İşığa yönəldilmiş robot başı. Təkrar və təkrar istifadə olunan materiallardan: 11 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Kimsə robot texnikasının boş bir ciblə gələ biləcəyini düşünürsə, bəlkə də bu təlimatlandırıcı cavab verə bilər. Köhnə bir printerdən təkrar işlənmiş step motorları, stolüstü tennis topları, şamlar, istifadə olunan balsa, köhnə bir askıdan tel, istifadə olunan emaye tellər, bu robot başını düzəltmək üçün istifadə etdiyim bəzi materiallar idi. Mən də dörd servo mühərrik, bir adafruit motor qalxanı və bir arduino UNO istifadə etdim. Bütün bunlar vəhşiləşdirilən digər layihələrdən yenidən istifadə edildi! Bütün istehsalçılar pula qənaət etmək üçün bunun qaçılmaz olduğunu bilirlər.

Ətrafla qarşılıqlı əlaqəsi olmayan bir robot olmadığından, ətrafa baxaraq ətrafdakı ən parlaq nöqtəyə baxmağa meyllidir. Bu, indiyə qədərki ən ucuz sensorlardan: fotosellərdən hazırlanmışdır. Ən etibarlı olanlar deyil, layiqli bir şey etmək üçün kifayət qədər etibarlıdırlar.

Addım 1: İstifadə olunan materiallar

1. Arduino UNO
2. Adafruit motor qalxanı V2
3. servo SG90 X 3
4. boyun çevirmək üçün bir servo MG995
5. step motor, 20 ildir istifadə etmişəm, yüksək torklu motora ehtiyac yoxdur
6. çörək taxtası 400 və tullanan kabellər
7. üç fotosel və üç ədəd 1K, 1/4W rezistor
8. Çörək taxtasından servoları gücləndirmək üçün 6V DC transformatoru
9. 3 stolüstü tennis topu
10. Köpük lövhə
11. balsa ağacı
12. sərt tel
13. 20 sm uzunluğunda bir -birinə sığacaq diametrli plastik və mis boru kifayət qədərdir
14. 15X15 sm ölçüdə taxta
15. mətbəx kağızından iki kart lövhəsi
16. əks çəki üçün kiçik dəmir barmaqlıqlar

Addım 2: Göz kürələrinin düzəldilməsi

1. Bir stolüstü tennis topunu iki yarımkürədə kəsməlisiniz
2. Kəsilmiş topun üstünə bir mum yandıraraq onu mumla bilərsiniz. Bu şəkildə yağlı bir görünüş alır. Mən rəssam deyiləm, amma bu şəkildə daha təbii göründüyünü düşünürəm.
3. Sonra 1 sm qalınlığında bir balsa ağacından kəsilmiş topa (yarımkürəyə) uyğun bir disk düzəltməlisiniz.
4. Nəhayət, göz lensi üçün bir qutu (dayaz bir çuxur) qazın. Sonra bir göz lensinə bənzəməsi lazım olanı oraya qoya bilərsiniz.

Addım 3: Göz Hərəkəti Mexanizminin Hazırlanması

Bu mexanizmin dizaynında əsas fikir, gözün eyni anda iki ox ətrafında dönə bilməsidir. Biri şaquli və biri üfüqi. Bu fırlanma oxu, göz topunun mərkəzinə keçəcək şəkildə qurulmalıdır, əks halda hərəkət təbii görünə bilməz. Beləliklə, qeyd olunan mərkəz, stolüstü tennis yarımkürəsinə yapışdırılmış balsa diskinin ortasına yerləşdirilir.

Bunu etmək üçün mənasız materialları idarə etmək üçün səy göstərildi. Sonrakı fotoşəkillər yolu göstərir.

Şəkillərdə bir -birinə yaxşı uyğun gələn ağ və metal borunu görə bilərsiniz. Ağ bir zamanlar kiçik bir bayrağın dirəyi idi, metal isə mis borudu. Onları bir -birinə yaxşı uyğunlaşdıqları və diametri bir neçə mm olduğu üçün seçdim. Həqiqi ölçü vacib deyil. İşin öhdəsindən gələ biləcək hər hansı digər vasitədən istifadə edə bilərsiniz!

Addım 4: Hərəkətləri yoxlayın

Heç bir simulyasiya proqramı istifadə edilmədiyindən, servolardan gələn hərəkətlərin sərhədlərini tapmağın yeganə yolu faktiki fiziki sınaqdır. Bu şəkildə gözlərin yuxarı və aşağı dönməsi üçün şəkillərdə göstərilmişdir. Limitləri tapmaq lazımdır, çünki servoların fırlanmasının da mümkün qədər təbii görünmək üçün göz hərəkətləri üçün məhdudiyyətləri və gözləntiləri var.

Göstərilən şəkillərlə əlaqədar bir prosedur təyin etmək üçün deyə bilərəm:

1. gözü servo ilə bir tel ilə bağlayın
2. Servo qolunu əlinizlə döndərin ki, göz maksimum mövqe tutsun (irəli və irəli)
3. Gözün bu mövqeləri tutması üçün servonun mövqeyini yoxlayın
4. servonun möhkəm bir mövqe tutması üçün bir yer (kəsilmiş və ya bənzər) düzəldin
5. servo yerləşdirdikdən sonra göz üçün ən yüksək mövqelərin hələ də mümkün olub olmadığını yenidən yoxlayın.

Addım 5: Göz qapaqlarının hazırlanması

1. Əsl gözlər arasındakı məsafəni ölçün.
2. Çapı gözlərə bərabər olan iki yarımdairəni planlaşdırın və 1 -ci addımda ölçüldüyü kimi mərkəzlər arasındakı məsafəni köpük taxtasına çəkin.
3. Çəkdiyiniz şeyi kəsin.
4. Bir stolüstü tennis topunu dördə bölün.
5. Hər kəsilmiş stolüstü tennis topunu kəsilmiş iki yarı dairədən birinə yapışdırın.
6. Son fotoşəkildə göründüyü kimi kiçik borular kəsin və yapışdırın ki, düzülər. İstədiyiniz son parça üçün son fotoya baxın

Addım 6: Gözlərin və Göz qapaqlarının mexanizmlərinə son baxış

Açıq -aşkar qeyri -dəqiqliklər var, amma son dərəcə aşağı qiyməti və istifadə etdiyim "yumşaq" materialları nəzərə alaraq nəticə qənaətbəxş görünür!

Fotoda göz qapaqlarını döndərən servonun əslində bir istiqamətə hərəkət etdiyini və əsəri digərinə bir yay buraxdığını görə bilərsiniz!

Addım 7: Boyun Mexanizminin Hazırlanması

Baş sola və ya sağa dönə bilməlidir, məsələn hər iki istiqamətdə 90 dərəcə, üstə də üfüqi fırlanma qədər deyil, 30 dərəcə yuxarı və aşağı.

Başını üfüqi şəkildə döndərən bir stepper istifadə etdim. Kiçik bir karton parçası, müşk (üz) kimi mexanizm üçün aşağı sürtünmə platforması rolunu oynayır. İlk şəkil mexanikləri göstərir. Üfüqi göz fırlanması yuxarı sol və ya sağ həddinə çatdıqdan sonra üfüqi fırlanma uzanır. Sonra steppers rotasiyasını izləmək üçün də bir məhdudiyyət var.

Yuxarı və aşağı başların fırlanması üçün ikinci şəkildən göründüyü kimi bir servo istifadə etdim. Servo qolu, paralel tərəfi, step üçün bir baza rolunu oynadığı çevik paralleloqramın bir tərəfi kimi çıxış edir. Beləliklə, servo döndükdə, addımın əsası bərabər şəkildə dönər. Paraleloqramın digər iki tərəfi, şaquli istiqamətdə olan və yuxarı və aşağı hərəkət edərkən bir -birinə paralel olaraq qalmış iki ədəd sərt kabeldir.

Addım 8: Boyun Mexanizmi 2 -ci Həll

Bu addımda başı üfüqi və şaquli çevirmək üçün başqa bir mümkün həll yolu görə bilərsiniz. Bir addım pilləsi üfüqi fırlanmanı, ikincisi isə şaquli fırlanmanı təmin edir. Bunun baş verməsi üçün addımlar şəkillərdə göründüyü kimi yapışdırılmalıdır. Üst addımın üstündə müşk ilə göz mexanizmi sabitlənməlidir.

Bu yanaşmanın bir dezavantajı olaraq, aşağı pillənin taxta şaquli müstəviyə necə bərkidildiyini göstərə bilərəm. Bu, bəzi istifadədən sonra qeyri -sabit ola bilər.

Addım 9: İşıq mənbəyi Məkan Sensorları Sisteminin yaradılması

Bir işıq mənbəyini üç ölçüdə tapmaq üçün ən azı üç işıq sensoru lazımdır. Bu vəziyyətdə üç LDR.

Onlardan ikisi (başın aşağı hissəsinə eyni üfüqi xəttdə yerləşdirilmiş), işıq enerjisi sıxlığı fərqini üfüqi olaraq deyə bilməli, üçüncüsü (başın yuxarı hissəsinə qoyulmuş) bizə bənzəməlidir. şaquli olaraq iki aşağı olanın orta ölçülməsi.

Əlavə edilən pdf faylı, LDR -ləri ehtiva edən boruların (çubuqların) ən yaxşı meylini tapmağın yolunu göstərir ki, daha etibarlı məlumatı işıq mənbəyinə çatdırsın.

Verilən kodla üç LDR ilə işıq algılamasını sınaya bilərsiniz. Hər bir LDR, daxil olan işıq enerjisi miqdarına görə xətti olaraq yanan müvafiq LED -i aktivləşdirir.

Daha mürəkkəb həllər istəyənlər üçün, LDR boruları üçün ən yaxşı meyl (açı φ) tapmağın yollarını göstərən eksperimental bir cihazın fotoşəkilini təqdim edirəm ki, gələn işığın eyni açısı for üçün ən yüksək fərqi əldə edəsiniz. LDR ölçmələri. Açıları izah etmək üçün bir plan daxil etdim. Düşünürəm ki, bura daha çox elmi məlumat üçün doğru yer deyil. Nəticədə, 30 dərəcə meyl istifadə etməyə gəldim (45 olsa da daha yaxşıdır)!

Addım 10: Və Elektronika üçün bəzi məsləhətlər

4 servonun olması onları birbaşa arduinodan gücləndirməyi mümkünsüz edir. Buna görə də onları 6V ilə xarici bir enerji təchizatı ilə təmin etdim (mənasız tranformerdən istifadə etdim).

Stepper, Adafruit Motorshield V2 ilə təchiz edildi və idarə edildi.

Fotosel arduino uno -dan idarə olunur. Əlavə edilmiş pdf -də bunun üçün kifayət qədər çox məlumat var. LDR dövrəsində 1K rezistorlardan istifadə etdim.

Addım 11: Kod üçün bir neçə söz

Kod arxitekturası, boşluq dövrü prosedurunun yalnız bir neçə sətirdən ibarət olduğunu və hər bir tapşırıq üçün bir neçə rutinin olduğu strategiyasına malikdir.

Bir şey etməzdən əvvəl baş ilkin mövqeyini alır və gözləyir. Başlanğıc mövqeyi göz qapaqlarının bağlanması, gözlərin göz qapaqlarının altına düz baxması və başın şaquli oxunun dayaq bazasının üfüqi bir müstəvisinə dik olması deməkdir.

Əvvəlcə robot oyanmalıdır. Hərəkətdə olarkən, hərəkətə başlamaq üçün ani və böyük bir artım (nə qədər qərar verə bilərsiniz) gözləyən yüngül ölçülər alır.

Sonra gözləri doğru istiqamətə çevirir və ən parlaq nöqtəyə çata bilmirlərsə baş hərəkət etməyə başlayır. Mexanizmlərin fiziki sərhədlərindən irəli gələn hər fırlanmanın bir həddi var. Beləliklə, başqa bir tikilinin konstruksiyalar (həndəsə) mexanikasından asılı olaraq başqa məhdudiyyətləri ola bilər.

Əlavə bir ipucu, robotun reaksiya sürəti ilə əlaqədardır. Videoda robot qəsdən ləngiyir. Gecikməni (500) deaktiv etməklə bunu sürətləndirə bilərsiniz; kodun boşluq döngəsinə () yerləşdirilən!

Yaratmaqda uğurlar!