Fényre irányított robotfej. Újrahasznosított és újrahasznosított anyagokból: 11 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ha valaki kíváncsi arra, hogy a robotika tud -e egy üres zsebbel együtt járni, akkor talán ez az utasítás adhat választ. Újrahasznosított léptetőmotorok egy régi nyomtatóból, használt pingpong labdák, gyertyák, használt balsa, drót egy régi fogasból, használt zománcozott huzal volt néhány olyan anyag, amelyet a robotfej készítéséhez használtam. Négy szervo motort, egy adafruit motorpajzsot és egy arduino UNO -t is használtam. Mindezeket más projektekből újrafelhasználták, és megmentették őket! Minden gyártó tudja, hogy ez elkerülhetetlen a pénz megtakarítása érdekében.

Mivel nincs robot, amely nem lép kölcsönhatásba a környezettel, ez hajlamos a legvilágosabb pont felé fordulni és körülnézni. Ez az eddigi legolcsóbb érzékelőkből áll: a fotocellákból. Nem a legmegbízhatóbbak, de elég megbízhatóak ahhoz, hogy valami tisztességeset készítsenek.

1. lépés: Használt anyagok

1. Arduino UNO
2. Adafruit motorpajzs V2
3. szervo SG90 X 3
4. egy szervo MG995 a nyak elfordításához
5. léptetőmotor, használtam egy 20 éveset, nem kell nagy nyomatékú motornak lennie
6. kenyeretábla 400 és áthidaló kábelek
7. három fotocella és három 1K, 1/4 W ellenállás
8. 6V egyenáramú transzformátor a szervók táplálásához a kenyértáblán
9. 3 pingpong labda
10. hab deszka
11. balsafa
12. kemény drót
13. a műanyag és rézcső átmérője úgy, hogy egymásba illeszkedjenek, a 20 cm hosszúság több mint elegendő
14. 15X15cm fa alapként
15. két kartonpapír cső konyhai papírból
16. kis vasrudak az ellensúlyhoz

2. lépés: A szemgolyók elkészítése

1. Egy pingpong labdát két félgömbre kell vágni
2. Gyertyát gyújtva a vágott golyó felett, valójában viaszolhatja. Ez olajos megjelenést igényel. Nem vagyok művész, de szerintem így természetesebbnek tűnik.
3. Ezután egy korongot kell készítenie 1 cm vastag balsa fából, amely illeszkedik a vágott golyóba (félgömb).
4. Végül fúrjon egy tokot (sekély lyukat) a szemlencséhez. Ezután elhelyezheti a szemlencsét.

3. lépés: A szemmozgás mechanizmusának létrehozása

Ennek a mechanizmusnak a kialakításának fő gondolata az, hogy a szem képes legyen két tengely körül egyszerre fordulni. Egy függőleges és egy vízszintes. Ezeket a forgástengelyeket úgy kell beállítani, hogy a szemgolyó középpontjába kerüljenek, különben a mozgás nem tűnhet természetesnek. Ez az említett központ tehát a pingpong féltekén ragasztott balsa korong közepére kerül.

Az erőfeszítésekhez triviális anyagokat kellett kezelni, hogy ez megvalósulhasson. A következő fotósorozat utat mutat.

A képeken egy fehér és egy fém cső látható, amelyek jól illeszkednek egymásba. A fehér rúd volt egy kis zászlóhoz, a fém pedig egy rézcső. Azért választottam őket, mert jól illeszkednek egymásba, és csak néhány mm átmérőjűek. A tényleges méret nem fontos. Bármilyen más eszközt használhat, amely képes a feladat elvégzésére!

4. lépés: A mozgások tesztelése

Mivel nem használtak semmilyen szimulációs szoftvert, az egyetlen módja annak, hogy megtaláljuk a szervókból származó mozgások korlátait, a tényleges fizikai tesztelés. Ez a módszer látható a képeken a szem felfelé és lefelé fordításához. A határok megtalálása szükséges, mivel a szervók forgásának is vannak korlátai és elvárásai a szemmozgással szemben, hogy a lehető legtermészetesebbnek tűnjenek.

A bemutatott képekhez kapcsolódó eljárás meghatározásához azt mondhatnám:

1. csatlakoztassa a szemet a szervóval vezetékkel
2. forgassa el kézzel a szervo kart, hogy a szem a lehető legtávolabbi helyzetbe kerüljön (oda -vissza)
3. ellenőrizze a szervó helyzetét annak érdekében, hogy a szem el tudja venni ezeket a pozíciókat
4. helyezze el (vágja le vagy hasonló) azt a helyet, ahol a szervó szilárd helyzetbe kerül
5. a szervo pozícionálása után ismét ellenőrizze, hogy a szem legvégső helyzetei továbbra is lehetségesek -e.

5. lépés: A szemhéjak készítése

1. Mérje meg a tényleges szemek közötti távolságot.
2. Tervezzen két félkört, amelyek átmérője megegyezik a szemekkel, és rajzolja őket egy hablapra úgy, hogy a középpontok között az 1. lépésben meghatározott távolság legyen.
3. Vágja le, amit rajzolt.
4. Vágjon négyfelé egy pingponglabdát.
5. Ragasszon minden vágott darab ping-pong labdát a két éppen vágott félkör egyikére.
6. Vágjon apró csöveket az utolsó képen látható módon, és ragassza fel őket úgy, hogy illeszkedjenek. A kívánt végdarabot lásd az utolsó fotón

6. lépés: Végső nézet a szemek és a szemhéjak mechanizmusai számára

Vannak nyilvánvaló pontatlanságok, de figyelembe véve a rendkívül alacsony költségeket és a "puha" anyagokat, amelyeket használtam, az eredmény számomra kielégítőnek tűnik!

A fotón látható, hogy a szemhéjat elfordító szervó valójában az egyik irányba mozdul, a másikra pedig rugóra hagyja a munkát!

7. lépés: A nyakmechanizmus elkészítése

A fejnek képesnek kell lennie balra vagy jobbra fordulni, mondjuk 90 fokot bármelyik irányba, és fel és le is, nem annyira, mint a vízszintes forgás, mondjuk 30 fokot fel és le.

Lépcsőt használtam, amely vízszintesen forgatja a fejet. Egy kis kartondarab kis súrlódási platformként szolgál a mechanizmushoz, mint például a pézsma (arc). Az első képen a mechanika látható. A léptető kiterjeszti a vízszintes forgást, miután a vízszintes szemforgatás elérte a bal vagy jobb felső határát. Ekkor a lépcsők forgásának követésére is van korlát.

A fel és le fejek forgatásához szervót használtam, amint az a második képen látható. A szervókar a rugalmas paralelogramma oldalaként működik, ahol a párhuzamos oldala a léptető alapjaként működik. Tehát amikor a szervó elfordítja a léptető alapját, az egyenlően fordul. A paralelogramma másik két oldala két darab kemény kábel, amelyek függőleges irányúak és párhuzamosak egymással, miközben felfelé és lefelé mozognak.

8. lépés: Nyakmechanizmus 2. megoldás

Ebben a lépésben egy másik lehetséges megoldást láthat a fej vízszintes és függőleges elforgatására. Az egyik lépcsőfok a vízszintes, a második a függőleges forgást hajtja végre. Ennek érdekében a lépcsőket a képeken látható módon kell ragasztani. A felső lépcső tetején rögzíteni kell a szemmechanizmust a pézsmával.

Ennek a megközelítésnek a hátrányaként rámutathatnék arra, ahogy az alsó lépcsőt rögzítik a függőleges fa síkban. Ez bizonyos használat után instabillá válhat.

9. lépés: A fényforrás -helyzetérzékelő rendszer létrehozása

A fényforrás három dimenzióban történő elhelyezéséhez legalább három fényérzékelőre van szükség. Ebben az esetben három LDR.

Kettő közülük (a fej alsó részével azonos vízszintes vonalra helyezve) képes legyen vízszintesen megmondani a fényenergia -sűrűség különbséget, a harmadik pedig (a fej felső részén elhelyezve) meg kell, hogy mutassa nekünk a a két alsó átlagmérése a fényenergia -sűrűség különbség függőlegesen.

A mellékelt pdf fájl megmutatja az utat, hogyan lehet megtalálni az LDR -eket tartalmazó csövek (szívószálak) legjobb dőlésszögét annak érdekében, hogy a hely megbízhatóbb információit eljuttassa a fényforráshoz.

A megadott kóddal három LDR -rel tesztelheti a fényérzékelést. Minden LDR aktiválja a megfelelő LED -et, amely lineárisan világít a beérkező fényenergia -mennyiséghez képest.

Azoknak, akik bonyolultabb megoldásokra vágynak, fotót adok egy kísérleti eszközről, amely bemutatja, hogyan lehet megtalálni a legjobb dőlésszöget (angle szöget) az LDR csövekhez, hogy a bejövő fény azonos szöge you esetén a legnagyobb különbséget kapja LDR mérések. Mellékeltem egy tervet a szögek magyarázatára. Azt hiszem, ez nem a megfelelő hely a tudományosabb információkhoz. Ennek eredményeképpen 30 fokos dőlésszöggel találkoztam (45 azonban jobb)!

10. lépés: És néhány tipp… az elektronikához

A 4 szervó nem teszi lehetővé az arduino közvetlen áramellátását. Tehát külső tápegységről (triviális transzformátort használtam) 6V -ról tápláltam őket.

A léptetőgépet az Adafruit Motorshield V2 hajtotta és hajtotta.

A fotocellát az arduino uno -ból irányították. A mellékelt pdf több mint elegendő információt tartalmaz ahhoz. Az LDR áramkörben 1K ellenállásokat használtam.

11. lépés: Néhány szó a kódhoz

A kódarchitektúra stratégiája, hogy a void loop ciklus csak néhány sort tartalmaz, és van néhány rutin, egy minden feladathoz.

Mielőtt bármit tenne, a fej felveszi az eredeti helyzetét, és vár. A kiindulási helyzet azt jelenti, hogy a szemhéjak csukva vannak, a szemek egyenesen előre néznek a szemhéjak alatt, és a fej függőleges tengelye merőleges a támasztó vízszintes síkjára.

Először a robotnak fel kell ébrednie. Tehát csendben állva fényméréseket kap, amelyek hirtelen és nagy növekedésre várnak (eldöntheti, hogy mennyit) a mozgás megkezdése érdekében.

Ezután először a szemeket fordítja a megfelelő irányba, és ha nem tudják elérni a legfényesebb pontot, a fej elkezd mozogni. Minden forgásnak van egy határa, amely a mechanizmusok fizikai korlátaiból fakad. Tehát egy másik konstrukciónak más korlátai is lehetnek a szerkezetek (geometria) mechanikájától függően.

Egy extra tipp a robot reakciósebességéhez kapcsolódik. A videón a robot szándékosan lassú. Ezt könnyen felgyorsíthatja, ha kikapcsolja a késleltetést (500); amely a kód void loop -jába () kerül!

Sok sikert az elkészítéshez!