Jak postavit PHIL - robot pro sledování světla: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

V tomto Instructable vám ukážu, jak jsem vyrobil tento dvouosý robot pro sledování světla pomocí Arduino Uno. Součástí bude veškerý CAD a kód, takže si jej můžete vytvořit sami, aniž byste museli programovat nebo navrhovat. Vše, co budete potřebovat, je 3D tiskárna, Arduino Uno a pár dalších základních dílů!

Zásoby

Nástroje, které budete potřebovat:

PC (duh)

3D tiskárna

Páječka (a pájecí drát)

Šroubovák

Materiály:

3D tiskové vlákno (doporučeno PLA)

Prkno

Samolepící gumový nebo pěnový proužek (volitelně)

Nějaký tenký drát s plným jádrem

Smršťovací bužírky

Off-the-shelf komponenty:

Arduino Uno (nebo kompatibilní deska)

2 x 100 µF kondenzátory dimenzované na 5V

2 mikro servomotory

4 odpory závislé na světle (LDR)

1 x 5 mm LED

1 x 220 Ohm odpor

4 x 10 kOhm odpory

11 x samořezné šrouby M3

8 x samořezných šroubů M2

4 x strojní šrouby M3 s maticemi

Krok 1: Tisk všech dílů

Prvním krokem je 3D tisk všech částí pomocí souborů STL, které jsem poskytl. Namaloval jsem svůj podle svého vkusu, ale můžete to nechat tak, jak to je, nebo použít různé barvy vláken. To je na tobě!

Krok 2: Sestavení elektroniky a Gimble

V tomto kroku můžete nainstalovat LDR a servomotory a také namontovat Arduino na základní desku. Mějte na paměti, že stále musíme vyrobit desku pro rozdělování energie, takže nesmontujte žádné 3D vytištěné díly předem.

Instalace LDR:

Robot sleduje světlo porovnáním hodnot vrácených 4 fotorezistory. Pokud světelný zdroj není kolmý na sledovací hlavu, budou se hodnoty navzájem lišit, protože světelný odstín vrhá stín na některé LDR. Arduino kód poté bude pohybovat hlavou v ose X a Y, aby zůstal v bodě se zdrojem světla. Montáž LDR je velmi jednoduchá: mají speciální kapsy navržené do sledovací hlavy. Jednoduše prostrčte nohy skrz otvory, naneste super lepidlo a zatlačte, dokud nezapadne do jedné roviny s povrchem.

Instalace serv:

Zapojte serva na místo a zajistěte je samořeznými šrouby M2, jak je znázorněno na obrázku. Nyní můžete dokončit mechanickou sestavu upevněním servorohů na určené držáky. Poté můžete pomocí 4 šroubů a matic M3 připevnit sledovací hlavu k horní části sestavy. Otočný čep osy X lze připevnit pomocí čehokoli, co může fungovat jako 3mm hřídel. Použil jsem kousek špízu na grilování. Tím je dvouosý hazard dokončen.

Montáž Arduino Uno:

Zarovnejte otvory pro šrouby na arduinu s otvory v základní desce a zajistěte je 3 samořeznými šrouby M3.

Krok 3: Distribuce napájení

Klíčovou součástí tohoto robota je deska pro distribuci energie, protože zajišťuje přenos správného výkonu na správnou součást. Tato deska také pomůže snížit kolísání napětí způsobené servy napájenými přímo z Arduina.

Výroba desky:

Vystřihněte kus proto desky o rozměrech zhruba 45 x 35 mm. To by vám mělo poskytnout dostatek prostoru k pájení všech součástí. Podívejte se na dodané schéma zapojení a příslušným způsobem pájejte součásti. Oba servomotory mají přes své napájecí a zemnící vodiče kondenzátory 100 µF, aby se zabránilo poklesu hlasování. 4 LDR mají odpory 10 kOhm jako děliče napětí připojené k zemi (viz schéma zapojení). LED dioda napájení se vejde do otvoru v pouzdru elektroniky a má odpor 220 Ohm, který snižuje výkon, aby se zabránilo vyhoření. Alternativně k použití proto desky můžete jednoduše pájet vše dohromady ve vzduchu, i když by to bylo docela špinavé.

Krok 4: Kompletní montáž

Nyní, když si deska pro distribuci energie udělala čas, dát to všechno dohromady!

Připojení vodičů:

Nejprve připájejte příslušné vodiče z desky pro distribuci napájení k různým určeným součástem. (Ujistěte se, že je protáhnete otvorem v krytu elektroniky zespodu, jinak budete mít problém!) DŮLEŽITÉ: Ujistěte se, že zapojíte LDR ve správném pořadí, jak ukazuje obrázek. Tato čísla odpovídají číslům ve schématu zapojení. Totéž se servy - spodní je označeno „Y“a horní „X“. Pomocí teplem smrštitelných hadiček můžete věci trochu vyčistit. Nyní zapojte zbývající vodiče do příslušných kolíků na Arduinu. Power LED lze zasunout do otvoru nad portem USB poté, co bylo naneseno nějaké super lepidlo.

Sestavení 3D tištěných dílů:

Nyní lze závěsnou sestavu připevnit k horní části pouzdra elektroniky pomocí 4 samořezných šroubů M3. Poté jemně nasaďte Arduino (které je již připojeno ke spodní desce) spolu s deskou pro rozdělování energie do pouzdra elektroniky, zatlačte, dokud deska nebude v jedné rovině se dnem a otvory pro šrouby nebudou zarovnány. Nyní pomocí 4 samořezných šroubů M3 připevněte spodní desku k pouzdru elektroniky. Na šrouby lze přidat některé gumové/pěnové nožky, aby byla zajištěna stabilita a aby šrouby nepoškrábaly vaše stoly.

Krok 5: Kódování

Nastal čas dát tomuto robotovi trochu života! Najděte kód, který jsem napsal, připojený k tomuto kroku, a nahrajte jej do Arduina prostřednictvím Arduino IDE (lze stáhnout zde). Robot je napájen přes USB, takže k napájení můžete použít jakýkoli standardní zdroj napájení USB. (např. napájecí banky, chovatelé telefonů, notebooky atd.)

Krok 6: Závěrečné poznámky

Nyní můžete Phila napájet a nechat ho mluvit za sebe! Použijte baterku (nebo jiný jasný zdroj světla) a zkuste ji přemístit. Mělo by následovat světlo, kamkoli jde. Pokud to funguje, gratuluji, postavil jsi to správně!

Byl to můj vůbec první robotický projekt a myslím, že to dopadlo docela dobře. Vezměte prosím na vědomí, že „Dynagon Robotics“není společnost, je to prostě jméno, které jsem si vymyslel, abych reprezentoval své robotické projekty.

Šťastné tvoření:)

Druhá cena v soutěži robotů