Kako izgraditi PHIL - robota za praćenje svjetla: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

U ovom Instructable -u pokazat ću vam kako sam napravio ovog dvoosnog robota za praćenje svjetlosti koristeći Arduino Uno. Sav CAD i kôd će biti uključeni tako da ih možete sami izgraditi bez potrebe za programiranjem ili dizajnerskim vještinama. Sve što vam je potrebno je 3D štampač, Arduino Uno i nekoliko drugih osnovnih dijelova!

Supplies

Alati koji će vam trebati:

PC (duh)

3D štampač

Lemilica (i žica za lemljenje)

Odvijač

Materijali:

Filament za 3D štampanje (preporučuje se PLA)

Proto ploča

Samoljepljiva traka od gume ili pjene (opcionalno)

Neka tanka žica sa čvrstim jezgrom

Termoskupljajuće cijevi

Gotove komponente:

Arduino Uno (ili kompatibilna ploča)

2 x 100 µF kondenzatora za 5V

2 mikro servo motora

4 otpornika zavisna od svetlosti (LDR)

1 x 5 mm LED

1 x 220 Ohm otpornik

4 x 10 kOhm otpornika

11 x M3 samorezni vijci

8 x M2 samorezni vijci

4 x M3 strojne vijke s navrtkama

Korak 1: Odštampajte sve delove

Prvi korak je 3D ispis svih dijelova pomoću STL datoteka koje sam dao. Ja sam svoju ofarbala po svom ukusu, ali možete je ostaviti takvu kakva jeste ili koristiti različite boje niti. To zavisi od vas!

Korak 2: Montaža elektronike i Gimblea

Za ovaj korak možete instalirati LDR -ove i servo motore, kao i montirati Arduino na osnovnu ploču. Imajte na umu da još uvijek moramo napraviti ploču za raspodjelu energije, stoga nemojte sastavljati dijelove s 3D printom unaprijed.

Instaliranje LDR -ova:

Robot prati svjetlost upoređujući vrijednosti koje vraćaju 4 fotootpornika. Vrijednosti će se međusobno razlikovati ako izvor svjetlosti nije okomit na glavu za praćenje, jer će svjetlosna sjenka baciti sjenu na neke od LDR -ova. Arduino kôd će tada pomicati glavu prema osi X i Y prema tome kako bi ostao na mjestu s izvorom svjetlosti. Montaža LDR -ova je vrlo jednostavna: imaju posebne džepove dizajnirane u glavi za praćenje. Jednostavno provucite noge kroz rupe, nanesite super ljepilo i gurajte ga dok ne sjedne u ravnini s površinom.

Instaliranje servo pogona:

Umetnite servo pogone na mjesto i pričvrstite ih M2 samoreznim vijcima kako je prikazano. Sada možete dovršiti mehanički sklop tako što ćete servo trube postaviti na odgovarajuće zagrade. Nakon toga možete pričvrstiti glavu za praćenje na vrh sklopa pomoću 4 M3 strojna vijka i matice. Okret X osi može se pričvrstiti bilo čime što može raditi kao osovina od 3 mm. Koristio sam komad ražnjića za roštilj. Ovo završava dvoosnu gimble.

Montiranje Arduino Uno:

Poravnajte otvore za vijke na arduinu s rupama na osnovnoj ploči i pričvrstite ih s 3 M3 samorezna vijka.

Korak 3: Distribucija napajanja

Ključna komponenta ovog robota je ploča za raspodjelu energije, jer osigurava da se ispravna snaga prenese na pravu komponentu. Ova ploča će također pomoći u smanjenju fluktuacija napona uzrokovanih napajanjem servo pogona izravno iz Arduina.

Izrada ploče:

Izrežite komad proto ploče, veličine otprilike 45 x 35 mm. Ovo bi vam trebalo dati dovoljno prostora za lemljenje svih komponenti. Pogledajte priloženu shemu kola i lemite komponente u skladu s tim. Servo motori imaju kondenzatore od 100 µF na svom napajanju i uzemljene žice kako bi spriječili pad glasova. 4 LDR -a imaju otpornike od 10 kOhm kao razdjelnike napona spojene na masu (pogledajte dijagram kola). LED za napajanje staje u rupu na kućištu elektronike i ima otpornik od 220 Ohma povezan za smanjenje snage kako bi se spriječilo da izgori. Alternativno upotrebi proto ploče, možete jednostavno lemiti sve zajedno u zraku, iako bi to bilo prilično neuredno.

Korak 4: Potpuna montaža

Sad kad je došlo vrijeme za sastavljanje ploče za distribuciju električne energije!

Spajanje žica:

Prvo lemite odgovarajuće žice od ploče za distribuciju napajanja do različitih označenih komponenti. (Obavezno ih provucite kroz otvor na kućištu elektronike odozdo, u protivnom ćete imati problema!) VAŽNO: Uverite se da ste LDR spojili u pravom redosledu kao što je prikazano na slici. Ovi brojevi odgovaraju brojevima u dijagramu kola. Isto je sa servo motorima - donji je označen sa "Y", a gornji sa "X". Možete koristiti termoskupljajuće cijevi da malo očistite stvari. Sada priključite preostale žice u odgovarajuće pinove na Arduinu. LED za napajanje može se umetnuti u otvor iznad USB priključka nakon nanošenja super ljepila.

Sastavljanje 3D štampanih dijelova:

Gimble sklop se sada može pričvrstiti na vrh kućišta elektronike pomoću 4 M3 samorezna vijka. Zatim nježno umetnite Arduino (koji je već pričvršćen na donju ploču) zajedno s pločom za raspodjelu energije u kućište elektronike, gurajući dok se ploča ne poravna s dnom i rupe za vijke ne poravnaju. Sada pomoću 4 samorezna vijka M3 pričvrstite donju ploču na kućište elektronike. Neke vijke od gume/pjene mogu se dodati preko vijaka kako bi se osigurala stabilnost i spriječilo da vijci ogrebu vaše stolove.

Korak 5: Kodiranje

Došao je trenutak da ovom robotu damo malo života! Pronađite kôd koji sam napisao u prilogu ovog koraka i prenesite ga na Arduino putem Arduino IDE -a (može se preuzeti ovdje). Robot se napaja USB -om, pa za napajanje možete koristiti bilo koji standardni USB izvor napajanja. (na primjer, banke za napajanje, telefonski pretvarači, prijenosna računala itd.)

Korak 6: Završne napomene

Sada možete uključiti Phila i natjerati ga da govori sam za sebe! Upotrijebite svjetiljku (ili bilo koji drugi izvor jakog svjetla) i pokušajte je premjestiti. Trebalo bi da prati svetlost gde god da krene. Ako radi, svaka čast, pravilno ste je izgradili!

Ovo je bio moj prvi projekt robotike i mislim da je ispao prilično dobro. Imajte na umu da "Dynagon Robotics" nije kompanija, to je jednostavno ime koje sam smislio da predstavljam svoje robotske projekte.

Sretno u izradi:)

Druga nagrada na takmičenju Roboti