Hoe PHIL te bouwen - een Light Tracking Robot - Ajarnpa

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

In deze Instructable zal ik je laten zien hoe ik deze tweeassige lichtvolgrobot heb gemaakt met behulp van een Arduino Uno. Alle CAD en code worden meegeleverd, zodat u het zelf kunt bouwen zonder programmeer- of ontwerpvaardigheden. Het enige wat je nodig hebt is een 3D-printer, een Arduino Uno en een paar andere basisonderdelen!

Benodigdheden

Gereedschap dat je nodig hebt:

Een pc (duh)

Een 3D-printer

Soldeerbout (en soldeerdraad)

Schroevendraaier

Materialen:

3D-printfilament (PLA aanbevolen)

Protobord

Zelfklevende rubberen of schuimstrip (optioneel)

Sommige dunne massieve kerndraad

Krimpkous

Kant-en-klare componenten:

Arduino Uno (of compatibel bord)

2 x 100 µF condensatoren geschikt voor 5V

2 Micro-servomotoren

4 Lichtafhankelijke weerstanden (LDR's)

1x 5mm LED

1x 220 Ohm weerstand

4 x 10 kOhm weerstanden

11 x M3 zelftappende schroeven

8 x M2 zelftappende schroeven

4 x M3 machineschroeven met moeren

Stap 1: Alle onderdelen afdrukken

De eerste stap is om alle onderdelen in 3D te printen met behulp van de STL-bestanden die ik heb verstrekt. Ik heb de mijne naar mijn smaak geverfd, maar je kunt het laten zoals het is of verschillende filamentkleuren gebruiken. Dat is aan jou!

Stap 2: Elektronica & Gimble Montage

Voor deze stap kunt u de LDR's en servomotoren installeren en de Arduino op de grondplaat monteren. Houd er rekening mee dat we het stroomverdeelbord nog moeten maken, dus monteer vooraf geen 3D-geprinte onderdelen.

De LDR's installeren:

De robot volgt het licht door de waarden te vergelijken die worden geretourneerd door 4 fotoweerstanden. Hun waarden zullen van elkaar verschillen als de lichtbron niet loodrecht op de volgkop staat, omdat de lichte schaduw een schaduw werpt op sommige LDR's. De Arduino-code zal dan de kop in een X- en Y-as dienovereenkomstig verplaatsen om op het punt te blijven met de lichtbron. Het monteren van de LDR's is heel eenvoudig: ze hebben speciale vakken die in de volgkop zijn ontworpen. Steek gewoon de poten door de gaten, breng superlijm aan en duw het naar binnen totdat het gelijk ligt met het oppervlak.

De servo's installeren:

Schuif de servo's op hun plaats en zet ze vast met M2 zelftappende schroeven zoals afgebeeld. U kunt nu de mechanische montage voltooien door de servohoorns op de daarvoor bestemde beugels te monteren. Hierna kunt u de volgkop met 4 M3 machineschroeven en moeren aan de bovenkant van het geheel bevestigen. Het draaipunt van de X-as kan worden bevestigd met alles dat als een as van 3 mm kan werken. Ik gebruikte een stuk BBQ-spies. Dit voltooit de tweeassige gimble.

De Arduino Uno monteren:

Lijn de schroefgaten op de Arduino uit met de gaten in de basisplaat en zet deze vast met 3 M3 zelftappende schroeven.

Stap 3: Stroomverdeling

Een belangrijk onderdeel van deze robot is het vermogensdistributiebord, dat ervoor zorgt dat het juiste vermogen naar het juiste onderdeel wordt overgebracht. Dit bord helpt ook om spanningsschommelingen te verminderen die worden veroorzaakt doordat de servo's rechtstreeks vanuit de Arduino worden gevoed.

Het bord maken:

Knip een stuk protobord uit, ongeveer 45 x 35 mm groot. Dit zou u voldoende ruimte moeten geven om alle componenten te solderen. Raadpleeg het meegeleverde schakelschema en soldeer de componenten dienovereenkomstig. De servomotoren hebben beide 100 µF condensatoren over hun voedings- en aardingsdraden om spanningsdalingen te voorkomen. De 4 LDR's hebben weerstanden van 10 kOhm als spanningsdeler die met massa is verbonden (zie schakelschema). De power-LED past in een gat op de elektronicabehuizing en heeft een 220 Ohm-weerstand aangesloten om het vermogen te verlagen om te voorkomen dat deze doorbrandt. Als alternatief voor het gebruik van een protoboard, kun je alles eenvoudig in de lucht aan elkaar solderen, hoewel dat behoorlijk rommelig zou zijn.

Stap 4: Volledige montage

Nu het vermogensdistributiebord is gemaakt, is het tijd om alles in elkaar te zetten!

De draden aansluiten:

Soldeer eerst de juiste draden van het stroomverdeelbord naar de verschillende daarvoor bestemde componenten. (Zorg ervoor dat u ze vanaf de onderkant door het gat in het elektronicahuis leidt, anders krijgt u een probleem!) BELANGRIJK: Zorg ervoor dat u de LDR's in de juiste volgorde aansluit, zoals op de afbeelding. Deze nummers komen overeen met de nummers in het schakelschema. Hetzelfde geldt voor de servo's - de onderste is gemarkeerd met "Y" en de bovenste "X". U kunt krimpkous gebruiken om dingen een beetje op te ruimen. Steek nu de resterende draden in de juiste pinnen op de Arduino. De Power-LED kan in het gat boven de USB-poort worden geschoven nadat er wat superlijm is aangebracht.

Assembleren van de 3D-geprinte onderdelen:

De cardanische montage kan nu met 4 M3 zelftappende schroeven aan de bovenkant van de elektronicabehuizing worden bevestigd. Monteer vervolgens voorzichtig de Arduino (die al op de bodemplaat is bevestigd) samen met het vermogensdistributiebord in de elektronicabehuizing en duw totdat de plaat gelijk ligt met de bodem en de schroefgaten zijn uitgelijnd. Bevestig nu met 4 M3 zelftappende schroeven de bodemplaat aan de elektronicabehuizing. Sommige rubberen/schuimvoeten kunnen over de schroeven worden geplaatst om het stabiliteit te geven en te voorkomen dat de schroeven krassen op uw tafels maken.

Stap 5: Coderen

Het is tijd om deze robot wat leven te geven! Zoek de code die ik bij deze stap heb geschreven en upload deze naar de Arduino via de Arduino IDE (kan hier worden gedownload). De robot wordt gevoed via USB, dus je kunt elke standaard USB-stroombron gebruiken om hem op te starten. (bijv. Powerbanks, telefoonopladers, laptops etc.)

Stap 6: Laatste opmerkingen

Je kunt Phil nu een boost geven en hem voor zichzelf laten spreken! Gebruik een zaklamp (of een andere felle lichtbron) en probeer deze te verplaatsen. Het moet het licht volgen waar het ook gaat. Als het werkt, gefeliciteerd, je hebt het correct gebouwd!

Dit was mijn allereerste robotica-project en ik denk dat het redelijk goed is gelukt. Houd er rekening mee dat "Dynagon Robotics" geen bedrijf is, het is gewoon een naam die ik heb bedacht om mijn robotprojecten te vertegenwoordigen.

Veel plezier met maken:)

Tweede prijs in de Robots-wedstrijd