Robotic Head na Diretso sa Liwanag. Mula sa Recycled at Reuse Materials: 11 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Kung may nagtataka kung ang robotics ay maaaring sumama sa isang walang laman na bulsa, marahil ang itinuturo na ito ay maaaring magbigay ng isang sagot. Ang mga na-recycle na stepper motor mula sa isang lumang printer, gumamit ng mga ping pong ball, kandila, ginamit na balsa, wire mula sa isang lumang hanger, ginamit na enameled wire ay ilan sa mga materyales na ginamit ko upang magawa ang robotic head na ito. Gumamit din ako ng apat na servo motor, isang adafruit motor Shield at isang arduino UNO. Ang lahat ng ito ay muling ginamit mula sa iba pang mga proyekto, kung saan sila ay savaged! Alam ng lahat ng gumagawa na hindi ito maiiwasan upang makatipid ng pera.

Dahil walang robot na walang pakikipag-ugnay sa kapaligiran, ang isang ito ay may gawi na lumingon patungo at tumingin sa pinakamaliwanag na lugar sa paligid. Ginawa ito ng mga pinakamurang sensor kailanman: ang mga photocell. Hindi sila ang pinaka mapagkakatiwalaan ngunit sapat na mapagkakatiwalaan upang makagawa ng isang disente.

Hakbang 1: Ginamit na Mga Materyales

1. Arduino UNO
2. Adafruit motor Shieldo V2
3. servo SG90 X 3
4. isang servo MG995 para sa pag-ikot ng leeg
5. stepper motor, gumamit ako ng isang 20 taong gulang hindi na ito kailangang maging isang mataas na torque motor
6. breadboard 400 at jumper cables
7. tatlong mga photocell at tatlong 1K, 1 / 4W resistors
8. DC transpormer 6V para sa pagpapatakbo ng mga servos sa pamamagitan ng breadboard
9. 3 bola ng ping pong
10. board ng bula
11. kahoy na balsa
12. matigas na kawad
13. plastik at tubo na tanso na may diameter upang magkasya sa bawat isa, sa haba na 20cm ay higit pa sa sapat
14. 15X15cm na kahoy bilang isang base
15. dalawang tubo ng card board mula sa papel sa kusina
16. maliit na iron bar para sa counterweight

Hakbang 2: Paggawa ng mga Eyeballs

1. Kailangan mong i-cut ang isang ping pong ball sa dalawang semispheres
2. Pag-iilaw ng kandila sa hiwa ng bola maaari mo talaga itong i-wax. Ginagawa sa ganitong paraan ang isang may langis na hitsura. Hindi ako artista ngunit sa palagay ko mukhang mas natural sa ganitong paraan.
3. Pagkatapos ay kailangan mong gumawa ng isang disk mula sa isang kahoy na balsa na 1cm ang kapal, na dapat magkasya sa pinutol na bola (hemisphere).
4. Sa huling drill isang kaso (isang mababaw na butas) para sa lens ng mata. Pagkatapos ay maaari mong ilagay doon, kung ano ang dapat magmukhang isang lens ng mata.

Hakbang 3: Paggawa ng Mekanismo sa Kilusan ng Mata

Ang pangunahing ideya na idisenyo ang mekanismong ito ay ang mata ay dapat na lumingon sa dalawang axis nang sabay. Isang patayo at isang pahalang. Ang axis ng pag-ikot na ito ay dapat itakda upang makagambala sa gitna ng bola ng mata kung hindi man ang paggalaw ay hindi magmukhang natural. Kaya't ang nabanggit na sentro na ito ay inilalagay sa gitna ng balsa disk na nakadikit sa hemong globo ng ping.

Ang pagsisikap na ginawa, kailangang pamahalaan ang mga walang gaanong materyales upang maganap ito. Ang serye ng mga larawan na sinusundan ay nagpapakita ng paraan.

Sa mga larawan maaari mong makita ang isang puti at isang metal tube, na umaangkop nang maayos sa isa pa. Ang puti ay dating poste sa isang maliit na watawat at ang metal ay isang tubo na tanso. Pinili ko ang mga ito dahil magkakasya sila nang maayos sa isa pa at may ilang mm diameter lang sila. Ang tunay na laki ay hindi mahalaga. Maaari kang gumamit ng anumang iba pang maaaring magawa ang trabaho!

Hakbang 4: Pagsubok sa Mga Kilusan

Dahil hindi ginamit ang anumang simulation software ang tanging paraan upang makahanap ng mga limitasyon ng paggalaw na nagmula sa servos ay ang aktwal na pisikal na pagsubok. Ang paraang ito ay ipinapakita sa mga larawan para sa pataas at pababang pagliko ng mga mata. Ang paghahanap ng mga limitasyon ay kinakailangan dahil ang pag-ikot ng mga servos ay mayroon ding mga limitasyon at inaasahan para sa paggalaw ng mata upang magmukhang natural na hangga't maaari ay nagtatakda rin ng mga limitasyon.

Upang tukuyin ang isang pamamaraan, na nauugnay sa ipinakitang mga larawan, masasabi kong:

1. ikonekta ang mata sa servo gamit ang isang kawad
2. ibalik sa iyong kamay ang servo lever upang ang mata ay tumagal ng pinakamataas na posisyon (pabalik-balik)
3. suriin ang posisyon ng servo upang maging posible para sa mata na kumuha ng mga posisyon na ito
4. gawin (gupitin o katulad) ang lugar para sa servo na kumuha ng isang matatag na posisyon
5. pagkatapos ng pagpoposisyon ng servo mahigpit na suriin muli kung ang pinakamahuhusay na posisyon para sa mata ay posible pa rin..

Hakbang 5: Paggawa ng mga eyelids

1. Sukatin ang distansya sa pagitan ng mga aktwal na mata.
2. Magplano ng dalawang kalahating bilog na may diameter na katumbas ng mga mata at iguhit ang mga ito sa isang foamboard na may distansya sa pagitan ng mga sentro na sinusukat sa step1.
3. Gupitin ang iyong iginuhit.
4. Gupitin ang isang ping pong ball sa apat.
5. Kola ang bawat gupit na piraso ng ping pong ball sa isa sa dalawa na gupitin lamang ang mga semi-bilog.
6. Gupitin ang maliliit na piraso ng mga tubo tulad ng nakikita sa huling larawan at idikit ito upang pumila sila. Tingnan ang huling larawan para sa nais na piraso ng pagtatapos

Hakbang 6: Pangwakas na Pagtingin para sa Mga Mekanismo ng Mga Mata at Mga Takipmata

Mayroong ilang mga halatang kamalian ngunit isinasaalang-alang ang napakababang gastos at ang "malambot" na mga materyales na ginamit ko ang resulta ay tila kasiya-siya sa akin!

Sa larawan makikita na ang servo na nagpapihit sa mga eyelids ay talagang gumagawa ng paglipat sa isang direksyon at iniiwan ang trabaho sa isang bukal para sa isa pa!

Hakbang 7: Paggawa ng Mekanismo sa Leeg

Ang ulo ay dapat na lumiko pakaliwa o pakanan, sabihin 90degs sa alinmang direksyon at pataas at pababa din hindi gaanong pahalang na pag-ikot, sabihin na 30degs pataas at pababa.

Gumamit ako ng isang stepper na paikutin ang ulo nang pahalang. Ang isang maliit na piraso ng karton ay nagsisilbing isang mababang platform ng alitan para sa mekanismo tulad ng musk (mukha). Ipinapakita ng unang larawan ang mekanika. Ang stepper ay pinahaba ang pahalang na pag-ikot pagkatapos maabot ng pahalang na pag-ikot ng mata sa itaas na kaliwa o kanang limitasyon. Pagkatapos ay mayroon ding isang limitasyon para sa pagsunod sa pag-ikot ng steppers.

Para sa pataas at pababang pag-ikot ng ulo Gumamit ako ng isang servo dahil makikita ito sa pangalawang larawan. Ang braso ng servo ay kumikilos bilang isang bahagi ng kakayahang umangkop na parallelogram, kung saan ang parallel na bahagi doon, ay kumikilos bilang isang batayan para sa stepper. Kaya't kapag binago ng servo ang base ng stepper na pantay na lumiliko. Ang iba pang dalawang panig ng parallelogram na iyon ay dalawang piraso ng matapang na cable na may patayong direksyon at manatiling parallel sa isa't isa habang gumagalaw pataas at pababa.

Hakbang 8: Pang-solusyon sa Mekanismo ng Leeg

Sa hakbang na ito maaari mong makita ang isa pang posibleng solusyon upang paikutin at patayo ang ulo. Ginagawa ng isang hakbang na stepper ang pahalang na pag-ikot at ang pangalawa ay isang patayo. Upang maganap ito ang mga steppers ay dapat na nakadikit tulad ng nakikita sa mga larawan. Sa tuktok ng itaas na stepper ay dapat na maayos ang mekanismo ng mata gamit ang musk.

Bilang isang hindi kapansanan sa pamamaraang ito maaari kong ituro ang paraan ng mas mababang stepper na naayos sa kahoy na patayong eroplano. Maaari itong matapos maging hindi matatag ang ilang paggamit.

Hakbang 9: Paggawa ng Light Source System ng Mga Sensor ng Lokasyon

Upang makahanap ng isang mapagkukunan ng ilaw sa tatlong sukat kailangan mo ng hindi bababa sa tatlong mga light sensor. Tatlong LDR sa kasong ito.

Dalawa sa kanila (inilagay sa parehong pahalang na linya sa ibabang bahagi ng ulo) ay dapat na masabi ang pagkakaiba ng lakas ng density ng enerhiya na pahalang at ang pangatlo (inilagay sa itaas na bahagi ng ulo) ay dapat ipakita sa amin bilang paghahambing sa average na pagsukat ng dalawang mas mababa ang pagkakaiba-iba ng lakas ng density ng enerhiya nang patayo.

Ipinapakita sa iyo ng kasamang file na PDF ang paraan upang makahanap ng pinakamahusay na pagkahilig ng mga tubo (dayami) na naglalaman ng mga LDR upang makuha ang mas mapagkakatiwalaang impormasyon para sa lokasyon sa ilaw na mapagkukunan.

Sa ibinigay na code maaari mong subukan ang light sensing sa tatlong LDRs. Ang bawat LDR ay nagpapagana ng isang kaukulang LED na gumagalaw nang tuwid na may kaugnayan sa papasok na halaga ng light enerhiya.

Para sa mga nais ng ilang mas sopistikadong mga solusyon nagbibigay ako ng isang larawan ng isang pang-eksperimentong aparato na nagpapakita kung paano makahanap ng pinakamahusay na pagkahilig (anggulo φ) para sa mga tubo ng LDR upang sa parehong anggulo θ ng papasok na ilaw nakukuha mo ang pinakamataas na pagkakaiba sa Mga sukat ng LDR. Nagsama ako ng isang plano upang ipaliwanag ang mga anggulo. Sa palagay ko hindi ito ang tamang lugar para sa karagdagang impormasyon sa agham. Bilang isang resulta, nakarating ako upang magamit ang isang pagkahilig ng 30degs (45 ay mas mahusay na kahit na)!

Hakbang 10: At Ilang Mga Tip para sa… Electronics

Ang pagkakaroon ng 4 na servo ay ginagawang imposible upang paandarin ang mga ito nang direkta mula sa arduino. Kaya pinapagana ko sila mula sa isang panlabas na supply ng kuryente (Gumamit ako ng isang walang kabuluhang tranformer) na may 6V.

Ang stepper ay pinalakas at kinokontrol sa pamamagitan ng Adafruit Motorshield V2.

Ang photocell ay kinontrol mula sa arduino uno. Ang kalakip na pdf ay may kasamang higit sa sapat na impormasyon para doon. Sa LDR circuit gumamit ako ng 1K resistors.

Hakbang 11: Ilang mga Salita para sa Code

Ang arkitektura ng code ay may diskarte na ang gawain ng void loop ay naglalaman lamang ng ilang mga linya at may ilang mga gawain, isa para sa bawat gawain.

Bago gumawa ng anumang bagay ang ulo ay tumatagal ng paunang posisyon at naghihintay. Ang paunang posisyon ay nangangahulugang sarado ang mga eyelid, ang mga mata ay deretso ang tingin sa ilalim ng mga eyelid at ang patayong axis ng ulo ay patayo sa isang pahalang na eroplano ng base ng suporta.

Una dapat gisingin ang robot. Kaya't habang nananatili pa rin, nakakatanggap ito ng mga magaan na sukat na naghihintay para sa isang bigla at malaking pagtaas (maaari kang magpasya kung magkano) upang masimulan ang paggalaw.

Pagkatapos ay liliko muna ang mga mata sa tamang direksyon at kung hindi nila maabot ang pinakamaliwanag na punto ang ulo ay nagsisimulang gumalaw. Mayroong isang limitasyon sa bawat pag-ikot na nagmula sa mga pisikal na limitasyon ng mga mekanismo. Kaya't ang isa pang konstruksyon ay maaaring magkaroon ng iba pang mga limitasyon depende sa mga mekanismo ng konstruksyon (geometry).

Ang isang labis na tip ay may kinalaman sa bilis ng reaksyon ng robot. Sa video ang robot ay sadyang mabagal. Madali mong mapabilis ito sa pamamagitan ng pag-deactivate ng pagkaantala (500); na inilalagay sa void loop () ng code!

Good luck sa paggawa!