Un robot instructiu amb moltes funcions: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Hola amics, en aquest instructiu presentaré un fantàstic robot que pot realitzar les tasques següents:

1- Es pot moure i el control dels seus moviments es realitza mitjançant Bluetooth

2- Pot fer neteja com a aspiradora

3- Pot reproduir cançons per Bluetooth

4- Pot canviar els estats dels seus ulls i boca per Arduino

5- Té un LED intermitent

6- La cella i el marge de la faldilla són de tira LED

Per tant, aquest instructiu únic és una classe molt bona per a aquells que volen un robot senzill però multifuncional.

He d'afegir que moltes de les funcions d'aquest robot provenen d'articles del lloc Instructables i ho reconec citant l'article a cada secció pertinent.

Pas 1: dimensions i funcions

1- Dimensions generals del robot:

-Les dimensions de la base: 50 * 50 cm, alçada del terra 20 cm, incloses les rodes

- La dimensió de les rodes: diàmetres de les rodes davanteres: 5 cm, rodes posteriors de 12 cm

- Les dimensions del dipòsit de l’aspirador: 20 * 20 * 15 cm

- Els diàmetres de les canonades: 35 mm

- Les dimensions del compartiment de la bateria: 20 * 20 * 15 cm

- Les dimensions del robot Istructables: 45 * 65 * 20 cm

Característiques:

- moviment mitjançant dos motors que giren les rodes posteriors i dues rodes davanteres sense alimentació, la rotació dels motors està controlada per una unitat controlada per Bluetooth i un programari que es pot instal·lar al telèfon intel·ligent.

- Funció de neteja amb un interruptor

Tires LED intermitents amb colors vermell i blau

- Canvi dels estats dels ulls i la boca cada 10 segons

- Les celles i el marge de la faldilla del robot LED vermell amb llum constant es podrien encendre-apagar

-Els altaveus Bluetooth s’encenen i s’apaguen al cos del robot i poden ser operats per telèfon intel·ligent Android mitjançant Bluetooth.

Pas 2: llista de materials, mòduls i components

Els materials, mòduls i components utilitzats en aquest robot són els següents:

1- Dos motors-caixa de canvis ZGA28 (Fig. 1):

Model - ZGA28RO (RPM) 50, fabricant: ZHENG, diàmetre de l’eix: 4 mm, tensió: 12 V, longitud de l’eix 11,80 mm, corrent sense càrrega: 0,45 A, diàmetre de la caixa de canvis: 27,90 mm, màx. parell motor: 1,7 kg.cm, alçada de la caixa de canvis: 62,5 mm, parell constant: 1,7 kg.cm, longitud: 83 mm, relació de velocitat: 174, diàmetre: 27,67 mm

2- Un controlador Bluetooth per a motors de robots (Fig. 2):

BlueCar v1.00 equipat amb mòdul Bluetooth HC-O5 (Fig. 3)

Un programari per a Android anomenat BlueCar v1.00 es pot instal·lar en telèfons intel·ligents Android i simplement controlar els moviments dels motors.

El programari d'Android es mostra a les Figures (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) i es pot descarregar

3- Una bateria de plom-àcid de 12 V, 4,5 A-h (figura 5)

4- Dos suports de motor de 28 * 23 * 32 mm (Fig. 6, Fig. 7)

5- Dos acoblaments de motors de 10 * 10 * (4-6) mm (Fig. 8)

6- Dos eixos de motor de 6 mm de diàmetre * 100 mm de longitud

7- Dues rodes motrius de 12 cm de diàmetre cadascuna (Fig 9)

8- Dues rodes davanteres cadascuna de 5 cm de diàmetre (Fig. 10)

9- Un full quadrat de PC (poli carbonat) de 50 cm * 50 cm amb un gruix de 6 mm

10- El conducte elèctric de PVC s’utilitza per reforçar i emmarcar la base amb unes dimensions de 3 * 3 cm

11- Tub de PVC de 35 mm de diàmetre per a tubs d'aspiradors (inclòs el colze)

12- El dipòsit o contenidor de l’aspirador és un recipient de plàstic que tenia a les meves restes amb una dimensió de 20 * 20 * 15 cm

13 - Motor-ventilador de l'aspirador, motor de 12 V amb un ventilador centrífug directament acoblat

14- Sis interruptors basculants

15- Un mòdul Arduino Uno

16- Un mòdul amplificador verd PAM8403

www.win-source.net/en/search?q=PAM8403

17- Dos altaveus, cada un de 8 Ohm, 3 W

18- Cinc mòduls de matriu de 8 * 8 punts amb xip Max7219 i connector SPI (Fig. 12)

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

19- Dos transistors de potència 7805

20- dos díodes 1N4004

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

21- Dos condensadors 3,3 uF

22- Dos condensadors 100 uF

23- Dos transistors BC547

www.win-source.net/en/search?q=BC547

24- Dues resistències 100Ohm

25- Dues resistències de 100 kOhm

26- Dos condensadors 10 uF

27- Tres taulers de projecte de 6 * 4 cm

28- Prou cables de taulers de mànega i cables de 1 mm de nucli únic

29- Un connector USB femení (he utilitzat un concentrador USB cremat i he tret un dels seus USB femenins).

30- Un receptor Bluetooth BT163

31- Conducte elèctric de PVC 1 * 1 cm

32- Cargols

33- Vuit terminals a bord

Pas 3: eines necessàries

1- Cortador

2- Serra de mà

3- Soldador

4- Alicates

5- Tallador de filferro

6- Trepant petit amb diferents capçals (broques - rectificadores, talladores)

7- Regle

8- Soldar

9- súper cola

10- tornavisos de mida petita i mitjana

Pas 4: conduir la mida dels motors

Per tal de dimensionar els motors de conducció, he utilitzat una eina de dimensionament de la unitat al lloc següent:

www.robotshop.com/blog/ca/drive-motor-sizin…

Els conceptes bàsics són els següents:

L'eina de dimensionament del motor d'accionament té la intenció de donar una idea del tipus de motor d'accionament necessari per al vostre robot específic, prenent valors coneguts i calculant els valors necessaris quan cerqueu un motor. Els motors de corrent continu s'utilitzen generalment per a sistemes de transmissió de rotació contínua, tot i que també es poden utilitzar per a rotacions parcials (angle a angle). Ofereixen una varietat gairebé infinita de velocitats i parells per satisfer qualsevol necessitat. Sense un canvi de marxa, els motors de corrent continu giren molt ràpidament (milers de revolucions per minut (rpm)), però tenen poc parell. Per obtenir informació sobre l’angle o la velocitat del motor, tingueu en compte un motor amb una opció de codificador. Els motors d’engranatges són essencialment motors de corrent continu amb un canvi de velocitat afegit. Si afegiu un canvi de velocitat, es redueix la velocitat i s’incrementa el parell. Per exemple, un motor de corrent continu descarregat pot girar a 12.000 rpm i proporcionar 0,1 kg-cm de parell. S'afegeix un descens de velocitat 225: 1 per reduir proporcionalment la velocitat i augmentar el parell: 12000 rpm / 225 = 53,3 rpm i 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. Ara el motor podrà moure significativament més pes a una velocitat més raonable. Si no esteu segur de quin valor cal introduir, intenteu fer una bona conjectura "educada". Feu clic a cada enllaç per obtenir més explicacions sobre l’efecte de cada valor d’entrada. També us recomanem que consulteu el tutorial de dimensionament del motor de transmissió, on trobareu totes les equacions utilitzades en aquesta eina amb explicacions.

Per tant, les meves aportacions a les eines es mostren a la figura 1

I les sortides es mostren a la figura 2

Les raons de la meva selecció d’entrada eren, en primer lloc, la disponibilitat i, en segon lloc, el preu, de manera que vaig haver d’adaptar el meu disseny al que estava disponible i vaig haver de fer molts compromisos, inclosos els angles d’inclinació, velocitat i RPM. amb l’eina proposada, he seleccionat un motor de 50 RPM.

Podeu trobar molts llocs a Internet assignats a la selecció de motors d’accionament al següent lloc. Hi ha una molt bona guia en format pdf que proporciona consells inestimables sobre la selecció de motors de robots mòbils:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Pas 5: Com fer peces mecàniques

La fabricació de les peces mecàniques es pot fer en els passos següents:

1- Fabricació de la base: tallar un full de 50 * 50 cm de PC (poli-carbonat) de 6 mm de gruix i fer servir conductes elèctrics de 3 * 3 per reforçar-lo tant com a rectangle com a dues claus per obtenir una millor resistència.

2- Enganxar dues parts verticals de conductes elèctrics a la base i fer-la prou resistent per accionar rodes, fer un compartiment per accionar motors i fixar-les a la base amb cargols per fer una estructura rígida per al suport de les càrregues i el suport de les rodes.

3- Connectar cables suficientment llargs als motors i soldar-los i connectar motors mitjançant mènsules al compartiment del motor.

4- connectar les rodes als eixos mitjançant cargols i enganxar per fer aquests conjunts prou forts que suportin la càrrega i la velocitat, i després d’inserir els eixos als forats previstos a les parts verticals (vegeu la clàusula 2) i afegir dues volanderes de plàstic als dos costats per fer un coixinet per a la rotació de l’eix, connecteu els eixos als acoblaments del motor i utilitzeu cargols de fixació per fer una connexió forta, en cas contrari els eixos es poden deslligar dels motors i us dificultaran la vida. L’alineació dels motors és important i necessita una tasca acurada i precisa i prou paciència per fer que la unitat sigui robusta i en moviment lliure.

5- Connectar les rodes davanteres (en el meu cas, una mena de rodets que s’utilitzen en cadires mòbils) a la base petita i cargolar la seva base a tubs verticals de PVC de 35 mm, per tal de fer-los girar lliurement sense cap impediment i agafament, és millor utilitzar una mica d’oli de silicona per a totes les rodes que porten forats i sobre les rodes rodants perquè funcionin lliurement amb velocitat.

6- Connexió del compartiment de la bateria fet amb làmines de poli-carbonat i cargolament del compartiment a la base i col·locació de la bateria dins del compartiment preparada per a connexions posteriors.

7- Connectant el dipòsit de l'aspirador a la base mitjançant cola i cargols i fixant-hi les canonades, he utilitzat un colze i he fet un tee per tubs, que es van tallar adequadament per utilitzar-los com a entrada de succió de neteja al buit. També es connecta el conjunt del motor-ventilador per a la neteja al buit (els terminals del motor haurien d’estar connectats a cables suficientment llargs per a treballs posteriors. tanc.

8- En aquest pas, el robot instructable es tallaria a partir de làmines de poli-carbonat (6 mm de gruix) i es connectaria a la base de manera que el dipòsit de l’aspirador es localitzés a l’interior i el cap del robot al qual s’assigna el cub 20 * 20 * 20 als components electrònics i als mòduls. s'han de fer tres forats per als interruptors basculants al cos frontal del robot.

Pas 6: Com fer peces electròniques:

Per fer les parts electròniques, els passos són els següents:

1- Fer LED intermitent

El circuit i els components d'aquesta part es prenen exactament de la meva instrucció anterior de la següent manera:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- Realització del LED de punt matricial per a l'estat dels ulls i la boca:

Tot el que he fet en aquest pas s'ha extret de les instruccions següents:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

tret que he canviat el seu programari i, en lloc de controlar-lo a través del monitor sèrie, he afegit alguns codis per canviar l'estat dels ulls i la boca cada 10 segons. A la secció de programari explicaré més sobre això i inclouré el programari per descarregar. He inclòs un petit circuit per convertir la tensió de la bateria de 12 V a 5 volts per a la connexió d'entrada Arduino UNO.

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- Fabricació de motors de conducció Bluetooth

Les connexions dels motors al mòdul del motor de conducció Bluetooth (figura 3) són fàcils i d’acord amb l’esmentada figura, és a dir, els terminals del motor dret als terminals drets del conductor i els terminals del motor esquerre als terminals esquerra del conductor, i l’alimentació de la bateria als terminals d’alimentació i terra del controlador en què s’instal·la un interruptor basculant al compartiment de la bateria per encendre-apagar-lo. El programari d’aquesta part s’explicarà a la part de programari.

4- Realització dels altaveus Bluetooth

Aquesta part és fàcil i es pren exactament de la següent instrucció:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

Amb dues excepcions, en primer lloc no he arrencat el receptor Bluetooth i he fet servir un USB femella per connectar-lo a la meva font d'alimentació (el mateix que el punt 2 anterior, és a dir, un circuit de 12 V / 5 V) i un connector femella per connectar-lo al meu mòdul amplificador. En segon lloc, he utilitzat un mòdul amplificador, de color verd PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), de 3 W (figura 11), en lloc de l'amplificador utilitzat en allò instructable, i he connectat el meu altaveu esquerre als terminals esquerra del PAM8403 i connecto l’altaveu dret als terminals drets del PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), tenint en compte la polaritat, He utilitzat l'entrada de 5 V de la mateixa font d'alimentació anterior i he connectat els tres terminals del PAM8403 a la presa de sortida del receptor Bluetooth segons la figura.

Pas 7: programes

Hi ha dos programes en aquest instructiu, 1 - per a controlador de motor Bluetooth i 2) per a ulls i boca de matriu de punts

- El programari per al controlador del motor s’inclou aquí per descarregar-lo; podeu instal·lar aquest apk al vostre telèfon intel·ligent i controlar el robot mitjançant programari mitjançant Bluetooth.

- El programari per a l’Arduino és el mateix que el programari inclòs a l’anterior indicable per canviar l’estat dels ulls i la boca mitjançant Dot-Matrix LED-s, però he canviat alguns dels codis perquè Arduino canviï els estats a cada 10 segons, i aquest programari també s'inclou aquí per descarregar-lo.

Pas 8: Conclusió:

Finalment, però no menys important, espero que pugueu fer el vostre propi robot i gaudir-lo com jo quan veig el meu robot instructable cada dia fent tasques fantàstiques i em recorda que formo part d’una comunitat creativa anomenada INSTRUCTABLES