Kauko -ohjattavan robotin rakentaminen: 14 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: Gilbert Ryder | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 17:30

Monet pitävät robottia koneena, joka voi toimia itsenäisesti. Jos kuitenkin laajennat "robotin" määritelmää hieman, kauko -ohjattavia kohteita voidaan pitää robotteina. Saatat ajatella, että kauko -ohjattavan robotin rakentaminen on vaikeaa, mutta todellisuudessa se on yksinkertaista, jos tiedät miten. Lukio- ja yläkoululaiset ovat rakentaneet robotteja ilman aiempaa kokemusta. Tässä artikkelissa selitetään, kuinka rakentaa kauko -ohjattava robotti.

Askeleet

Vaihe 1. Tunnista, mitä aiot rakentaa

Et pysty rakentamaan täysikokoista, kaksijalkaista, humanoidirobottia, joka pystyy tekemään kaikki askareesi. Et myöskään rakenna robottia, jolla on useita kynsiä ja joka voi tavoittaa ja nostaa 100 kilon painot. Sinun on aloitettava sellaisen robotin rakentaminen, joka pystyy kulkemaan eteenpäin, taaksepäin, vasemmalle ja oikealle puolelta ohjaamalla sitä langattomasti. Kuitenkin, kun olet saanut perusasiat ja rakentanut tämän yksinkertaisen robotin, voit yleensä lisätä ja muokata siihen liittyviä asioita. Esimerkiksi puomi ja kauha, kuten etukuormaaja. Sinun tulisi yleensä noudattaa periaatetta, jonka mukaan mikään robotti ei ole koskaan valmis. Sitä voi aina muuttaa ja parantaa.

Vaihe 2. Suunnittele robotti

Ennen robotin rakentamista, jopa ennen osien tilaamista. Sinun on suunniteltava robotti. Ensimmäiselle robotillesi kannattaa valita yksinkertainen rakenne, jossa on vain kaksi servomoottoria tasaisella muovikappaleella. Tämä muotoilu on todella yksinkertainen ja jättää yleensä ylimääräistä tilaa lisätä ylimääräisiä asioita sen rakentamisen jälkeen. Suunnittele rakentaa jotain noin 15 cm. 20 cm: llä. Näin yksinkertaiselle robotille sinun pitäisi pystyä piirtämään se paperille viivaimella. Piirrä se paperille samankokoiseksi kuin sen pitäisi olla, koska robotti on niin pieni. Kun pääset isompiin, monimutkaisempiin robotteihin, sinun on opittava käyttämään CAD: ää tai sen kaltaista ohjelmaa, kuten Google Sketchupia.

Vaihe 3. Valitse osat

Vielä ei ole aika tilata osia. Mutta sinun pitäisi valita ne nyt ja tietää mistä ostaa. Yritä tilata mahdollisimman vähän sivustoja ja voit joskus säästää rahaa lähetyksessä. Tarvitset alustan materiaalin, kaksi "servomoottoria", akun, lähettimen ja vastaanottimen.

• Servomoottorin valinta: Robotin siirtämiseen on käytettävä moottoreita. Yksi moottori käyttää yhtä pyörää ja toinen toista. Tällä tavalla voit käyttää yksinkertaisinta ohjausmenetelmää, tasauspyörästöä. Tämä tarkoittaa sitä, että molemmat moottorit pyörivät eteenpäin, taaksepäin molemmat moottorit pyörivät taaksepäin ja yksi moottori kääntyy ja yksi moottori pysyy paikallaan. Servomoottori on erilainen kuin tavallinen tasavirtamoottori, koska servomoottori on vaihdettu, voi kääntyä vain 180 astetta ja voi lähettää tietoja takaisin paikalleen. Tässä projektissa käytetään servomoottoreita, koska se on helpompaa eikä sinun tarvitse ostaa kallista "nopeudensäädintä" tai erillistä vaihteistoa. Kun olet ymmärtänyt kauko -ohjattavan robotin rakentamisen, voit halutessasi tehdä toisen (tai muokata ensimmäistä) käyttääksesi tasavirtamoottoreita servomoottoreiden sijasta. Sinun on huolehdittava neljästä perusasiasta, kun ostat servomoottoreita. Nämä ovat nopeus, vääntömomentti, koko/paino ja jos niitä voidaan muuttaa 360 °. Koska servomoottorit kääntyvät vain 180 astetta, robotti kykenee kulkemaan vain vähän eteenpäin. Jos moottori on 360 astetta muokattavissa, voit muokata sitä pyörimään jatkuvasti. Varmista, että moottoria voidaan muuttaa 360 astetta. Koko/paino ei ole kovin tärkeä tässä projektissa, koska sinulla on todennäköisesti paljon tilaa. Yritä saada jotain keskikokoista. Vääntömomentti on moottorin vahvuus. Näihin vaihteita käytetään. Jos vaihteita ei ole ja vääntömomentti on pieni, se ei luultavasti salli robotin siirtyä eteenpäin, koska sillä ei ole voimaa. Haluat suuren vääntömomentin, mutta mitä suurempi vääntömomentti, sitä yleensä pienempi nopeus. Yritä saada tälle robotille hyvä tasapaino nopeudesta ja vääntömomentista. Voit aina ostaa ja kiinnittää tehokkaamman tai nopeamman servon rakentamisen jälkeen. On suositeltavaa hankkia Hitec HS-311-servo ensimmäiselle RC-robotille. Tällä servolla on erinomainen tasapaino nopeuden ja vääntömomentin välillä, se on edullinen ja on hyvä koko tälle robotille. HiTec HS-311 -servon voi ostaa täältä.

  Koska servo voi normaalisti pyöriä vain 180 astetta, sinun on muutettava sitä niin, että se pyörii jatkuvasti. Servon muuttaminen mitätöi takuun, mutta se on tehtävä

• Valitse akku Sinun on hankittava jotain robottisi virransyöttöön. Älä yritä käyttää verkkovirtaa (eli kytke se pistorasiaan). Käytä tasavirtaa (eli paristoja).

  • Valitse akkutyyppi. Valitsemme 3 pääakutyyppiä. Nämä ovat litiumpolymeeri (Lipo), NiMH, NiCad ja alkalinen.

    • Lipo -akut ovat uusimpia akkuja, joita voit hankkia, ja ne ovat erittäin kevyitä. Ne ovat kuitenkin vaarallisia, kalliita ja vaativat erityisen laturin. Käytä tämän tyyppistä akkua vain, jos sinulla on kokemusta roboteista ja olet valmis käyttämään enemmän rahaa robottiisi.
    • NiCad -akut ovat tavallisia ladattavia akkuja. Näitä käytetään monissa roboteissa. Näiden akkujen suurin ongelma on, jos lataat ne silloin, kun ne eivät ole täysin tyhjiä, ne eivät kestä niin kauan täydellä latauksella.
    • NiMH -akut ovat kooltaan, painoltaan ja hinnaltaan hyvin samankaltaisia kuin NiCad -akut, mutta niiden yleinen suorituskyky on parempi, ja näitä akkuja suositellaan yleensä aloittelijoille.
    • Alkaliparistot ovat tavallisia paristoja, joita ei voi ladata uudelleen. Nämä paristot ovat yleisiä (sinulla on todennäköisesti joitain), halpoja ja helppoja saada. Ne kuolevat kuitenkin nopeasti ja sinun on ostettava niitä uudestaan ja uudestaan. Älä käytä näitä.
  • Valitse akun tekniset tiedot. Sinun on valittava jännite akulle. Yleisimmät robotit ovat 4.8V ja 6.0V. Useimmat servot toimivat hyvin molemmilla. On yleensä suositeltavaa käyttää 6,0 V: n jännitettä (jos servosi pystyvät käsittelemään sitä, mikä useimmat pystyvät), koska sen avulla voit saada servomoottorin käymään nopeammin ja saamaan enemmän tehoa. Nyt sinun on käsiteltävä robottisi akun kapasiteettia. Nämä on merkitty mAh: ksi. Mitä korkeammalle nouset, sitä parempi, mutta kalliimpi ja yleensä raskaampi. Rakennetun robotin koolle suositellaan noin 1800 mAh. Jos sinun on valittava 1450 mAh akku tai 2000 mAh akku, jolla on sama jännite ja paino, käytä 2000 mAh. Se tulee kalliimmaksi muutamalla dollarilla, mutta on kaikin puolin parempi akku. Varmista, että saat laturin akun lataamiseen.
• Valitse materiaali robotillesi. Robotti tarvitsee kotelon kaiken elektroniikan kiinnittämiseen. Suurin osa tämän kokoisista roboteista on valmistettu muovista tai alumiinista. Aloittelijalle on suositeltavaa käyttää HDPE -muovia. Tämä muovi on helppo käsitellä ja halpa. Päätettäessä paksuutta saat noin 1/4 "paksuiseksi. Kun päätät, kuinka suuri arkki saat, sinun pitäisi todennäköisesti saada melko suuri arkki siltä varalta, että sekoitat leikkaamisen. Yleensä on suositeltavaa saada vähintään kaksinkertainen Sinun pitäisi kuitenkin saada enemmän. 1/4 "24" X24 "HDPE -palan voi ostaa verkosta tai rautakaupasta.
• Valitse lähetin/vastaanotin. Tästä tulee robotin kallein osa. Sitä voidaan pitää myös tärkeimpänä, koska ilman sitä robotti ei voi tehdä mitään. On erittäin suositeltavaa ostaa hyvä lähetin/vastaanotin aluksi, koska se on raja, jonka voit laittaa päälle. Halpa lähetin/vastaanotin siirtää robotin hienosti, mutta et voi lisätä siihen mitään. Lähetintä voidaan käyttää myös muille roboteille, joita voit rakentaa tulevaisuudessa. Joten sen sijaan, että ostat halvan nyt ja kalliimman myöhemmin, osta vain parempi nyt. Se säästää rahaa pitkällä aikavälillä. Joka tapauksessa on olemassa muutamia taajuuksia, joita voit käyttää. Yleisimmät ovat 27 MHz, 72 MHz, 75 MHz ja 2,4 GHz. 27 MHz voidaan käyttää lentokoneissa tai autoissa. Sitä käytetään yleisimmin halvoissa kauko -ohjattavissa leluissa. 27 MHz: ää ei suositella mihinkään muuhun kuin pieniin projekteihin. 72 MHz voidaan käyttää vain lentokoneissa. Koska 72 MHz: tä käytetään yleensä suurissa lentokoneissa, se on laitonta käyttää pinta -ajoneuvoissa. Jos käytät 72 MHz: n taajuutta, et ainoastaan riko lakia, vaan saatat häiritä lähellä sijaitsevaa suurta, kallista lentokoneen mallia. Tämä voi aiheuttaa sen kaatumisen ja sen korjaaminen voi maksaa paljon rahaa tai pahempaa törmätä henkilöön ja loukata tai jopa tappaa hänet. 75 MHz on tarkoitettu vain pintakäyttöön, joten voit käyttää tätä. 2,4 GHz on kuitenkin paras. Siinä on vähemmän häiriöitä kuin missään muussa taajuudessa. On erittäin suositeltavaa käyttää muutama ylimääräinen dollari ja hankkia 2,4 GHz: n lähetin ja vastaanotin. Kun olet päättänyt, mitä taajuutta aiot käyttää, sinun on päätettävä, kuinka monta "kanavaa" aiot saada lähettimelle/vastaanottimelle. Kanavat ovat melko paljon sitä, kuinka monia asioita voit hallita robotillasi. Tätä robottia varten tarvitset vähintään kaksi. Yksi kanava päästää robotin eteenpäin/taaksepäin ja toinen vasemmalle/oikealle. On kuitenkin suositeltavaa hankkia vähintään 3. Tämä johtuu siitä, että robotin rakentamisen jälkeen saatat haluta lisätä siihen jotain muuta. Jos saat 4, sinulla on yleensä kaksi ohjaussauvaa. Nelikanavaisen lähettimen/vastaanottimen avulla voit mahdollisesti lisätä kynsiä. Kuten aiemmin sanottiin, sinun pitäisi hankkia paras lähetin/vastaanotin, jonka budjettisi sallii nyt, joten sinun ei tarvitse ostaa parempaa myöhemmin. Voit käyttää lähetintäsi ja jopa vastaanotintasi uudelleen muilla rakentamillasi roboteilla. Spectrum DX5e 5-kanavainen 2,4 GHz: n radiojärjestelmätila 2 ja AR500 voidaan ostaa yhdessä.
• Valitse renkaat. Pyörien valinnassa on kolme tärkeintä huolenaihetta: halkaisija, pito ja kiinnittyminen moottoriin. Halkaisija on pyörän pituus yhdeltä puolelta keskipisteen läpi toiselle puolelle. Mitä suurempi pyörän halkaisija on, sitä nopeammin se kulkee ja sitä enemmän se voi kiivetä, mutta sitä pienempi vääntömomentti sillä on. Jos sinulla on pienempi pyörä, se ei ehkä pysty kiipeämään kovin helposti tai ajamaan erittäin nopeasti, mutta sillä on enemmän voimaa. Vetovoima on se, kuinka hyvin pyörät tarttuvat pintaan. Varmista, että saat pyörät, joiden ympärillä on kumi- tai vaahtomuovirengas, jotta ne eivät liuku vain ympäri. Useimmat servoihin kiinnitettävät pyörät voivat vain ruuvata kiinni niihin, joten sinun ei tarvitse huolehtia siitä niin paljon. On suositeltavaa hankkia pyörä halkaisijaltaan 3-5 tuumaa ja kumirengas niiden ympärillä. Tarvitset 2 pyörää. Tarkkoja levypyöriä voi ostaa täältä.

Vaihe 4. Nyt kun olet valinnut osat, tilaa ja tilaa ne verkosta

Yritä tilata ne mahdollisimman harvoilta sivustoilta, koska saatat säästää rahaa lähetyksessä tällä tavalla, jos tilaat kaiken samanaikaisesti.

Vaihe 5. Mittaa ja leikkaa kotelo

Ota hallitsija ja terä ja mittaa rungon pituus ja leveys materiaalista, jota käytät runkoosi. Mieti noin 15 x noin 20 cm. Mittaa se nyt uudelleen ja varmista, että linjasi eivät ole vinoja ja kuinka kauan haluat niiden olevan. Muista, mittaa kahdesti, leikkaa kerran. Nyt voit leikata. Jos käytät HDPE: tä, sinun on voitava leikata se samalla tavalla kuin leikkaat sen kokoisen puukappaleen.

Vaihe 6. Kokoa robotti

Nyt kun kaikki materiaalit ja alusta on leikattu, sinun on vain koottava se kaikki yhteen. Tämä voi itse asiassa olla helpoin vaihe, jos suunnittelet robotin hyvin.

1. Asenna servomoottorit muovikappaleen pohjalle lähelle etuosaa. Niiden tulee olla sivuttain niin, että akseli/sarvi (servon liikkuva osa) ovat sivuja vasten. Varmista, että pyörien kiinnittämiseen on riittävästi tilaa.
2. Kiinnitä pyörät servoon servon mukana tulleilla ruuveilla.
3. Kiinnitä pala tarranauhaa vastaanottimeen ja toinen akkuun.
4. Aseta kaksi kappaletta vastakkaista tarranauhaa robotin päälle ja kiinnitä vastaanotin ja akku siihen.

5. Sinulla pitäisi nyt olla robotti, jossa on kaksi pyörää edessä ja joka kallistuu taaksepäin. Tässä robotissa ei ole "kolmatta pyörää", vaan selkä liukuu lattiaa pitkin.

   

   Vaihe 7. Liitä johdot

   Nyt kun olet koonnut robotin, sinun tarvitsee vain kytkeä kaikki vastaanottimeen. Liitä akku vastaanottimen kohtaan "akku". Varmista, että liität sen oikein. Liitä nyt servot vastaanottimen kahteen ensimmäiseen kanavaan, joissa lukee "kanava 1" ja "kanava 2".

   

   Vaihe 8. Lataa se

   Irrota akku vastaanottimesta ja kytke se laturiin. Odota, kunnes akku latautuu. Tämä voi kestää täydet 24 tuntia, joten ole kärsivällinen.

   

   Vaihe 9. Pelaa sillä Sinun pitäisi nyt olla valmis

   Mene eteenpäin, paina lähettimen eteenpäin. Rakenna sille esterata, leiki kissasi ja koirasi kanssa ja pakota heidät ajamaan sitä takaa. Nyt kun olet pelannut sen kanssa. Lisää siihen jotain tavaraa !.

   Vinkkejä

   • Kokeile laittaa vanha älypuhelin päälle ja käyttää sitä videolähettimenä, jos siinä on kamera. Voit käyttää sitä yhdessä Google Hangoutsin kanssa videokeskusteluyhteytenä robotin ja tietokoneen tai muun laitteen välillä ohjataksesi robottiasi huoneen ulkopuolelta!
   • Sinun on ehkä ostettava sovitin, jonka avulla voit kytkeä akun laturiin.
   • Voit mieluummin käyttää 12VDC -pyöräakkua, jotta sillä voi olla suuri vääntömomentti ja nopeus
   • Jos painat oikealle ja robotti menee vasemmalle, yritä vaihtaa vastaanottimen tuloa, johon olet liittänyt servot. eli jos liitit oikean servon kanavaan 1 ja vasemman kanavaan 2, vaihda ne ja kytke oikea kanavaan 2 ja vasen kanavaan 1.
   • Lisää tavaraa. Jos lähettimessä/vastaanottimessa oli ylimääräinen kanava, voit lisätä toisen servomoottorin tehdäksesi jotain ylimääräistä. Jos sinulla on yksi ylimääräinen kanava, yritä tehdä kynsi, joka voi sulkeutua. Jos sinulla on kaksi ylimääräistä kanavaa, yritä tehdä kynsi, joka voi avata/sulkea ja liikkua vasemmalle ja oikealle. Käytä mielikuvitustasi.
   • Varmista, että ostamasi lähetin ja vastaanotin ovat samaa taajuutta. Varmista myös, että vastaanottimessa on sama tai enemmän kanavia kuin lähettimessä. Jos vastaanottimessa on enemmän kanavia kuin lähetin, vain pienin määrä kanavia on käytettävissä.

   Varoitukset

   • 12VDC -akun käyttö voi räjäyttää moottorin, jos moottori ei ole 12VDC
   • 12VDC-akun käyttäminen 110-240VAC-moottorissa saa sen savuamaan ja se epäonnistuu pian
   • Älä käytä taajuutta 72mhz, ellet rakenna lentokoneita. Jos käytät sitä pinta -ajoneuvossa, se ei ole vain laitonta, vaan voit vahingoittaa tai jopa tappaa jonkun.
   • Aloittelijoiden ei pitäisi yrittää käyttää verkkovirtaa (eli kytkettynä pistorasiaan) mihinkään kotitekoiseen projektiin. Vaihtovirta on erittäin vaarallinen.