Roboto galva nukreipta į šviesą. Iš perdirbtų ir pakartotinai panaudotų medžiagų: 11 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Jei kam nors įdomu, ar robotika gali turėti tuščią kišenę, galbūt ši pamoka gali atsakyti. Perdirbti žingsniniai varikliai iš seno spausdintuvo, naudoti stalo teniso kamuoliukai, žvakės, naudojama balsa, viela iš senos pakabos, panaudota emaliuota viela buvo kai kurios medžiagos, kurias naudojau šiai robotinei galvutei gaminti. Aš taip pat naudoju keturis servo variklius, vieną adafruit variklio skydą ir arduino UNO. Visa tai buvo pakartotinai panaudota iš kitų projektų, kurie buvo išgelbėti! Visi gamintojai žino, kad tai yra neišvengiama siekiant sutaupyti pinigų.

Kadangi nėra roboto be sąveikos su aplinka, šis linkęs pasukti ir pažvelgti į šviesiausią aplinką. Jis pagamintas iš pigiausių visų laikų jutiklių: fotoelementų. Jie nėra patys patikimiausi, tačiau yra pakankamai patikimi, kad padarytų kažką padoraus.

1 žingsnis: naudojamos medžiagos

1. Arduino UNO
2. „Adafruit“variklio skydas V2
3. servo SG90 X 3
4. viena servo MG995 kaklui pasukti
5. žingsninis variklis, aš naudoju vieną 20 metų senumo, jis neturi būti didelio sukimo momento variklis
6. „breadboard 400“ir trumpieji kabeliai
7. trys fotoelementai ir trys 1K, 1/4 W rezistoriai
8. Nuolatinės srovės transformatorius 6 V, skirtas maitinti servo per duonos lentą
9. 3 stalo teniso kamuoliukai
10. putų lenta
11. balsa mediena
12. kieta viela
13. plastikinis ir varinis vamzdis, kurių skersmuo taip, kad tilptų vienas į kitą, yra 20 cm ilgio
14. 15X15 cm mediena kaip pagrindas
15. du kartoniniai kartono vamzdeliai iš virtuvinio popieriaus
16. maži geležiniai strypai atsvarui

2 žingsnis: padarykite akių kamuoliukus

1. Turite supjaustyti stalo teniso kamuoliuką į dvi pusrutulius
2. Uždegę žvakę virš nupjauto rutulio, iš tikrųjų galite ją vaškuoti. Tai atrodo riebiai. Nesu menininkas, bet manau, kad taip atrodo natūraliau.
3. Tada iš 1 cm storio balzos medienos turite padaryti diską, kuris turėtų tilpti į supjaustytą rutulį (pusrutulį).
4. Galiausiai išgręžkite akies lęšio dėklą (seklią skylę). Tada galite įdėti ten, kas turėtų atrodyti kaip akių lęšis.

3 žingsnis: sukurkite akių judėjimo mechanizmą

Pagrindinė šio mechanizmo projektavimo idėja yra ta, kad akis turėtų sugebėti apsisukti aplink dvi ašis vienu metu. Viena vertikali ir viena horizontali. Šios sukimosi ašys turi būti nustatytos taip, kad jos susiliestų su akies rutulio centru, kitaip judėjimas negalėtų atrodyti natūraliai. Taigi šis paminėtas centras yra balso disko centre, kuris yra priklijuotas stalo teniso pusrutulyje.

Pastangos turėjo suvaldyti nereikšmingas medžiagas, kad tai įvyktų. Toliau pateikiamos nuotraukų serijos rodo kelią.

Nuotraukose galite pamatyti baltą ir metalinį vamzdelį, kurie gerai dera vienas prie kito. Baltas anksčiau buvo stulpas prie mažos vėliavos, o metalas - varinis vamzdis. Aš juos pasirinkau, nes jie gerai dera vienas prie kito ir yra tik kelių mm skersmens. Tikrasis dydis nėra svarbus. Galite naudoti bet kurį kitą, kuris gali atlikti šį darbą!

4 žingsnis: judesių testavimas

Kadangi nebuvo naudojama jokia modeliavimo programinė įranga, vienintelis būdas rasti servo judesių ribas yra tikras fizinis testavimas. Šis būdas parodytas nuotraukose, kad būtų galima pasukti akis aukštyn ir žemyn. Ribas reikia rasti, nes servo sukimasis taip pat turi akių judesių apribojimus ir lūkesčius, kad atrodytų kuo natūraliau, taip pat nustato ribas.

Norėdami apibrėžti procedūrą, susijusią su rodomomis nuotraukomis, galėčiau pasakyti:

1. prijunkite akį prie servo viela
2. ranka pasukite servo svirtį taip, kad akis užimtų aukščiausią padėtį (pirmyn ir atgal)
3. patikrinkite servo padėtį, kad akis galėtų užimti šias pozicijas
4. padarykite (supjaustykite ar pan.) vietą, kad servo sistema užimtų tvirtą padėtį
5. po to, kai servo padėtis yra tvirtai padaryta, dar kartą patikrinkite, ar vis dar įmanoma įstumti kuo daugiau akių.

5 žingsnis: akių vokų gamyba

1. Išmatuokite atstumą tarp tikrųjų akių.
2. Suplanuokite du pusapskritimus, kurių skersmuo lygus akims, ir nubrėžkite juos ant putų plokštės, atstumą tarp centrų, išmatuotą 1 žingsnyje.
3. Iškirpkite tai, ką nupiešėte.
4. Iškirpkite stalo teniso kamuoliuką į keturias dalis.
5. Kiekvieną supjaustytą stalo teniso kamuoliuką priklijuokite prie vieno iš dviejų ką tik nupjautų pusapvalių.
6. Iškirpkite mažus vamzdelių gabalus, kaip parodyta paskutinėje nuotraukoje, ir klijuokite juos taip, kad jie sutaptų. Žiūrėkite paskutinę norimos pabaigos dalies nuotrauką

6 žingsnis: galutinis akių ir vokų mechanizmų vaizdas

Yra akivaizdžių netikslumų, tačiau, atsižvelgiant į itin mažą kainą ir naudojamas „minkštas“medžiagas, rezultatas man atrodo patenkinamas!

Nuotraukoje matyti, kad vokus pasukanti servo sistema iš tikrųjų verčia judėti viena kryptimi, o darbą palieka kitai spyruoklei!

7 žingsnis: sukurkite kaklo mechanizmą

Galva turėtų galėti pasukti į kairę arba į dešinę, tarkime, 90 laipsnių bet kuria kryptimi, taip pat aukštyn ir žemyn ne tiek, kiek horizontalus sukimasis, tarkime, 30 laipsnių aukštyn ir žemyn.

Aš naudoju žingsnį, kuris sukioja galvą horizontaliai. Mažas kartono gabalas yra mažos trinties platforma tokiam mechanizmui, kaip muskusas (veidas). Pirmajame paveikslėlyje parodyta mechanika. Žingsninis pratęsia horizontalų sukimąsi, kai horizontalus akių sukimasis pasiekia viršutinę kairę arba dešinę ribą. Tada taip pat yra apribojimas sekti žingsnius.

Galvų sukimui aukštyn ir žemyn naudoju servo sistemą, kaip matyti antroje nuotraukoje. Servo ranka veikia kaip lanksčios lygiagretainio kraštinė, o lygiagreti kraštinė - stepperio pagrindas. Taigi, kai servo pasuka žingsninio pagrindo posūkiai vienodai. Kitos dvi to lygiagretainio pusės yra dvi kieto kabelio dalys, kurios yra vertikalios krypties ir juda lygiagrečiai viena kitai judant aukštyn ir žemyn.

8 žingsnis: kaklo mechanizmo 2 sprendimas

Šiame žingsnyje galite pamatyti kitą galimą sprendimą, kaip pasukti galvą horizontaliai ir vertikaliai. Vieno žingsnio žingsninis sukimas atliekamas horizontaliai, o antrasis - vertikaliai. Norėdami tai padaryti, žingsnius reikia klijuoti, kaip parodyta paveikslėliuose. Viršutinio žingsnio viršuje reikia pritvirtinti akių mechanizmą su muskusu.

Kaip šio metodo trūkumą galėčiau nurodyti būdą, kaip apatinis žingsninis elementas yra pritvirtintas medinėje vertikalioje plokštumoje. Po tam tikro naudojimo tai gali tapti nestabili.

9 veiksmas: sukurkite šviesos šaltinio vietos jutiklių sistemą

Norint nustatyti trijų matmenų šviesos šaltinį, jums reikia bent trijų šviesos jutiklių. Šiuo atveju trys LDR.

Du iš jų (išdėstyti toje pačioje horizontalioje linijoje prie apatinės galvos dalies) turėtų sugebėti horizontaliai pasakyti šviesos energijos tankio skirtumą, o trečiasis (pastatytas viršutinėje galvos dalyje) turėtų parodyti mums, palyginti su vidutinis dviejų apatinių matavimas šviesos energijos tankio skirtumas vertikaliai.

Pridedamas pdf failas parodo būdą, kaip rasti geriausią vamzdžių (šiaudelių), kuriuose yra LDR, polinkį, kad šviesos šaltiniui būtų suteikta patikimesnė informacija apie vietą.

Naudodami nurodytą kodą, galite patikrinti šviesos jutimą naudodami tris LDR. Kiekvienas LDR įjungia atitinkamą šviesos diodą, kuris užsidega linijiškai, atsižvelgiant į gaunamą šviesos energijos kiekį.

Tiems, kurie nori įmantresnių sprendimų, pateikiu eksperimentinio prietaiso nuotrauką, kurioje parodyta, kaip rasti geriausią LDR vamzdžių polinkį (kampą φ), kad tuo pačiu gaunamos šviesos kampu get gautumėte didžiausią skirtumą LDR matavimai. Aš įtraukiau planą, kaip paaiškinti kampus. Manau, kad tai nėra tinkama vieta daugiau mokslinės informacijos. Dėl to aš sugalvojau naudoti 30 laipsnių polinkį (45 yra geriau)!

10 žingsnis: ir keletas patarimų … Elektronika

Turint 4 servo sistemas neįmanoma jų tiesiogiai maitinti iš arduino. Taigi aš juos maitinau iš išorinio maitinimo šaltinio (naudojau trivialų transformatorių) su 6 V įtampa.

Stepper buvo varomas ir valdomas per „Adafruit Motorshield V2“.

Fotoelementas buvo valdomas iš arduino uno. Pridėtame pdf yra daugiau nei pakankamai informacijos tam. LDR grandinėje naudojau 1K rezistorius.

11 žingsnis: keli žodžiai kodui

Kodo architektūra turi strategiją, kad tuštumos ciklo rutinoje yra tik kelios eilutės ir yra keletas procedūrų, viena kiekvienai užduočiai.

Prieš ką nors darydama galva užima pradinę padėtį ir laukia. Pradinė padėtis reiškia akių vokų uždarymą, akys žiūri tiesiai į priekį po vokais, o galvos vertikali ašis yra statmena horizontaliai atramos pagrindo plokštumai.

Pirmiausia robotas turėtų pabusti. Taigi ramiai gulėdamas jis gauna šviesos matavimus, laukiančius staigaus ir didelio padidėjimo (galite nuspręsti, kiek), kad pradėtų judėti.

Tada pirmiausia akys nukreipiamos teisinga kryptimi, o jei jos negali pasiekti ryškiausio taško, galva pradeda judėti. Kiekvienam sukimui yra riba, atsirandanti iš fizinių mechanizmų ribų. Taigi kita konstrukcija gali turėti kitų ribų, priklausomai nuo konstrukcijų (geometrijos) mechanikos.

Papildomas patarimas yra susijęs su roboto reakcijos greičiu. Vaizdo įraše robotas tyčia lėtas. Tai galite lengvai pagreitinti išjungę delsą (500); kuris dedamas į kodo tuštumos kilpą ()!

Sėkmės kuriant!