Kako izgraditi ProtoBot - 100% open source, super jeftin, obrazovni robot: 29 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

ProtoBot je 100% open source, pristupačan, super jeftin i jednostavan za izradu robota. Sve je otvorenog koda-hardver, softver, vodiči i nastavni plan i program-što znači da svako može pristupiti svemu što mu je potrebno za izradu i korištenje robota.

To je odličan način da naučite osnove lemljenja, elektrotehnike i programiranja.

Ovaj Instructable pokriva kako izgraditi jedan, od gole ploče, komponenti i 3D ispisanih komada, do potpuno sastavljenog (i nadamo se funkcionalnog!) ProtoBot -a.

(Ako želite saznati više o ProtoBot -ovima općenito i/ili Projektu ProtoBot, posjetite https://theprotobotproject.wordpress.com ili ProtoBots Github, na

PDF verziju ovog vodiča možete pronaći i na

Korak 1: Potrošni materijal: Dijelovi

Kad budete spremni za početak, evo što vam je potrebno. Količine su za 1 robota.

Dijelovi: (Veza #1 je eBay, #2 je AliExpress, obično jeftinije)

• 2 x N20 motori, 300 o / min, 12V (veza, veza)
• 1 x Arduino Nano (veza, veza)
• 2 x plastična kotača, 39 mm, rupa od 3 mm (lot 10: žuta veza, žuta veza, ružičasta veza)
• 2 x taktilni krajnji prekidači (veza 10 komada)
• 2 otpornika od 220 Ohma (100 komada: veza, veza)
• 4 x 10K otpornika (100 komada: veza, veza)
• 1 x upravljački program motora L293D (veza, veza)
• 2 x TCRT5000L IR senzor (10 komada: veza, veza)
• 7 x DuPont žensko-ženska žica (40 komada: veza, veza)
• 1 x 9V držač za bateriju (10 komada: veza, veza)
• 18 x igle za zaglavlje (200 komada: veza, već savijena veza za 90 stepeni)
• 32 x igle za ženski zaglavlje (400 komada: veza, veza)

Količine se odnose samo na oglase na kojima se prodaje pojedinačna stavka (Arduino i motori), budući da je sve ostalo na veliko i ostat će vam dodatci. Kada oglasi prelaze potrebnu količinu, obično je jeftinije kupiti na veliko nego pojedinačne stavke. Ne žalim se!

Još jedna stvar: sve ovdje dolazi iz Kine, pa stoga isporuka obično traje mjesec dana, a ponekad i dva u ekstremnim slučajevima. Međutim, nikada mi se nije dogodilo da se nešto na kraju pojavi.

Korak 2: Potrošni materijal: dijelovi (ostatak)

Ali čekajte! Ima još!

Još vam je potrebno još nekoliko dijelova, naime, 3D ispisani dijelovi, pločica, baterija i "ubrzivač kuke i petlje" (poput čičaka, na primjer) za bateriju.

• Ubrzivač kuke i petlje (eBay Link, jedan metar stvari)
• Baterija (eBay Link, ali samo je kupite u trgovini)

3D štampani dijelovi:

• STL datoteke su na
• Kada idete na štampanje, promijenite im veličinu na 105%, a ispunu promijenite na 30%. Nosači nisu potrebni, sami određujete treba li vam splav. Antene se mogu lakše uklopiti na senzore udara ako su malo veće.

Matična ploča:

Ako želite sami pokušati s urezivanjem, samo naprijed. Sve što vam treba je na

Šta sam učinio (lakši način, ako već nemate stvari):

• Koristio sam www.pcbway.com i oni će vam omogućiti da napravite 5 komada za 5 USD, ne računajući isporuku. Kad napravimo 20 -ak komada za STEM kampove, to košta oko 24 USD, uključujući dostavu.
• Otvorite račun s njima, učitajte gerber datoteku zip i oni će vam dati željeni broj ploča.

Korak 3: Potrošni materijal: Alati

Ovo možda već imate stvari, ali u svakom slučaju ću dati linkove ovdje.

Alati: (Linkovi na Amazon)

• Lemilica (7 dolara na Amazonu, ali koristili smo ih u kampovima, i jako sam impresioniran, nadmašuju 25 dolara Wellera koje imamo.)
• Lemilo (dolazi sa peglom od 7 USD, pa vam sada ne treba, ali ovo će vam trajati zauvek)
• Ruke za pomoć (Nije potrebno, nisam si još kupio ništa, ali zasigurno olakšavaju život)
• Lemni sisalj (Zaista korisno ako nije začepljeno)
• Sredstvo za čišćenje mjedene vune (za održavanje vašeg željeznog vrha u dobrom stanju)
• Držač lemilice (da slučajno ne položite ruku na peglu)
• Škare za žice (trebat će vam ove)
• Strojevi za skidanje žica (možete i bez toga, ali oni znatno olakšavaju život)
• Igle za kliješta (nisu apsolutno potrebne, ali lijepe)
• Pištolj i ljepilo za vruće ljepilo visoke temperature (CA ljepilo ili nešto drugo također može djelovati)

Konzervativni trošilac možda odmahuje glavom zbog ove gomile alata koje treba kupiti, ali imajte na umu- Svaki od ovih alata, ako se pravilno brine, trajat će godinama i može se koristiti za razne stvari osim pravljenje malih robota. (S obzirom na to, osjećam te!)

Korak 4: Sklop senzora motora i udara: Izrežite, ogolite i pokosite žice

Počnimo sa žicama za senzore udara i motore. Morat ćete postaviti lemilicu i radno mjesto za lemljenje, a možda ćete poželjeti i neki oblik ventilacije. Mali ventilator male brzine je lijep.

1. Odvojite 2 seta od 4 žice od ženskih do ženskih kratkospojnika.
2. Rezačima žice režite ih u sredini svakog seta.
3. Pomoću skidača skinite oko 5 mm ili 1/4 izolacije s krajeva žica.
4. Odvojite krajeve žice, a zatim uvijte pojedinačne bakrene niti kako bi bili uredni.
5. Zakačite svaki kraj žice držeći kalajano željezo na vrhu žice, dok žicu nanosite na lemljenje.

Kad završite, trebali biste imati 4 seta od po 2 žice, s 2 pokositrene žice na jednom kraju i 2 ženska konektora na svakom kraju.

Korak 5: Sklop senzora motora i udara: Lemljeni motori i senzori

Držite lemilicu uključeno jer još nismo završili …

1. Za svaki set žica savijte kalajisane krajeve za 180 stepeni.
2. Umetnite krajeve žica u jezičke konektora na motorima i senzore udara, kao što je prikazano na slikama.
3. Nekako osigurajte motore i senzore.
4. Pomoću kalajanog željeza lemite žice na jezičke konektora.

Korak 6: Sklapanje IC senzora: izrežite, ogolite i kositrite

Sa vašim motorima i senzorima udara, vrijeme je da prijeđete na IR senzore.

• Odvojite set od 3 žensko-ženske žice.
• Prerežite ih na pola.
• Skinite oko 5 mm ili 1/4 inča izolacije s krajeva.
• Kalajite žice držeći ih na lemljenju, a zatim nanesite kalajno gvožđe.

Kada završite, trebali biste imati 2 seta od 3 žice s ženskim konektorima na jednom kraju, a kalajisani krajevi žica na drugom.

Korak 7: Sklapanje IC senzora: Pripremite senzore

Ovo je vjerojatno najteže lemljenje koje ćete morati napraviti. Uzmi si vremena!

1. Nožicama za šišanje odrežite dodatne vodiče, ostavljajući oko 5 mm ili 1/4 inča izloženo od plastičnog kućišta senzora.
2. Na osnovu slike odredite orijentaciju senzora.
3. Savijte GND provodnik za plavu LED diodu kako biste kontaktirali GND provodnik crne LED diode.
4. Osigurajte senzore, a zatim pomoću lemilice napravite lemnu vezu između GND kabela koje ste spojili.

Korak 8: Sklapanje IC senzora: Lemljene žice

Sada smo spremni za spajanje žica na IC senzore.

1. Odvojite krajeve žica tako da imate odvojene žice odvojene za oko 2,5 cm ili 1 inč.
2. Počnite redom lemiti žice na svaki od 3 vodiča senzora.
3. Ako koristite maskirnu traku poput mene, kad završite s jednom stranom, okrenite senzor i lemite s druge strane.

Napomena: Budući da su DuPont žice nasumično obojene, nije se lako pridržavati konvencije boje, pa bih samo preporučio da budu usklađene između parova senzora. Obično ih pokušavam izvesti redom, sa GND, Sense, a zatim +5V, pri čemu je najtamnija završna boja GND.

Korak 9: Sastavite baterijski kabel

Na kraju, ali ne i najmanje važno, morat ćemo zajedno lemiti kabel baterije.

• Uzmite posljednje 2-pinske dužine muških zaglavlja, a zatim gurnite plastični dio razdjelnika dolje otprilike do sredine iglica.
• Pomoću kliješta savijte jednu stranu pod kutom od 90 stupnjeva.
• Nekako ga pričvrstite (upotrijebio sam komad pjene, a zatim dodao maskirnu traku kako bi zaglavlja ostala na mjestu kada se pjena otopi).
• Zakačite svaki pin, tako da će žice biti lako lemiti.
• Provjerite je li polaritet ispravan (crveno = +, crno = -), lemite konektor baterije na pinove.

(Ako vam konektori za bateriju nisu prethodno ogoljeni i kalajisani, morate to učiniti.)

Gledajući unatrag, moglo bi biti dobra ideja staviti mali komad termoskupljajuće cijevi preko spoja između žica i igle zaglavlja.

Korak 10: Odmorite se

Sada kada ste dovršili senzore i motore, dobra je ideja da napravite pauzu. Sastavio sam gomilu dijelova za ProtoBots i još uvijek moram povremeno praviti pauze.

Dok pravite pauzu, iskoristite priliku da očistite sve sitne komade metalne i žičane izolacije na vašem radnom prostoru. Zatim udahnite malo svježeg zraka i pijte si nešto osvježavajućeg pića.

Kad se osjećate dovoljno osvježeni, slobodno nastavite!

Korak 11: Sastavite Arduino

Nastavimo s tim, počevši od sastavljanja Arduina.

• Izvadite Arduino iz plastične vrećice u kojoj je došao
• Pronađite dva 15-pinska zaglavlja i umetnite ih, kratkom stranom prema gore, u Arduino, kao što je prikazano.
• Umetnite arduino u ploču kako biste bili sigurni da zaglavlja ostaju pod pravim kutom tijekom lemljenja.
• Počevši od uglova, lemite svaki pin na Arduino.

Kad završite, provjerite ima li lemljenja koja spajaju dva pina. Da biste uklonili višak lema, samo ga otopite peglom u sredini, a zatim ga povucite nazad od igala. Ako to ne uspije, pokušajte usisati višak pomoću usisavača za lemljenje.

Primijetit ćete da nisam lemio set od 6 pinova- to su ICSP pinovi koji se koriste za programiranje bez USB-a. Ne trebaju nam za ProtoBot, ali možete izabrati da ih lemite, ako želite.

Korak 12: Sastavite ploču: skupite dijelove

Trebali biste imati sve dijelove koji su vam potrebni za ploču, ali odvojite trenutak da ih prikupite u količinama koje su vam potrebne.

• 1 x ProtoBotBoard
• 1 x Sastavljeni Arduino Nano
• 2 x 220 ohmski otpornici
• 4 x 10K otpornika
• 1 x 14 pinova muških zaglavlja zaglavlja
• 2 x 15 pinova ženskih pinova zaglavlja
• 1 x 2 igle ženskih zaglavlja
• 1 x čip upravljačkog programa motora L293D

Za rezanje ženskih zaglavlja koristim škare za žice i pričvrstim ih na dodatnu iglu. Za svaki rez ćete morati žrtvovati iglu, ali ionako bi vam trebalo ostati dosta.

Korak 13: Sastavite ploču: Lemljeni ženski zaglavlji

Možete preskočiti igle ženskog zaglavlja ako želite, ali olakšava ponovnu upotrebu Arduina ili rješavanje problema u slučaju da nešto pođe po zlu.

1. Umetnite Arduino u igle ženskog zaglavlja. (U ovom slučaju koristimo ga samo da bismo ih uskladili)
2. Umetnite Arduino sklop zaglavlja u ploču i pričvrstite ga na ploču.
3. Počevši od uglovnih igala, lemite ženske igle zaglavlja na ploču.

Korak 14: Sastavite ploču: Čip upravljačkog programa lemljenog motora

Vrijeme je za lemljenje vozača motora!

1. Umetnite upravljački program motora u ploču, s urezom na vrhu čipa poravnatim s zazorom u obrisu ploče.
2. Učvrstite ga ljepljivom trakom.
3. Lemite svaku iglu, počevši od onih u uglu, pa nastavljajući do ostatka.

Korak 15: Sastavite ploču: lemite 10K otpornike

Kad završite s upravljačkim programom motora, preći ćemo na 10K otpornike.

1. Pronađite 4 10K otpornika. Mogle su biti plave ili preplanule boje, ali u zavisnosti od toga, trebale bi odgovarati trakama boja na dijagramu.
2. Savijte elektrode na svakom otporniku pod kutom od 90 stupnjeva prema dolje.
3. Umetnite svaki od 4 otpornika u mjesta označena sa "10K" na ploči.
4. Koristite ljepljivu traku da ih pričvrstite za ploču (ili samo savijte vodove, ali ljepljiva traka radi bolje).
5. Spajajte svaku, pazeći da ne popunite ostale rupe oko njih.
6. Kad završite, odvojite dodatni kabel iznad lemnog spoja, a zatim uklonite maskirnu traku.

Napomena: Rijetko sam imao problema s tim, ali ponekad odsijecanje kabela nakon lemljenja može prekinuti tragove na ploči, što se obično ne može popraviti. Čuvaj se!

Korak 16: Sastavite ploču: Lemite otpornike od 220 ohma

Sada napravimo otpornike od 220 ohma.

1. Kao i kod 10K otpornika, 220 otpornika mogu biti tamnoputi ili plavi, samo pazite da odgovaraju trakama boja, kao što je prikazano na dijagramu.
2. Savijte elektrode pod 90 stupnjeva, a zatim ih umetnite u mjesta označena sa "220".
3. Pričvrstite ih ljepljivom trakom ili savijte vodove.
4. Lemiti elektrode u ploču.
5. Kada završite, pričvrstite elektrode, a zatim uklonite maskirnu traku.

Korak 17: Sastavite ploču: Igle zaglavlja senzora

Prijeđimo na zaglavlja za povezivanje senzora.

1. Podijelite svoj set muških zaglavlja sa 14 pinova na 4 x 2-pinske i 2 x 3-pinske dužine.
2. Upotrijebite maskirnu traku da pričvrstite zaglavlja, kratkom stranom prema dolje, u mjesta ploča označenih sa "BL", "BR" (2-pinske dužine) i "IRR" i "IRL" (3-pinske dužine). Ostat će vam 2 seta 2-pinske dužine, ne brinite se sada o njima.
3. Lemite igle sa donje strane ploče. Ja sam radio 2-pinske i 3-pinske dužine odvojeno, ali možete ih sve zajedno.
4. Uklonite maskirnu traku

Korak 18: Sastavite ploču: Igle zaglavlja motora

Sjećate li se te dvije dodatne 2-pinske dužine zaglavlja? Koristit ćemo ih za povezivanje motora.

1. Pomoću kliješta savijte dužu stranu kabela pod kutom od 90 stupnjeva.
2. Umetnite ih u tačke na ploči označene sa "MR" i "ML".
3. Učvrstite ih ljepljivom trakom.
4. Lepite ih na mjesto, a zatim uklonite maskirnu traku.

Korak 19: Sastavite ploču: konektor za bateriju

Skoro gotovo! Samo trebamo dodati konektor za bateriju.

1. Uzmite svoje 2-pinske ženske iglice zaglavlja i umetnite ih u mjesto na ploči s oznakom "Šišmiš".
2. Pričvrstite ih komadom maskirne trake.
3. Lemite igle u ploču, a zatim uklonite maskirnu traku.

Korak 20: Sastavite ploču: Provjerite sve

Prije nego završite, pogledajte ploču i provjerite je li sve kako i gdje treba biti.

Provjerite:

• Lemljeni mostovi (kada lem spaja dva pina zajedno)
• Stvari su postavljene na pogrešan način ili na pogrešno mesto
• Neispravno spojeni/lemljeni pinovi

Lemljive mostove je dovoljno lako popraviti, samo upotrijebite lemilicu i vruće glačalo da biste se riješili viška.

Stvari koje su lemljene na pogrešan način morat ćete odlemiti i vratiti na pravi način. Isti postupak kao i uklanjanje mostova, samo to učinite sa svakom iglom na bilo čemu što treba ukloniti.

Korak 21: Odmorite se

Do sada ste već lemili. Možda bi bilo dobro da napravite pauzu, udahnete malo svježeg zraka i rastegnete mišiće vrata.

Dok ste na tome, možete očistiti lemljenje i odložiti peglu, a zatim postaviti pištolj za vruće ljepilo da se počne zagrijavati.

Korak 22: Montaža robota: skupite dijelove

Sada ste spremni za sastavljanje ProtoBot -a!

Uvjerimo se da imate potrebne dijelove.

• 1 x ProtoBotBoard sa umetnutim Arduino Nano
• 1 x 3D štampana baza
• 2 x 3D štampani dijelovi antene
• 4 x nosači 3D štampane ploče
• 2 x Bump senzori
• 2 x IR senzori
• 2 x N20 reduktorski motori
• 2 x 39 mm plastični točkovi (unutrašnja rupa prečnika 3 mm)
• 1 x konektor za bateriju
• 1 x 9V baterija
• 1 set zakačivača za učvršćivanje kuka i petlji (poput čičaka), izrezanih na otprilike dužinu baterije od 9V

Trebat će vam i pištolj za vruće ljepilo i ljepilo, po mogućnosti visoke temperature.

Korak 23: Montaža robota: Motori sa ljepilom

Počnimo s motorima

• Stavite obilno mrvicu vrućeg ljepila u nosače motora.
• Postavite motore u držače, tako da žice izlaze sa stražnje strane robota.

Napomena: Pazite da ne uđete vruće ljepilo u područje gdje će se nalaziti mjenjači, oni će se žvakati i neće raditi. Uglavnom stavljam mrvicu ljepila na krajeve nosača motora koji su najbliži sredini robota kako bih osigurao da ne putuju do krajeva, gdje se nalazi mjenjač.

Korak 24: Montaža robota: Senzori udarca

Uradimo sada senzore udara.

• Postavite svoju antenu na udarni senzor, kao što je prikazano.
• Kad ga nanesete, možete dodati mrvicu vrućeg ljepila da ga učvrstite, ako želite.
• Stavite mrlje vrućeg ljepila na svaku platformu osjetnika udara na podnožje.
• Pritisnite senzore udara na njihovo mjesto, pazeći da budu poravnati s rubovima platforme.

Napomena: Ovisno o tome koliko vaš pisač radi, antenu je teško staviti. Samo pazite da ne položite senzore udaraca ili ih slomite. (Ovo je razlog zašto njihovo veće štampanje puno pomaže)

Korak 25: Montaža robota: IR senzori

EyeR senzori! (Hehe, Geddit? Ok, ok, oko će sada prestati)

• Stavite mrvicu ljepila na vrh nosača IC senzora.
• Savijte žice s infracrvenih senzora s puta, a zatim ih umetnite u držače tako da vrhovi malo strše.

Korak 26: Montaža robota: Pričvrstite ploču

Priključimo sada ploču na robota.

• Pripremite svoja 4 nosača ploča.
• Stavite mrvicu vrućeg ljepila na svaki kut ploče.
• Pričvrstite nosače ploče na svaki ugao.
• Kad završite, stavite malo vrućeg ljepila na svaki nosač.
• Pričvrstite ploču na tijelo robota, s pokretačem motora i iglama prema natrag, a igle za povezivanje senzora prema naprijed.

Korak 27: Montaža robota: Spojite žice, dodajte kotače

Spojimo sve senzore i motore.

• Uzmite žice sa izbočenja i IC senzora i provucite ih kroz rupu na bazi robota.
• Uključite lijevi motor u priključak s oznakom "ML"
• Uključite desni motor u priključak s oznakom "MR"
• Pričvrstite svoje kotače na motore.
• Ako su ružičaste, imat će rupu u obliku slova "D" koja se mora poravnati s ravnom točkom na vratilu motora.
• Ako su žute, mogu se nastaviti, ali ćete vjerojatno htjeti dodati malo ljepila kako biste bili sigurni da se ne samo okreću.
• Uključite lijevi i desni senzor udarca u odgovarajuće priključke, označene sa "BL" i "BR". Ovdje nije bitan redoslijed žica.(Imajte na umu da se senzor s desne strane neće uključiti u desni priključak, jer je antena zapravo s lijeve strane.)
• Na osnovu dijagrama i koje žice se nalaze koje žice se nalaze na vašim IC senzorima, a zatim ih priključite u ispravne pinove na ploči s oznakama PWR, IN i GND. (Desni senzor u "IRR", lijevi senzor u "IRL").

Korak 28: Sklop robota: Priključite 9V bateriju

Sada ćemo priključiti bateriju.

• Uzmite zatvarač sa kukom i omčom (IE, čičak) i odrežite komad sa svake strane otprilike koliko i baterija.
• Pričvrstite jednu stranu na dno baze, gdje ide baterija.
• Shvatite na koji će način baterija sjediti, na osnovu smjera žica koje dolaze od kabela baterije, a zatim pričvrstite kuku i pričvršćivač (IE, čičak) kako bi ispravno pristajao. (Pogledajte slike. Nije previše važno ako niste pravilno orijentisani.)
• Provucite žicu iz baterije kroz otvor na bazi.

Korak 29: Završeno

Uključite bateriju! Ako nema čarobnog dima, dobro ste!

Sljedeći korak je programiranje, ali o tome ćemo govoriti u drugom uputstvu. (Link će biti ovdje, čim to završim)

Ako ste nestrpljivi, jedva čekate i znate koristiti Arduino biblioteke, biblioteku možete pronaći ovdje:

Ako želite saznati više o ProtoBot -ovima općenito i/ili The ProtoBot projektu, posjetite https://theprotobotproject.wordpress.com ili ProtoBots Github, na