Cách xây dựng PHIL - Robot theo dõi ánh sáng: 6 bước (có hình ảnh)

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

Trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách tôi tạo ra robot theo dõi ánh sáng trục kép này bằng cách sử dụng Arduino Uno. Tất cả CAD và mã sẽ được bao gồm để bạn có thể tự xây dựng nó mà không cần bất kỳ kỹ năng lập trình hoặc thiết kế nào. Tất cả những gì bạn cần là một máy in 3D, Arduino Uno và một vài bộ phận cơ bản khác!

Quân nhu

Các công cụ bạn sẽ cần:

Một chiếc PC (duh)

Máy in 3D

Sắt hàn (và dây hàn)

Trình điều khiển vít

Vật liệu:

Dây tóc in 3D (khuyến nghị PLA)

Bảng proto

Dải cao su hoặc bọt tự dính (tùy chọn)

Một số dây lõi rắn mỏng

Ống co nhiệt

Các thành phần có sẵn:

Arduino Uno (Hoặc bảng tương thích)

2 x 100 µF tụ điện định mức cho 5V

2 động cơ servo Micro

4 Điện trở phụ thuộc ánh sáng (LDR's)

1 x 5mm LED

Điện trở 1 x 220 Ohm

Điện trở 4 x 10 kOhm

Vít tự khai thác 11 x M3

Vít tự khai thác 8 x M2

Vít máy 4 x M3 có đai ốc

Bước 1: In tất cả các bộ phận

Bước đầu tiên là in 3D tất cả các bộ phận bằng cách sử dụng các tệp STL mà tôi đã cung cấp. Tôi đã vẽ theo ý thích của mình, nhưng bạn có thể để nguyên hoặc sử dụng các màu dây tóc khác nhau. Tùy bạn!

Bước 2: Lắp ráp Điện tử & Gimble

Đối với bước này, bạn có thể cài đặt động cơ LDR và động cơ servo, cũng như gắn Arduino vào tấm nền. Hãy nhớ rằng chúng tôi vẫn phải làm bảng phân bổ nguồn, vì vậy không lắp ráp bất kỳ bộ phận in 3D nào trước.

Cài đặt LDR's:

Robot theo dõi ánh sáng bằng cách so sánh các giá trị được trả về bởi 4 quang trở. Các giá trị sẽ khác nhau nếu nguồn sáng không vuông góc với đầu theo dõi, vì bóng sáng sẽ tạo bóng trên một số LDR. Sau đó, mã arduino sẽ di chuyển đầu theo trục X và Y tương ứng để giữ nguyên điểm với nguồn sáng. Việc gắn LDR's rất đơn giản: chúng có các túi đặc biệt được thiết kế vào đầu theo dõi. Đơn giản chỉ cần chọc chân qua các lỗ, bôi keo siêu dính và đẩy nó vào cho đến khi nó phẳng với bề mặt.

Cài đặt các Servos:

Gắn các servo vào vị trí và cố định chúng bằng vít tự khai thác M2 như hình minh họa. Giờ đây, bạn có thể hoàn thành việc lắp ráp cơ khí bằng cách gắn còi servo vào các giá đỡ được chỉ định. Sau đó, bạn có thể gắn đầu theo dõi vào đầu của cụm bằng cách sử dụng 4 vít và đai ốc của máy M3. Trục của trục X có thể được gắn bằng bất kỳ thứ gì có thể hoạt động như một trục 3mm. Tôi đã dùng một miếng xiên nướng BBQ. Điều này hoàn thành gimble trục kép.

Gắn Arduino Uno:

Căn chỉnh các lỗ vít trên arduino với các lỗ trên tấm đế và cố định nó bằng 3 vít tự khai thác M3.

Bước 3: Phân bổ nguồn điện

Một thành phần quan trọng của robot này là bảng phân bổ nguồn, vì nó đảm bảo rằng nguồn điện chính xác được truyền đến đúng thành phần. Bo mạch này cũng sẽ giúp giảm sự dao động điện áp do các Servos được cấp nguồn trực tiếp từ Arduino.

Làm bảng:

Cắt một miếng bảng proto, có kích thước khoảng 45 x 35mm. Điều này sẽ cung cấp cho bạn đủ chỗ để hàn tất cả các thành phần. Tham khảo sơ đồ mạch được cung cấp và hàn các thành phần cho phù hợp. Cả hai động cơ servo đều có tụ điện 100 µF trên dây nguồn và dây nối đất của chúng để ngăn ngừa sụt giảm votage. 4 LDR có điện trở 10 kOhm như bộ phân phối điện áp được nối đất (tham khảo sơ đồ mạch). Đèn LED nguồn nằm gọn trong một lỗ trên vỏ thiết bị điện tử và có một điện trở 220 Ohm được kết nối để giảm nguồn điện nhằm ngăn nó cháy ra ngoài. Ngoài việc sử dụng bảng proto, bạn có thể đơn giản hàn mọi thứ lại với nhau trong không trung, mặc dù điều đó sẽ khá lộn xộn.

Bước 4: Toàn bộ lắp ráp

Bây giờ bảng phân phối điện đã đến lúc kết hợp tất cả lại với nhau!

Kết nối dây:

Trước tiên, hàn các dây thích hợp từ bo mạch phân phối điện với các thành phần được chỉ định khác nhau. (Hãy đảm bảo định tuyến chúng qua lỗ trên vỏ thiết bị điện tử từ phía dưới, nếu không bạn sẽ gặp sự cố!) QUAN TRỌNG: Đảm bảo bạn đấu dây LDR theo đúng trình tự như trong hình. Các số này tương ứng với các số trong sơ đồ mạch. Tương tự với servos - cái dưới cùng được đánh dấu "Y" và cái trên cùng là "X". Bạn có thể sử dụng ống co nhiệt để làm sạch mọi thứ một chút. Bây giờ, cắm các dây còn lại vào các chân thích hợp trên Arduino. Đèn LED nguồn có thể được đẩy vào lỗ phía trên cổng USB sau khi đã bôi một ít keo siêu dính.

Lắp ráp các bộ phận in 3D:

Giờ đây, cụm gimble có thể được gắn vào phần trên cùng của vỏ thiết bị điện tử bằng 4 vít tự khai thác M3. Tiếp theo, nhẹ nhàng lắp Arduino (đã được gắn vào tấm dưới cùng) cùng với bo mạch phân phối điện vào vỏ thiết bị điện tử, đẩy cho đến khi tấm phẳng với đáy và các lỗ vít được căn chỉnh. Bây giờ, sử dụng 4 vít tự khai thác M3, gắn tấm đáy vào vỏ thiết bị điện tử. Có thể thêm một số chân cao su / xốp lên trên các vít, để tạo sự ổn định và ngăn các vít làm xước bàn của bạn.

Bước 5: Mã hóa

Đã đến lúc mang lại cho con robot này một cuộc sống! Tìm mã tôi đã viết đính kèm ở bước này và tải nó lên Arduino thông qua Arduino IDE (Có thể tải xuống tại đây). Robot được cấp nguồn qua cổng USB, vì vậy bạn có thể sử dụng bất kỳ nguồn điện USB tiêu chuẩn nào để cung cấp năng lượng cho nó. (ví dụ: pin sạc dự phòng, bộ ghi điện thoại, máy tính xách tay, v.v.)

Bước 6: Ghi chú cuối cùng

Bây giờ bạn có thể kích hoạt Phil và để anh ấy tự nói! Sử dụng đèn pin (Hoặc bất kỳ nguồn sáng nào khác) và thử di chuyển nó xung quanh. Nó sẽ đi theo ánh sáng bất cứ nơi nào nó đi. Nếu nó hoạt động, xin chúc mừng, bạn đã xây dựng nó một cách chính xác!

Đây là dự án chế tạo người máy đầu tiên của tôi và tôi nghĩ rằng nó diễn ra khá tốt. Xin lưu ý rằng "Dynagon Robotics" không phải là một công ty, nó chỉ đơn giản là một cái tên mà tôi nghĩ ra để đại diện cho các dự án robot của mình.

Chúc bạn làm vui vẻ:)

Giải nhì cuộc thi Robot