Com construir PHIL: un robot de seguiment lleuger: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

En aquest instructiu us mostraré com he creat aquest robot de seguiment de llum de doble eix mitjançant un Arduino Uno. S'inclourà tot el CAD i el codi perquè pugueu construir-lo vosaltres mateixos sense necessitat de programar ni dissenyar habilitats. Tot el que necessiteu és una impressora 3D, un Arduino Uno i algunes altres peces bàsiques.

Subministraments

Eines que necessitareu:

Un PC (duh)

Una impressora 3D

Soldador (i filferro de soldadura)

Tornavís

Materials:

Filament d'impressió 3D (es recomana PLA)

Tauler Proto

Cinta de goma o escuma autoadherent (opcional)

Alguns fils de nucli sòlid prim

Tubs termorretractables

Components a la venda:

Arduino Uno (o placa compatible)

2 x 100 µF condensadors classificats per a 5V

2 micro servomotors

4 resistències depenents de la llum (LDR's)

LED de 1 x 5 mm

1 x 220 Ohm resistència

Resistències de 4 x 10 kOhm

11 cargols autorroscants M3

8 cargols autorroscants M2

4 cargols de màquina M3 amb femelles

Pas 1: Impressió de totes les parts

El primer pas és imprimir en 3D totes les parts mitjançant els fitxers STL que he proporcionat. Vaig pintar la meva al meu gust, però la podeu deixar tal qual o fer servir diferents colors de filament. Això depèn de tu!

Pas 2: Muntatge d'electrònica i Gimble

Per a aquest pas, podeu instal·lar els servomotors LDR i, així com muntar l'Arduino a la placa base. Tingueu en compte que encara hem de fer la placa de destrucció de potència, de manera que no ensembleu cap part impresa en 3D per endavant.

Instal·lació dels LDR:

El robot fa un seguiment de la llum comparant els valors retornats per 4 fotoresistors. Hi haurà valors diferents si la font de llum no és perpendicular al cap de seguiment, ja que la ombra de llum projectarà una ombra sobre alguns dels LDR. A continuació, el codi arduino mourà el cap en un eix X i Y en conseqüència per tal de mantenir-se al punt amb la font de llum. El muntatge dels LDR és molt senzill: tenen butxaques especials dissenyades al capçal de seguiment. Només cal ficar les cames pels forats, aplicar una cola súper i empènyer-la fins que quedi a ras de la superfície.

Instal·lació dels servos:

Introduïu els servos al seu lloc i fixeu-los amb cargols autofiletants M2 tal com es mostra. Ara podeu completar el muntatge mecànic muntant els servocorns als suports designats. Després d'això, podeu fixar el capçal de seguiment a la part superior del conjunt mitjançant 4 cargols i femelles M3. El pivot de l'eix X es pot connectar utilitzant qualsevol cosa que pugui funcionar com un eix de 3 mm. He utilitzat un tros de pinxo de barbacoa. D’aquesta manera es completa la mordassa de doble eix.

Muntatge de l'Arduino Uno:

Alineeu els forats del cargol de l’arduino amb els forats de la placa base i assegureu-lo amb 3 cargols autofiltres M3.

Pas 3: destrucció del poder

Un component clau d’aquest robot és el tauler de distribució de potència, ja que garanteix que la potència correcta es transmeti al component adequat. Aquesta placa també ajudarà a reduir les fluctuacions de voltatge causades pels servos que s’alimenten directament des de l’Arduino.

Fent el tauler:

Retalleu un tros de tauler proto d’uns 45 x 35 mm. Això us donarà prou espai per soldar tots els components. Consulteu l’esquema de circuits proporcionat i soldeu els components en conseqüència. Tots dos servomotors tenen condensadors de 100 µF sobre els seus cables de potència i terra per evitar caigudes de votatge. Els 4 LDR tenen resistències de 10 kOhm com a separadors de tensió connectats a terra (consulteu el diagrama del circuit). El LED d'alimentació s'adapta a un forat de la carcassa de l'electrònica i té una resistència de 220 Ohm connectada per reduir la potència per evitar que es cremi. Alternativament a l’ús de la placa proto, simplement podeu soldar-ho tot al mig, tot i que seria bastant desordenat.

Pas 4: Muntatge complet

Ara que ha arribat el moment de la junta de destrucció de potència per muntar-ho tot.

Connexió dels cables:

Primer soldeu els cables adequats des de la placa de distrubució de l'energia fins als diferents components designats. (Assegureu-vos de fer-los enrolar pel forat de la carcassa electrònica des de la part inferior, en cas contrari tindreu un problema!) IMPORTANT: assegureu-vos que connecteu els LDR en la seqüència correcta tal com es mostra a la imatge. Aquests números corresponen als números del diagrama del circuit. El mateix passa amb els servos: la inferior es marca "Y" i la superior "X". Podeu utilitzar tubs termorretractables per netejar una mica les coses. Ara, connecteu els cables restants als pins adequats de l’Arduino. El LED d'alimentació es pot inserir al forat situat a sobre del port USB després que s'hagi aplicat una mica de cola.

Muntatge de les peces impreses en 3D:

Ara el conjunt de la branca es pot fixar a la part superior de la carcassa de l'electrònica amb 4 cargols autofiltres M3. A continuació, col·loqueu suaument l'Arduino (que ja està connectat a la placa inferior) juntament amb la placa de distrubució d'alimentació a la carcassa de l'electrònica, pressionant fins que la placa quedi al mateix nivell amb la part inferior i els forats del cargol estiguin alineats. Ara, mitjançant 4 cargols autofiltres M3, fixeu la placa inferior a la carcassa de l'electrònica. Es poden afegir alguns peus de goma / escuma sobre els cargols, per donar-li estabilitat i evitar que els cargols es ratllin les taules.

Pas 5: Codificació

Ha arribat el moment de donar vida a aquest robot! Cerqueu el codi que he escrit adjunt a aquest pas i pengeu-lo a l'Arduino mitjançant l'IDE Arduino (es pot descarregar aquí). El robot funciona amb USB, de manera que podeu utilitzar qualsevol font d’alimentació USB estàndard per engegar-lo. (per exemple, bancs d’energia, protectors de telèfons, portàtils, etc.)

Pas 6: notes finals

Ara podeu encendre Phil i fer-lo parlar per si mateix. Utilitzeu una llanterna (o qualsevol altra font de llum brillant) i proveu de moure-la. Ha de seguir la llum allà on vagi. Si funciona, felicitats, l’heu construït correctament.

Aquest va ser el meu primer projecte de robòtica i crec que va sortir força bé. Tingueu en compte que "Dynagon Robotics" no és una empresa, és simplement un nom que em va semblar representar els meus projectes de robòtica.

Feliç fent:)

Accèssit al concurs de robots