Obstáculo para evitar o robô LEGO: 8 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Adoramos LEGO e também adoramos Circuitos Malucos, por isso queríamos combinar os dois em um robô simples e divertido que pudesse evitar bater em paredes e outros objetos. Mostraremos como construímos o nosso e descreveremos os fundamentos necessários para que você possa construir o seu próprio. Sua versão pode não corresponder exatamente à nossa, e tudo bem.

Abaixo está uma lista das peças eletrônicas que usamos e uma lista das peças de LEGO que usamos. Suas peças podem variar, então não tenha medo de fazer suas próprias coisas.

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Suprimentos:

Na verdade, a Brown Dog Gadgets vende kits e suprimentos, mas você não precisa comprar nada de nós para fazer este projeto. Se você fizer isso, ajudará a nos apoiar na criação de novos projetos e recursos para professores.

Partes eletrônicas:

1 x placa de robótica de circuitos loucos

2 x servo de rotação contínua de 360 graus compatível com LEGO

1 x HC-SR04 Sensor de distância ultrassônico

4 x fios Dupont Feminino para Feminino

1 x banco de energia USB

(Encontramos um pequeno USB Power Bank que se encaixa perfeitamente em nosso robô. Você pode precisar projetar seu robô para caber no USB Power Bank que você tem em mãos, ou você também pode usar sua própria bateria.)

Peças LEGO:

Usamos uma variedade de peças, mas você deve se sentir à vontade para construir a sua da maneira que achar conveniente, usando quaisquer peças de LEGO que tiver em mãos. As coisas importantes que você precisa fazer é ter uma maneira de montar os servos na parte inferior, o sensor ultrassônico para que ele possa apontar para a frente e alguma forma de segurar a placa de robótica e a fonte de alimentação no lugar. Em caso de emergência, você pode usar um pouco de fita adesiva ou elásticos para montar as coisas onde for necessário. Fornecemos links para cada parte no BrickOwl, mas você pode encontrá-los em qualquer lugar que seja vendido LEGO ou peças compatíveis com LEGO.

2 x roda de cinto de cunha LEGO (4185/49750)

1 x LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245

1 x LEGO Technic Cross Block Beam 3 com quatro pinos (48989/65489)

1 x LEGO Technic Brick 1 x 6 com furos (3894)

2 eixos LEGO 4 com fim de curso (87083)

4 x meia bucha LEGO (32123/42136)

4 x blocos de LEGO 2 x 2 rodadas (3941/6143)

1 x placa LEGO 6 x 12 (3028)

Etapa 1: construa sua base de LEGO

Começamos com uma base de LEGO 6 x 12, que foi a menor com a qual fomos capazes de construir. Você pode ir maior se desejar, mas menor pode ser um desafio.

A largura do nosso robô foi determinada pelo USB Power Bank que tínhamos, pois precisávamos ser capazes de encaixá-lo no lugar. Uma bateria maior pode exigir um robô maior.

Faça sua base alta o suficiente para acomodar a bateria e deixe espaço acima dela para caber no quadro de robótica.

Etapa 2: adicionar rodas

Cada servo motor precisará ser montado na parte inferior da base do robô.

Acabamos usando estas peças para fazer isso:

• LEGO Axle 4 com End Stop (87083)
• Meia bucha LEGO (32123/42136)
• Lego Brick 2 x 2 Round (3941/6143)

Você precisará de 4 de cada parte para montar os 2 servos.

Depois de montada, você pode adicionar a roda, que é a roda de cinto de cunha LEGO (4185/49750).

Como outras construções de LEGO, existem muitas opções! A montagem servo / roda acima é o que funcionou para nós, mas você pode tentar algo diferente.

Etapa 3: adicionar roda giratória

Nosso rodízio permite que nosso robô role, movido pelas duas rodas presas aos servos, com o rodízio atuando como a "terceira roda" para que nosso robô possa girar e se mover facilmente.

Estas são as peças que usamos para o nosso acessório de roda giratória:

• LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245
• LEGO Technic Cross Block Beam 3 com quatro pinos (48989/65489)
• LEGO Technic Brick 1 x 6 com furos (3894)

Em uma versão anterior do nosso robô, usamos apenas algumas peças redondas de Lego como uma "perna" e elas funcionam bem em uma superfície lisa como uma mesa, mas não funcionam bem em carpetes ou piso não liso. Se você não tiver um rodízio à mão, considere a opção "perna".

Etapa 4: adicionar sensor de distância

Queremos montar o sensor ultrassônico de distância na frente do robô para que ele possa "ver" para onde está indo e saber quando parar antes de bater em um obstáculo.

Imprimimos em 3D um suporte compatível com LEGO para o sensor ultrassônico. Você pode encontrar o arquivo no Thingiverse se quiser usá-lo:

Se você não tiver acesso a uma impressora 3D, pode criar uma maneira de segurar o sensor no lugar usando algumas peças de LEGO, fitas, elásticos, laços de zíper ou algum outro método. O importante é que ele aponte para onde o robô está indo quando está avançando.

Etapa 5: adicionar placa de robótica

A Robotics Board é o cérebro dessa operação. Ele deve ser colocado em cima de tijolos de LEGO, portanto, montá-lo é simples.

Normalmente, a placa de robótica é usada com fita condutora para construir circuitos diretamente em cima de LEGOs, mas como estamos usando apenas dois servos e um sensor de distância, podemos conectá-los diretamente aos pinos do conector na placa.

Queremos orientar a placa de forma que você possa conectar facilmente o cabo USB para alimentação. (Tivemos a sorte de encontrar um cabo USB muito curto em nossa "Giant Bin of Random Cables")

Agora você pode conectar o sensor e os servos!

Para o sensor, você precisará conectar o pino de eco ao pino 3 na placa de robótica, depois conectar o pino do gatilho ao pino 5, depois VCC a 5V e Gnd ao GND. Isso irá alimentar o sensor e permitir que ele se comunique com a placa de robótica.

Em seguida, você precisará conectar cada conector servo. Eles são fáceis de conectar, apenas certifique-se de que os fios marrons se conectam ao GND, os fios vermelhos se conectam a 5V e os fios laranja se conectam ao pino D6 para o servo esquerdo e D9 para o servo direito.

Etapa 6: programe a placa de robótica

Antes que nosso robô funcione, você precisará fazer o upload do código para a Robotics Board. Se você ainda não fez isso, certifique-se de ter a versão mais recente do software Arduino IDE gratuito instalado em seu computador.

Nosso código é encontrado em nosso repositório GitHub, que você pode encontrar aqui:

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

O código é simples e foi muito comentado para ajudar a explicar o que tudo faz.

Você também precisará da biblioteca NewPing, que pode ser encontrada aqui:

Etapa 7: deixe seu robô vagar

Depois de ter construído seu robô e carregado o código no Robotics Board, você pode testá-lo!

A maneira mais simples é conectando o USB Power Bank e deixando seu robô começar a rolar para frente. Se você colocar a mão na frente dele, ele deve recuar, virar e avançar novamente. (Não o deixe rolar para fora da mesa!)

Construímos uma "arena" simples de papelão hexagonal para o nosso robô rolar usando uma velha caixa de papelão. Sinta-se à vontade para ser criativo com o que você tem em mãos.

Etapa 8: Vá mais longe

Abaixo estão algumas perguntas e uma atividade adicional se você quiser ir um pouco mais longe com este projeto.

Perguntas

O que você aprendeu ao construir seu robô?

O que determinou suas escolhas nas peças de LEGO usadas?

Seu robô rolaria mais rápido se tivesse rodas maiores?

Atividade Adicional

Existem duas variáveis no código (mostradas abaixo) que você pode ajustar e que mudará a quantidade de tempo que o robô executa quando faz backup e vira para evitar uma parede. Sinta-se à vontade para alterar o goBackwardTime e o turnRightTime e ver como eles afetam as ações do robô. Lembre-se, ao fazer alterações em seu código, você precisará carregá-lo novamente em seu robô.

// define quantos milissegundos seu robô se moverá para trás por

int goBackwardTime = 1000; // define quantos milissegundos seu robô girará para int turnRightTime = 1000;

(Nota: 1000 milissegundos é igual a 1 segundo.)

Esperamos que você tenha gostado de nosso robô para evitar circuitos malucos e que tenha criado o seu próprio. Nós nos divertimos construindo o nosso e compartilhando com você!