Как да изградим PHIL - робот за проследяване на светлина: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

В тази инструкция ще ви покажа как направих този двуосен светлинен робот за проследяване, използвайки Arduino Uno. Всички CAD и код ще бъдат включени, така че можете да го изградите сами, без да се нуждаете от никакви умения за програмиране или проектиране. Всичко, от което се нуждаете, е 3D принтер, Arduino Uno и няколко други основни части!

Консумативи

Инструменти, от които се нуждаете:

Компютър (да)

3D принтер

Поялник (и спойка тел)

Отвертка

Материали:

Нишка за 3D печат (препоръча се PLA)

Прото платка

Самозалепваща се гумена или пяна лента (по избор)

Някаква тънка жица с твърдо жило

Термосвиваеми тръби

Готови компоненти:

Arduino Uno (или съвместима платка)

2 x 100 µF кондензатори за 5V

2 микро серво мотора

4 светлозависими резистора (LDR)

1 x 5 мм LED

1 x 220 Ohm резистор

4 x 10 kOhm резистора

11 x M3 самонарезни винтове

8 x M2 самонарезни винтове

4 x M3 машинни винта с гайки

Стъпка 1: Отпечатване на всички части

Първата стъпка е да отпечатате 3D всички части, като използвате предоставените от мен STL файлове. Нарисувах моя по свой вкус, но можете да го оставите такъв, какъвто е, или да използвате различни цветове на нишките. Това зависи от теб!

Стъпка 2: Сглобяване на електроника и Gimble

За тази стъпка можете да инсталирате LDR и серво мотори, както и да монтирате Arduino към основната плоча. Имайте предвид, че все още трябва да направим платката за разпределение на захранването, така че не сглобявайте предварително 3D отпечатани части.

Инсталиране на LDR:

Роботът проследява светлината, като сравнява стойностите, върнати от 4 фоторезистора. Стойностите ще се различават една от друга, ако източникът на светлина не е перпендикулярен на проследяващата глава, тъй като светлинният нюанс ще хвърли сянка върху някои от LDR. След това кодът arduino ще премести главата по ос X и Y съответно, за да остане на място с източника на светлина. Монтирането на LDR е много просто: те имат специални джобове, проектирани в проследяващата глава. Просто прокарайте краката през отворите, нанесете супер лепило и го натиснете навътре, докато застане на едно ниво с повърхността.

Инсталиране на сервомоторите:

Поставете сервомоторите на място и ги закрепете с самонарезни винтове M2, както е показано. Вече можете да завършите механичното сглобяване, като монтирате серво рогата към определените скоби. След това можете да прикрепите проследяващата глава към горната част на монтажа, като използвате 4 M3 машинни винта и гайки. Завъртането на оста X може да бъде прикрепено с помощта на всичко, което може да работи като 3 мм вал. Използвах парче барбекю шиш. Това завършва двуосния Gimble.

Монтиране на Arduino Uno:

Подравнете отворите за винтове на arduino с отворите в основната плоча и го закрепете с 3 самонарезни винта M3.

Стъпка 3: Разпределение на захранването

Ключов компонент на този робот е платката за разпределение на енергия, тъй като тя гарантира, че правилната мощност се предава на правилния компонент. Тази платка също ще помогне за намаляване на колебанията в напрежението, причинени от захранването на сервомоторите директно от Arduino.

Изработка на дъската:

Изрежете парче прото дъска, с размери приблизително 45 х 35 мм. Това трябва да ви даде достатъчно място за запояване на всички компоненти. Обърнете се към предоставената електрическа схема и съответно запоявайте компонентите. Сервомоторите имат 100 µF кондензатори върху захранването и заземителните проводници, за да предотвратят спадане на вотажа. Четирите LDR имат 10 kOhm резистори като разделители на напрежение, свързани към земята (вижте електрическата схема). Светодиодът за захранване се побира в отвор на корпуса на електрониката и има 220 ома резистор, свързан за намаляване на мощността, за да се предотврати изгарянето му. Като алтернатива на използването на прото платка, можете просто да запоите всичко заедно във въздуха, въпреки че това би било доста объркано.

Стъпка 4: Пълно сглобяване

Сега, когато дъската за разпределение на електроенергията е дошла време да събере всичко заедно!

Свързване на проводниците:

Първо запоявайте подходящите проводници от платката за разпределение на захранването към различните обозначени компоненти. (Не забравяйте да ги прокарате през отвора в корпуса на електрониката отдолу, в противен случай ще имате проблем!) ВАЖНО: Уверете се, че сте свързали LDR в правилната последователност, както е показано на снимката. Тези числа съответстват на числата в електрическата схема. Същото е със сервомоторите - долната е маркирана с "Y", а горната с "X". Можете да използвате термосвиваеми тръби, за да почистите нещата малко. Сега включете останалите проводници в съответните щифтове на Arduino. Светодиодът за захранване може да се постави в отвора над USB порта след нанасяне на супер лепило.

Сглобяване на 3D отпечатани части:

Сега шарнирният възел може да бъде прикрепен към горната част на корпуса на електрониката с 4 самонарезни винта M3. След това внимателно поставете Arduino (който вече е прикрепен към долната плоча) заедно с платката за разпределение на захранването в корпуса на електрониката, като натискате, докато плочата се изравни с дъното и отворите за винтове се подравнят. Сега, с помощта на 4 самонарезни винта M3, прикрепете долната плоча към корпуса на електрониката. Към винтовете могат да се добавят някои крака от гума/пяна, за да се придаде стабилност и да се предотврати надраскването на винтовете на вашите маси.

Стъпка 5: Кодиране

Дойде моментът да се даде живот на този робот! Намерете кода, който написах, приложен към тази стъпка, и го качете в Arduino чрез Arduino IDE (Може да се изтегли тук). Роботът се захранва с USB, така че можете да използвате всеки стандартен USB източник на захранване, за да го включите. (напр. Банки за захранване, телефони за зареждане, лаптопи и др.)

Стъпка 6: Заключителни бележки

Вече можете да включите Фил и да го накарате да говори сам! Използвайте фенерче (или друг източник на ярка светлина) и опитайте да го преместите. Тя трябва да следва светлината, където и да отиде. Ако работи, поздравления, правилно сте го изградили!

Това беше първият ми проект по роботика и мисля, че се получи доста добре. Моля, обърнете внимание, че "Dynagon Robotics" не е компания, това е просто име, което измислих, за да представя моите роботизирани проекти.

Приятно правене:)

Втора награда в конкурса за роботи