Obstakel vermijden van LEGO-robot: 8 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

We houden van LEGO en we houden ook van Crazy Circuits, dus we wilden de twee combineren tot een eenvoudige en leuke robot die kan voorkomen dat hij tegen muren en andere objecten aanloopt. We laten u zien hoe we de onze hebben gebouwd en geven een overzicht van de basisprincipes die nodig zijn, zodat u uw eigen kunt bouwen. Jouw versie komt misschien niet precies overeen met de onze, en dat is oké.

Hieronder vindt u een lijst met de elektronische onderdelen die we hebben gebruikt en een lijst met de LEGO-onderdelen die we hebben gebruikt. Je onderdelen kunnen variëren, dus wees niet bang om je eigen ding te doen.

Als je onze projecten leuk vindt en meer wilt zien van wat we elke week doen, volg ons dan op Instagram, Twitter, Facebook en YouTube.

Benodigdheden:

Brown Dog Gadgets verkoopt inderdaad kits en benodigdheden, maar je hoeft niets van ons te kopen om dit project te maken. Maar als je dat doet, helpt het ons wel bij het maken van nieuwe projecten en hulpmiddelen voor docenten.

Elektronische onderdelen:

1 x Crazy Circuits-roboticabord

2 x LEGO-compatibele continue rotatie 360 graden servo

1 x HC-SR04 ultrasone afstandssensor

4 x Dupont vrouwelijke naar vrouwelijke draden

1 x USB-powerbank

(We hebben een kleine USB-powerbank gevonden die goed in onze robot past. Mogelijk moet je je robot zo ontwerpen dat hij past bij de USB-powerbank die je bij de hand hebt, of je kunt ook je eigen batterij gebruiken.)

LEGO-onderdelen:

We hebben verschillende onderdelen gebruikt, maar je moet je vrij voelen om de jouwe te bouwen zoals je wilt, met behulp van de LEGO-onderdelen die je bij de hand hebt. De belangrijkste dingen die u moet doen, is een manier hebben om de servo's aan de onderkant te monteren, de ultrasone sensor zodat deze naar voren kan wijzen en een manier om het roboticabord en de stroombron op hun plaats te houden. In een mum van tijd kun je wat tape of elastiekjes gebruiken om dingen te bevestigen waar nodig. We hebben links naar elk onderdeel op BrickOwl geplaatst, maar je kunt ze overal vinden waar LEGO of LEGO-compatibele onderdelen worden verkocht.

2 x LEGO Wigriemwiel (4185 / 49750)

1 x LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245

1 x LEGO Technic Kruisblokbalk 3 met vier pinnen (48989 / 65489)

1 x LEGO Technic Steen 1 x 6 met Gaten (3894)

2 x LEGO As 4 met Eindstop (87083)

4 x LEGO Halve Bus (32123 / 42136)

4 x LEGO Steen 2 x 2 Rond (3941 / 6143)

1 x LEGO Plaat 6 x 12 (3028)

Stap 1: Bouw je LEGO-basis

We begonnen met een 6 x 12 LEGO-basis, de kleinste waarmee we konden bouwen. Je kunt desgewenst groter gaan, maar kleiner kan een uitdaging zijn.

De breedte van onze robot werd bepaald door de USB Power Bank die we hadden, omdat we hem op zijn plaats moesten kunnen schuiven. Voor een grotere batterij is mogelijk een grotere robot nodig.

Maak je basis hoog genoeg voor de batterij en laat ruimte erboven voor het roboticabord.

Stap 2: Wielen toevoegen

Elke servomotor moet aan de onderkant van uw robotbasis worden gemonteerd.

We hebben hiervoor deze onderdelen gebruikt:

• LEGO As 4 met Eindstop (87083)
• LEGO Halve Bus (32123 / 42136)
• LEGO Steen 2 x 2 Rond (3941 / 6143)

Je hebt 4 van elk onderdeel nodig om de 2 servo's te monteren.

Eenmaal gemonteerd kun je het wiel toevoegen, dit is LEGO Wedge Belt Wheel (4185 / 49750).

Net als andere LEGO-builds zijn er veel opties! De bovenstaande servo / wielbevestiging is wat voor ons werkte, maar je kunt iets anders proberen.

Stap 3: Voeg zwenkwiel toe

Ons zwenkwiel laat onze robot rollen, aangedreven door de twee wielen die aan de servo's zijn bevestigd, waarbij het zwenkwiel fungeert als het "derde wiel", zodat onze robot gemakkelijk kan draaien en bewegen.

Dit zijn de onderdelen die we hebben gebruikt voor onze zwenkwielbevestiging:

• LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245
• LEGO Technic Kruisblokbalk 3 met vier pinnen (48989 / 65489)
• LEGO Technic Steen 1 x 6 met Gaten (3894)

In een eerdere versie van onze robot gebruikten we slechts een paar ronde LEGO-stukken als "poot" en die werken prima op een glad oppervlak zoals een tafel, maar werken niet goed op vloerbedekking of een niet-gladde vloer. Als je geen zwenkwiel bij de hand hebt, overweeg dan de "poot" -optie.

Stap 4: Afstandssensor toevoegen

We willen de ultrasone afstandssensor aan de voorkant van de robot monteren, zodat hij kan "zien" waar hij heen gaat en weet wanneer hij moet stoppen voordat hij een obstakel raakt.

We hebben een LEGO-compatibele houder voor de ultrasone sensor in 3D geprint. Je kunt het bestand op Thingiverse vinden als je het wilt gebruiken:

Als u geen toegang hebt tot een 3D-printer, kunt u een manier bedenken om de sensor op zijn plaats te houden met behulp van enkele LEGO-stukken, tape, elastiekjes, ritssluitingen of een andere methode. Het belangrijkste is dat het moet wijzen naar waar de robot naartoe gaat als hij vooruit gaat.

Stap 5: Roboticabord toevoegen

Het Robotics Board is het brein van deze operatie. Het is bedoeld om bovenop LEGO-stenen te zitten, dus montage is eenvoudig.

Meestal wordt het roboticabord gebruikt met geleidende tape om circuits direct op LEGO's te bouwen, maar aangezien we slechts twee servo's en een afstandssensor gebruiken, kunnen we die rechtstreeks in de header-pinnen op het bord steken.

We willen het bord zo oriënteren dat je de USB-kabel gemakkelijk kunt aansluiten voor stroomvoorziening. (We hadden het geluk een zeer korte USB-kabel te vinden in onze "Giant Bin of Random Cables")

U kunt nu de sensor en de servo's aansluiten!

Voor de sensor moet je de echo-pin aansluiten op pin 3 op het Robotics-bord, vervolgens de trigger-pin aansluiten op pin 5, dan VCC op 5V en Gnd op GND. Hierdoor wordt de sensor van stroom voorzien en kan hij met het roboticabord praten.

Vervolgens moet u elke servoconnector bevestigen. Ze zijn eenvoudig aan te sluiten, zorg er gewoon voor dat de bruine draden op GND zijn aangesloten, de rode draden op 5V en de oranje draden op pin D6 voor de linker servo en D9 voor de rechter servo.

Stap 6: Programmeer het roboticabord

Voordat onze robot werkt, moet je de code uploaden naar het Robotics Board. Als je dit nog niet hebt gedaan, zorg er dan voor dat je de nieuwste versie van de gratis Arduino IDE-software op je computer hebt geïnstalleerd.

Onze code is te vinden op onze GitHub-repo, die u hier kunt vinden:

github.com/BrownDogGadgets/CrazyCircuits/tree/master/Projects/Avoidance%20Robot

De code is eenvoudig en er is veel commentaar op geleverd om uit te leggen wat alles doet.

Je hebt ook de NewPing-bibliotheek nodig, die je hier kunt vinden:

Stap 7: Laat uw robot zwerven

Zodra je je robot hebt gebouwd en de code is geüpload naar het Robotics Board, kun je hem testen!

De eenvoudigste manier is door de USB Power Bank aan te sluiten en uw robot vooruit te laten rollen. Als u uw hand ervoor plaatst, moet deze achteruit gaan, draaien en dan weer vooruit gaan. (Laat het niet van een tafel rollen!)

We hebben een eenvoudige zeshoekige kartonnen "arena" gebouwd waarin onze robot kan rondrollen met behulp van een oude kartonnen doos. Voel je vrij om creatief aan de slag te gaan met wat je in huis hebt.

Stap 8: Ga verder

Hieronder staan enkele vragen en een extra activiteit als je wat verder wilt gaan met dit project.

Vragen

Wat heb je geleerd bij het bouwen van je robot?

Wat bepaalde je keuzes in gebruikte LEGO onderdelen?

Zou je robot sneller rollen als hij grotere wielen had?

Extra activiteit

Er zijn twee variabelen in de code (hieronder weergegeven) die u kunt aanpassen en die de hoeveelheid tijd veranderen die de robot loopt wanneer hij achteruit rijdt en vervolgens draait om een muur te vermijden. Voel je vrij om de goBackwardTime en turnRightTime te wijzigen en te zien hoe de acties van de robot worden beïnvloed. Onthoud dat wanneer u wijzigingen aanbrengt in uw code, u deze opnieuw moet uploaden naar uw robot.

// stel in hoeveel milliseconden je robot achteruit beweegt

int goBackwardTime = 1000; // stel in hoeveel milliseconden uw robot zal draaien voor int turnRightTime = 1000;

(Opmerking: 1000 milliseconden is gelijk aan 1 seconde.)

We hopen dat je genoten hebt van onze Crazy Circuits Avoidance Robot, en dat je er zelf een hebt kunnen bouwen. We vonden het leuk om die van ons te bouwen en met jullie te delen!