x 100 µF kondenzátory dimenzované na 5V

2 mikro servomotory

4 svetelné odpory (LDR)

1 x 5 mm LED

1 x odpor 220 ohmov

4 x 10 kOhm odpory

11 x samorezné skrutky M3

8 x samorezné skrutky M2

4 x skrutky do stroja M3 s maticami

Krok 1: Vytlačte všetky diely

Prvým krokom je 3D tlač všetkých častí pomocou súborov STL, ktoré som poskytol. Namaľoval som svoje podľa svojich predstáv, ale môžete to nechať tak alebo použiť rôzne farby vlákien. To záleží na tebe!

Krok 2: Zostavenie elektroniky a výložníka

V tomto kroku môžete nainštalovať LDR a servomotory a tiež namontovať Arduino na základnú dosku. Majte na pamäti, že stále musíme vyrobiť dosku na distribúciu energie, takže vopred nemontujte žiadne 3D tlačené diely.

Inštalácia LDR:

Robot sleduje svetlo porovnaním hodnôt vrátených 4 fotorezistormi. Pokiaľ svetelný zdroj nie je kolmý na sledovaciu hlavu, budú sa hodnoty navzájom líšiť, pretože svetelný tieň vrhá tieň na niektoré LDR. Arduino kód potom bude pohybovať hlavou v osi X a Y, aby zostal v bode so zdrojom svetla. Montáž LDR je veľmi jednoduchá: majú špeciálne vrecká navrhnuté do sledovacej hlavy. Jednoducho prepichnite nohy cez otvory, naneste super lepidlo a zatlačte, kým nezapadne do jednej roviny s povrchom.

Inštalácia serv:

Posuňte servá na miesto a zaistite ich samoreznými skrutkami M2 podľa obrázku. Teraz môžete mechanickú zostavu dokončiť upevnením servo rohov na určené konzoly. Potom môžete sledovaciu hlavu pripevniť k hornej časti zostavy pomocou 4 skrutiek a matíc do stroja M3. Čap osi X je možné pripevniť pomocou čohokoľvek, čo môže fungovať ako 3 mm hriadeľ. Použil som kúsok špajdle na grilovanie. Tým je dvojosový hazard dokončený.

Montáž Arduino Uno:

Zarovnajte otvory pre skrutky na arduine s otvormi v základnej doske a zaistite ich 3 samoreznými skrutkami M3.

Krok 3: Rozloženie energie

Kľúčovou súčasťou tohto robota je doska na distribúciu energie, pretože zaisťuje prenos správneho výkonu na správny komponent. Táto doska tiež pomôže obmedziť výkyvy napätia spôsobené servami napájanými priamo z Arduina.

Výroba dosky:

Vystrihnite kus proto dosky, veľký zhruba 45 x 35 mm. To by vám malo poskytnúť dostatok priestoru na spájkovanie všetkých komponentov. Pozrite sa na dodanú schému zapojenia a zodpovedajúcim spôsobom spájkujte komponenty. Oba servomotory majú nad svojim silovým a uzemňovacím vodičom kondenzátory 100 µF, aby sa zabránilo poklesu hlasovania. 4 LDR majú odpory 10 kOhm ako rozdeľovače napätia zapojené k zemi (pozri schému zapojenia). Kontrolka LED napájania sa hodí do otvoru v kryte elektroniky a má odpor 220 Ohm, ktorý znižuje výkon, aby sa zabránilo vyhoreniu. Alternatívne k použitiu dosky proto môžete jednoducho všetko spájkovať vo vzduchu, aj keď by to bolo dosť chaotické.

Krok 4: Kompletná montáž

Teraz, keď je doska na distribúciu energie pripravená na to, aby ste to všetko spojili!

Pripojenie vodičov:

Najprv spájkujte príslušné vodiče z dosky na distribúciu energie k rôznym určeným komponentom. (Nezabudnite ich previesť cez otvor v kryte elektroniky zospodu, inak budete mať problém!) DÔLEŽITÉ: Uistite sa, že zapojíte LDR v správnom poradí, ako je znázornené na obrázku. Tieto čísla zodpovedajú číslam v schéme zapojenia. To isté so servami - spodný je označený „Y“a horný „X“. Na trochu vyčistenie vecí môžete použiť teplom zmrštiteľné hadičky. Teraz zapojte zvyšné vodiče do príslušných kolíkov na Arduine. Po nanesení super lepidla je možné LED diódu Power zasunúť do otvoru nad portom USB.

Zostavenie 3D tlačených dielov:

Teraz je možné závesnú zostavu pripevniť k hornej časti krytu elektroniky pomocou 4 samorezných skrutiek M3. Potom jemne nasaďte Arduino (ktoré je už pripevnené k spodnej doske) spolu s doskou na distribúciu energie do krytu elektroniky, zatláčajte, kým doska nebude v jednej rovine so spodkom a otvory pre skrutky nebudú zarovnané. Teraz pomocou 4 samorezných skrutiek M3 pripevnite spodnú dosku k krytu elektroniky. Na skrutky je možné pridať niekoľko gumových/penových nožičiek, aby bola zaistená stabilita a aby skrutky nepoškriabali vaše stoly.

Krok 5: Kódovanie

Nastal čas dať tomuto robotovi trochu života! Nájdite kód, ktorý som napísal, priložený k tomuto kroku a nahrajte ho do Arduina prostredníctvom Arduino IDE (dá sa stiahnuť tu). Robot je napájaný USB, takže ho môžete napájať akýmkoľvek štandardným zdrojom napájania USB. (napr. Power banky, správcovia telefónov, prenosné počítače atď.)

Krok 6: Záverečné poznámky

Teraz môžete Phila posilniť a nechať ho hovoriť za seba! Použite baterku (alebo iný zdroj jasného svetla) a skúste ju premiestniť. Malo by ísť za svetlom, kamkoľvek ide. Ak to funguje, gratulujeme, postavili ste to správne!

Bol to môj vôbec prvý robotický projekt a myslím si, že to dopadlo celkom dobre. Upozorňujeme, že „Dynagon Robotics“nie je spoločnosť, je to len názov, ktorý som si predstavil, aby som reprezentoval svoje robotické projekty.

Veselé tvorenie:)

Druhá cena v súťaži robotov