Como construir seu primeiro robô ($ 85): 21 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

FIZ UMA VERSÃO NOVA E ATUALIZADA DESTE. ENCONTRE AQUI https://www.instructables.com/id/How-to-make-your-first-robot-an-actual-programma/ **************** ************************************************** ************** Atualização: Às 10.000 pessoas que já leram este post, gostaria de me desculpar. Quando entrei pela primeira vez neste post, estava superestimando os prêmios, pelo fato de morar na Dinamarca, onde tudo é muito caro! O custo total deste robô foi originalmente definido em cerca de $ 150. Acontece que o preço é na verdade apenas cerca de $ 85 no resto do mundo, quase metade do prêmio !! (desculpe, eu inscrevi novos prêmios para os componentes) ************************************** ******************************************** Se você tiver quaisquer problemas ou perguntas a respeito este projeto, sinta-se à vontade para entrar em contato comigo em letsmakerobots.com. Este é um guia sobre como criar uma "mente própria" autônoma, autoexplorada (não controlada remotamente, não estritamente pré-programada, mas reagindo aos arredores) robô em algumas horas. É realmente fácil e não envolve conhecimento de eletrônica para você começar a construir robôs. O foco aqui está no absolutamente necessário para obter o básico coberto. Isso foi feito para abrir os olhos, depois de construí-lo, você pode construir qualquer coisa e controlar qualquer dispositivo eletrônico! Parece loucura? É verdade, você só precisa experimentar para entender quanta potência está em alguns dos chips que você pode comprar por alguns dólares hoje. Bem-vindo ao mundo dos microcontroladores:) O exemplo de programação que escrevo no final é fazer com que esse robô seja o que você chamaria de "evitação de parede" (ele vai farejar e explorar com base em quais objetos encontra, o que está à esquerda, à direita e adiante), mas pode ser programado em qualquer coisa - facilmente. Se houver interesse, fornecerei mais programas para ele. Aqui está outro usando exatamente os mesmos princípios básicos, placa, chip, etc., é MUITO parecido - só que dediquei mais tempo a este;)

Etapa 1: Compre os materiais (quadro do projeto, microcontrolador e pacote inicial)

Lista de compras, comece aqui, com isto: Os links são apenas onde eu encontrei os itens de uma perspectiva da rede mundial de computadores. Você pode usar qualquer loja (da web) que desejar, é claro. Os preços são de aprox. Na medida do possível, tente comprar tudo na mesma loja, e em uma loja localizada em seu próprio país, etc, para obter as melhores ofertas e entrega mais rápida, etc. 1 PICAXE-28X1 Starter Pack O painel de projeto de 28 pinos neste pacote é como um jogo de Mario Bros; Divertido e cheio de extras e recursos ocultos, fazendo você querer jogar uma e outra vez. Isso inclui o cérebro principal, o PICAXE-28X1. Preço: 38 USD Isso é um pouco caro, mas é apenas a primeira vez que eu recomendo que você faça isso, inclui um monte de coisas básicas legais, você ganha um CD-ROM com muitos manuais, cabos, uma placa, o microprocessador etc. Na verdade é EXTREMAMENTE barato. Pacotes semelhantes custam até 10 vezes esse preço! Certifique-se de obter a versão USB, as imagens nas lojas podem não corresponder e mostre um cabo serial quando você estiver solicitando um USB. Ao comprar a versão USB, não é necessário pegar o cabo USB como item extra, embora também seja vendido separadamente. Compre aqui. Depois de comprar esta única vez, basta comprar uma nova placa e Microcontrolador completo para projetos futuros, muito mais baratos, você é um construtor de robôs com todo o básico feito.

Etapa 2: Compre os materiais (o driver do motor L293D)

1 Driver de motor L293D O nome diz tudo, mais sobre este chip mais tarde:) Preço: 3 USDObtenha-o aqui

Etapa 3: Compre os materiais (Pacote de atualização servo)

1 PICAXE Servo Upgrade Pack - Uma maneira fácil de obter um servo coberto com algumas pequenas peças necessárias para este projeto. Você também pode obter qualquer servo padrão, os pinos mostrados na imagem, e um único resistor de 330 Ohm em vez do chip amarelo, se desejar. Preço: 15 USDO que é um Servo? O que é um Servo? Um Servo é a pedra angular na maioria dos aparelhos robóticos. Resumindo, é uma caixinha com fios e um eixo que pode girar cerca de 200 graus. neste eixo você pode montar um disco ou algum outro periférico que vem com o servo. Os 3 fios são: 2 para alimentação e um para sinal. O fio de sinal vai para algo que controla um servo, neste caso que é o microcontrolador. O resultado é que o microcontrolador pode decidir para onde o eixo deve girar, e isso é muito útil; Você pode programar algo para mover fisicamente para uma determinada posição.

Etapa 4: Compre os materiais (um sensor para que possamos ver.. Erh - sentir)

1 Sensor IV GP2D120 da Sharp - 11,5 "/ Analógico 11,5" ou outra faixa é o suficiente. Só não compre a "versão digital" dos sensores Sharp para este tipo de projeto, eles não medem distâncias como os analógicos. Preço: 10 USD Compre aquiCertifique-se de obter os fios vermelho / preto / branco para ele. Isso nem sempre está incluído e é um soquete fora do padrão! Na verdade, não é um dos meus favoritos, eu costumo usar sensores ultrassônicos, como o SRF05 (encontre em qualquer lugar pelo Google - eles também vendem no picaxe-storepicaxe -loja onde eles chamam de SRF005 e tem uma foto da parte de trás de um SRF04 na loja! Mas é o certo, e eu disse a eles, mas …). Qualquer forma; O SRF05 é muito mais confiável e preciso. Também é mais rápido, mas custa um pouco mais, é um pouco mais complicado de escrever código e um pouco mais complexo de instalar - portanto, não é usado aqui, mas se você for novo, compre um desses;) Se você vai para o SRF05, fiz um pequeno passo a passo para conectar o SRF05 aqui em letsmakerobots.com

Etapa 5: Compre os materiais (motores e rodas)

2 Motores de engrenagem com rodas Quanto maior a proporção, o robô mais forte, quanto mais baixo, o robô mais rápido. Eu recomendo uma proporção entre 120: 1 e 210: 1 para este tipo de projeto. Preço, total: 15 USDObtenha alguns aqui

Etapa 6: Você também precisará e também poderá comprar

Você também precisará de:

• Fita adesiva dupla-face (para montagem, o tipo espumoso é o melhor)
• Algum fio
• Fita adesiva comum (para isolar um cabo, talvez)
• Equipamento de solda simples (qualquer kit barato serve)
• Uma pequena pinça comum ou tesoura para cortar coisas
• Uma chave de fenda

Você também pode obter, enquanto está nisso:

• Alguns LEDs se você quiser que seu robô seja capaz de sinalizar para o mundo ou fazer efeitos interessantes de flash
• Mais servos para fazer seu robô se mover mais … erh … braços? Ou servos com servos etc.
• Um minúsculo alto-falante, se você quiser que seu robô produza efeitos sonoros e se comunique com você
• Algum tipo de sistema de esteira. Robôs com esteiras são muito legais também, e o controlador e o resto serão os mesmos. Aqui está um exemplo do que você poderia fazer com esteiras de esteira TAMYIA faz sistemas de esteira legais, e este também é um dos meus favoritos
• Qualquer tipo de kit de sensor de linha, para transformar seu robô em um Sumo, um seguidor de linha, impedi-lo de cair das mesas e tudo o mais que precise "olhar para baixo".

Etapa 7: Vamos fazer um robô

OK! Você fez o pedido, recebeu o (s) pacote (s), quer construir:) bem … Vamos começar! Primeiro monte as rodas nos seus motoredutores. E adicione pneus (elásticos neste caso).

Etapa 8: A Fita Adesiva Dupla - Truque

Uma maneira fácil de montar coisas para robôs rápidos (e incrivelmente sólidos e duradouros) é a fita adesiva dupla.

Etapa 9: Construa o corpo a partir de … Nada, realmente

Insira as baterias para ter uma ideia realista do peso e do equilíbrio. Quando as baterias estão abaixo do eixo das rodas você pode fazer o equilíbrio, mas não há problema se isso não acontecer. Adicione um pouco de fita adesiva dupla no botão do servidor também, e..

Etapa 10: Projete seu robô

Escolha o seu próprio design, você também pode adicionar materiais extras se o meu “design” for muito simples. O principal é que temos tudo colado: Baterias, Servo e rodas. E as rodas e o servo podem girar livremente, e ele pode ficar sobre as rodas de alguma forma, equilibrando-se ou não.

Etapa 11: Desconecte

Retire as baterias, para evitar queimar algo não intencional! (confie em mim, você quer;)

Etapa 12: vamos começar com o quadro

E agora para o cérebro principal. Você deve ter um painel de projeto semelhante ao da foto. (E isso pode ser do seu interesse no futuro) Observe que ele tem um chip nele. Tirá-lo. O chip é um Darlington-driver que é muito prático colocado lá na placa, mas não vamos precisar dele para este projeto, e precisamos de seu espaço, então tire esse chip! É mais fácil tirar chips de seus soquete inserindo uma chave de fenda normal logo abaixo dele, mova-o para dentro e incline o chip com cuidado.

Etapa 13: Insira os chips

Um chip novo em folha geralmente não cabe no soquete imediatamente. Você terá que pressioná-lo de lado para baixo sobre uma mesa, para dobrar todas as pernas em um ângulo para que ele se encaixe. (As pernas vão para baixo, para os encaixes:). Certifique-se de que todas as pernas estão nos encaixes. Se você comprou o upgrade Servo da Picaxe, você tem um chip amarelo. Coloque-o no lugar do Darlington. Observe que nem todos os orifícios no painel do projeto são preenchidos com o chip amarelo. Precisamos apenas do oito à direita na imagem, já que são apenas resistores simples, não precisamos alimentá-los extras. Este chip amarelo é, na verdade, apenas 8 * 330 Ohms de resistores em um pacote elegante. E então, se você deve ter um resistor, você pode simplesmente inseri-lo no slot numerado “0” (veja a imagem para este pequeno hack feio), já que este é o único que usaremos, quando usamos apenas um servo. insira o chip grande, o cérebro, o microcontrolador, o Picaxe 28 (número da versão) na placa do projeto. É importante virar isso da maneira certa. Observe que há uma pequena marca em uma das extremidades e assim por diante. Eles devem estar juntos. Este chip obterá energia da placa por meio de 2 de suas pernas. Todas as 26 pernas restantes estão conectadas ao redor da placa e serão programáveis para você, para que você possa enviar e receber corrente para detecte e controle coisas com os programas que você carrega neste microcontrolador. (legal!)

Etapa 14: Insira o controlador do motor

Agora insira o controlador do motor L293D no último soquete. Certifique-se de girar este da maneira certa, assim como o microcontrolador. O controlador do motor L293D pegará 4 das saídas do microcontrolador e as transformará em 2. Parece bobo? Bem … Qualquer saída comum do microcontrolador só pode estar “ligada” ou “desligada”. Portanto, apenas usá-los (por exemplo) tornaria seu robô capaz de avançar ou parar. Não inverta! Isso pode ser desagradável quando se está de frente para uma parede. A placa é feita tão inteligente que as 2 saídas (agora reversíveis) ganham seu próprio espaço, marcadas (A) e (B) ao lado do controlador do motor (embaixo à direita na imagem) Mais sobre isso mais tarde.

Etapa 15: O plástico vermelho na parte de trás da placa

Na parte de trás da placa você pode encontrar um plástico estranho. Isso não adianta, é apenas uma sobra da fabricação. Eles “mergulham” o cartão em estanho quente, e as peças que eles não querem que sejam estanhadas são seladas com esse material. Apenas descole quando precisar dos orifícios que eles vedam.

Etapa 16: Conecte os fios do motor à placa

Pegue 4 pedaços de arame e solde-os nos 4 orifícios “A e B”… Ou se você for tão avançado, use algum outro meio de conectar 4 cabos aos orifícios de tamanho padrão! (pode-se comprar todos os tipos de soquetes e pinos padrão que cabem) Se você (como eu) apenas soldar na placa, você pode fortalecer esta parte com um pouco de fita. ou se você tiver um pouco daquele plástico termorretrátil, pode sustentar os fios com ele.

Etapa 17: Conecte os fios aos motores

O 2 “A” vai para um motor e o 2 “B” para o outro. Não importa qual é qual, desde que “A” esteja conectado a um motor e “B” aos dois pólos do outro. (Sim, meu ferro de soldar está muito sujo, eu sei, haha - desde que funciona, sabe;)

Etapa 18: Conectando o Servo

Agora vamos conectar o servo. Se você ler a documentação do Picaxe, você vai ler que deve usar 2 fontes de energia diferentes se adicionar servos. Para resumir; Não nos importamos aqui, este é um robô simples e, pela minha experiência, funciona perfeitamente. Você precisará soldar um pino extra para a saída "0", se quiser usar a conexão servo padrão. Esse pino vem com o pacote de atualização Picaxe (uma linha inteira, na verdade), mas você só precisa de um para um servo, e eles podem ser comprados em qualquer loja de eletrônicos. Se o cabo do seu servo for (Preto, Vermelho, Branco) ou (Preto, Vermelho, Amarelo), o Preto deve estar na borda do tabuleiro. O meu era (marrom, vermelho, laranja) e, portanto, o marrom vai até a borda. A dica geralmente é o vermelho; É o que é referido como V, ou qualquer um destes, usado aleatoriamente: ("V", "V +", "œ +", "1"). É daí que vem a corrente. O preto (ou marrom no meu caso) é G, ou ("œG", "œ0" ou "-"). Isso também é conhecido como "œGround" e é para onde a corrente vai. (os 2 pólos, +/- lembra das aulas de física? A última cor é então "O sinal" (Branco, Amarelo ou Laranja) Um servo precisa de "+ e -" ou "V & G" e um sinal. Alguns outros dispositivos podem precisar apenas de "Terra" e "Sinal" (G e V), e alguns podem precisar de V, G, entrada e saída. Pode ser confuso no início, e tudo sempre tem um nome diferente (como eu acabei de fazer aqui), mas depois de um tempo você entenderá a lógica, e é realmente extremamente simples - Até eu entendo agora;)

Etapa 19: conectando a cabeça

Agora vamos ligar a cabeça, o sensor infravermelho da Sharp. (ou SRF05 se você escolheu essa opção) (Se você comprou um SRF005 ou similar, você deve procurar aqui como conectá-lo, é diferente disso!) Existem milhões de maneiras de conectar algo como o Sensor infravermelho afiado, mas aqui estão as dicas: O vermelho precisa ser conectado a V1, ou seja (nesta configuração) qualquer coisa marcada como à ¢ €œVà ¢ €Â, ou conectado a este. Preto vai para G, em qualquer lugar da placa. O branco deve ser conectado à entrada analógica 1. Se você ler a documentação que vem com a placa do projeto, você pode ler como conectar o cabo de fita que o acompanha e usá-lo. O que eu fiz no imagem, é cortar um cabo de um velho servo queimado, soldado em um pino e conectado a coisa toda como um servo. Você pode usá-lo para ver quais cores do Sharp vão para cada linha do quadro.. ou uma maneira de fazer isso. Você usa as fitas ou meu método de conectar o Sharp IR, você também deve conectar as 3 entradas analógicas restantes em V. (veja os pequenos pinos conectados na foto, ao lado do plugue). Eu coloquei alguns jumpers, e você pode ver que todas as 3 conexões restantes são atalhos. (O último par, não tocado, são apenas dois €œGroundà ¢ â, Â, sem necessidade de atalhos). Se você usar a fita, pode apenas conectar as entradas em V (ou aterramento) conectando os fios em pares. A razão pela qual é importante atalho para as entradas analógicas não utilizadas aqui é que estão à esquerda floatingà ¢ €Â. Isso significa que você obterá todos os tipos de leituras estranhas onde tenta ler se não estiverem conectadas. (resumindo, este é um passo a passo semi-rápido, devemos chegar ao fim;)

Passo 20: Haja Vida

Agora, para se divertir! De alguma forma, você deve obter o fio vermelho de suas baterias (+) ligado ao fio vermelho na placa do projeto (V). E o preto (-) para (G). Como você faz isso depende do equipamento que você comprou. Se houver um clipe de bateria nas baterias e na placa, você ainda deve se certificar de que o "+" das baterias termina no "V" na placa. (Saiba mais aqui) Às vezes (embora não com frequência) os clipes podem ser invertidos, e apenas colocar dois clipes correspondentes juntos não é garantia de que + chega a V e - chega a G! Certifique-se, ou você verá coisas derretidas e fumaça! Não alimente a placa com mais de 6V (sem baterias de 9V, mesmo que o clipe se encaixe) Como uma observação; Estamos trabalhando apenas com uma fonte de alimentação aqui. Posteriormente, você desejará usar o mesmo aterramento, mas tanto V1 quanto V2. Dessa forma, seus chips podem obter uma fonte, e os motores, outra tensão (mais forte). Instale o Editor de Programação Picaxe em um PC, siga os manuais para conectar seu Jack / USB / Serial, Insira as baterias em seu (ainda sem cabeça)) robô, insira o jack stick em seu robô.. entre no editor de programação, e escrevaervo 0, 150Pressione F5, espere o programa transferir, e seu servo dá um pequeno puxão (ou gira, dependendo de como estava). Se algo der errado aqui, entre em contato com mecontate-me, ou bagunce os manuais e portas etc, até que nenhum erro seja relatado e tudo pareça funcionar, Para testar, tente escrever o servo 0, 200 e pressione F5 O disco dos servos deve girar um pouco e parar. Para voltar, escreva: servo 0, 150 e pressione F5Agora o “pescoço” do seu robô está voltado para frente. Vire na “cabeça” - o Sharp IR

Etapa 21: Heads Up & Go

Você concluiu a construção do básico! Na verdade, você fez um robô. Agora a diversão começa, você pode programá-lo para fazer qualquer coisa e anexar qualquer coisa a ele, expandir de qualquer maneira. Tenho certeza de que você já está cheio de ideias e provavelmente não me acompanhou até o fim;) O design pode ser cauteloso, você pode ter usado outras peças etc. Mas se você se conectou conforme descrito, aqui estão algumas dicas para começar a programar seu robô: Digite (copie e cole) este código em seu editor e pressione F5 enquanto o robô está conectado: Observação: o código parecerá muito melhor quando você o colocar em seu editor, ele reconhecerá comandos e dê a eles cores. +++ main: readadc 1, b1 'pega a voltagem retornada ao pino analógico 1, e a coloca na variável b1debug' isso puxa todas as variáveis para o editor.goto main +++ Agora pegue sua mão na frente da cabeça do robô e observe como a variável b1 muda de valor. Você pode usar o conhecimento adquirido para decidir o que deve acontecer e quando (o quão perto as coisas devem chegar antes..) Agora eu aconselho você a colocar seu robô em uma caixa de fósforos ou similar, pois as rodas começarão a girar. Enter (copiar e colar) este código em seu editor e pressione F5 enquanto o robô está conectado: +++ high 4low 5 +++ Uma das rodas deve girar em uma direção. Suas rodas giram para a frente? Se sim, esta é a instrução para que a roda gire para frente. Se a roda estiver girando para trás, você pode tentar isto: +++ baixo 4high 5 +++ Para girar a outra roda, você precisa inserirhigh 6baixo 7 (ou o outro caminho para a direção oposta.) O servo que você já tentou. Todo o caminho para um lado é: servo 0, 75 o outro lado é: servo 1, 225- e centro: servo 1, 150Aqui está um pequeno programa que (deve, se tudo estiver bem, e você inserir os parâmetros corretos para alto / baixo para se adequar à sua fiação aos motores) fazer o robô se mover, parar na frente das coisas, olhar para cada lado para decidir qual é o melhor, virar isso caminho, e conduza em direção a novas aventuras. +++ Símbolo perigolevel = 70 'quão longe a coisa deve estar, antes de reagirmos? Símbolo turn = 300' isso define quanto deve ser transformadoSymbol servo_turn = 700 'Isso define por quanto tempo nós deve esperar que o servo gire (dependendo de sua velocidade) antes de medir a distância principal: 'the main loopreadadc 1, b1' ler a distância à frenteif b1 <dan gerlevel thengosub nodanger 'se nada à frente, dirija para a frente, siga em qual caminho' se o obstáculo à frente então decida qual caminho é melhorend ifgoto main 'isso termina o loop, o resto são apenas sub-rotinas não há perigo:' esta deve ser sua combinação para fazer o robô avançar, estes você provavelmente precisa ajustar para caber na forma como você conectou seus robôs motorshigh 5: high 6: low 4: low 7returnwhichway: gosub totalhalt 'primeira parada!' Olhe para um lado: gosub lturn 'olhe para uma pausa lateral servo_turn' espere por o servo deve ser finalizado girandogosub totalhaltreadadc 1, b1'Olhe para o outro lado: gosub rturn 'olhe para outro sidepause servo_turn' espere que o servo termine girandogosub totalhaltreadadc 1, b2 'Decida qual é a melhor maneira: if b1ub body_lturnelsegosub body_rturnend ifreturnbody_turn: alto 6: baixo 5: baixo 7: alto 4 'esta deve ser a sua combinação que transforma o robô em uma pausa no caminho: gosub totalhaltreturnbody_rturn: alto 5: baixo 6: baixo 4: alto 7' este deve ser seu c ombinação que vira o robô para o outro lado pausa volta: gosub totalhaltreturnrturn: servo 0, 100 'olha para um sidereturnlturn: servo 0, 200' olha para o outro sidereturntotalhalt: baixo 4: baixo 5: baixo 6: baixo 7 'baixo em todos os 4 para o robô! Servo 0, 150 'face forwardwait 1' congelar tudo por um segundo retorno +++ Com alguma programação e ajustes inteligentes, você pode fazer o robô dirigir, girar a cabeça dele, tomar decisões, fazer pequenos ajustes, vire para €– buracos interessantesâ, como portas, todos trabalhando ao mesmo tempo, enquanto dirige. Parece muito legal se você fizer o robô girar enquanto a cabeça está girando;) Quer um código mais avançado? Verifique isto: https://letsmakerobots.com/node/25Sound:Você também pode adicionar um pequeno alto-falante ao exemplo (saída) pino 1 e terra, e writeSound 1, (100, 5) - ou dentro do programa de exemplo acima faça itSound 1, (b1, 5) - para obter sons engraçados dependendo da distância até os objetos à frente. Você também pode anexar uma lâmpada ou LED ao pino 2 e aterrar e escrever (lembre-se da necessidade do LED de girar da maneira certa) Alto 2 para girar acende a lâmpada, eBaixa 2para apagá-la;) - Que tal uma caneta Laser, montada em um servo extra? Então você poderia fazer o robô girar o laser e ligá-lo e desligá-lo, apontando os lugares..

• Adicione um marcador nele (talvez em um segundo servo, para que ele possa colocá-lo e retirá-lo do papel?) E ensine-o a escrever o número de vezes que você balança a mão na frente dele em um pedaço de papel.
• Transforme-o em um robô-protetor do tipo "gato-desça-da-cadeira", tremendo quando o gato se aproxima.
• Faça-o perseguir outro robô (ou gato?). Você entrará em boas rotinas de perseguição desta forma!
• Faça-o procurar no meio de uma sala
• Faça-o agir como um mouse; Congele se houver movimento à vista, e sempre se mova perto das paredes e procure por pequenas fendas para entrar.

Você também pode desmontar um carro de brinquedo antigo, retirar os eletrônicos nele, salvar os motores e o dispositivo de rotação nele e conectar sua placa, servo e sensor - você terá dado vida ao seu veículo:) Experimente também para ler parte da documentação, fará sentido agora que você está à frente. Você pode fazer qualquer coisa agora! Bem-vindo a um mundo muito engraçado de robôs caseiros. Existem milhares de sensores e atuadores apenas esperando por você para conectá-los e fazer robôs com eles:) Agora tire algumas fotos do seu robô e envie para mim em letsmakerobots.com - Cya;)