The Carpet Crawler - een BEAM Robot. - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

De Carpet Crawler is een kleine robot die schuifelend over je vloer schuift. Bekijk de video en je zult zien hoe het zijn naam kreeg (dat, en ik ben een oude progrockfan in hart en nieren!). BEAM staat voor Biology, Electronics, Aesthetics, Mechanics en is een school voor robotontwerp die werkt volgens de KISS-filosofie - ik geef de voorkeur aan de definitie "Keep It Sweet and Simple". Google voor 'beam robotics' en je zult een ware overvloed aan sites vinden. Het 'brein' van deze robot is een vergrendelingsrelais, de sensoren zijn een paar microschakelaars en de 'spier' is een aangepaste servomotor. Energie komt van 2 x AAA batterijen. Een paar LED's fleuren de boel een beetje op. De originele video werd bijna onmiddellijk (in de VS) geblokkeerd door de copyright-stazi, dus hier is het zonder de muziek. Kijk HIER om het gelijknamige nummer te horen (maar geen Peter Gabriel op deze).

Stap 1: Gereedschappen en materialen

Bijna geen speciaal gereedschap nodig - U hebt alleen standaard elektronische werkbankgereedschappen nodig. U hebt echter een zeer kleine kruiskopschroevendraaier nodig om de servo te openen. Messing strip - 1/32" x 1/4" x 8" Gewoon stripboard 2 restanten van koperstrip stripboard M2 (2 mm) moeren en bouten Micro RC servo (7,5 g) met hoorns en schroeven. DPCO vergrendelend 3 Volt relais - ik heb de mijne van Farnell (9899600) (Ze doen niet langer PCB-montage. Dit is de SMD-versie - kleiner) 2 x miniatuur microschakelaars. De mijne kwam uit een paar CD-ROM-drives 2 x LED's - ik gebruikte rode. (Blauw of wit mag werkt niet in deze toepassing) 1 x 100R-weerstand (gebruik 47R bij gebruik van gele of groene LED's) 2 x AAA-batterijhouder en batterijen Thin link-draad In het VK gebruiken we zowel imperiale als metrische maatregelen. Persoonlijk denk ik meestal imperiaal maar meet metrisch. Ter referentie: 3 mm is 1/8" 25 mm is 1" 305 mm = 1'.

Stap 2: De servo aanpassen

Een standaard radiobesturingsservo is ontworpen om te worden aangedreven door een reeks pulsen om de uitgaande as nauwkeurig te positioneren over 160 graden of zo volgens de invoerpulsbreedte. Dit is niet wat ik wil voor dit project, maar een servo is ook een motor en een versnellingsbak in een kleine doos, en dat is het! Er zijn twee manieren om een servo aan te passen voor continue rotatie. Een daarvan is het behouden van enige snelheids- en richtingsregeling van de motor door de besturingselektronica te 'tricken'. Dit heeft nog steeds de pulstrein-ingang nodig om het te besturen. Ik wil dit niet. De andere manier is om de besturingselektronica te hacken en de ingangsdraden rechtstreeks op de motor aan te sluiten, wat betekent dat u de motorsnelheid en -richting rechtstreeks moet regelen. Dit is wat ik hier heb gedaan. Ik heb dit enige tijd geleden gedaan zonder foto's te maken, dus ik geef je DEZE link naar Guibot's Instructable. Servo's variëren, maar het principe is hetzelfde: - Stop potentiometer die beweging beperkt: Knip de eindstop op het tandwiel af: Sluit de motorkabels aan op de voedingskabels. Leg de tandwielen in lijn terwijl je de versnellingsbak demonteert, want ze zijn verrassend lastig terug te zetten als je de volgorde verliest. Als je geen siliconenvet hebt, bewaar dan zoveel mogelijk terwijl je dit doet en smeer het terug op de aanrakende oppervlakken wanneer je de servo weer in elkaar zet.

Stap 3: De mechanica

Kijk naar de foto's voor detail hoe het chassis in elkaar zit. Als ik dit opnieuw zou doen, zou ik het stripboard een paar gaten langer maken en het relais aan de achterkant van de batterijen monteren. Gebruik de 2 mm moeren om een pilaar te maken waar de servo op kan zitten, en draai alles stevig vast, maar zorg ervoor dat je de servo-montagenokken niet te zwaar belast. Ik ontdekte dat de beste manier om het stripboard weg te snijden was met scherpe messen, eerst een klein deel van het midden van het gebied vasthouden en draaien, en dan aan elke kant wegknabbelen, gat voor gat. Gebruik een bankschroef om de eerste bocht op de koperen strip te plaatsen en pas vervolgens de hoek aan met een tang. Ik heb een Dremel gebruikt om een beetje een rand te geven voor meer grip voor en achter. Monteer de servo en plaats het voorste paar hoorns voordat u het messing boort, en boor en monteer één voor één om de gaten op de juiste plaatsen te krijgen. Gebruik de kleine schroeven die bij de servo worden geleverd om de voorste strips en langere zelftappers voor de achterkant te bevestigen, omdat deze ook fungeren als een mechanische eindstop door op het stripboard te slaan. Plaats een stuk krimpkous van 3 mm over de lange schroeven. De microschakelaars worden met contactlijm op de servo gelijmd en zo geplaatst dat de lange schroef de microschakelaar net voor de mechanische eindstop vastklikt. Boor een gat in de basis van de batterijhouder om op de bovenkant van de bout te passen en laat deze plat op het bord zitten. Bevestig met hete lijm.

Stap 4: De theorie

Het slimme van de Crawler is het vergrendelingsrelais. In tegenstelling tot een normaal relais, blijft de stroom van een vergrendelende relaisspoel, zodra de stroom wordt verwijderd, in de staat waarin deze zich bevindt. Om hem om te draaien, pulseert u de spoel met de tegenovergestelde polariteit en verandert deze van status en blijft daar tot de volgende omslag. Het is een relais met een geheugen! De bedrading van de DPCO-contacten (dubbelpolige omschakeling) keert de polariteit naar de motor om (dus de richting omkeert) bij elke omkering van het relais. De pulsen naar de relaisspoel komen van de twee microschakelaars die worden geactiveerd wanneer de relaishoorn elke eindstop bereikt. Wanneer elke schakelaar wordt geactiveerd, wordt de spoel bekrachtigd totdat de motor is omgekeerd en de claxon van de eindstop wegdrijft.

Stap 5: De elektronica

Ik ontdekte dat ik het SMD-relais op een stukje veroboard kon monteren om er gemakkelijker verbindingen mee te maken. De steek van de pen/gat is heel anders, maar met de dunheid van de pennen en de afstand tussen de gaten werkte het. De pinnen zijn maar net lang genoeg, dus snijd de kleine plastic nokjes op het relais af met een hobbymes om een extra fractie te geven, en soldeer heel voorzichtig. Het LED-bord is een ander stukje stripboard. De LED's zijn parallel maar aangesloten zodat de stroom die de ene kant opgaat, de ene verlicht en de andere kant op. Soldeer ze met de grote terminal van de ene aan de kleine terminal van de andere. Ik heb dezelfde kleur draden gebruikt als het schakelschema om het gemakkelijker te volgen te maken. Verbind de kleine borden met het relais, de schakelaars en de motor met behulp van dunne verbindingsdraad. Knip de draden op lengte en soldeer ze aan de platen en bevestig ze vervolgens aan de servo- en batterijhouder met hete lijm. De aan/uit-schakelaar is een klein stukje taps toelopend hout dat wordt ingebracht om de batterij weg te halen van het houdercontact.

Stap 6: de crawler laten kruipen

De kleine bruut startte de eerste keer en kroop weg. Als de jouwe aan één kant vastloopt en niet wil wijken, verwissel dan de motoraansluitingen om het goed te maken. Met vallen en opstaan ontdekte ik dat het meer grip kreeg als ik de hoeken een beetje plat maakte. Als het naar links of rechts gaat, draai dan voorzichtig aan de arm van de microschakelaars om de beweging gelijk te maken. Nu we het toch over robots hebben, wil je misschien mijn verhaal over de Instructables Robot lezen. "The Carpet Crawlers" is een nummer van het album "The Lamb Lies Down on Broadway" van Genesis, voordat ze de Phil Collins-band werden. Ik zag ze tijdens de 'Lamb'-tour in 1975, en het beeld van Peter Gabriel die over het podium glibbert in het Slipperman-kostuum (met de opblaasbare genitaliën) is er een die niet snel wordt vergeten.