Жижиг робот бүтээх: Нэг куб инч бичил сумогийн робот хийх, жижиг: 5 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:06

Жижиг робот, хэлхээ бүтээх талаархи зарим дэлгэрэнгүй мэдээллийг энд оруулав. Энэхүү зааварчилгаа нь ямар ч хэмжээтэй робот бүтээхэд хэрэгтэй зарим үндсэн зөвлөмж, арга техникийг багтаасан болно. Миний хувьд электроникийн хамгийн том сорилтуудын нэг бол миний хичнээн жижиг робот хийж болохыг харах явдал юм. Цахилгаан хэрэгслийн хамгийн гоё зүйл бол бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гайхалтай хурдан хурдтайгаар улам жижиг болж, хямд, илүү үр ашигтай болж байгаа явдал юм. Автомашины технологи ийм байсан гэж төсөөлөөд үз дээ. Харамсалтай нь энэ үед механик системүүд электроникийнх шиг хурдацтай хөгжөөгүй байна. Энэ нь маш жижиг робот бүтээхэд тулгардаг гол бэрхшээлүүдийн нэг болох жижиг орон зайд багтахыг оролдох явдал юм. Механик систем ба батерей нь үнэхээр жижиг роботын эзэлхүүний ихэнх хэсгийг эзэлдэг. Зураг 1-д ноён Cube R-16, нэг куб инчийн бичил сумогийн робот, хөгжмийн утас сахал (бампер) ашиглан орчиндоо хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай. унтраалга). Энэ нь жижиг хайрцгийн периметрийг хөдөлгөж, судлах боломжтой. Sony TV -д зориулагдсан бүх нийтийн телевизийн хэт улаан туяаны алсын удирдлагыг ашиглан алсын удирдлагатай болно. Түүнчлэн Picaxe микроконтроллерийг урвалын хэв маягаар урьдчилан програмчилж болно. Дэлгэрэнгүй мэдээлэл 1 -р алхамаас эхэлнэ.

Алхам 1: Нэг куб инчийн роботын бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Mr cube R-16 бол миний бүтээсэн арван зургаа дахь робот юм. Энэ нь 1 "x1" x1 "хэмжээтэй нэг куб инчийн робот юм. Энэ нь бие даан програмчлагдах чадвартай эсвэл алсаас удирдах боломжтой. Энэ нь маш практик эсвэл онцгой ашигтай зүйл биш юм. Энэ нь зөвхөн загвар юм Жижиг роботыг бүтээх нь робот болон бусад жижиг хэлхээнд зориулсан бяцхан ур чадвараа хөгжүүлэх боломжийг олгодог гэдэг утгаараа ашигтай байдаг. илүү том орон зайд ижил хэлхээг бий болгоход ердийнхөөс хоёр дахин урт хугацаа шаардагдана. Гагнах, наах явцад жижиг эд анги, утсыг байрлуулахын тулд бүх төрлийн хавчаар шаардлагатай байдаг. Ажлын тод гэрэл, сайн томруулдаг чихэвч эсвэл Жижиг моторууд нь үнэхээр жижиг робот үйлдвэрлэхэд тулгардаг хамгийн том саад бэрхшээлүүдийн нэг бол шаардлагатай арааны хөдөлгүүр юм. g бага эргэлт багатай хурдны мотор нь тийм ч хялбар биш юм. Ноён Cube нь 25: 1 харьцаатай жижиг пейжер арааны мотор ашигладаг. Энэ үед робот миний хүсч байснаас хурдан бөгөөд жаахан мушгирсан. Орон зайнд багтахын тулд моторыг нөгөө дугуйнаасаа урагш илүү урагшлуулах ёстой байв. Тэр ч байтугай энэ нь урагш, ухарч, сайн болж хувирдаг. Хөдөлгүүрийг цооног руу 24 хэмжигч утсаар холбож, дараа нь контакт цементээр наажээ. Роботын арын хэсэгт 4-40 хэмжээтэй нейлон боолтыг доод хэлхээний самбар доорх цоорхой руу шургуулжээ. Энэхүү гөлгөр хуванцар боолт толгой нь роботыг тэнцвэржүүлэх кастерын үүрэг гүйцэтгэдэг. Та үүнийг 4 -р зургийн баруун доод буланд харж болно. Энэ нь роботын доод хэсэгт 1/32 инч орчим дугуйны зай гаргах боломжийг олгодог. Дугуйг холбохын тулд мотор дээр суурилуулсан 3/16 инчийн хуванцар дамарыг асааж, дараа нь ээрэх үед зөв диаметртэй зүлгүүрээр хийсэн. Дараа нь тэдгээрийг нейлон угаагчийн дотор таарсан металл угаагчийн нүхэнд хийж, бүх зүйлийг эпоксидоор хучсан байв. Дараа нь дугуйг хоёр давхар шингэн соронзон хальсны резинээр бүрсэн бөгөөд жижиг батерей Хамгийн жижиг роботуудын бас нэг асуудал бол батерейны батерейг олох явдал юм. Ашигласан арааны мотор нь ажиллахын тулд нэлээд өндөр гүйдэл (90-115ma) шаарддаг. Үүний үр дүнд өглөөний цайгаа уухын тулд батерей иддэг жижиг робот бий болно. Тухайн үед миний олж мэдсэн хамгийн сайн зүйл бол 3-LM44 литиум товчлуур бүхий батерей юм. Энэ төрлийн маш жижиг роботуудын батерейны ашиглалтын хугацаа маш богино (хэдхэн минут) байдаг тул ихэнхдээ практиктай ойролцоо зүйлийг хийж чаддаггүй. Зөвхөн 1.5 вольтын гурван батерейны багтаамж байсан тул тэд мотор болон Picaxe хянагчийг хоёуланг нь тэжээжээ. Жижиг тогтмол гүйдлийн мотор үүсгэж болох цахилгаан дуу чимээнээс болж бүх зүйлд нэг тэжээл өгөх нь тийм ч сайн санаа биш юм. Гэхдээ нэг инчийн роботын зай маш нягт байсан тул 28 хэмжигч утас тусгаарлагчийн зузаан (тууз кабель) нь асуудал болж хувирсан. Би роботын хоёр талыг арай ядан нийлүүлж чадсан. Миний тооцоолсноор роботын эзлэхүүний 85 орчим хувь нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр дүүрсэн байдаг. Робот маш жижиг байсан тул унтраах унтраалга хүртэл асуудалтай байв. Эцэст нь би түүхий сахлаа хэт улаан туяаны мэдрэгчээр сольж магадгүй юм. Би ашиглахад хялбар орон зайгүй болсон тул гадаргуу дээр суурилуулах технологийг ашиглахгүйгээр өөр зүйл хийх нь сонирхолтой сорилт болно. Зураг 2 -ийг үзнэ үү. Энэ нь.1 "туузны толгой ба залгууртай холбогддог хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Энэ нь бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хялбар нэвтрэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хэлхээг дибаг хийх эсвэл өөрчлөлт хийхэд хялбар болгодог. Зураг 3 нь зарим хэсгийн байршлыг харуулж байна. Гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд. CatID = 90 & SubCatID = 249 & SubSubCatID = 250L293 мотор хянагч DIP IC: https://www.mouser.comPanasonic PNA4602M хэт улаан туяаны детектор: https://www.mouser.com30 AWG Beldsol дулаан туузтай (гагнах) соронзон утас: https:// www.mouser.com3 LM44 1.5V. Литиум товчлуур бүхий батерей www.mouser.comResistors ба 150 uf тантал конденсатор. 1 инчийн шилэн зэсээр хийсэн ган хавтан: https://www.allelectronics.com/cgi-bin/item/ECS-4/455/SOLDERABLE_PERF _BOARD, _LINE_PATTERN_.htmlPerformix (tm) шингэн соронзон хальс, хар-Wal-Mart эсвэл https://www.thetapeworks.com/liquid-tape.htm дээрээс авах боломжтой.

Алхам 2: Нэг куб инчийн роботын тойрог

Зураг 4 нь роботын гол хэлхээ болох 18x Picaxe микроконтроллер ба L293 мотор хянагчийн байршлыг харуулав. Барилга барих үед би Picaxe эсвэл L293 -ийн гадаргуу дээр суурилуулсан хувилбарыг олж чадаагүй. Гадаргуу дээр суурилуулсан IC -ийг ашиглах нь нэмэлт хэлхээ ба мэдрэгчийг байрлуулахад илүү их зай үлдээх болно.18x Picaxe Microcontoller Тэд санах ой багатай боловч PicMicros, Arduino, Basic Stamp эсвэл бусад микроконтроллер шиг хурдан биш боловч ихэнх жижиг туршилтын роботуудад хангалттай хурдан байдаг. Илүү хурд эсвэл санах ой шаардлагатай үед тэдгээрийн заримыг амархан холбож болно. Тэд бас маш өршөөлтэй байдаг. Би тэдгээрийг шууд гагнаж, богиносгож, гаралтыг нь хэт ачаалсан бөгөөд би нэгийг нь шатааж амжаагүй байна. Тэд BASIC програмчлалын хэлээр програмчлагдах боломжтой тул програмчлах нь ихэнх микроконтроллероос илүү хялбар байдаг. Хэрэв та үнэхээр жижиг хэмжээтэй бүтээхийг хүсч байвал 08M ба 18x Picaxe хянагчийг гадаргуу дээр холбох хэлбэрээр авах боломжтой (SOIC-Small Outline Integrated Circuit). Picaxe микроконтроллеруудын тусламжтайгаар хийж болох зарим төслүүдийг үзэхийн тулд дараах хаягаар орж үзнэ үү: https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htmL293 Мотор хянагч Микроконтроллерийн дөрвөн гаралтын тээглүүр нь урагш, урвуу, унтраалттай гэсэн хоёр моторын хүчийг хянах боломжтой. Хөдөлгүүрийн хүчийг импульсээр (PWM-pulse width modulation) хянах боломжтой бөгөөд үхлийн алдааны хэв маяг L293 хянагчийг суурилуулах зориулалттай самбар байхгүй тул түүнийг алдаатай техник ашиглан суулгасан болно. Энэ нь зүгээр л IC -ийг доош нь эргүүлж, нимгэн утсыг нугалсан эсвэл богиносгосон тээглүүр рүү шууд гагнаж байна гэсэн үг юм. Дараа нь үүнийг хэлхээний самбар дээр нааж эсвэл боломжтой бүх хэсэгт байрлуулж болно. Энэ тохиолдолд, L293 -ийг гагнаж, туршиж үзсэний дараа, би үүнийг хэзээ ч ашиглахад тохиромжтой шингэн соронзон хальсны хоёр давхаргаар бүрсэн бөгөөд энэ нь боломжтой орон зайд бөглөрөхөд юу ч дутахгүй байх болно. Цэвэр тунгалаг цементийг бас ашиглаж болно. Үхсэн алдааны хэв маягийг ашиглан хэлхээг бий болгох маш сайн жишээг эндээс үзнэ үү: https://www.bigmech.com/misc/smallcircuit/ Зураг 5 -д миний өөрчилсөн тусламжийн гагнуурын төхөөрөмжийг харуулав. Зураг дээр Mr. Cube роботын схемийг харуулжээ. Инч-робот-sm.wmv линк дээр байгаа бөгөөд энэ нь роботыг хөдөлгүүрийн импульсийн өргөн модуляцийг ашиглан хамгийн бага хурдны 30 орчим хувийг бууруулсан болохыг харуулж байна.

Алхам 3: Робот бүтээх зөвлөмж, заль мэх

18 робот бүтээсний дараа миний сурч мэдсэн зүйлсийн зарим нь энд байна. Цахилгаан хангамжийг салгах Хэрэв танд зай байгаа бол микроконтроллер, түүний хэлхээ, моторт тусдаа тэжээлийн хангамж ашиглавал та маш их бэрхшээлээс аврах болно. Хөдөлгүүрийн үүсгэж буй хэлбэлзэлтэй хүчдэл, цахилгаан дуу чимээ нь микроконтроллер болон мэдрэгчийн оролтыг алдагдуулж, таны роботыг маш үл нийцэх хариу үйлдэл үзүүлэхэд хүргэдэг. Бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бүтэлгүйтэх эсвэл гэмтэлтэй байх нь ховор байдаг. Хэрэв таны дизайн хүчин төгөлдөр бөгөөд хэлхээ нь ажиллахгүй байвал энэ нь таны утсан дахь алдаа юм. Хурдан хэлхээний загварчлах талаар мэдээлэл авахыг хүсвэл эндээс үзнэ үү: https://www.inklesspress.com/fast_circuits.htmI Дараа нь бүх мотор, мэдрэгчийг роботын биед суулгаж, микроконтроллерыг хянахын тулд програмчилна уу. Зөвхөн бүх зүйл сайн ажиллаж дууссаны дараа би хэлхээний байнгын гагнасан хувилбарыг хийхийг хичээдэг. Дараа нь би үүнийг роботын биеэс тусдаа байхад туршиж үзсэн. Хэрэв энэ нь ажиллах юм бол би үүнийг робот дээр үүрд холбоно. Хэрэв энэ нь ажиллахаа больсон бол энэ нь ихэвчлэн дуу чимээний асуудлын буруу болдог. Надад тулгарсан хамгийн том бэрхшээлүүдийн нэг бол цахилгаан чимээ бөгөөд хэлхээг ашиггүй болгодог. Энэ нь ихэвчлэн DC мотороос гарч болох цахилгаан эсвэл соронзон дуу чимээнээс үүдэлтэй байдаг. Энэ чимээ нь мэдрэгчийн оролт, тэр ч байтугай микроконтроллерыг дарж чаддаг. Үүнийг шийдэхийн тулд та мотор болон тэдгээрийн утас нь таны микроконтроллер руу орох оролтын шугамтай ойр биш байгаа эсэхийг шалгаж болно. Зураг 7-д миний хийсэн Stark 2, R-12 роботыг харуулсан бөгөөд үндсэн тамга 2-ийг микроконтроллер болгон ашигладаг. Би эхлээд роботоос хол байгаа үндсэн хэлхээний самбар дээр туршиж үзсэн бөгөөд үндсэн програмчлал хийсний дараа бүх зүйл сайн болсон. Би үүнийг моторын дээгүүр шууд холбоход галзуурч, огт нийцэхгүй байв. Би мотор ба хэлхээний хооронд газардуулсан зэс бүрсэн самбар нэмж оруулахыг оролдсон боловч энэ нь ямар ч ялгаагүй юм. Эцэст нь би робот дахин ажиллахаас өмнө 3/4 инч (цэнхэр сумыг харна уу) хэлхээг физик байдлаар дээшлүүлэх шаардлагатай болсон. Жижиг роботуудын өөр нэгэн нийтлэг сүйрлийн дуу чимээ нь импульсийн дохио байж болно. Хэрэв та PWM дохиог servo эсвэл мотор руу илгээвэл утаснууд Антен шиг ажиллаж, таны оролтын шугамыг төөрөлдүүлж буй дохио илгээж болно. Үүнээс зайлсхийхийн тулд микроконтроллерийн оролт, гаралтын утсыг аль болох салгаж байлга. Мөн мотор руу цахилгаан дамжуулах утсыг оролтын шугамаас хол байлга. Соронзон утас Утасны зузаантай холбоотой асуудал Жижиг хэлхээг 30-36 калибрын соронзон утас ашиглан шийдэж болно. Би зарим төсөлд 36 хэмжигч утас ашигласан боловч маш ухаалаг байсан тул хуулж, ашиглахад хэцүү байсан. Сайн буулт бол 30 калибрын соронзон утас юм. Энгийн соронз утас ашиглаж болно, гэхдээ би халдаг туузтай соронзон утсыг илүүд үздэг. Энэ утас нь дулаалгыг хайлуулахад хангалттай дулаанаар гагнаж байж тайлдаг бүрхүүлтэй байдаг. Гагнах явцад бүрхүүлийг хуулахад 10 хүртэл секунд зарцуулдаг. Зарим хүмүүсийн хувьд нарийн бүрэлдэхүүн хэсэг LED эсвэл IC -д гагнах гэх мэт энэ нь хортой дулаан байж болно. Миний хувьд хамгийн сайн буулт бол халуунд халдаг соронзон утсыг ашиглах явдал юм. Би эхлээд хурц хутга авч, соронзон утсаар шургуулж, бүрхүүлийг нь салгаад дараа нь утсыг диаметрийг нь сайтар хуулж авах хүртэл эргүүлээрэй. Дараа нь би хуулсан утасны үзүүрийг сайн лаазалсан болтол гагнана. Дулаан гэмтэх магадлал багатай нарийн ширхэгтэй хэсгүүдэд хурдан гагнах боломжтой. Нимгэн гагнуур Бүрэлдэхүүн хэсгүүд хоорондоо маш ойрхон байвал гагнах, ойролцоох дэвсгэр, утсыг богиносгохгүйгээр гагнахад хэцүү байдаг. Хамгийн оновчтой шийдэл бол жижиг үзүүртэй тохируулгатай дулаан гагнуур (1/32 ") болон олж болох хамгийн нимгэн гагнуурыг ашиглах явдал юм. Стандарт гагнуур нь ихэвчлэн.032" диаметртэй бөгөөд ихэнх зүйлд сайн ажилладаг. Нимгэн.015 "диаметртэй гагнуурыг ашигласнаар холбогч дээрх гагнуурын хэмжээг хялбархан хянах боломжтой болно. Хэрэв та хамгийн бага гагнуур хэрэглэвэл хамгийн бага эзэлхүүн эзлэхээс гадна холбоосыг хурдан гагнах боломжтой болно. Энэ нь IC болон гадаргуу дээр суурилуулсан LED гэх мэт нарийн эд ангиудыг хэт халах, гэмтээх магадлалыг бууруулдаг. Гадаргуу дээр суурилуулах эд ангиуд Гадаргуу дээр суурилуулах бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь жижигрүүлэх хамгийн дээд тал нь юм. SOIC хэмжээтэй IC -ийг ашиглахын тулд би ихэвчлэн нимгэн гагнуур, соронзон утас ашигладаг. SOIC таслах самбар эсвэл хэлхээ хийх арга замыг эндээс үзнэ үү: https://www.inklesspress.com/robot_surface_mount.htm Гагнахын оронд эд ангиудыг наах Зарим гадаргуу дээр суурилуулах эд ангиудыг хэлхээний самбар дээр шууд нааж болно. Та өөрөө дамжуулагч цавуу хийж ашиглаж болно. Үүнийг LED болон IC дээр нааж болно. Харна уу: https://www.instructables.com/id/Make-Conductive-Glue-and-Glue-a-Circuit/Энэ нь ажиллах боловч капиллярын үйлдэл нь ихэвчлэн хэцүү байдаг. зулын гол LED болон бусад эд ангиудыг гадаргуу дээр холбох индуктив цавуу. Цахилгаан дамжуулагч бус цавуугаар бүрэлдхүүн хэсгүүдийг наахБи сүүлийн үед зэс хэлхээний самбар болон дамжуулагч даавуунд дамжуулдаггүй цавуугаар эд ангиудыг наах туршилт хийж байна. Цахилгаан дамжуулагч бус цавуугаар наасан гадаргуу дээр суурилуулсан LED ашиглан 12 вольтын гэрлийн баар (гэрэлтүүлээгүй, асдаг). Хэрэв та зэсийн ул мөр дээр тунгалаг хумсны будагны нимгэн хальс тавьж, дараа нь LED дээр физикээр хавчуулаад 24 цагийн турш хатаана гэвэл цахилгаан дамжуулагч сайн механик холбоос үлдэх болно гэдгийг би олж мэдсэн. Хумсны будагны цавуу нь үр дүнтэй хумигдаж, удирдсан контактыг зэсийн ул мөр рүү хавчуулж, сайн механик холболт үүсгэдэг. Үүнийг бүтэн 24 цагийн турш бэхлэх ёстой. Үүний дараа та цахилгаан дамжуулах чанарыг шалгаж болно. Хэрэв гэрэл ассан бол та цавууны хоёр дахь давхаргыг нэмж болно. Хоёрдахь давхаргын хувьд би Гагнуурчин эсвэл Гооп гэх мэт тодорхой контакт цемент ашигладаг. Энэхүү зузаан цавуу нь эд ангиудыг хүрээлж, зэсийн ул мөртэй сайн холболтыг найдвартай хангахын тулд хатах тусам багасдаг. Дахин туршихаасаа өмнө хатаах хүртэл 24 цаг хүлээнэ үү, хэр удаан үргэлжлэх нь эргэлзээтэй байсан тул би Зураг 8 дээрх цэнхэр өнгийн LED гэрлийг долоон өдөр, шөнийн турш асаасан. Цаг хугацааны явцад хэлхээний эсэргүүцэл үнэхээр буурсан. Хэдэн сарын дараа баар нь бүрэн асаж, эсэргүүцэл нэмэгдсэн шинж тэмдэггүй хэвээр байна. Энэ аргыг ашиглан би маш жижиг хэмжээтэй 0805 хэмжээтэй, том хэмжээтэй LED-ийг зэсээр бүрсэн перфорд хавтан дээр амжилттай наасан. Энэхүү техник нь үнэхээр жижиг хэлхээ, LED дэлгэц, робот хийх зарим амлалтыг харуулж байна.

Алхам 4: Дүрмийг зөрчих

Үнэхээр жижигхэн робот хийхийн тулд дээр дурдсан олон дүрмийг зөрчих шаардлагатай болж магадгүй юм. Ноён Кубыг бүтээхийн тулд би дараах дүрмийг зөрчсөн: 1- Би мотор, микроконтроллерийн оронд нэг тэжээлийн эх үүсвэр ашигласан. гүйдэл багатай гүйдэлд зориулагдсан бөгөөд тэдгээрийг төлөвлөснөөс хамаагүй өндөр гүйдэлд ажиллуулдаг. Энэ нь батерейны ашиглалтын хугацааг эрс хязгаарладаг. Энэ нь тийм биш байсан нь би азтай байсан. Хэрэв та Mr. Cube-ийн Picaxe програмчлалын кодыг https://www.inklesspress.com/mr-cube.txt дээрээс татаж авч болно., та дараах хаягаар орж болно: https://www.inklesspress.com/robots.htm 5 -р алхам дээрх дэлгэрэнгүй мэдээлэл.

Алхам 5: Ноён шоо хоёр: 1/3 куб инчийн робот хийх

Нэг куб инч хэмжээтэй робот хийсний дараа би арай жижиг зүйлийг туршиж үзэх хэрэгтэй болсон. Би 1/3 куб инч орчим робот авахыг зорьж байна. Энэ үед ноён Cube Two нь ойролцоогоор.56 "x.58" x.72 "хэмжээтэй. Энэ нь 08 Picaxe микроконтроллертой бөгөөд энэ нь бие даан хөдлөх боломжийг олгоно. Зураг 10 нь роботыг захирагч дээр харуулж байна. Зураг 11 нөгөөг харуулав. Хоёр зай нь cr1220 3 вольтын лити батерей бөгөөд Пикакс болон моторыг тэжээх хангалттай хүчин чадалтай эсэхийг харах л үлдлээ. Илүү батерей шаардлагатай байж магадгүй. Хоёр пейжер мотор нь роботыг гөлгөр гадаргуу дээр хөдөлгөж, эргүүлэхэд маш сайн ажилладаг. Picaxe микроконтроллерийг суулгаж, програмчилж, туршиж үзсэн болно. SOIC L293 мотор хянагч болон хэт улаан туяаны цацруулагч мэдрэгчийг нэмж оруулах шаардлагатай байна. Мэдрэгч, микроконтроллертой хамгийн жижиг бие даасан роботуудын нэг байх. Энэ бол жижигхэн робот боловч програмчлагдах чадвартай жижиг роботууд байдаг уу? Тийм ээ. 1сс робот: https://diwww.epfl.ch/lami/ mirobots/smoovy.htmlPico робот:

Instructables болон RoboGames роботын тэмцээний хоёрдугаар шагнал

The Instructables номын уралдааны тэргүүн шагнал