Kichik robotlarni yaratish: bitta kubikli mikro-sumo robotlarini yasash: 5 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:29

Bu erda kichik robotlar va sxemalarni yaratish bo'yicha ba'zi tafsilotlar. Bu ko'rsatma, shuningdek, har qanday o'lchamdagi robotlarni qurishda foydali bo'lgan ba'zi asosiy maslahatlar va texnikalarni o'z ichiga oladi, men uchun elektronikadagi eng katta muammolardan biri - men qanchalik kichik robot qila olaman. Elektronikaning go'zal tomoni shundaki, uning tarkibiy qismlari nihoyatda tez sur'atlar bilan kichikroq va arzonroq va samaraliroq bo'lmoqda. Tasavvur qiling, agar avtomobil texnologiyasi shunday bo'lsa. Afsuski, hozirgi vaqtda mexanik tizimlar elektronika kabi tez rivojlanmayapti. Bu juda kichik robotlarni qurishda asosiy qiyinchiliklardan biriga olib keladi: kichik maydonga moslashishga harakat qilish, robotni harakatga keltiruvchi mexanik tizim. Mexanik tizim va batareyalar chindan ham kichik robot hajmining katta qismini egallaydi. 1-rasmda janob Cube R-16 tasvirlangan, u bir kubli dyuymli mikro-sumo robotidir, u o'z muhitiga musiqiy simli mo'ylovli (bamper) ta'sir qila oladi. o'tish). U kichik qutining perimetri bo'ylab harakatlanishi va o'rganishi mumkin. Sony TV uchun o'rnatilgan universal televizor infraqizil masofadan boshqarish pulti yordamida masofadan boshqarish mumkin. Shuningdek, u o'zining Picaxe mikrokontrolerini reaktsiya namunalari bilan oldindan dasturlashtirilgan bo'lishi mumkin. Tafsilotlar 1 -bosqichdan boshlanadi.

1 -qadam: bitta kubikli dyuymli robotning komponentlari

Mr cube R-16-men qurgan o'n oltinchi robot. Bu 1 dyuymli dyuymli robot, o'lchami 1 "x1" x1 ". Avtonom dasturlashtiriladigan xatti -harakatlarga ega yoki uni masofadan boshqarish mumkin. Bu juda amaliy yoki ayniqsa foydali bo'lgan narsani anglatmaydi. Bu faqat prototip Kichkina robotni yaratish sizga robotlarni va boshqa kichik davralarni miniatyura qilish ko'nikmalarini takomillashtirishga imkon beradi, degan ma'noda foydalidir. Katta maydonda bir xil kontaktlarning zanglashiga odatdagidan ikki barobar ko'proq vaqt ketadi. Lehimlash yoki yopishtirish paytida kichik qismlar va simlarni joyida ushlab turish uchun har xil qisqichlar kerak. Ruxsat etilgan kattalashtiruvchi oynalar majburiydir. Kichik motorlar Ma'lum bo'lishicha, chindan ham kichkina robotlarni yasashdagi eng katta to'siqlardan biri - bu kerakli tishli dvigatel. Boshqarish elektronikasi (mikrokontrollerlar) kichrayib boraveradi. g past aylanishli tishli dvigatellar juda kichik. Janob Cube 25: 1 nisbatda ishlaydigan kichik chaqirgichli tishli motorlardan foydalanadi. Bu tezlikda robot men xohlaganimdan tezroq va biroz chayqaladi. Bo'shliqqa mos kelish uchun dvigatellar bir g'ildirak bilan boshqasiga qaraganda oldinga siljishi kerak edi. Hatto shunday bo'lsa ham, u oldinga, orqaga siljiydi va yaxshi buriladi. Dvigatellar perforator taxtasiga 24 kalibrli sim bilan ulangan, so'ngra aloqa sementi bilan yopishtirilgan. Robotning orqa tomonida 4-40 o'lchamdagi neylon murvat pastki elektron plataning ostidagi teshikka burilgan. Bu silliq plastik murvat boshi robotni muvozanatlash uchun g'ildirak vazifasini bajaradi. Siz buni 4 -rasmning pastki o'ng burchagida ko'rishingiz mumkin. Bu robotning pastki qismida 1/32 dyuymga yaqin g'ildirak bo'shlig'ini beradi. G'ildiraklarni o'rnatish uchun dvigatellarga o'rnatilgan 3/16 dyuymli plastik kasnaklar yoqilgan va keyin, aylanayotganda, to'g'ri diametrga zımparalanadi. Keyin ular neylon yuvish mashinasining ichki qismiga mos keladigan metall kir yuvish teshigiga joylashtirildi va hamma narsa epoksi bilan birlashtirildi. G'ildirak ikki qatlamli suyuq tasma kauchuk bilan qoplangan bo'lib, uni tortish imkoniyatiga ega bo'lgan. Amaldagi tishli dvigatellar ishlashi uchun ancha yuqori toklarni (90-115ma) talab qiladi. Natijada, nonushta qilish uchun batareyalar yeyadigan kichik robot paydo bo'ladi. O'sha paytda men topa oladigan eng yaxshisi, 3-LM44 lityum tugmachali batareyalar edi. Bu turdagi juda kichik robotlarning batareya quvvati juda qisqa (bir necha daqiqa), ular odatda amaliyga yaqin hech narsa qila olmaydi. Faqat 1,5 voltli uchta batareya uchun joy bor edi, shuning uchun ular dvigatellarni ham, Picaxe boshqaruvchisini ham quvvatlantirishdi. Kichik shahar dvigatellari yaratishi mumkin bo'lgan elektr shovqinlari tufayli hamma uchun bitta quvvat manbai odatda yaxshi emas. Ammo hozircha u yaxshi ishlayapti. Bu bir dyuymli robotning bo'sh joyi shunchalik zich ediki, 28 o'lchovli sim izolyatsiyasining qalinligi (tasma kabelidan) muammo bo'lib chiqdi. Men robotning ikkita yarmini zo'rg'a birlashtira oldim. Men hisoblaymanki, robot hajmining qariyb 85 foizi komponentlar bilan to'ldirilgan. Robot shunchalik kichkina ediki, hatto uni o'chirish tugmasi ham muammoli edi. Oxir -oqibat, men mo'ylovlarni infraqizil sensorlar bilan almashtirishim mumkin. Men tom ma'noda ishlatish uchun bo'sh joyni tugatganman, shuning uchun sirtdan o'rnatish texnologiyasiga murojaat qilmasdan ko'proq narsani o'rnatish men uchun juda qiyin bo'ladi. 2 -rasmga qarang. Bu "1" tasma sarlavhalari va rozetkalari bilan bir -biriga bog'langan ikkita yarmidan iborat. Bu barcha komponentalarga oson kirishni ta'minlaydi, bu esa sxemalarni tuzatishni yoki o'zgartirishlarni osonlashtiradi. 3 -rasmda ba'zi joylarning joylashuvi ko'rsatilgan. Asosiy komponentlar. MATERIALS2 GM15 Gear Motors- 25: 1 6mm Planet Gear Pager Dvigateli: https://www.solarbotics.com/motors_accessories/4/18x Picaxe mikrokontrolleridan: https://www.hvwtech.com/products_list.asp ? CatID = 90 & SubCatID = 249 & SubSubCatID = 250L293 dvigatel boshqaruvchisi DIP IC: https://www.mouser.com.mouser.com3 LM44 1.5V. Lityum tugmachali uyali batareyalar: https://www.mouser.com Kichik ko'k yoqish tugmasi: https://www.jameco.comYupqa lehim-.015 "rozin yadroli lehim: https:// www.mouser.comRezistorlar va 150 uf tantal kondansatör. 1 dyuymli shisha tolali misdan yasalgan taxta: https://www.allelectronics.com/cgi-bin/item/ECS-4/455/SOLDERABLE_PERF _BOARD, _LINE_PATTERN_.htmlPerformix (tm) suyuq lenta, qora-Wal-Mart yoki

2 -qadam: bitta kubikli robotning sxemasi

4 -rasmda robotning asosiy sxemasi bo'lgan 18x Picaxe mikrokontroller va L293 dvigatel boshqaruvi joylashuvi ko'rsatilgan. Qurilish vaqtida men Picaxe yoki L293 ning sirtdan o'rnatiladigan versiyalarini ololmadim. Yuzaki o'rnatish moslamalarini ishlatish qo'shimcha sxemalar va sensorlar uchun ko'proq joy qoldiradi.18x Picaxe Microcontoller Ularning xotirasi kamroq va PicMicros, Arduino, Basic Stamp yoki boshqa mikrokontrolderlar kabi tez bo'lmasa -da, ular ko'pchilik kichik eksperimental robotlar uchun etarlicha tezdir. Ko'proq tezlik yoki xotira kerak bo'lganda, ularning bir nechtasini osongina ulash mumkin. Ular ham juda kechirimlidirlar. Men ularni to'g'ridan -to'g'ri lehimladim, qisqartirdim va chiqishlarini haddan tashqari yukladim, lekin men hali uni yoqib yubormaganman. Ularni BASIC dasturlash tilida dasturlash mumkin bo'lgani uchun, ularni ko'p mikrokontrollerlarga qaraganda dasturlash ham oson. Agar siz chindan ham kichkina qurishni xohlasangiz, 08M va 18x Picaxe kontrollerlari sirtdan o'rnatish shaklida mavjud (SOIC-Small Outline Integrated Circuits). Picaxe mikrokontrolderlari yordamida amalga oshirishingiz mumkin bo'lgan ba'zi loyihalarni ko'rish uchun quyidagilarni ko'rib chiqishingiz mumkin: https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htmL293 Dvigatelni boshqaruvchi L293 dvigatel boshqaruvchisi - har qanday kichik robotda ikkita dvigatelni boshqarishning ajoyib usuli. Mikrokontrollerning to'rtta chiqish pimi ikkita dvigatelning quvvatini boshqarishi mumkin: oldinga, orqaga yoki o'chirilgan. Dvigatellarning kuchi tezligini nazorat qilish uchun pulsatsiyalanishi mumkin (PWM-impuls kengligi modulyatsiyasi) O'lik xato uslubi L293 kontrollerini o'rnatish uchun perfordda joy yo'q edi, shuning uchun u o'lik xato texnikasi yordamida o'rnatildi. Bu shuni anglatadiki, IC teskari o'girilib, ingichka simlar to'g'ridan -to'g'ri egilgan yoki qisilgan pimlarga lehimlangan. Keyin uni elektron kartaga yopishtirish yoki bo'sh joyga o'rnatish mumkin. Bunday holda, L293 lehimlangan va sinovdan o'tkazilgandan so'ng, men uni bo'sh joyga siqib qo'yilganda hech narsa etishmasligini ta'minlash uchun uni har doim ishlatib turadigan suyuq lenta kauchuk bilan qoplanganman. Aniq kontaktli tsementdan ham foydalanish mumkin. O'lik xato uslubidan foydalangan holda sxemalarni qurishning yaxshi namunasi uchun mana bu erga qarang: https://www.bigmech.com/misc/smallcircuit/Pic 5 yordamchi qo'llarni lehimlash moslamasini ko'rsatadi, men o'zgartirganman. Kichik simlarni o'lik xato uslubida IClarga kichik lehimlashda yordam berish uchun perfboardga kichik alligator qisqichlarini qo'shib. 6 -rasmda janob Cube robotining sxemasi ko'rsatilgan. Siz janob Cube -ning qisqa dasturlashtirilgan ketma -ketligini bosgan videoni ko'rishingiz mumkin. Quyidagi dyuym-robot-sm.wmv havolasida. Bu robotning maksimal tezligining qariyb 30% tezligini ko'rsatadi, bu dvigatellarda impuls kengligi modulyatsiyasi yordamida kamayadi.

3 -qadam: Robot yaratish bo'yicha maslahatlar

18 ta robotni qurganimdan so'ng, men o'zim o'rgangan ba'zi narsalar bor, alohida quvvat manbalari, agar sizda bo'sh joy bo'lsa, mikrokontroller, uning sxemalari va motorlari uchun alohida quvvat manbalaridan foydalansangiz, o'zingizni ko'p muammolardan qutqarasiz. Dvigatellar ishlab chiqaradigan o'zgaruvchan kuchlanish va elektr shovqinlari mikrokontroller va sensorli kirishlar bilan vayron bo'lishi mumkin, bu sizning robotingizga juda mos kelmaydigan javob beradi. Komponentlar kamdan -kam hollarda ishlamay qoladi yoki nuqsonli bo'ladi. Agar sizning dizayningiz to'g'ri bo'lsa va kontaktlarning zanglashiga olib kelmasa, bu deyarli har doim sizning simingizda xato. Tez elektron prototipini qanday qilish haqida ma'lumot olish uchun mana bu erga qarang: https://www.inklesspress.com/fast_circuits.htmI keyin barcha dvigatellar va datchiklarni robot korpusiga o'rnating va mikrokontrollerni ularni boshqarishga dasturlang. Faqat hamma narsa yaxshi ishlagandan so'ng, men sxemaning doimiy lehimli versiyasini yaratishga harakat qilaman. Men buni robot korpusidan ajralib turganda sinab ko'raman. Agar bu ishlayotgan bo'lsa, men uni robotga doimiy ravishda o'rnataman. Agar u ishlamay qolsa, ko'pincha shovqin bilan bog'liq muammolar bo'ladi. Men duch kelgan eng katta muammolardan biri bu elektr shovqinidir, bu esa kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Bunga ko'pincha shahar motorlaridan chiqadigan elektr yoki magnit shovqin sabab bo'ladi. Bu shovqin sensorlar kirishini va hatto mikrokontrollerni bosib ketishi mumkin. Buni hal qilish uchun siz motorlar va ularga ulangan simlar mikrokontrolleringizga kiradigan kirish liniyalariga yaqin emasligiga ishonch hosil qilishingiz mumkin. 7-rasmda men ishlab chiqargan robot Sparky, R-12 ko'rsatilgan, u 2-markali mikrokontroller sifatida ishlatiladi. Men birinchi navbatda uni robotdan uzoqda joylashgan asosiy platada sinab ko'rdim va asosiy dasturlashdan so'ng hammasi yaxshi ishladi. Men uni dvigatellarning tepasiga o'rnatganimda, u aqldan ozdi va umuman mos kelmadi. Men dvigatellar va kontaktlarning zanglashiga olib qo'yilgan mis bilan qoplangan taxtani qo'shishga harakat qildim, lekin bu farq qilmadi. Oxir -oqibat, robot qayta ishlamasligi uchun 3/4 dyuymni (ko'k o'qlarga qarang) jismonan ko'tarishga majbur bo'ldim. Kichik robotlarda halokatli shovqinning yana bir keng tarqalgan manbai pulsatsiyalanuvchi signal bo'lishi mumkin. Agar siz PWM signallarini servo yoki motorlarga yuborsangiz, simlar antenna kabi harakat qila oladi va sizning kirish liniyalaringizni chalkashtirib yuboradigan signallarni yuborishi mumkin. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun mikrokontrollerning kirish va chiqish simlarini iloji boricha ajratib turing. Shuningdek, motorlarga quvvat uzatuvchi simlarni kirish liniyalaridan uzoqroq tuting. Magnit simlar Kichik davralarni 30-36 kalibrli magnit sim yordamida hal qilish mumkin. Men ba'zi loyihalar uchun 36 o'lchagichli simni ishlatganman, lekin bu juda aqlli bo'lib, uni yechish va ishlatish juda qiyin edi. Yaxshi o'lchash-bu 30 kalibrli magnit sim. Oddiy magnit simni ishlatish mumkin, lekin men issiqlik o'tkazmaydigan magnit simni afzal ko'raman. Bu simning qoplamasi bor, uni izolyatsiyani eritib yuborish uchun etarli issiqlik bilan lehimlash orqali olib tashlash mumkin. Lehimlash paytida qoplamani olib tashlash uchun 10 soniya vaqt ketadi. nozik komponent LEDlar yoki IC -larga lehimlash singari, bu zararli issiqlik bo'lishi mumkin. Men uchun eng yaxshi murosa - bu issiqlik o'tkazuvchan magnit simni ishlatish, lekin avval uni biroz tortib olish. Men avval o'tkir pichoqni olib, uni magnit sim bo'ylab siljitib, qoplamani echib tashladim, so'ngra simni diametri atrofida etarlicha yirtilguncha aylantirdim. Keyin yupqa simning uchini yaxshi konservalanganicha lehim qilaman. Agar siz uni har qanday nozik qismga tezlik bilan shikastlasangiz, lehimlashingiz mumkin. Yupqa lehim. Agar komponentlar bir -biriga juda yaqin bo'lsa, ularni yostiq va simlarni qistirmasdan, lehimlab olish qiyin bo'lishi mumkin. Eng yaxshi yechim - bu kichik uchli, sozlanishi issiqlik lehimli temirdan (1/32 ") va siz topa oladigan eng nozik lehimdan foydalanish. Odatda lehim diametri.032" dir, bu ko'pchilik uchun yaxshi ishlaydi. Yupqa.015 "diametrli lehim yordamida siz bo'g'imdagi lehim miqdorini osongina boshqarishingiz mumkin. Agar siz eng kam lehimni ishlatsangiz, u nafaqat eng kichik hajmni egallaydi, balki bo'g'inni tez lehimlashga ham imkon beradi. Bu imkon qadar iloji boricha qizib ketishi va IC kabi nozik komponentlarning shikastlanish ehtimolini kamaytiradi. Yuzaki o'rnatish komponentlari Yuzaki o'rnatish komponentlari miniatyuralashda eng yaxshisidir. SOIC o'lchamli IClardan foydalanish uchun men odatda ingichka lehim va magnit simdan foydalanaman. SOIC panellarini yoki sxemalarini yaratish usulini bu erdan ko'ring: https://www.inklesspress.com/robot_surface_mount.htm Lehimlash o'rniga komponentlarni yopishtirish Ba'zi sirtni o'rnatish komponentlarini to'g'ridan -to'g'ri elektron platalarga yopishtirish mumkin. uni LED va IClarga yopishtirish. Qarang: https://www.instructables.com/id/Make-Conductive-Glue-and-Glue-a-Circuit/Bu ishlayotganda, biroz qiyin bo'lishi mumkin, chunki kapillyar harakatlari moyil. vikini yopish LEDlarni va boshqa komponentlarni sirtga o'rnatuvchi induktiv elim. Supero'tkazuvchi bo'lmagan elim yordamida komponentlarni yopishtirish Men yaqinda mis o'tkazgichlar va o'tkazmaydigan matolarga o'tkazmaydigan elim yordamida komponentlarni yopishtirish bo'yicha tajriba o'tkazdim. Rasm uchun 8-rasmga qarang. Supero'tkazuvchilar bo'lmagan elim bilan yopishtirilgan sirtli LEDlar yordamida 12 voltli yorug'lik paneli (yoritilmagan va yoritilmagan). Men aniqladimki, agar siz mis izlariga yupqa lak lak qo'yib, keyin LEDni jismonan mahkamlab, 24 soat quritib qo'ysangiz, sizda elektr o'tkazuvchan yaxshi mexanik bo'g'in qoladi. Tirnoqlarni bo'yash uchun elim, yaxshi mexanik aloqani hosil qilib, kontaktlarni mis izlariga mahkam qisib qo'yadi. U to'liq 24 soat davomida mahkamlanishi kerak. Shundan so'ng siz uning o'tkazuvchanligini tekshirishingiz mumkin. Agar u yonib ketsa, siz ikkinchi qatlam qatlamini qo'shishingiz mumkin. Ikkinchi qatlam uchun men payvandchilar yoki Goop kabi aniq kontaktli tsementdan foydalanaman. Bu qalinroq yopishtiruvchi komponentlarni o'rab oladi va mis izlari bilan yaxshi bog'lanishini ishonchli ta'minlash uchun quriganida qisqaradi. Yana quritish uchun 24 soat kutib turing va yana qancha vaqt davom etishiga shubha bilan qarang, men 7 -kecha 8 -rasmdagi ko'k rangli LED chiroqni yoqib qo'ydim. Vaqt o'tishi bilan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshilik kamaydi. Bir necha oy o'tgach, bar hali ham to'liq yonadi va qarshilik kuchayganligini ko'rsatmaydi. Ushbu usuldan foydalanib, men juda kichik o'lchamli-0805 o'lchamli va kattaroq sirtli LEDlarni mis qoplamali pervaz taxtasiga muvaffaqiyatli yopishtirdim. Bu texnika chindan ham kichik sxemalar, LED displeylar va robotlarni yasashda va'da beradi.

4 -qadam: Qoidalarni buzish

Haqiqatan ham kichkina robotlarni yaratish uchun siz yuqorida aytib o'tilgan ko'plab qoidalarni buzishingizga to'g'ri keladi. Janob Cube qilish uchun men quyidagi qoidalarni buzdim: 1- Men dvigatellar uchun bitta quvvat manbaidan foydalanardim va mikrokontroller uchun 2- Picaxe mikrokontrollerini motorga juda yaqin o'rnatdim. ular past oqim chizig'iga baholanadi va ular mo'ljallanganidan ancha yuqori oqimlarda ishlaydi. Bu batareyalarning ishlash muddatini keskin cheklab qo'ydi.4- Men barcha simlarni hodgepodge bilan birlashtirdim, bu o'zaro to'qnashuv va elektr shovqin muammolarini keltirib chiqarishi mumkin. Menga omad kulib boqmadi. 5- Men robotni birinchi bo'lib non paneliga ulamasdan uladim. Agar siz janob kub uchun Picaxe dasturlash kodini yuklab olishingiz mumkin: https://www.inklesspress.com/mr-cube.txt Agar siz men yaratgan boshqa robotlarni ko'rishni xohlasangiz., borishingiz mumkin: https://www.inklesspress.com/robots.htmPic 9 janob Cube va janob Cube ikkita, R-18, 1/3 kubik dyuymli robotni men qurishni boshladim. 5 -qadam haqida batafsil ma'lumot.

5 -qadam: Ikkinchi janob kub: 1/3 kubikli dyuymli robot yasash

Bir kubik dyuymli robot ishlagandan so'ng, men kichikroq narsani sinab ko'rishim kerak edi. Men 1/3 kub dyuym atrofida robotni qidirmoqdaman. Bu vaqtda janob Cube Two taxminan.56 "x.58" x.72 "ga teng. Unda avtonom tarzda harakatlanishiga imkon beradigan 08 Picaxe mikrokontroli mavjud. 10 -rasmda robotni o'lchagichda, 11 -rasmda boshqasini ko'rsatadi. Ikkita batareya - cr1220 3 voltli lityum batareyalar va ular Picaxe va dvigatellarni quvvatlantirish uchun yetarli quvvatga ega bo'ladimi yoki yo'qmi, hozircha aniq emas. Robotni silliq yuzaga siljitish va burish uchun ikkita chaqirgichli dvigatel juda yaxshi ishlaydi. Picaxe mikrokontroller o'rnatilgan va dasturlashtirilgan va sinovdan o'tgan. Hali ham SOIC L293 dvigatel boshqaruvchisi va infraqizil reflektor sensori qo'shiladi. Sensorlar va mikrokontrolderlar bilan ishlaydigan eng kichik avtonom robotlardan biri bo'ling. Bu kichkina robot bo'lsa -da, dasturlashtiriladigan kichikroq havaskor robotlar bormi? Ha, qarang: 1cc Robot: https://diwww.epfl.ch/lami/ mirobotlar/smoovy.htmlPico roboti:

Instructables va RoboGames robot tanlovida ikkinchi sovrin

"Instructables" kitoblar tanlovining birinchi sovrini