Valgusesse suunatud robotpea. Taaskasutatud ja taaskasutatud materjalidest: 11 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Kui kellelgi tekib küsimus, kas robootika saab tühja taskuga kaasa tulla, võib see juhend anda vastuse. Vana printeri ümbertöödeldud samm -mootorid, kasutatud pingpongi pallid, küünlad, kasutatud balsa, traat vanast riidepuust, kasutatud emailitud traat olid mõned materjalid, mida olen selle robotpea valmistamiseks kasutanud. Olen kasutanud ka nelja servomootorit, ühte adafruit mootorikilpi ja arduino UNO -d. Kõiki neid kasutati uuesti teistest projektidest, mida nad raputasid! Kõik tegijad teavad, et see on raha säästmiseks vältimatu.

Kuna pole ühtegi robotit ilma keskkonnaga suhtlemata, kipub see pöörama enda poole ja vaatama kõige heledamat kohta. See on valmistatud kõigi aegade odavaimatest anduritest: fotoelementidest. Nad ei ole kõige usaldusväärsemad, kuid on piisavalt usaldusväärsed, et midagi korralikku teha.

Samm: kasutatud materjalid

1. Arduino UNO
2. Adafruit mootorikilp V2
3. servo SG90 X 3
4. üks servo MG995 kaela pööramiseks
5. samm -mootor, olen kasutanud ühte 20 aastat vana, see ei pea olema suure pöördemomendiga mootor
6. leivalaud 400 ja hüppajakaablid
7. kolm fotoelementi ja kolm 1K, 1/4 W takistit
8. Alalisvoolutrafo 6V servode toiteks läbi leivaplaadi
9. 3 pingpongi palli
10. vahtplaat
11. balsa puit
12. kõva traat
13. plastikust ja vasest toru läbimõõduga nii, et need mahuksid üksteise sisse, pikkusega 20 cm on enam kui piisav
14. Aluseks 15x15cm puit
15. kaks kartongist toru köögipaberist
16. väikesed rauast vardad vastukaaluks

2. samm: silmamunade tegemine

1. Peate lõikama pingpongi palli kaheks poolkeraks
2. Valgustatud palli kohal küünla süüdates saate seda tegelikult vahatada. See võtab õlise välimuse. Ma ei ole kunstnik, kuid arvan, et see näeb välja loomulikum.
3. Seejärel tuleb 1 cm paksusest balsapuust teha ketas, mis peaks lõikekuuli (poolkera) mahtuma.
4. Lõpuks puurige silma läätsele ümbris (madal auk). Siis saate sinna panna, mis peaks välja nägema nagu silmalääts.

3. samm: silmade liikumise mehhanismi loomine

Selle mehhanismi kavandamise põhiidee on see, et silm peaks suutma pöörata korraga ümber kahe telje. Üks vertikaalne ja üks horisontaalne. Need pöörlemisteljed tuleks seadistada nii, et need haakuksid silmapalli keskpunktiga, vastasel juhul ei saaks liikumine loomulik välja näha. See mainitud keskus on paigutatud pingpongipoolkera külge liimitud balsa ketta keskele.

Tehtud jõupingutused pidid selle saavutamiseks haldama triviaalseid materjale. Järgnev fotoseeria näitab teed.

Piltidel on näha valge ja metalltoru, mis sobivad üksteisega hästi. Valge oli varem väikese lipu varras ja metall on vasktoru. Valisin need, sest need sobivad hästi üksteise külge ja nende läbimõõt on vaid mõni mm. Tegelik suurus pole oluline. Võite kasutada mis tahes muud, mis selle tööga hakkama saab!

4. samm: liigutuste testimine

Kuna simulatsioonitarkvara ei kasutatud, on ainus viis servodest tulenevate liikumiste piiride leidmiseks tegelik füüsiline testimine. See viis on piltidel näidatud silmade üles ja alla pööramiseks. Piiride leidmine on vajalik, kuna servode pöörlemisel on silmade liikumisele ka piirid ja ootused, et võimalikult loomulik välja näha.

Näidatud piltidega seotud protseduuri määratlemiseks võiksin öelda:

1. ühendage silm servoga juhtmega
2. pöörake käega servohooba nii, et silm võtab oma kõige parema positsiooni (edasi -tagasi)
3. kontrollige servo asendit, et silm saaks neid positsioone võtta
4. tehke (lõigake vms) koht, kus servo saab kindla positsiooni võtta
5. pärast servo positsioneerimist kontrollige uuesti, kas silma äärmised asendid on endiselt võimalikud.

Samm: silmalaugude valmistamine

1. Mõõtke tegelike silmade vaheline kaugus.
2. Planeerige kaks poolringi, mille läbimõõt on võrdne silmadega, ja joonistage need vahtplaadile, mille keskpunktide vahe on sammus 1 mõõdetud.
3. Lõika joonistatud joonist välja.
4. Lõika pingpongi pall neljaks.
5. Liimige iga lõigatud pingpongi pall ühele kahest lihtsalt lõigatud poolringist.
6. Lõika väikesed tükid torusid, nagu on näha viimasel fotol, ja liimige need nii, et need oleksid joondatud. Vaadake soovitud otsaosa viimasel fotol

6. samm: silmade ja silmalaugude mehhanismide lõplik vaade

Seal on ilmseid ebatäpsusi, kuid arvestades äärmiselt madalaid kulusid ja "pehmeid" materjale, mida olen kasutanud, tundub tulemus mulle rahuldav!

Fotol on näha, et silmalauge pöörav servo teeb tegelikult liikumise ühte suunda ja jätab töö teise vedruks!

7. samm: kaela mehhanismi valmistamine

Pea peaks saama pöörata vasakule või paremale, näiteks 90 kraadi kummaski suunas ja ka üles ja alla mitte niivõrd horisontaalse pöörlemisega, näiteks 30 kraadi üles ja alla.

Olen kasutanud steppi, mis pöörab pead horisontaalselt. Väike papitükk on mehhanismi, nagu muskus (nägu), väikese hõõrdumisega platvorm. Esimesel pildil on mehaanika. Stepper pikendab horisontaalset pöörlemist pärast seda, kui silmade horisontaalne pöörlemine jõuab ülemise vasaku või parema piirini. Siis on ka sammude pööramise järgimise piirang.

Üles- ja allapoole pöörlemiseks olen kasutanud servot, nagu on näha teisel pildil. Servohoob toimib painduva rööpküliku küljena, kusjuures paralleelne külg on samm -aluse alus. Niisiis, kui servo pöörab samm -aluse pöörleb võrdselt. Selle rööpküliku teised kaks külge on kaks kõva kaablitükki, millel on vertikaalne suund ja mis jäävad üles ja alla liikudes üksteisega paralleelselt.

8. samm: kaelamehhanismi teine lahendus

Selles etapis näete teist võimalikku lahendust pea pööramiseks horisontaalselt ja vertikaalselt. Üks astmeline samm teeb horisontaalse ja teine vertikaalse pöörlemise. Selle saavutamiseks tuleks sammud liimida, nagu piltidel näha. Ülemise sammu ülaosas tuleb silmamehhanism muskiga kinnitada.

Selle lähenemisviisi halvakspanuna võiksin osutada sellele, kuidas alumine astmik on kinnitatud puidust vertikaaltasapinnale. See võib mõne aja pärast muutuda ebastabiilseks.

9. samm: valgusallika asukohaandurite süsteemi loomine

Kolme mõõtmelise valgusallika leidmiseks vajate vähemalt kolme valgusandurit. Sel juhul kolm LDR -i.

Kaks neist (paigutatud pea alumise osaga samale horisontaalsele joonele) peaksid suutma horisontaalselt valguse energiatiheduse erinevust öelda ja kolmas (pea ülemisse ossa paigutatud) peaks meile näitama kahe madalama keskmine mõõtmine valgusenergia tiheduse erinevus vertikaalselt.

Kaasasolev pdf -fail näitab teile viisi, kuidas leida LDR -e sisaldavate torude (õlgede) parim kalle, et viia valgusallikale asukohta usaldusväärsem teave.

Antud koodi abil saate testida valgustundlikkust kolme LDR -iga. Iga LDR aktiveerib vastava valgusdioodi, mis süttib lineaarselt sissetuleva valgusenergia koguse suhtes.

Neile, kes soovivad keerukamaid lahendusi, annan foto eksperimentaalsest seadmest, mis näitab, kuidas leida LDR -torude jaoks parim kaldenurk (nurk φ), nii et sissetuleva valguse sama nurga θ korral oleks suurim erinevus LDR -i mõõtmised. Lisasin plaani nurkade selgitamiseks. Ma arvan, et see pole õige koht teadusliku teabe saamiseks. Selle tulemusena olen hakanud kasutama 30 -kraadist kallet (45 on siiski parem)!

10. samm: ja mõned näpunäited… elektroonika jaoks

Kui teil on neli servot, on võimatu neid otse arduinost toita. Nii et ma toitsin neid välisest toiteallikast (ma kasutasin tühist transformaatorit) 6 V toitega.

Steppi toideti ja juhiti Adafruit Motorshield V2 kaudu.

Fotoelementi juhiti arduino uno abil. Lisatud pdf sisaldab selleks rohkem kui piisavalt teavet. LDR -ahelas olen kasutanud 1K takistit.

Samm 11: paar sõna koodi jaoks

Koodarhitektuuri strateegiaks on see, et tühjusringi rutiin sisaldab vaid mõnda rida ja iga ülesande jaoks on mõned rutiinid.

Enne kui midagi teeb, võtab pea oma esialgse asendi ja ootab. Lähteasend tähendab, et silmalaud on suletud, silmad vaatavad otse silmalaugude alla ja pea vertikaaltelg on risti tugialuse horisontaaltasandiga.

Kõigepealt peaks robot ärkama. Nii et paigal seistes saab see kergeid mõõtmisi, mis ootavad ootamatut ja suurt tõusu (saate ise otsustada, kui palju), et liikuma hakata.

Seejärel pöörab ta silmad kõigepealt õigesse suunda ja kui nad ei jõua kõige eredamasse kohta, hakkab pea liikuma. Igal pöörlemisel on piir, mis tuleneb mehhanismide füüsilistest piiridest. Nii et teisel konstruktsioonil võivad olla muud piirid sõltuvalt konstruktsioonide (geomeetria) mehaanikast.

Lisanipp on seotud roboti reaktsioonikiirusega. Videos on robot tahtlikult aeglane. Saate seda hõlpsalt kiirendada, kui deaktiveerite viivituse (500); mis asetatakse koodi tühjusse ()!

Edu tegemisel!