Kepala Robotik Diarahkan ke Cahaya. Dari Bahan Kitar Semula dan Digunakan Semula: 11 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Sekiranya ada yang tertanya-tanya sama ada robotik boleh disertakan dengan poket kosong, mungkin arahan ini dapat memberikan jawapan. Motor stepper kitar semula dari pencetak lama, bola ping pong bekas, lilin, balsa bekas, wayar dari penyangkut lama, wayar enamel terpakai adalah beberapa bahan yang saya gunakan untuk membuat kepala robot ini. Saya juga telah menggunakan empat motor servo, satu perisai motor adafruit dan sebuah arduino UNO. Semua ini digunakan semula dari projek-projek lain, yang mana ia telah dirosakkan! Semua pembuat tahu bahawa ini tidak dapat dielakkan untuk menjimatkan wang.

Oleh kerana tidak ada robot tanpa interaksi dengan persekitaran, yang ini cenderung berpaling ke arah dan melihat ke tempat paling terang di sekitarnya. Ini dibuat dari sensor paling murah yang pernah ada: photocells. Mereka bukan yang paling dipercayai tetapi cukup dipercayai untuk membuat sesuatu yang baik.

Langkah 1: Bahan Yang Digunakan

1. Arduino UNO
2. Perisai motor Adafruit V2
3. servo SG90 X 3
4. satu servo MG995 untuk memutar leher
5. motor stepper, saya sudah berusia 20 tahun tidak perlu motor tork tinggi
6. papan roti 400 dan kabel pelompat
7. tiga sel photocell dan tiga perintang 1K, 1 / 4W
8. Transformer DC 6V untuk menghidupkan servo melalui papan roti
9. 3 bola ping pong
10. papan busa
11. kayu balsa
12. wayar keras
13. plastik dan tiub tembaga yang berdiameter sehingga boleh muat satu sama lain, panjangnya 20cm lebih dari cukup
14. Kayu 15X15cm sebagai pangkalan
15. dua tiub papan kad dari kertas dapur
16. palang besi kecil untuk pengimbang

Langkah 2: Membuat Bola Mata

1. Anda harus memotong bola ping pong dalam dua separuh masa
2. Dengan menyalakan lilin di atas bola yang dipotong, anda sebenarnya boleh melilinnya. Dengan cara ini kelihatan berminyak. Saya bukan artis tetapi saya rasa ia kelihatan lebih semula jadi dengan cara ini.
3. Kemudian anda harus membuat cakera dari kayu balsa setebal 1cm, yang harus dimasukkan ke dalam bola potong (belahan).
4. Akhirnya gerudi casing (lubang cetek) untuk lensa mata. Kemudian anda boleh meletakkannya di sana, apa yang sepatutnya kelihatan seperti lensa mata.

Langkah 3: Membuat Mekanisme Pergerakan Mata

Idea utama untuk merancang mekanisme ini adalah bahawa mata harus dapat memutar dua paksi pada masa yang sama. Satu menegak dan satu mendatar. Paksi putaran ini harus diatur sehingga memintas ke pusat bola mata jika tidak, pergerakannya tidak kelihatan semula jadi. Jadi pusat yang disebutkan ini diletakkan di tengah cakera balsa yang terpaku di hemisfera ping pong.

Usaha yang dilakukan, harus menguruskan bahan-bahan sepele untuk mewujudkan ini. Rangkaian gambar yang diikuti menunjukkan jalannya.

Dalam gambar-gambar anda dapat melihat tiub putih dan logam, yang sesuai satu sama lain. Yang putih dulu menjadi tiang bendera kecil dan logamnya adalah paip tembaga. Saya memilihnya kerana sesuai satu sama lain dan hanya berdiameter beberapa mm. Ukuran sebenarnya tidak penting. Anda boleh menggunakan yang lain yang boleh melakukan pekerjaan itu!

Langkah 4: Menguji Pergerakan

Oleh kerana tidak ada perisian simulasi yang digunakan, satu-satunya cara untuk mencari had pergerakan yang berasal dari servos adalah ujian fizikal yang sebenarnya. Cara ini ditunjukkan dalam gambar untuk putaran mata atas dan bawah. Mencari had adalah mustahak kerana putaran servo juga mempunyai had dan harapan untuk pergerakan mata agar kelihatan semula jadi set mungkin juga menghadkan.

Untuk menentukan prosedur, yang berkaitan dengan gambar yang ditunjukkan, saya dapat mengatakan:

1. sambungkan mata dengan servo dengan wayar
2. putar dengan tangan anda tuas servo sehingga mata mengambil kedudukan paling tinggi (bolak-balik)
3. periksa kedudukan servo agar mata dapat mengambil kedudukan ini
4. jadikan (potong atau serupa) tempat untuk servo mengambil kedudukan yang tegas
5. setelah meletakkan servo dengan teliti, periksa lagi jika kedudukan mata yang terbaik masih boleh dilakukan..

Langkah 5: Pembuatan Kelopak Mata

1. Ukur jarak antara mata sebenarnya.
2. Rancangkan dua separuh bulatan dengan diameter sama dengan mata dan lukiskannya di atas papan kayu dengan jarak antara pusat seperti yang diukur pada langkah1.
3. Potong apa yang telah anda lukis.
4. Potong bola ping pong menjadi empat.
5. Lekatkan setiap potongan bola ping pong ke salah satu daripada dua separuh bulatan yang baru dipotong.
6. Potong kepingan tiub kecil seperti yang terlihat pada foto terakhir dan lekatkan sehingga mereka sejajar. Lihat foto terakhir untuk bahagian akhir yang diingini

Langkah 6: Pandangan Akhir untuk Mekanisme Mata dan Kelopak Mata

Terdapat beberapa ketidaktepatan yang jelas tetapi memandangkan kos yang sangat rendah dan bahan "lembut" yang saya gunakan hasilnya nampaknya memuaskan bagi saya!

Pada foto itu dapat dilihat bahawa servo yang memutar kelopak mata sebenarnya bergerak ke satu arah dan meninggalkan kerja ke mata air yang lain!

Langkah 7: Membuat Mekanisme Leher

Kepala harus boleh membelok ke kiri atau kanan, katakan 90deg ke arah mana pun dan juga ke atas dan ke bawah tidak sama dengan putaran mendatar, katakan 30deg ke atas dan bawah.

Saya telah menggunakan stepper yang memutar kepala secara mendatar. Sekeping kadbod kecil berfungsi sebagai platform geseran rendah untuk mekanisme seperti kasturi (muka). Gambar pertama menunjukkan mekanik. Stepper memanjangkan putaran mendatar setelah putaran mata mendatar mencapai had kiri atau kanan atas. Kemudian ada juga had untuk mengikuti putaran stepper.

Untuk putaran kepala atas dan bawah saya telah menggunakan servo seperti yang dapat dilihat pada gambar kedua. Lengan servo berfungsi sebagai sisi parallelogram fleksibel, di mana sisi selari dengan itu, berfungsi sebagai asas untuk stepper. Oleh itu, apabila servo bertukar pangkal stepper berpusing sama rata. Dua sisi lain dari parallelogram itu adalah dua kepingan kabel keras yang mempunyai arah menegak dan tetap selari antara satu sama lain semasa bergerak ke atas dan ke bawah.

Langkah 8: Penyelesaian ke-2 Mekanisme Leher

Dalam langkah ini, anda dapat melihat satu lagi penyelesaian yang mungkin untuk memusingkan kepala secara melintang dan menegak. Stepper satu langkah membuat putaran mendatar dan yang kedua menegak. Untuk mewujudkannya, stepper harus dilekatkan seperti yang dilihat pada gambar. Di bahagian atas stepper harus dipasang mekanisme mata dengan kasturi.

Sebagai kelemahan pendekatan ini, saya dapat menunjukkan cara stepper bawah dipasang pada satah menegak kayu. Ini selepas beberapa penggunaan menjadi tidak stabil.

Langkah 9: Membuat Sistem Sensor Lokasi Sumber Cahaya

Untuk mencari sumber cahaya dalam tiga dimensi, anda memerlukan sekurang-kurangnya tiga sensor cahaya. Tiga LDR dalam kes ini.

Dua daripadanya (diletakkan pada garis mendatar yang sama ke bahagian bawah kepala) harus dapat memberitahu perbezaan ketumpatan tenaga cahaya secara mendatar dan yang ketiga (diletakkan di bahagian atas kepala) harus menunjukkan kepada kita perbandingan dengan pengukuran purata dua yang lebih rendah perbezaan ketumpatan tenaga cahaya secara menegak.

Fail pdf yang disertakan menunjukkan kepada anda cara untuk mencari kecenderungan terbaik tiub (straw) yang mengandungi LDR untuk membawa maklumat yang lebih dipercayai untuk lokasi ke sumber cahaya.

Dengan kod yang diberikan, anda dapat menguji penginderaan cahaya dengan tiga LDR. Setiap LDR mengaktifkan LED sepadan yang menyala secara linear berkaitan dengan jumlah tenaga cahaya yang masuk.

Bagi mereka yang menginginkan beberapa penyelesaian yang lebih canggih, saya memberikan foto peranti eksperimen yang menunjukkan cara mencari kecenderungan terbaik (sudut φ) untuk tiub LDRs supaya untuk sudut yang sama θ cahaya masuk anda mendapat perbezaan tertinggi dalam Pengukuran LDR. Saya telah memasukkan rancangan untuk menjelaskan sudut. Saya rasa ini bukan tempat yang tepat untuk mendapatkan maklumat saintifik. Akibatnya, saya telah menggunakan kecenderungan 30deg (45 lebih baik sekalipun)!

Langkah 10: Dan Beberapa Petua untuk… Elektronik

Memiliki 4 servo mustahil untuk mengaktifkannya secara langsung dari arduino. Oleh itu, saya menghidupkannya dari bekalan kuasa luaran (saya menggunakan tranformer sepele) dengan 6V.

Stepper dikuasakan dan dikendalikan melalui Adafruit Motorshield V2.

Fotocell dikawal dari arduino uno. Pdf yang dilampirkan merangkumi lebih daripada cukup maklumat untuk itu. Di litar LDR saya telah menggunakan perintang 1K.

Langkah 11: Beberapa Kata untuk Kod

Senibina kod mempunyai strategi bahawa rutin gelung void hanya mengandungi beberapa baris dan ada beberapa rutin, satu untuk setiap tugas.

Sebelum melakukan apa-apa kepala mengambil kedudukan awal dan menunggu. Kedudukan awal bermaksud kelopak mata tertutup, mata kelihatan lurus ke depan di bawah kelopak mata dan paksi menegak kepala adalah tegak lurus dengan satah mendatar pangkalan sokongan.

Pertama robot harus bangun. Oleh itu, ketika masih pegun, ia akan menerima pengukuran cahaya yang menunggu kenaikan mendadak dan besar (anda boleh menentukan berapa) untuk mula bergerak.

Kemudian mata pertama berubah ke arah yang benar dan jika mereka tidak dapat mencapai titik paling terang kepala mulai bergerak. Terdapat had bagi setiap putaran yang berasal dari had fizikal mekanisme. Oleh itu, pembinaan lain boleh mempunyai had lain bergantung pada mekanik pembinaan (geometri).

Petua tambahan berkaitan dengan kelajuan reaksi robot. Dalam video itu robot sengaja perlahan. Anda boleh mempercepat ini dengan mudah dengan mematikan kelewatan (500); yang diletakkan dalam gelung kekosongan () kod!

Semoga berjaya dengan membuat!