Robot LEGO tránh chướng ngại vật: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Chúng tôi yêu thích LEGO và chúng tôi cũng yêu Crazy Circuits nên chúng tôi muốn kết hợp cả hai thành một robot đơn giản và vui nhộn có thể tránh chạy vào tường và các đồ vật khác. Chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách chúng tôi xây dựng công trình của mình và phác thảo những điều cơ bản cần thiết để bạn có thể tự xây dựng. Phiên bản của bạn có thể không khớp chính xác với chúng tôi, và điều đó không sao cả.

Dưới đây là danh sách các Bộ phận điện tử chúng tôi đã sử dụng và danh sách các Bộ phận LEGO mà chúng tôi đã sử dụng. Các bộ phận của bạn có thể khác nhau, vì vậy đừng ngại làm việc của riêng bạn.

Nếu bạn thích các dự án của chúng tôi và muốn xem thêm những gì chúng tôi nhận được mỗi tuần, vui lòng theo dõi chúng tôi trên Instagram, Twitter, Facebook và YouTube.

Quân nhu:

Brown Dog Gadgets trên thực tế có bán bộ dụng cụ và vật dụng, nhưng bạn không cần phải mua bất cứ thứ gì từ chúng tôi để thực hiện dự án này. Mặc dù nếu bạn làm điều đó, nó sẽ giúp hỗ trợ chúng tôi trong việc tạo các dự án mới và tài nguyên giáo viên.

Phần điện tử:

1 x Ban robot mạch điên

2 x tương thích LEGO xoay liên tục 360 độ Servo

1 x Cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR04

4 x Dây Dupont dành cho Nữ đến Nữ

1 x Ngân hàng điện USB

(Chúng tôi đã tìm thấy một USB Power Bank nhỏ vừa vặn với rô bốt của chúng tôi. Bạn có thể cần thiết kế rô bốt của mình để phù hợp với USB Power Bank mà bạn có trên tay hoặc bạn cũng có thể sử dụng bộ pin của riêng mình.)

Các bộ phận của LEGO:

Chúng tôi đã sử dụng nhiều bộ phận khác nhau nhưng bạn có thể thoải mái chế tạo bộ phận của mình theo cách bạn thấy phù hợp, sử dụng bất kỳ bộ phận LEGO nào bạn có trong tay. Những điều quan trọng bạn cần làm là có cách để gắn các servo ở phía dưới, cảm biến siêu âm để nó có thể hướng ra phía trước và một số cách để giữ Bảng điều khiển và nguồn điện tại chỗ. Trong một cái kẹp, bạn có thể sử dụng một số băng dính hoặc dây chun để gắn những thứ cần thiết. Chúng tôi đã cung cấp liên kết đến từng bộ phận trên BrickOwl nhưng bạn có thể tìm thấy chúng ở bất kỳ nơi nào có bán các bộ phận tương thích với LEGO hoặc LEGO.

2 x Bánh xe đai hình nêm LEGO (4185/49750)

1 x LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245

1 x LEGO Technic Cross Block Beam 3 với bốn chân (48989/65489)

1 x LEGO Technic Brick 1 x 6 with Holes (3894)

2 x Trục LEGO 4 có Điểm dừng (87083)

4 x Ống lót nửa LEGO (32123/42136)

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

1 x Đĩa LEGO 6 x 12 (3028)

Bước 1: Xây dựng cơ sở LEGO của bạn

Chúng tôi bắt đầu với Đế LEGO 6 x 12, là loại nhỏ nhất mà chúng tôi có thể xây dựng. Bạn có thể tăng kích thước lớn hơn nếu muốn nhưng nhỏ hơn có thể là một thách thức.

Chiều rộng của robot của chúng tôi được xác định bởi USB Power Bank mà chúng tôi có, vì chúng tôi cần có thể trượt nó vào đúng vị trí. Pin lớn hơn có thể yêu cầu một robot lớn hơn.

Làm cho chân đế của bạn đủ cao để chứa pin và chừa khoảng trống phía trên nó để vừa với Robotics Board.

Bước 2: Thêm bánh xe

Mỗi động cơ servo sẽ cần được gắn vào dưới cùng của đế robot của bạn.

Chúng tôi đã kết thúc bằng cách sử dụng các phần này để làm như vậy:

• LEGO Trục 4 có Điểm dừng (87083)
• LEGO Half Bushing (32123/42136)
• LEGO Brick 2 x 2 Round (3941/6143)

Bạn sẽ cần 4 trong số mỗi bộ phận để gắn 2 Servos.

Sau khi lắp, bạn có thể thêm bánh xe, đó là Bánh xe hình nêm LEGO (4185/49750).

Giống như các bản dựng LEGO khác, có rất nhiều lựa chọn! Giá đỡ servo / bánh xe ở trên là thứ phù hợp với chúng tôi, nhưng bạn có thể thử một cái gì đó khác.

Bước 3: Thêm bánh xe Caster

Bánh xe đẩy của chúng tôi cho phép rô bốt của chúng tôi lăn, được cung cấp năng lượng bởi hai bánh xe gắn với các servo, với bánh xe hoạt động như "bánh xe thứ ba" để rô bốt của chúng tôi có thể xoay và di chuyển dễ dàng.

Đây là những bộ phận chúng tôi đã sử dụng cho phần đính kèm bánh xe của chúng tôi:

• Bộ LEGO EV3 Technic Ball Pivots 5003245
• LEGO Technic Cross Block Beam 3 với bốn chân (48989/65489)
• LEGO Technic Brick 1 x 6 with Holes (3894)

Trong phiên bản rô bốt trước đó, chúng tôi chỉ sử dụng một vài mảnh LEGO tròn làm "chân" và chúng hoạt động tốt trên bề mặt nhẵn như bàn, nhưng không hoạt động tốt trên thảm hoặc sàn không nhẵn. Nếu bạn không có sẵn bánh xe đẩy, hãy xem xét tùy chọn "chân".

Bước 4: Thêm cảm biến khoảng cách

Chúng tôi sẽ muốn gắn cảm biến khoảng cách siêu âm ở mặt trước của robot để nó có thể "nhìn thấy" nơi nó đang đi và biết khi nào cần dừng lại trước khi va vào chướng ngại vật.

Chúng tôi đã in 3D một giá đỡ tương thích với LEGO cho cảm biến siêu âm. Bạn có thể tìm thấy tệp trên Thingiverse nếu muốn sử dụng nó:

Nếu bạn không có quyền truy cập vào máy in 3D, bạn có thể tạo ra một cách giữ cảm biến tại chỗ bằng cách sử dụng một số mảnh LEGO, băng dính, dây chun, dây buộc zip hoặc một số phương pháp khác. Điều quan trọng là nó phải hướng về nơi robot đang đi khi nó đang di chuyển về phía trước.

Bước 5: Thêm Robotics Board

Robotics Board là bộ não của hoạt động này. Nó có nghĩa là nằm trên các viên gạch LEGO nên việc lắp nó rất đơn giản.

Thông thường, Robotics Board được sử dụng với băng dẫn điện để xây dựng mạch trực tiếp trên đầu LEGO, nhưng vì chúng tôi chỉ sử dụng hai servo và cảm biến khoảng cách, chúng tôi có thể cắm chúng trực tiếp vào các chân tiêu đề trên bảng.

Chúng tôi muốn định hướng bo mạch để bạn có thể dễ dàng cắm cáp USB vào nguồn điện. (Chúng tôi đã may mắn tìm thấy một cáp USB rất ngắn trong "Thùng rác khổng lồ của các loại cáp ngẫu nhiên")

Bây giờ bạn có thể cắm cảm biến và servo!

Đối với cảm biến, bạn sẽ cần kết nối chân echo với chân 3 trên bo mạch Robotics, sau đó kết nối chân kích hoạt với chân 5, sau đó VCC đến 5V và Gnd với GND. Điều này sẽ cung cấp năng lượng cho cảm biến và cho phép nó nói chuyện với Robotics Board.

Tiếp theo, bạn sẽ cần gắn từng đầu nối servo. Chúng rất dễ cắm vào, chỉ cần đảm bảo rằng dây màu nâu kết nối với GND, dây màu đỏ kết nối với 5V và dây màu cam kết nối với chân D6 cho servo trái và D9 cho servo bên phải.

Bước 6: Lập trình bảng Robotics

Trước khi rô-bốt của chúng tôi hoạt động, bạn cần tải mã lên Bảng rô-bốt. Nếu bạn chưa làm như vậy, hãy đảm bảo rằng bạn đã cài đặt phiên bản mới nhất của phần mềm Arduino IDE miễn phí trên máy tính của mình.

Mã của chúng tôi được tìm thấy tại repo GitHub của chúng tôi, bạn có thể tìm thấy mã này tại đây:

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

Mã này rất đơn giản và đã được nhận xét rất nhiều để giúp giải thích mọi thứ hoạt động như thế nào.

Bạn cũng sẽ cần thư viện NewPing, có thể tìm thấy tại đây:

Bước 7: Để Robot của bạn đi lang thang

Khi bạn đã chế tạo xong rô bốt của mình và mã đã được tải lên Robotics Board, bạn có thể kiểm tra nó!

Cách đơn giản nhất là cắm USB Power Bank và để rô-bốt của bạn bắt đầu quay về phía trước. Nếu bạn đặt bàn tay của bạn ở phía trước nó, nó sẽ lùi lại, quay lại và sau đó lại di chuyển về phía trước. (Đừng để nó lăn ra khỏi bàn!)

Chúng tôi đã xây dựng một "đấu trường" bằng bìa cứng hình lục giác đơn giản để robot của chúng tôi có thể lăn lộn trong hộp các tông cũ. Hãy thoải mái sáng tạo với những gì bạn có trong tay.

Bước 8: Đi xa hơn

Dưới đây là một số câu hỏi và một hoạt động bổ sung nếu bạn muốn tiến xa hơn một chút với dự án này.

Câu hỏi

Bạn đã học được gì khi chế tạo robot của mình?

Điều gì quyết định lựa chọn của bạn trong các bộ phận LEGO được sử dụng?

Robot của bạn có lăn nhanh hơn nếu nó có bánh xe lớn hơn không?

Hoạt động bổ sung

Có hai biến trong mã (được hiển thị bên dưới) bạn có thể điều chỉnh sẽ thay đổi lượng thời gian robot chạy khi nó lùi và sau đó quay để tránh tường. Hãy thoải mái thay đổi goBackwardTime và turnRightTime và xem tác động của nó đến các hành động của rô bốt. Hãy nhớ rằng khi bạn thực hiện các thay đổi đối với mã của mình, bạn sẽ cần tải lại mã đó lên rô bốt của mình.

// đặt số mili giây mà rô bốt của bạn sẽ lùi lại trong bao nhiêu mili giây

int goBackwardTime = 1000; // đặt bao nhiêu mili giây rô bốt của bạn sẽ quay cho int turnRightTime = 1000;

(Lưu ý: 1000 mili giây tương đương với 1 giây.)

Chúng tôi hy vọng bạn thích Robot tránh mạch điên của chúng tôi và bạn phải tự chế tạo. Chúng tôi đã rất vui khi xây dựng và chia sẻ nó với bạn!