Kā izveidot PHIL - gaismas izsekošanas robotu: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā es izveidoju šo divu asu gaismas izsekošanas robotu, izmantojot Arduino Uno. Tiks iekļauts viss CAD un kods, lai jūs varētu to izveidot pats, neprasot programmēšanas vai projektēšanas prasmes. Viss, kas jums nepieciešams, ir 3D printeris, Arduino Uno un dažas citas pamatdaļas!

Piegādes

Jums būs nepieciešami rīki:

PC (duh)

3D printeris

Lodāmurs (un lodēšanas stieple)

Skrūvgriezis

Materiāli:

3D drukas kvēldiegs (ieteicams PLA)

Proto dēlis

Pašlīmējoša gumijas vai putu sloksne (pēc izvēles)

Daži plāni cietie vadi

Termiski saraušanās caurules

Sastāvdaļas ārpus plaukta:

Arduino Uno (vai saderīga tāfele)

2 x 100 µF kondensatori, kas paredzēti 5 V spriegumam

2 mikro servomotori

4 no gaismas atkarīgi rezistori (LDR)

1 x 5 mm LED

1 x 220 omu rezistors

4 x 10 kOhm rezistori

11 x M3 pašvītņojošas skrūves

8 x M2 pašvītņojošas skrūves

4 x M3 mašīnas skrūves ar uzgriežņiem

1. darbība: visu detaļu drukāšana

Pirmais solis ir visu detaļu 3D drukāšana, izmantojot manis piedāvātos STL failus. Es krāsoju savu pēc savas patikas, bet jūs varat atstāt to tādu, kāds tas ir, vai izmantot dažādas kvēldiega krāsas. Tas ir atkarīgs no jums!

2. solis: Elektronikas un Gimble montāža

Šajā solī jūs varat uzstādīt LDR un servomotorus, kā arī uzstādīt Arduino pie pamatnes. Paturiet prātā, ka mums vēl ir jāizveido jaudas sadalīšanas panelis, tāpēc iepriekš nesamontējiet 3D drukātas detaļas.

LDR instalēšana:

Robots izseko gaismu, salīdzinot 4 fotorezistoru atgrieztās vērtības. Ja gaismas avots nav perpendikulārs izsekošanas galviņai, vērtības atšķirsies viena no otras, jo gaismas nokrāsa metīs ēnu uz dažiem LDR. Pēc tam arduino kods attiecīgi pārvietos galvu X un Y asī, lai paliktu vienā vietā ar gaismas avotu. LDR uzstādīšana ir ļoti vienkārša: tiem ir speciālas kabatas, kas ievietotas izsekošanas galvā. Vienkārši izbīdiet kājas caur caurumiem, uzklājiet superlīmi un iespiediet to, līdz tā atrodas vienā līmenī ar virsmu.

Servo uzstādīšana:

Ievietojiet servos un nostipriniet tos ar M2 pašvītņojošām skrūvēm, kā parādīts attēlā. Tagad jūs varat pabeigt mehānisko montāžu, piespiežot servo ragus uz norādītajiem kronšteiniem. Pēc tam jūs varat piestiprināt izsekošanas galviņu montāžas augšpusē, izmantojot 4 M3 mašīnas skrūves un uzgriežņus. X ass šarnīru var piestiprināt, izmantojot jebko, kas var darboties kā 3 mm vārpsta. Es izmantoju BBQ iesma gabalu. Tas pabeidz divvirzienu asi.

Arduino Uno uzstādīšana:

Izlīdziniet arduino skrūvju caurumus ar pamatplāksnes caurumiem un nostipriniet to ar 3 M3 pašvītņojošām skrūvēm.

3. solis: jaudas atdalīšana

Šī robota galvenā sastāvdaļa ir jaudas sadalīšanas plāksne, jo tā nodrošina pareizās jaudas pārnešanu uz pareizo komponentu. Šī plāksne arī palīdzēs samazināt sprieguma svārstības, ko izraisa servo barošana tieši no Arduino.

Dēļa izgatavošana:

Izgrieziet prototēka gabalu, kura izmērs ir aptuveni 45 x 35 mm. Tam vajadzētu dot pietiekami daudz vietas visu sastāvdaļu lodēšanai. Skatiet pievienoto shēmu un attiecīgi lodējiet komponentus. Abiem servomotoriem ir 100 µF kondensatori virs to strāvas un zemējuma vadiem, lai novērstu vēlēšanu samazināšanos. 4 LDR ir 10 kOhm rezistori kā sprieguma sadalītāji, kas savienoti ar zemi (skatiet shēmas shēmu). Strāvas LED iederas caurumā uz elektronikas korpusa, un tam ir pievienots 220 omu rezistors, lai samazinātu jaudu, lai novērstu tā izdegšanu. Alternatīvi, izmantojot proto dēli, jūs varat vienkārši lodēt visu kopā gaisā, lai gan tas būtu diezgan netīrs.

4. solis: pilnīga montāža

Tagad, kad strāvas sadales dēlis ir pienācis laiks to visu salikt kopā!

Vadu savienošana:

Vispirms pielodējiet atbilstošos vadus no jaudas sadalīšanas paneļa uz dažādām norādītajām sastāvdaļām. (Noteikti novirziet tos caur caurumu elektronikas korpusā no apakšas, pretējā gadījumā jums būs problēma!) SVARĪGI: Pārliecinieties, ka esat pievienojis LDR pareizajā secībā, kā parādīts attēlā. Šie skaitļi atbilst ķēdes shēmas skaitļiem. Tas pats ar servo - apakšējais ir atzīmēts ar "Y", bet augšējais - "X". Lai mazliet notīrītu lietas, varat izmantot termiski saraušanās caurules. Tagad pievienojiet atlikušos vadus atbilstošajām Arduino tapām. Jaudas gaismas diode var tikt iespiesta caurumā virs USB porta pēc tam, kad ir uzklāta superlīme.

3D drukāto detaļu salikšana:

Vārpstas bloku tagad var piestiprināt pie elektronikas korpusa augšdaļas ar 4 M3 pašvītņojošām skrūvēm. Pēc tam uzmanīgi ievietojiet Arduino (kas jau ir piestiprināts pie apakšējās plāksnes) kopā ar jaudas sadalīšanas paneli elektronikas korpusā, spiežot, līdz plāksne ir vienā līmenī ar dibenu un skrūvju caurumi ir izlīdzināti. Tagad, izmantojot 4 M3 pašvītņojošās skrūves, piestipriniet apakšējo plāksni pie elektronikas korpusa. Pār skrūvēm var pievienot dažas gumijas/putu pēdas, lai nodrošinātu to stabilitāti un novērstu skrūvju saskrāpēšanu jūsu galdos.

5. darbība: kodēšana

Ir pienācis laiks dot šim robotam dzīvību! Atrodiet šim rakstam pievienoto kodu un augšupielādējiet to Arduino, izmantojot Arduino IDE (var lejupielādēt šeit). Robots ir aprīkots ar USB, tāpēc tā barošanai varat izmantot jebkuru standarta USB barošanas avotu. (piemēram, strāvas bankas, tālruņu lādētāji, klēpjdatori utt.)

6. darbība. Noslēguma piezīmes

Tagad jūs varat aktivizēt Filu un likt viņam runāt par sevi! Izmantojiet lukturīti (vai jebkuru citu spilgtu gaismas avotu) un mēģiniet to pārvietot. Tam vajadzētu sekot gaismai, lai kur tas dotos. Ja tas darbojas, apsveicam, jūs to pareizi izveidojāt!

Šis bija mans pirmais robotikas projekts, un, manuprāt, tas izdevās diezgan labi. Lūdzu, ņemiet vērā, ka "Dynagon Robotics" nav uzņēmums, tas ir vienkārši vārds, ko es izdomāju, lai pārstāvētu savus robotu projektus.

Priecīgu veidošanu:)

Otrā balva robotu konkursā