Ռոբոտական գլուխը ուղղվեց դեպի լույս: Վերամշակված և վերօգտագործված նյութերից ՝ 11 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Եթե ինչ -որ մեկին հետաքրքրում է, թե արդյոք ռոբոտաշինությունը կարող է դատարկ գրպանին զուգահեռ լինել, գուցե այս խրատը կարող է պատասխան տալ: Վերամշակված հին տպիչից ստեպեր շարժիչներ, օգտագործված պինգ -պոնգի գնդակներ, մոմեր, օգտագործված բալզա, հին կախիչից մետաղալարեր, էմալապատ մետաղալարեր էին այն նյութերից, որոնք ես օգտագործել եմ այս ռոբոտային գլուխը պատրաստելու համար: Ես նաև օգտագործել եմ չորս servo շարժիչ, մեկ adafruit շարժիչի վահան և arduino UNO: Այս բոլորը նորից օգտագործվեցին այլ նախագծերից, որոնք վայրենացվեցին: Բոլոր արտադրողները գիտեն, որ դա անխուսափելի է `գումար խնայելու համար:

Քանի որ չկա ռոբոտ առանց շրջակա միջավայրի հետ փոխազդեցության, այս մեկը հակված է շրջվելու և նայելու շուրջը գտնվող ամենապայծառ կետին: Սա պատրաստված է երբևէ եղած ամենաէժան սենսորներից `լուսաբջիջներից: Նրանք ամենահուսալին չեն, բայց այնքան վստահելի են, որ ինչ -որ բան արժանապատիվ դարձնեն:

Քայլ 1: Օգտագործված նյութեր

1. Arduino UNO
2. Adafruit շարժիչի վահան V2
3. servo SG90 X 3
4. մեկ servo MG995 ՝ պարանոցը շրջելու համար
5. stepper շարժիչ, ես օգտագործել եմ 20 տարեկան մեկը, այն պետք չէ բարձր պտտող շարժիչ լինել
6. breadboard 400 և jumper մալուխներ
7. երեք լուսաբջիջ և երեք 1K, 1/4W ռեզիստոր
8. DC տրանսֆորմատոր 6V ՝ սպասարկողներին սնուցող տախտակի միջոցով սնուցելու համար
9. 3 պինգ պոնգի գնդակներ
10. փրփուր տախտակ
11. բալզայի փայտ
12. կոշտ մետաղալար
13. պլաստմասե և պղնձե խողովակ տրամագծով այնպես, որ դրանք տեղավորվեն միմյանց մեջ, 20 սմ երկարությամբ, դրանք ավելի քան բավարար են
14. 15X15 սմ փայտ ՝ որպես հիմք
15. երկու քարտի տախտակ խոհանոցային թղթից
16. փոքր երկաթե ձողեր ՝ հակակշիռի համար

Քայլ 2. Աչքի գնդակներ պատրաստելը

1. Պինգ պոնգի գնդակը պետք է կտրել երկու կիսագնդերում
2. Մոմ վառելով կտրված գնդակի վրա, իրականում կարող եք այն մոմահարել: Այս կերպ այն վերցնում է յուղոտ տեսք: Ես նկարիչ չեմ, բայց կարծում եմ, որ այսպես ավելի բնական տեսք ունի:
3. Այնուհետև դուք պետք է սկավառակ պատրաստեք 1 սմ հաստությամբ բալզայի փայտից, որը պետք է տեղավորվի կտրված գնդակի (կիսագնդի) մեջ:
4. Վերջապես պատյան (մակերեսային անցք) փորեք աչքի ոսպնյակի համար: Այնուհետև կարող եք տեղադրել այն, ինչը ենթադրվում է, որ նման է աչքի ոսպնյակի:

Քայլ 3. Աչքի շարժման մեխանիզմ դարձնելը

Այս մեխանիզմի նախագծման հիմնական գաղափարն այն է, որ աչքը պետք է կարողանա միաժամանակ պտտվել երկու առանցքի շուրջ: Մեկ ուղղահայաց և մեկ հորիզոնական: Պտտման այս առանցքը պետք է դրված լինի այնպես, որ նրանք ընկնեն դեպի աչքի գնդակի կենտրոնը, հակառակ դեպքում շարժումը չի կարող բնական տեսք ունենալ: Այսպիսով, նշված կենտրոնը տեղադրված է բալզա սկավառակի կենտրոնում, որը սոսնձված է պինգ պոնգի կիսագնդում:

Գործադրված ջանքերը պետք է կառավարեին չնչին նյութեր `դա իրականացնելու համար: Հետագա լուսանկարների շարանը ցույց է տալիս ճանապարհը:

Նկարներում կարող եք տեսնել սպիտակ և մետաղյա խողովակ, որոնք լավ տեղավորվում են մեկը մյուսի մեջ: Սպիտակ գույնը նախկինում փոքր դրոշի ձող էր, իսկ մետաղը ՝ պղնձե խողովակ: Ես ընտրեցի դրանք, քանի որ դրանք լավ տեղավորվում են մեկը մյուսի մեջ և ունեն ընդամենը մի քանի մմ տրամագիծ: Իրական չափը կարևոր չէ: Դուք կարող եք օգտագործել ցանկացած այլ գործ, որը կարող է կատարել աշխատանքը:

Քայլ 4: Շարժումների փորձարկում

Քանի որ սիմուլյացիոն ծրագրակազմ չի օգտագործվել, սերվոներից եկող շարժումների սահմանները գտնելու միակ միջոցը իրական ֆիզիկական փորձարկումն է: Այս կերպը պատկերված է նկարներում `աչքերի վերև -ներքև շրջադարձի համար: Սահմանները գտնելը անհրաժեշտ է, քանի որ սերվոտների ռոտացիան ունի նաև սահմանափակումներ և ակնկալիքներ աչքի շարժման համար, որպեսզի հնարավորինս բնական տեսք ունենա:

Shownուցադրված նկարների հետ կապված ընթացակարգ սահմանելու համար ես կարող եմ ասել.

1. միացրեք աչքը սերվոյի հետ մետաղալարով
2. ձեր ձեռքով շրջեք սերվոյի լծակը այնպես, որ աչքը զբաղեցնի իր առավելագույն դիրքերը (հետ և առաջ)
3. ստուգեք սերվոյի դիրքը, որպեսզի հնարավոր լինի աչքի համար վերցնել այդ դիրքերը
4. դարձնել (կտրել կամ նմանատիպ) այն տեղը, որտեղ servo- ն կարող է ամուր դիրք զբաղեցնել
5. servo- ն տեղադրելուց հետո նորից հաստատեք, արդյոք դեռ հնարավոր են աչքի առավելագույն դիրքերը:

Քայլ 5: Կոպերի պատրաստում

1. Չափել իրական աչքերի միջև եղած հեռավորությունը:
2. Պլանավորեք աչքերին հավասար տրամագծով երկու կիսաշրջան և դրանք գծեք փրփուրի վրա ՝ կենտրոնների միջև հեռավորությամբ, ինչպես չափված է 1 -ին քայլով:
3. Կտրեք ձեր գծածը:
4. Պինգ -պոնգի գնդակը կտրեք չորս մասի:
5. Պինգ-պոնգի գնդակի յուրաքանչյուր կտրված կտոր կպցրեք այն երկուսից մեկին, որոնք ուղղակի կտրված են կիսաշրջաններ:
6. Կտրեք խողովակների փոքր կտորները, ինչպես երևում է վերջին լուսանկարում և կպցրեք դրանք այնպես, որ դրանք շարվեն: Seeանկալի վերջնական կտորի համար տես վերջին լուսանկարը

Քայլ 6: Աչքերի և կոպերի մեխանիզմների վերջնական տեսք

Որոշ ակնհայտ անճշտություններ կան, բայց հաշվի առնելով չափազանց ցածր արժեքը և «փափուկ» նյութերը, որոնք ես օգտագործել եմ, արդյունքը ինձ գոհացուցիչ է թվում:

Լուսանկարում երևում է, որ կոպերը շրջող servo- ն իրականում շարժում է կատարում մի ուղղությամբ և աշխատանքը թողնում մյուսի աղբյուրի վրա:

Քայլ 7: Պարանոցի մեխանիզմի պատրաստում

Գլուխը պետք է կարողանա թեքվել ձախ կամ աջ, ասենք 90 աստիճան երկու ուղղությամբ և նաև վեր ու վար ոչ այնքան, որքան հորիզոնական պտույտը, ասենք 30 աստիճան վեր և վար:

Ես օգտագործել եմ սանդուղք, որը գլուխը պտտում է հորիզոնական: Մի փոքրիկ ստվարաթուղթ ծառայում է որպես ցածր շփման հարթակ այնպիսի մեխանիզմի համար, ինչպիսին է մուշկը (դեմքը): Առաջին նկարը ցույց է տալիս մեխանիկան: Քայլը երկարաձգում է հորիզոնական պտույտը այն բանից հետո, երբ աչքի հորիզոնական պտույտը հասնում է իր վերին ձախ կամ աջ սահմանին: Հետո կա նաև սահմանափակում ՝ քայլերի պտույտին հետևելու համար:

Վերին և վար գլուխների պտտման համար ես օգտագործել եմ սերվո, ինչպես դա երևում է երկրորդ նկարում: Սերվոյի թևը հանդես է գալիս որպես ճկուն զուգահեռագծի կողմ, որտեղ դրան զուգահեռ կողմը գործում է որպես հիմք տատանի համար: Այսպիսով, երբ servo- ն շրջում է stepper- ի հիմքը հավասարապես պտտվում է: Այդ զուգահեռագծի մյուս երկու կողմերը երկու կոշտ մալուխ են, որոնք ունեն ուղղահայաց ուղղություն և վերև -ներքև շարժվելիս միմյանց զուգահեռ են մնում:

Քայլ 8. Պարանոցի մեխանիզմ 2 -րդ լուծում

Այս քայլում դուք կարող եք տեսնել մեկ այլ հնարավոր լուծում ՝ գլուխը հորիզոնական և ուղղահայաց պտտելու համար: Մեկ քայլով քայլողը կատարում է հորիզոնական պտույտը, իսկ երկրորդը ՝ ուղղահայացը: Որպեսզի դա տեղի ունենա, քայլերը պետք է սոսնձվեն, ինչպես երևում է նկարներում: Վերին աստիճանի վերևում պետք է ամրացնել աչքի մեխանիզմը մուշկի հետ:

Որպես այս մոտեցման անհամապատասխանություն, ես կարող եմ մատնանշել, թե ինչպես է ստորին աստիճանը ամրացված փայտե ուղղահայաց հարթության վրա: Որոշակի օգտագործումից հետո դա կարող է անկայուն դառնալ:

Քայլ 9. Լույսի աղբյուրի տեղադրման տվիչների համակարգի պատրաստում

Լույսի աղբյուրը երեք հարթություններում գտնելու համար ձեզ հարկավոր է առնվազն երեք լուսային տվիչ: Այս դեպքում երեք LDR:

Նրանցից երկուսը (տեղադրված են գլխի ստորին մասի նույն հորիզոնական գծում) պետք է կարողանան ասել լույսի էներգիայի խտության հորիզոնական տարբերությունը, իսկ երրորդը (տեղադրված է գլխի վերին մասում) `համեմատած երկու ստորին լույսի էներգիայի խտության միջին չափումը ուղղահայաց:

Ուղեկցող pdf ֆայլը ցույց է տալիս LDR- ներ պարունակող խողովակների (ծղոտների) լավագույն թեքությունը գտնելու ճանապարհը ՝ գտնվելու վայրի համար առավել վստահելի տեղեկատվությունը լույսի աղբյուր հասցնելու համար:

Տրված ծածկագրով դուք կարող եք ստուգել լուսաչափը երեք LDR- ով: Յուրաքանչյուր LDR- ն ակտիվացնում է համապատասխան LED- ը, որը գծային կերպով լուսավորվում է լույսի էներգիայի մուտքային քանակի նկատմամբ:

Նրանց համար, ովքեր ավելի բարդ լուծումներ են ուզում, ես տալիս եմ փորձարարական սարքի լուսանկար, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես գտնել LDR խողովակների լավագույն թեքությունը (անկյուն φ), որպեսզի մուտքի լույսի նույն անկյունի համար դուք ստանաք ամենաբարձր տարբերությունը LDR- ի չափումներ: Ես ներառել եմ անկյունները բացատրելու ծրագիր: Կարծում եմ, որ սա այն վայրը չէ, որն ավելի շատ գիտական տեղեկատվության համար է: Արդյունքում, ես եկել եմ 30 աստիճանի թեքություն օգտագործելու (չնայած 45 -ն ավելի լավ է):

Քայլ 10. Եվ որոշ խորհուրդներ էլեկտրոնիկայի համար:

4 սերվո ունենալը անհնար է դարձնում դրանք անմիջապես արդուինոյից սնուցելը: Այսպիսով, ես դրանք սնուցում էի արտաքին սնուցման աղբյուրից (ես օգտագործում էի չնչին տրանսֆորմատոր) 6 Վ լարման միջոցով:

Քայլը սնուցվում և կառավարվում էր Adafruit Motorshield V2- ի միջոցով:

Լուսաբջիջը կառավարվում էր arduino uno- ից: Կցված pdf- ն դրա համար պարունակում է ավելի քան բավարար տեղեկատվություն: LDR- ի սխեմայում ես օգտագործել եմ 1K ռեզիստորներ:

Քայլ 11: Մի քանի խոսք օրենսգրքի համար

Կոդի ճարտարապետությունն ունի ռազմավարություն, որ դատարկ հանգույցի ռեժիմը պարունակում է ընդամենը մի քանի տող, և կան մի քանի ռեժիմներ ՝ յուրաքանչյուրի համար մեկական:

Նախքան որևէ բան անելը գլուխը վերցնում է իր սկզբնական դիրքը և սպասում: Սկզբնական դիրքը նշանակում է կոպերը փակ, աչքերը ուղիղ առաջ են նայում կոպերի տակ, իսկ գլխի ուղղահայաց առանցքը ուղղահայաց է հենարանի հիմքի հորիզոնական հարթության վրա:

Նախ ռոբոտը պետք է արթնանա: Այսպիսով, անշարժ կանգնելիս այն ստանում է թեթև չափումներ ՝ սպասելով հանկարծակի և մեծ աճի (կարող եք որոշել, թե որքան), որպեսզի սկսեք շարժվել:

Այնուհետև այն առաջին հերթին շրջում է աչքերը ճիշտ ուղղությամբ, և եթե դրանք չեն կարող հասնել ամենապայծառ կետին, գլուխը սկսում է շարժվել: Յուրաքանչյուր ռոտացիայի համար կա սահմանափակում, որը բխում է մեխանիզմների ֆիզիկական սահմաններից: Այսպիսով, մեկ այլ շինություն կարող է ունենալ այլ սահմանափակումներ ՝ կախված կոնստրուկցիաների (երկրաչափության) մեխանիկայից:

Լրացուցիչ հուշումը կապված է ռոբոտի արձագանքման արագության հետ: Տեսանյութում ռոբոտը միտումնավոր դանդաղ է: Դուք կարող եք հեշտությամբ արագացնել դա ՝ ուշացումն անջատելով (500); որը տեղադրված է ծածկագրի դատարկ օղակում ():

Հաջողություն պատրաստելու գործում: