რობოტული თავი მიმართულია შუქზე. გადამუშავებული და ხელახალი გამოყენების მასალებიდან: 11 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

თუ ვინმეს აინტერესებს, შეიძლება თუ არა რობოტექნიკას ცარიელ ჯიბესთან ერთად, იქნებ ამ ინსტრუქტორმა გასცეს პასუხი. ძველი პრინტერის გადამუშავებული სტეპერიანი ძრავები, პინგ -პონგის ბურთები, სანთლები, გამოყენებული ბალზა, ძველი საკიდიდან მავთული, ემალირებული მავთული იყო რამდენიმე მასალა, რომელიც მე გამოვიყენე ამ რობოტული თავის შესაქმნელად. მე ასევე გამოვიყენე ოთხი servo ძრავა, ერთი adafruit საავტომობილო ფარი და arduino UNO. ყოველივე ეს ხელახლა იქნა გამოყენებული სხვა პროექტებიდან, რაც მათ ველურობდნენ! ყველა შემქმნელმა იცის, რომ ეს გარდაუვალია ფულის დაზოგვის მიზნით.

ვინაიდან არ არსებობს რობოტი გარემოსთან ურთიერთობის გარეშე, ის მიდრეკილია შემობრუნებისაკენ და ირგვლივ ყველაზე კაშკაშა ადგილისკენ. ის დამზადებულია ოდესმე ყველაზე იაფი სენსორებისგან: ფოტო უჯრედებისგან. ისინი არ არიან ყველაზე სანდო, მაგრამ საკმარისად სანდო, რომ რაღაც ღირსეული გახადონ.

ნაბიჯი 1: გამოყენებული მასალები

1. Arduino UNO
2. ადაფრუტის საავტომობილო ფარი V2
3. servo SG90 X 3
4. ერთი სერვო MG995 კისრის დასაბრუნებლად
5. სტეპერიანი ძრავა, მე გამოვიყენე ერთი 20 წლის ასაკი, არ უნდა იყოს მაღალი ბრუნვის ძრავა
6. breadboard 400 და jumper კაბელები
7. სამი ფოტო უჯრედი და სამი 1K, 1/4W რეზისტორი
8. DC სატრანსფორმატორო 6V სერვისების კვებისათვის პურის დაფაზე
9. 3 პინგ -პონგის ბურთი
10. ქაფის დაფა
11. ბალზას ხე
12. მყარი მავთული
13. პლასტიკური და სპილენძის მილი დიამეტრით ისე, რომ ერთმანეთში მოთავსდეს, სიგრძეში 20 სმ საკმარისზე მეტია
14. 15X15 სმ ხე, როგორც საფუძველი
15. ორი ბარათიანი მილები სამზარეულოს ქაღალდიდან
16. მცირე რკინის ბარები საწინააღმდეგო წონისთვის

ნაბიჯი 2: თვალბუდის დამზადება

1. თქვენ უნდა გაჭრა პინგ -პონგის ბურთი ორ ნახევარსფეროში
2. სანთლის დანთება მოჭრილ ბურთზე შეგიძლიათ ფაქტიურად ცვილით. ის ამ გზით იღებს ცხიმიან სახეს. მე არ ვარ მხატვარი, მაგრამ ვფიქრობ, რომ ეს უფრო ბუნებრივად გამოიყურება.
3. შემდეგ თქვენ უნდა გააკეთოთ დისკი 1 სმ სისქის ბალზას ხისგან, რომელიც უნდა მოთავსდეს დაჭრილ ბურთში (ნახევარსფეროში).
4. ბოლოს გაბურღეთ თვალი (ზედაპირული ხვრელი) თვალის ლინზებისთვის. შემდეგ შეგიძლიათ განათავსოთ ის, რაც თვალის ლინზას ჰგავს.

ნაბიჯი 3: თვალის მოძრაობის მექანიზმის შექმნა

ამ მექანიზმის შემუშავების მთავარი იდეა ისაა, რომ თვალს უნდა შეეძლოს ერთდროულად ორი ღერძის გარშემო შემობრუნება. ერთი ვერტიკალური და ერთი ჰორიზონტალური. ბრუნვის ეს ღერძი უნდა განისაზღვროს ისე, რომ ისინი თვალში მოხვდეს თვალის ბურთის ცენტრში, წინააღმდეგ შემთხვევაში მოძრაობა ბუნებრივად არ გამოიყურება. ამრიგად, აღნიშნული ცენტრი მოთავსებულია ბალზას დისკის ცენტრში, რომელიც პინგ -პონგის ნახევარსფეროშია წებოვანი.

გაწეული ძალისხმევა, საჭირო იყო უმნიშვნელო მასალების მართვა, რომ ეს მომხდარიყო. მომდევნო ფოტოების სერია აჩვენებს გზას.

სურათებში თქვენ ხედავთ თეთრ და ლითონის მილს, რომელიც კარგად ჯდება ერთმანეთში. თეთრი ადრე იყო პატარა დროშის ბოძი და ლითონი სპილენძის მილი. მე ისინი ავირჩიე, რადგან ისინი კარგად ჯდება ერთმანეთში და მათ აქვთ მხოლოდ რამდენიმე მმ დიამეტრი. ფაქტობრივი ზომა არ არის მნიშვნელოვანი. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი სხვა, რომელსაც შეუძლია შეასრულოს სამუშაო!

ნაბიჯი 4: მოძრაობების ტესტირება

ვინაიდან არ იყო გამოყენებული სიმულაციური პროგრამული უზრუნველყოფა, ერთადერთი გზა სერვოებიდან წამოსული მოძრაობების ლიმიტის დასადგენად არის ფიზიკური ტესტირება. ეს გზა ნაჩვენებია სურათებში თვალების ზემოთ და ქვემოთ გადასაბრუნებლად. ლიმიტების პოვნა აუცილებელია, რადგან სერვოების როტაციას ასევე აქვს ლიმიტი და მოლოდინი თვალის მოძრაობის მიმართ, რათა რაც შეიძლება ბუნებრივად გამოიყურებოდეს, ასევე ზღუდავს.

ნაჩვენებ სურათებთან დაკავშირებული პროცედურის დასადგენად, შემიძლია ვთქვა:

1. დააკავშირეთ თვალი სერვოზე მავთულით
2. გადაატრიალე სერვო ბერკეტი ისე, რომ თვალი დაიკავოს მის მაქსიმალურ პოზიციებზე (წინ და უკან)
3. შეამოწმეთ სერვოს პოზიცია, რათა თვალი შეძლოს ამ პოზიციების დაკავება
4. გახადე (გაჭრილი ან მსგავსი) ადგილი სერვოზე მყარი პოზიციის დასაკავებლად
5. სერვოის პოზიციონირების შემდეგ, კვლავ მტკიცედ შეამოწმეთ, არის თუ არა შესაძლებელი თვალის მაქსიმალური პოზიციები.

ნაბიჯი 5: ქუთუთოების დამზადება

1. გაზომეთ მანძილი რეალურ თვალებს შორის.
2. დაგეგმეთ ორი ნახევარწრე, რომლის დიამეტრიც თვალების ტოლია და დახაზეთ ისინი ქაფზე, ცენტრებს შორის მანძილით, როგორც იზომება ნაბიჯი 1.
3. ამოიღეთ ის, რაც თქვენ დახატეთ.
4. პინგ -პონგის ბურთი ოთხად გაჭერით.
5. მიამაგრეთ პინგ-პონგის ბურთის თითოეული დაჭრილი ნაჭერი ორიდან ერთ-ერთზე, რომელიც ახლახან დაჭრილია ნახევარწრეებად.
6. მოჭერით მილსადენის პატარა ნაჭრები, როგორც ჩანს ბოლო ფოტოში და წებოვანა ისე, რომ ისინი ერთმანეთთან გასწორდნენ. იხილეთ ბოლო ფოტო სასურველი ბოლო ნაწილისთვის

ნაბიჯი 6: თვალებისა და ქუთუთოების მექანიზმების საბოლოო ხედი

აშკარა უზუსტობებია, მაგრამ უკიდურესად დაბალი ღირებულებისა და "რბილი" მასალების გათვალისწინებით, შედეგი დამაკმაყოფილებელი მეჩვენება!

ფოტოზე ჩანს, რომ სერვო, რომელიც ქუთუთოებს ბრუნავს, ფაქტობრივად აკეთებს მოძრაობას ერთი მიმართულებით და მეორეს უტოვებს მუშაობას ზამბარაზე!

ნაბიჯი 7: კისრის მექანიზმის შექმნა

ხელმძღვანელს უნდა შეეძლოს მარცხნივ ან მარჯვნივ მოქცევა, ვთქვათ 90 გრადუსი ორივე მიმართულებით და ასევე ზევით და ქვევით არა იმდენად, რამდენადაც ჰორიზონტალური ბრუნვა, ვთქვათ 30 გრადუსი ზემოთ და ქვემოთ.

მე გამოვიყენე სტეპერი, რომელიც ბრუნავს თავს ჰორიზონტალურად. მუყაოს პატარა ნაჭერი ემსახურება დაბალი ხახუნის პლატფორმას ისეთი მექანიზმისთვის, როგორიცაა მუშკი (სახე). პირველი სურათი აჩვენებს მექანიკას. სტეპერი აგრძელებს ჰორიზონტალურ ბრუნვას მას შემდეგ, რაც თვალის ჰორიზონტალური ბრუნვა მიაღწევს მის ზედა მარცხენა ან მარჯვენა ზღვარს. შემდეგ ასევე არსებობს ლიმიტი შემდგომი სტეპერების როტაციისთვის.

ზემოთ და ქვემოთ თავების ბრუნვისთვის მე გამოვიყენე სერვო, როგორც ეს ჩანს მეორე სურათზე. სერვოს მკლავი მოქმედებს როგორც მოქნილი პარალელოგრამის მხარე, სადაც მისი პარალელური მხარე მოქმედებს როგორც სტეპერის საფუძველი. ასე რომ, როდესაც სერვო უხვევს სტეპერის ფუძეს თანაბრად ბრუნავს. პარალელოგრამის დანარჩენი ორი მხარე არის მყარი კაბელის ორი ნაჭერი, რომელსაც აქვს ვერტიკალური მიმართულება და ერთმანეთის პარალელურად რჩება ზევით და ქვევით მოძრაობისას.

ნაბიჯი 8: კისრის მექანიზმი მე -2 გადაწყვეტა

ამ ნაბიჯში თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ სხვა შესაძლო გამოსავალი, რომ თავი გადააქციოთ ჰორიზონტალურად და ვერტიკალურად. ერთი საფეხურიანი სტეპერი აკეთებს ჰორიზონტალურ ბრუნვას, მეორე კი ვერტიკალურს. ამის გასაკეთებლად სტეპერები უნდა იყოს წებოვანი, როგორც ჩანს სურათებში. ზედა სტეპერის თავზე უნდა იყოს დაფიქსირებული თვალის მექანიზმი მუშკით.

როგორც ამ მიდგომის ნაკლოვანება, მე შემიძლია აღვნიშნო, თუ როგორ არის დამაგრებული ქვედა სტეპერი ხის ვერტიკალურ სიბრტყეზე. ეს შეიძლება გარკვეული გამოყენების შემდეგ გახდეს არასტაბილური.

ნაბიჯი 9: სინათლის წყაროს ადგილმდებარეობის სენსორების სისტემის შექმნა

სამ განზომილებაში სინათლის წყაროს დასადგენად გჭირდებათ მინიმუმ სამი სინათლის სენსორი. სამი LDR ამ შემთხვევაში.

ორ მათგანს (მოთავსებულია ერთსა და იმავე ჰორიზონტალურ ხაზზე თავის ქვედა ნაწილში) უნდა შეეძლოს ჰორიზონტალურად განასხვავოს სინათლის ენერგიის სიმკვრივე, ხოლო მესამემ (თავის ზედა ნაწილში) უნდა გვაჩვენოს ორი ქვედა სინათლის ენერგიის სიმკვრივის საშუალო გაზომვა ვერტიკალურად.

თანმხლები pdf ფაილი გიჩვენებთ გზას LDR- ების შემცველი მილების (ჩალის) საუკეთესო მიდრეკილების საპოვნელად, რათა მიიღოთ უფრო სანდო ინფორმაცია ადგილმდებარეობისათვის სინათლის წყაროსთან.

მოცემული კოდით შეგიძლიათ შეამოწმოთ სინათლის შეგრძნება სამი LDR– ით. თითოეული LDR ააქტიურებს შესაბამის LED- ს, რომელიც წრფივად ანათებს სინათლის ენერგიის შემოსულ რაოდენობასთან მიმართებაში.

მათთვის, ვისაც სურს უფრო დახვეწილი გადაწყვეტილებები, მე ვაძლევ ექსპერიმენტული მოწყობილობის ფოტოს, რომელიც აჩვენებს როგორ ვიპოვოთ LDR მილებისთვის საუკეთესო დახრილობა (კუთხე φ) ისე, რომ შემომავალი შუქის იგივე კუთხისთვის მიიღოთ უმაღლესი სხვაობა LDR– ის გაზომვები. მე შევიტანე გეგმა კუთხეების ახსნისთვის. მე ვფიქრობ, რომ ეს არ არის შესაფერისი ადგილი მეტი სამეცნიერო ინფორმაციისთვის. შედეგად, მე გამოვიყენე 30 გრადუსიანი მიდრეკილება (45 უკეთესი მაინც)!

ნაბიჯი 10: და რამდენიმე რჩევა … ელექტრონიკისთვის

4 სერვოს არსებობა შეუძლებელს ხდის მათ პირდაპირ არდუინოზე. ასე რომ, მე მათ ვიყენებდი გარე კვების ბლოკიდან (მე გამოვიყენე ტრივიალური ტრანსფორმატორი) 6 ვ.

სტეპერი იკვებებოდა და კონტროლდებოდა Adafruit Motorshield V2– ის საშუალებით.

ფოტო უჯრედი კონტროლდებოდა არდუინო უნოდან. თანდართული pdf შეიცავს საკმარისზე მეტ ინფორმაციას ამისათვის. LDR წრეზე მე გამოვიყენე 1K რეზისტორები.

ნაბიჯი 11: რამდენიმე სიტყვა კოდისთვის

კოდის არქიტექტურას აქვს სტრატეგია, რომ ბათილი მარყუჟის რუტინა შეიცავს მხოლოდ რამდენიმე სტრიქონს და არის რამდენიმე რუტინა, ერთი თითოეული ამოცანისთვის.

სანამ რამეს გააკეთებს, თავი იღებს საწყის მდგომარეობას და ელოდება. პირველადი პოზიცია ნიშნავს დახუჭულ ქუთუთოებს, თვალები უყურებს პირდაპირ წინ ქუთუთოების ქვეშ და თავის ვერტიკალური ღერძი პერპენდიკულარულია საყრდენი ბაზის ჰორიზონტალურ სიბრტყეზე.

ჯერ რობოტი უნდა გაიღვიძოს. ამრიგად, სანამ ის დგას, ის იღებს მსუბუქ გაზომვებს, რომელიც ელოდება მოულოდნელ და დიდ ზრდას (თქვენ შეგიძლიათ გადაწყვიტოთ რამდენად), რათა დაიწყოთ მოძრაობა.

შემდეგ ის ატრიალებს თვალებს სწორი მიმართულებით და თუ ისინი ვერ მიაღწევენ ყველაზე ნათელ წერტილს თავი იწყებს მოძრაობას. ყველა ბრუნვას აქვს შეზღუდვა, რომელიც გამომდინარეობს მექანიზმების ფიზიკური შეზღუდვებიდან. ასე რომ, სხვა კონსტრუქციას შეიძლება ჰქონდეს სხვა შეზღუდვები კონსტრუქციების (გეომეტრიის) მექანიკის მიხედვით.

დამატებითი რჩევა დაკავშირებულია რობოტის რეაქციის სიჩქარესთან. ვიდეოში რობოტი განზრახ ნელია. ამის მარტივად დაჩქარება შეგიძლიათ დაგვიანების დეაქტივაციით (500); რომელიც მოთავსებულია კოდის ბათილ მარყუჟში ()!

წარმატებებს გისურვებთ დამზადებაში!