Чакан роботторду куруу: бир кубдук дюймдук микросумо роботторун жана кичирээктерин жасоо: 5 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:43

Бул жерде кичинекей роботторду жана схемаларды куруу боюнча кээ бир деталдар келтирилген. Бул көрсөтмө ар кандай өлчөмдөгү роботторду курууда пайдалуу болгон кээ бир негизги кеңештерди жана ыкмаларды камтыйт. Мен үчүн, электрониканын чоң көйгөйлөрүнүн бири - мен канчалык кичинекей робот жасай алганымды көрүү. Электрониканын эң сонун жери - бул компоненттер укмуштуудай ылдамдыкта кичирейип, арзаныраак жана натыйжалуу боло берет. Элестетип көрүңүз, эгерде автомобиль технологиясы ушундай болсо. Тилекке каршы, азыркы учурда механикалык системалар электроника сыяктуу тез эле өнүгүп жаткан жок. Бул абдан кичинекей роботторду курууда негизги кыйынчылыктардын бирине алып келет: кичинекей жерге батууга аракет кылуу, роботту кыймылга келтирүүчү механикалык система. Механикалык система жана батарейкалар чындыгында кичинекей роботтун көлөмүнүн көбүн ээлешет.pic1 мырза Cube R-16, бир куб дюймдук микро сумо роботун көрсөтүп турат, ал музыкалык зым муруттары менен айлана-чөйрөгө реакция кылууга жөндөмдүү (бампер) которуу). Бул кичинекей кутунун периметрин жылдырып, изилдей алат. Бул Sony TV үчүн орнотулган универсалдуу ТВ инфракызыл алыстан башкаруу пультунун жардамы менен алыстан башкарылышы мүмкүн. Ал ошондой эле Picaxe микроконтроллерине реакция үлгүлөрү менен алдын ала программаланган болушу мүмкүн. Толук маалымат 1 -кадамдан башталат.

1 -кадам: Бир кубик дюймдук роботтун компоненттери

Mr cube R-16, мен курган он алтынчы робот. Бул 1 "x1" x1 "өлчөмүндөгү бир куб дюймдук робот. Ал автономдуу программалоочу жүрүм -турумга жөндөмдүү же алыстан башкарылышы мүмкүн. Бул өтө практикалык же өзгөчө пайдалуу болгон нерсени билдирбейт. Бул жөн гана прототип Бул кичинекей роботту куруу роботторду жана башка чакан схемаларды миниатюризациялоо жөндөмүңүздү өркүндөтүүгө мүмкүндүк берет деген мааниде пайдалуу. Чоңураак мейкиндикте бир эле схеманы куруу үчүн кадимкидей эки эсе көп убакыт талап кылынат. Лайкоодо же жабыштырууда кичинекей тетиктерди жана зымдарды кармап туруу үчүн ар кандай кыскычтар керек. Чакан роботторду жасоодо эң чоң тоскоолдуктардын бири тиштүү кыймылдаткыч болуп саналат. Башкаруу электроникасы (микроконтроллер) кичине боло берет. g аз ылдамдыктагы тиштүү кыймылдаткычтар анча оңой эмес. Мырза Куб 25: 1 катышында иштелип чыккан кичинекей пейджер тиштүү моторлорду колдонот. Бул роботто мен каалагандан ылдамыраак жана бир аз бүдөмүк. Мейкиндикке туура келиши үчүн, моторлор бир дөңгөлөктүн экинчисине караганда алдыга жылышы керек болчу. Муну менен да алдыга, артка жылат жана жакшы айланат. Моторлор перформаттын тактайына 24 калибрдүү зым менен туташтырылып, андан кийин контакттык цемент менен чапталган. Роботтун арткы жагында 4-40 өлчөмүндөгү нейлон болт астындагы схеманын астындагы тыкылган тешикке сайылган. Бул жылмакай пластикалык болттун башы роботту тең салмакка салуучу ролик катары иштейт. Сиз муну 4 -сүрөттүн төмөнкү оң жагында көрө аласыз. Бул роботтун түбүндө дөңгөлөктүн тазалыгын болжол менен 1/32 "түзөт. Дөңгөлөктөрдү орнотуу үчүн, моторлорго орнотулган 3/16" пластикалык чыгырыктар иштетилген жана андан кийин ийрүүдө туура диаметри менен кумдалган. Андан кийин алар нейлон кир жуугучтун ичине туура келген металл жуугучтун тешигине киргизилип, баары эпоксиддештирилген. Дөңгөлөк андан кийин тартылуу үчүн суюк лента резинасынын эки катмары менен капталган. Кичинекей батареялар Эң кичинекей роботтордун дагы бир көйгөйү - бул кичинекей батареяларды табуу. Колдонулуучу тиштүү моторлор иштеши үчүн өтө жогорку токторду (90-115ma) талап кылат. Бул эртең мененки тамакка батарейканы жеген кичинекей роботту пайда кылат. Мен ошол кезде таба алган эң жакшы нерсе, 3-LM44 литий баскычтуу уюлдук батареялар болчу. Бул типтеги өтө кичинекей роботтордун батареянын иштөө мөөнөтү ушунчалык кыска, (бир нече мүнөт), алар адатта практикалыкка жакын эч нерсе кыла алышпайт. Үч 1.5V батарейка үчүн гана орун бар болчу, ошондуктан алар моторлорду да, Picaxe контроллерин да кубатташты. Кичинекей DC кыймылдаткычтары түзө турган электрдик ызы -чуудан улам, баарына бир кубат берүү, адатта, жакшы эмес. Бирок азырынча ал жакшы иштеп жатат. Бул бир дюймдук роботтун мейкиндиги ушунчалык тыгыз болгондуктан, 28 калибрлүү зымдын изоляциясынын калыңдыгы (лента кабелинен) көйгөй болуп чыкты. Мен роботтун эки жарымын эптеп бириктире алдым. Мен роботтун көлөмүнүн болжол менен 85% ы компоненттер менен толтурулган деп эсептейм. Робот ушунчалык кичинекей болгондуктан, өчүрүп-күйгүзүү да көйгөйлүү болгон. Акыр -аягы, мен чийки муруттарды инфракызыл сенсорлорго алмаштырышым мүмкүн. Мен түзмө -түз мейкиндикти колдонууга түгөнүп калдым, андыктан башка нерселерди жабыштыруу, үстү жабуу технологиясына кайрылбастан, кызыктуу маселе болмок. 2 -сүрөттү караңыз. Бул ".1" тилкесинин баштыктары жана розеткалары менен бириктирилген эки жарымдан турат. Бул бардык компоненттерге оңой жетүү мүмкүнчүлүгүн берет, бул микросхемаларды оңдоону же өзгөртүүлөрдү киргизүүнү жеңилдетет. 3 -сүрөт кээ бирлеринин жайгашкан жерин көрсөтөт. МАТЕРИАЛДАР2 GM15 Gear Motors- 25: 1 6мм Планетардык Тиштүү Пейджер Мотору: https://www.solarbotics.com/motors_accessories/4/18x Picaxe микроконтроллери жеткиликтүү: https://www.hvwtech.com/products_list.asp ? CatID = 90 & SubCatID = 249 & SubSubCatID = 250L293 мотор контроллери DIP IC: https://www.mouser.comPanasonic PNA4602M инфракызыл детектору: https://www.mouser.com30 AWG Beldsol жылуулук сыйрылуучу (solderable) магнит зымы: https:// www.mouser.com3 LM44 1.5V. Литий баскычтуу уюлдук батареялар: https://www.mouser.com Кичи көк күйгүзүү: https://www.jameco.comТоникалык ширетүүчү-.015 "розин өзөктүү ширетүүчү: https:// www.mouser.comResistors жана 150 uf танталдык конденсатор. 1 "стекловолокно жез изделген перфорд: https://www.allelectronics.com/cgi-bin/item/ECS-4/455/SOLDERABLE_PERF _BOARD, _LINE_PATTERN_.htmlPerformix (tm) суюк лента, кара-Wal-Martдо же

2 -кадам: Бир кубик дюймдук роботтун схемасы

Сүрөт 4 роботтун негизги схемалары болгон 18x Picaxe микроконтроллеринин жана L293 мотор контроллеринин жайгашкан жерин көрсөтөт. Курулуп жаткан учурда, мен Picaxe же L293тин үстүнкү версиясын ала алган жокмун. ICSтин үстүнкү катмарын колдонуу кошумча схемаларга жана сенсорлорго көбүрөөк орун калтырат. 18x Picaxe Microcontoller Алардын эс тутуму азыраак жана PicMicros, Arduino, Basic Stamp же башка микроконтроллерлердей ылдам болбосо да, алар кичинекей эксперименталдык роботтор үчүн жетиштүү ылдам. Көбүрөөк ылдамдык же эс тутум керек болгондо, алардын бир нечесин оңой эле туташтырса болот. Алар да абдан кечиримдүү. Мен аларды түз эле ширетип, кыскартып, чыгымдарын ашыкча жүктөп койгом, мен дагы бирөөнү күйгүзө элекмин. Алар BASIC программалоо тилинде программаланышы мүмкүн болгондуктан, көпчүлүк микроконтроллерлерге караганда программалоо да оңой. Эгерде сиз чындап эле кичинекей курууну кааласаңыз, 08M жана 18x Picaxe контроллери жер үстүндө орнотуу формасында жеткиликтүү (SOIC-Small Outline Integrated Circuits). Picaxe микроконтроллерлери менен жасай турган кээ бир долбоорлорду көрүү үчүн, сиз карап көрсөңүз болот: https://www.inklesspress.com/picaxe_projects.htmL293 Motor Controller L293 мотор контроллери - бул кичинекей роботтун эки моторун башкаруунун эң сонун жолу. Микроконтроллердин төрт чыккычы эки мотордун кубатын башкара алат: алдыга, артка же өчүк. Кыймылдаткычтардын кубаттуулугу алардын ылдамдыгын көзөмөлдөө үчүн импульстуу (PWM-pulse туурасы модуляциясы) болушу мүмкүн. Dead Bug Style L293 контроллерин орнотуу үчүн перфорборддо орун жок болчу, андыктан ал өлүк мүчүлүштүктөрдүн техникасы менен орнотулган. Бул жөн эле IC тескери бурулганын жана жука зымдардын түз бүктөлгөн же кыскартылган казыктарга ширетилгенин билдирет. Андан кийин аны схемага жабыштырууга же каалаган бош орунга орнотууга болот. Бул учурда, L293 ширетилип, текшерилгенден кийин, мен аны бош орунга тыгылып калганда эч нерсе жетпеши үчүн камсыз кылуу үчүн аны дайыма колдо болгон суюк лента резинасынын эки катмары менен каптадым. Таза контакт цемент да колдонулушу мүмкүн. Өлгөн мүчүлүштүктөрдүн стилин колдонуу менен микросхемалардын курулушунун эң жакшы мисалы үчүн бул жерди караңыз: https://www.bigmech.com/misc/smallcircuit/Pic 5 мен өзгөрткөн жардамчы колдорду көрсөтөт кичинекей аллигатор клиптерин өлүү ката стили боюнча ICлерге кичинекей зымдарды кошууга жардам берүү үчүн перфордборго кошуу менен. Сүрөт 6 мырза Cube роботунун схемасын көрсөтөт. дюйм-робот-sm.wmv шилтемеси боюнча. Бул роботту моторлордун импульстук модуляциясын колдонуу менен кыскарган эң жогорку ылдамдыктын 30% га жакындыгын көрсөтөт.

3 -кадам: Робот куруу боюнча кеңештер жана амалдар

18 робот кургандан кийин, бул жерде мен кыйын жолду үйрөндүм, кээ бир нерселер бар. Бөлөк кубат булактары Эгерде сизде боштук болсо, сиз микроконтроллер жана анын микросхемалары жана моторлору үчүн өзүнчө электр энергиясын колдонсоңуз, өзүңүздү көп кыйынчылыктардан куткарасыз. Моторлор чыгарган өзгөрмөлүү чыңалуу жана электрдик ызы -чуу роботуңузга абдан туура келбеген жоопторду берүү үчүн микроконтроллер менен сенсордун киришине зыян келтириши мүмкүн. Компоненттер сейрек иштен чыгат же бузук. Эгерде сиздин дизайныңыз жарактуу болсо жана схема иштебесе, бул сиздин зымдарыңызда дээрлик дайыма ката болот. Тез райондук прототиптештирүү боюнча маалымат алуу үчүн бул жерди караңыз: https://www.inklesspress.com/fast_circuits.htmI анда роботтун корпусуна бардык моторлорду жана сенсорлорду орнотуп, микроконтроллерди аларды башкарууга программалаңыз. Баары жакшы иштеп жаткандан кийин гана, мен схеманын туруктуу ширетилген версиясын жасоого аракет кылам. Мен муну ал дагы эле роботтун корпусунан бөлөк турганда сынап көрөм. Эгер бул иштесе, анда мен аны роботко биротоло орнотом. Эгерде ал иштебей калса, анда көбүнчө ызы -чуу көйгөйлөрү себеп болот. Ызы -чуу көйгөйлөрү Мен туш болгон эң чоң көйгөйлөрдүн бири - электр чуусу. Бул көбүнчө DC кыймылдаткычтарынан чыккан электрдик же магниттик ызы -чуудан келип чыгат. Бул ызы -чуу сенсордун киришин, ал тургай микроконтроллерди да басып кетиши мүмкүн. Муну чечүү үчүн, моторлордун жана зымдардын микроконтроллериңизге кирүүчү эч кандай линияга жакын эмес экенине ынансаңыз болот. 7-сүрөт Sparky, R-12, мен жасаган роботту көрсөтөт, ал 2-марканы микроконтроллер катары колдонот. Мен алгач роботтон алыс негизги схема менен сынап көрдүм жана негизги программалоону кылгандан кийин баары жакшы иштеди. Мен аны моторлордун үстүнө орноткондо жинди болуп, таптакыр карама -каршы келген. Мен мотор менен схеманын ортосуна негизделген жез капталган тактаны кошууга аракет кылдым, бирок айырмасы жок. Мен акыры робот кайра иштей электе 3/4 дюймду (көк жебелерди карагыла) физикалык түрдө көтөрүүгө туура келди. Кичинекей роботтордо кыйратуучу ызы -чуунун дагы бир жалпы булагы пульсирлөөчү сигналдар болушу мүмкүн. Эгер PWM сигналдарын сервоско же моторго жөнөтсөңүз, зымдар антенна сыяктуу иштей алат жана сиздин кирүүчү линияңызды чаташтыра турган сигналдарды жөнөтө алат. Мунун алдын алуу үчүн микроконтроллердин кирүү жана чыгуучу зымдарын мүмкүн болушунча ажыратып туруңуз. Ошондой эле электр өткөргүчтөрүн моторлорго кирүүчү линиялардан алыс кармаңыз. кичинекей схемаларды 30-36 калибрлүү магнит зымын колдонуу менен чечсе болот. Мен кээ бир долбоорлор үчүн 36 калибрлүү зымды колдондум, бирок ушунчалык акылдуу экенин байкадым, аны чечүү жана колдонуу кыйын болду. Жакшы компромисс-30 калибрлүү магнит зымы. Жөнөкөй магнит зымды колдонсо болот, бирок мен жылуулуктан ажыратылуучу магниттик зымды жакшы көрөм. Бул зымдын изоляциясын ээритүү үчүн жетишерлик жылуулук менен ширетүү аркылуу чечиле турган каптоо бар. Легирлөө учурунда жабууну сыйрып салууга 10 секундага чейин убакыт кетет. Кээ бирөөлөр үчүн назик компонент светодиоддорго же ICлерге ширетүү сыяктуу, бул зыяндуу жылуулук болушу мүмкүн. Мен үчүн эң жакшы компромисс - бул жылуулуктан ажыратылуучу магниттик зымды колдонуу, бирок аны бир аздан мурда чечип салуу. Мен адегенде курч бычакты алып, аны магнит зымынын үстүнөн жылдырып, капкакты алып таштайм, андан кийин зымды диаметри боюнча абдан жакшы сыйрылганча айлантам. Анан чечилген зымдын учун жакшылап консерваланганга чейин ширетем. Андан кийин, сиз аны тез эле кандайдыр бир назик компонентке жылытуу мүмкүндүгү аз болот. Жука SolderWhen компоненттер бири -бирине абдан жакын болгондо, аларды бышырбастан жана жакынкы төшөмөлөрдү жана зымдарды кыскартпастан аларды ширетүү кыйын болушу мүмкүн. Эң жакшы чечим - кичинекей учтуу жөнгө салынуучу жылытуучу үтүктү (1/32 ") жана эң жука ширетүүнү колдонуу. Стандарттык ширетүү адатта.032" диаметри, ал көпчүлүк нерселер үчүн жакшы иштейт. Ичке.015 "диаметри бар ширеткичти колдонуу түйүндөгү ширетүү көлөмүн оңой көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет. Эгерде сиз эң аз керектөөчү ширени колдонсоңуз, анда ал эң кичинекей көлөмдү гана ээлебестен, ошондой эле түйүндү тез эритүүгө мүмкүндүк берет. Бул мүмкүн болушунча. Бул IC жана жер үстүндөгү светодиод сыяктуу назик компоненттердин өтө ысып кетишине жана зыян келтирүү мүмкүнчүлүгүн азайтат. Бетке орнотуу компоненттери Бетке орнотуу компоненттери миниатюризацияда эң сонун нерсе. SOIC өлчөмүндөгү ICлерди колдонуу үчүн мен көбүнчө ичке ширетүүчү жана магниттик зымды колдоном. SOIC сындыруучу такталарды же схемаларды жасоонун жолу бул жерден караңыз: https://www.inklesspress.com/robot_surface_mount.htm Soldering ордуна компоненттерди жабыштыруу Кээ бир бетине орнотулган компоненттерди да түздөн -түз схемаларга чаптап койсо болот. Бул светодиоддорго жана ICлерге жабыштырылышы керек. Караңыз: https://www.instructables.com/id/Make-Conductive-Glue-and-Glue-a-Circuit/Бул иштөөдө бир аз кыйын болушу мүмкүн, анткени капиллярдык иш-аракет wick c индуктивдүү клей жарык диоддордун жана башка компоненттердин астына орнотулат жана аларды кыска кылат. Өткөргүс эмес желимди колдонуп компоненттерди жабыштыруу Мен жакында эле өткөрбөгөн клейди колдонуп жез микросхемалардын такталарына жана өткөргүч кездемелерге компоненттерди жабыштыруу менен тажрыйба жүргүзүп келем. өткөргүч эмес желим менен жабышкан LED диоддорун колдонгон 12 вольттук жарык тилкесинен (жарыктандырылбаган жана күйгүзүлгөн). Эгерде сиз жездин изине так лак менен жука пленканы коюп, анан LEDди физикалык жактан кыссаңыз жана 24 саат кургатсаңыз, сизде электр өткөргүч жакшы механикалык бирикме калат. Лак клейи эффективдүү түрдө кичирейтет жана жетектөөчү контакттарды жездин изине жакшы механикалык байланышты түзөт. Ал толук 24 саат бою кысылышы керек. Андан кийин, аны өткөрүмдүүлүк үчүн текшере аласыз. Эгерде ал күйүп калса, анда клейдин экинчи катмарын кошсоңуз болот. Экинчи катмар үчүн мен так контакт цементин колдоном, мисалы, Welders же Goop. Бул жоон клей компоненттерди курчап турат, ошондой эле жез издери менен жакшы бекем байланышты камсыздоо үчүн кургап баратканда кичирейет. Кайра кургатуу үчүн 24 саат күтө туруңуз, канча убакытка созулаары жөнүндө күмөндүү болуп, мен жети күн жана түн ичинде 8 -сүрөттөгү көк LED жарык тилкесин калтырдым. Райондун каршылыгы убакыттын өтүшү менен азайды. Бир нече ай өткөндөн кийин, тилке дагы деле толугу менен күйүп, каршылыктын эч кандай далили жок. Бул ыкманы колдонуп, мен кичинекей беттик LED диапазондорун ийгиликтүү чаптап койдум-0805-чоңураак жана жезден жасалган перфордго. Бул техника чындыгында кичинекей микросхемаларды, LED дисплейлерди жана роботторду жасоодо кээ бир убадаларды көрсөтөт.

4 -кадам: Эрежелерди бузуу

Чындап эле кичинекей роботторду жасоо үчүн, жогоруда айтылган көптөгөн эрежелерди бузууга туура келиши мүмкүн. Мистер Кубду жасоо үчүн мен төмөнкү эрежелерди буздум: 1- Мен моторлор үчүн жана микроконтроллер үчүн бир эмес, бир кубат менен камсыз кылдым.2- Picaxe микроконтроллерин моторго абдан жакын орноттум. аз ток тартуу үчүн бааланат жана алар иштелип чыккандан алда канча жогору агымдарда чуркашты. Бул батарейкалардын иштөө мөөнөтүн абдан чектейт.4- Мен бардык зымдарды кроссталк жана электрдик ызы-чуу көйгөйлөрүн жаратуучу hodgepodgeдо чогуу тыгып койдум. Мен андай кылбаганым үчүн бактылуу болдум.5- Мен роботту биринчи нанга отургузбай туруп, зым менен байланыштырдым. Бул микросхеманы мүчүлүштүктөрдү оңдоону кыйындатат. Cube Mr. Picaxe программалоо кодун жүктөп алсаңыз болот: https://www.inklesspress.com/mr-cube.txt Эгерде сиз мен курган башка роботторду көргүңүз келсе., Сиз барсаңыз болот: https://www.inklesspress.com/robots.htmPic 9да мен кура баштаган мистер Куб жана Мырза Куб эки, R-18, 1/3 куб дюймдук робот көрсөтүлөт. 5 -кадам боюнча маалымат.

5 -кадам: Экинчи Куба мырза: 1/3 кубдук дюйм роботун жасоо

Иштеген бир куб дюймдук роботту жасагандан кийин, мен кичине нерсени сынап көрүшүм керек болчу. Мен 1/3 куб дюймдун тегерегиндеги роботту көздөп жатам. Бул учурда, Мырза Cube Two болжол менен.56 "x.58" x.72 ". Анын автономдуу түрдө жылышына мүмкүндүк бере турган 08 Picaxe микроконтроллери бар. Сүрөт 10 роботту сызгычта көрсөтөт. Сүрөт 11 экинчисин көрсөтөт роботтун эки тарабы cr1220 3 вольттуу литий батареялары жана алар Picaxe менен моторлорду иштетүү үчүн жетиштүү кубаттуулукка ээ болобу же жокпу, азырынча белгисиз. Дагы батарейкалар керек болушу мүмкүн. Пейджердин эки мотору роботту жылмакай бетке жылдыруу үчүн жакшы иштейт. Picaxe микроконтроллери орнотулган жана программаланган жана сыналган. Ошентсе дагы SOIC L293 мотор контролери жана инфракызыл чагылтуу сенсору кошулат. Сенсорлору жана микроконтроллери бар эң кичинекей автономдуу роботтордун бири бол. Бул кичинекей робот болгону менен, программалоочу кичинекей ышкыбоз роботтор барбы? Ооба, чын. Кара: 1cc Robot: https://diwww.epfl.ch/lami/ mirobots/smoovy.htmlPico роботу:

Instructables жана RoboGames роботтор конкурсунун экинчи сыйлыгы

Instructables китеп конкурсунда биринчи сыйлык