Robot LEGO per evitar obstacles: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Ens encanten els LEGO i també ens encanten els Crazy Circuits, de manera que volíem combinar-los en un robot senzill i divertit que pugui evitar topar-se amb parets i altres objectes. Us mostrarem com hem creat el nostre i us explicarem els conceptes bàsics necessaris perquè pugueu construir el vostre. És possible que la vostra versió no coincideixi exactament amb la nostra, i està bé.

A continuació es mostra una llista de les peces electròniques que hem utilitzat i una llista de les peces LEGO que hem utilitzat. Les vostres parts poden variar, així que no tingueu por de fer les vostres coses.

Si us agraden els nostres projectes i voleu veure més allò que oferim cada setmana, seguiu-nos a Instagram, Twitter, Facebook i YouTube.

Subministraments:

Brown Dog Gadgets, de fet, ven equips i subministraments, però no necessiteu comprar res per fer aquest projecte. Tot i que si ho feu, ens ajudarà a crear nous projectes i recursos per al professorat.

Parts electròniques:

1 x Crazy Circuits Robotics Board

2 x Servo de 360 graus de rotació contínua compatible amb LEGO

1 x sensor de distància ultrasònic HC-SR04

4 x cables Dupont femella a femella

1 x banc d'alimentació USB

(Hem trobat un petit banc d’alimentació USB que s’adaptava bé al nostre robot. És possible que hàgiu de dissenyar el robot perquè s’adapti al banc d’alimentació USB que teniu a mà o també podeu utilitzar un paquet de bateries propi.)

Parts LEGO:

Vam fer servir una gran varietat de peces, però us heu de sentir lliure de construir les vostres com vulgueu, fent servir les parts LEGO que tingueu a mà. El més important que heu de fer és tenir una manera de muntar els servos a la part inferior, el sensor d’ultrasons perquè pugui apuntar cap a la part frontal i una manera de mantenir la placa de robòtica i la font d’alimentació al seu lloc. En un pessic podeu utilitzar cintes o gomes per muntar coses on sigui necessari. Hem proporcionat enllaços a cada part de BrickOwl, però els podeu trobar a qualsevol lloc on es venguin peces LEGO o compatibles amb LEGO.

2 x LEGO Wedge Belt Wheel (4185/49750)

1 x LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245

1 x LEGO Technic Cross Block Beam 3 amb quatre passadors (48989/65489)

1 x LEGO Technic Brick 1 x 6 amb forats (3894)

2 x LEGO Eix 4 amb parada final (87083)

4 x Half Lush LEGO (32123/42136)

4 x LEGO Brick 2 x 2 Round (3941/6143)

1 x placa LEGO 6 x 12 (3028)

Pas 1: creeu la vostra base LEGO

Vam començar amb una base LEGO de 6 x 12, que era la més petita amb la qual vam poder construir. Podeu anar més gran si ho desitgeu, però més petit pot suposar un repte.

L’amplada del nostre robot va ser determinada pel banc d’alimentació USB que teníem, ja que havíem de poder lliscar-lo al seu lloc. Una bateria més gran pot requerir un robot més gran.

Feu que la base sigui prou alta com per acomodar la bateria i deixeu espai a sobre per adaptar-la a la placa de robòtica.

Pas 2: afegiu rodes

Cada servomotor haurà de muntar-se a la part inferior de la base del robot.

Vam acabar utilitzant aquestes parts per fer-ho:

• LEGO Eix 4 amb parada final (87083)
• LEGO Half Bushing (32123/42136)
• LEGO Brick 2 x 2 Round (3941/6143)

Necessitareu 4 de cada part per muntar els 2 servos.

Un cop muntada, podeu afegir la roda, que és la roda del cinturó de falca LEGO (4185/49750).

Com altres versions de LEGO, hi ha moltes opcions. El servo / muntatge de rodes anterior és el que ens va funcionar, però podeu provar alguna cosa diferent.

Pas 3: afegiu la roda de rodes

La nostra roda de llançadora permet que el nostre robot pugui rodar, impulsat per les dues rodes connectades als servos, fent que la roda de roda funcioni com la "tercera roda" perquè el nostre robot pugui girar i moure's fàcilment.

Aquestes són les peces que hem utilitzat per a la fixació de les nostres rodes amb rodes:

• Conjunt de pivots de bola tècnica LEGO EV3 5003245
• LEGO Technic Cross Block Beam 3 amb quatre passadors (48989/65489)
• LEGO Technic Brick 1 x 6 amb forats (3894)

En una versió anterior del nostre robot, acabàvem d'utilitzar algunes peces rodones de LEGO com a "pota", que funcionen bé sobre una superfície llisa com una taula, però no funcionen bé a les catifes ni a un terra no llis. Si no teniu una roda rodant a mà, tingueu en compte l'opció "pota".

Pas 4: afegiu un sensor de distància

Voldrem muntar el sensor de distància per ultrasons a la part frontal del robot perquè pugui "veure" cap a on va i saber quan s'ha d'aturar abans de colpejar un obstacle.

Hem imprès en 3D un suport compatible amb LEGO per al sensor d'ultrasons. Podeu trobar el fitxer a Thingiverse si el voleu utilitzar:

Si no teniu accés a una impressora 3D, podeu dissenyar una manera de mantenir el sensor al seu lloc mitjançant algunes peces LEGO, cinta adhesiva, gomes, tirants o algun altre mètode. L’important és que ha d’assenyalar cap a on va el robot quan avança.

Pas 5: afegiu una placa de robòtica

La Junta de Robòtica és el cervell d’aquesta operació. Està destinat a seure damunt dels maons LEGO, de manera que muntar-lo és senzill.

Normalment, la Junta de Robòtica s’utilitza amb cinta conductora per construir circuits directament a sobre dels LEGO, però com que només fem servir dos servos i un sensor de distància, podem connectar-los directament als passadors de capçalera de la placa.

Voldrem orientar el tauler perquè pugueu connectar fàcilment el cable USB per alimentar-lo. (Vam tenir la sort de trobar un cable USB molt curt al nostre "contenidor gegant de cables aleatoris")

Ja podeu connectar el sensor i els servos.

Per al sensor, haureu de connectar el pin de ressò al pin 3 de la placa Robotics, després connecteu el pin del disparador al pin 5, després VCC a 5V i Gnd a GND. Això alimentarà el sensor i permetrà parlar amb la Junta de robòtica.

A continuació, haureu de connectar cada connector servo. Són fàcils d’endollar, només cal que us assegureu que els cables marrons es connecten a GND, que els cables vermells es connecten a 5 V i que els cables taronja es connecten al pin D6 per al servo esquerre i D9 per al servo dret.

Pas 6: programa el tauler de robòtica

Abans que el nostre robot funcioni, haureu de penjar codi a la Junta de robòtica. Si encara no ho heu fet, assegureu-vos que teniu instal·lada a l'ordinador la versió més recent del programari IDE Arduino gratuït.

El nostre codi es troba a la nostra reposició de GitHub, que podeu trobar aquí:

github.com/BrownDogGadgets/CrazyCircuits/tree/master/Projects/Avoidance%20Robot

El codi és senzill i s’havia comentat molt per explicar què fa tot.

També necessitareu la biblioteca NewPing, que es pot trobar aquí:

Pas 7: deixeu que el vostre robot vagi

Un cop hàgiu creat el robot i el codi s’hagi penjat a la Junta de robòtica, el podreu provar.

La manera més senzilla és connectar el banc d’alimentació USB i deixar que el robot comenci a avançar. Si hi poseu la mà al davant, hauria de recular, girar i tornar a avançar. (No deixeu que surti d'una taula!)

Hem construït una senzilla "arena" de cartró hexagonal perquè el nostre robot pugui rodar amb una antiga caixa de cartró. No dubteu a ser creatiu amb el que teniu a mà.

Pas 8: aneu més enllà

A continuació es mostren algunes preguntes i una activitat addicional si voleu anar una mica més enllà amb aquest projecte.

Preguntes

Què heu après a l’hora de construir el vostre robot?

Què va determinar les vostres eleccions en les peces LEGO utilitzades?

El vostre robot rodaria més ràpid si tingués rodes més grans?

Activitat addicional

Hi ha dues variables al codi (que es mostren a continuació) que podeu ajustar que canviaran la quantitat de temps que el robot executa quan fa una còpia de seguretat i després gira per evitar una paret. No dubteu a canviar GoBackwardTime i turnRightTime i veure com afecten les accions del robot. Recordeu que quan feu canvis al codi, haureu de tornar a penjar-lo al vostre robot.

// defineix quants mil·lisegons de moviment es desplaçarà cap enrere

int goBackwardTime = 1000; // defineix quants mil·lisegons girarà el robot durant int turnRightTime = 1000;

(Nota: 1000 mil·lisegons és igual a 1 segon.)

Esperem que us hagi agradat el robot Crazy Circuits Avoidance Robot i que hàgiu de construir el vostre. Ens hem divertit construint la nostra i compartint-la amb vosaltres!