Robot LEGO pentru evitarea obstacolelor: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Ne place LEGO și adorăm și Circuitele nebune, așa că am vrut să le combinăm pe cele două într-un robot simplu și distractiv care poate evita să lovească pereții și alte obiecte. Vă vom arăta cum am construit-o pe a noastră și vă vom prezenta elementele de bază necesare, astfel încât să vă puteți construi propria. Este posibil ca versiunea dvs. să nu se potrivească exact cu a noastră și este în regulă.

Mai jos este o listă a pieselor electronice pe care le-am folosit și o listă a pieselor LEGO pe care le-am folosit. Piesele dvs. pot varia, deci nu vă fie teamă să vă faceți propriile lucruri.

Dacă vă plac proiectele noastre și doriți să vedeți mai multe din ceea ce facem în fiecare săptămână, vă rugăm să ne urmați pe Instagram, Twitter, Facebook și YouTube.

Provizii:

Brown Dog Gadgets vinde de fapt kituri și consumabile, dar nu este nevoie să cumpărați nimic de la noi pentru a realiza acest proiect. Deși, dacă faceți acest lucru, ne ajută să creăm noi proiecte și resurse pentru profesori.

Parți electronice:

1 x Crazy Circuits Robotics Board

2 x Servo de rotație continuă compatibil LEGO la 360 de grade

1 x senzor de distanță cu ultrasunete HC-SR04

4 x fire Dupont de la mamă la mamă

1 x USB Power Bank

(Am găsit o mică bancă de alimentare USB care se potrivește frumos în robotul nostru. Poate fi necesar să vă proiectați robotul pentru a se potrivi cu banca de energie USB pe care o aveți la îndemână sau puteți utiliza și un acumulator propriu.)

Piese LEGO:

Am folosit o varietate de piese, dar ar trebui să vă simțiți liber să le construiți pe cele pe care le considerați potrivite, folosind orice piese LEGO aveți la îndemână. Lucrurile importante pe care va trebui să le faceți este să aveți o modalitate de a monta servo-urile pe partea de jos, senzorul cu ultrasunete, astfel încât să poată indica în față și o modalitate de a ține placa robotică și sursa de alimentare în poziție. Într-o ciupire puteți folosi niște benzi sau benzi de cauciuc pentru a monta lucrurile acolo unde este necesar. Am furnizat linkuri către fiecare parte de pe BrickOwl, dar le puteți găsi oriunde sunt vândute piese LEGO sau compatibile LEGO.

2 x LEGO Wedge Belt Wheel (4185/49750)

1 x LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245

1 x LEGO Technic Cross Block Beam 3 cu patru pini (48989/65489)

1 x LEGO Technic Brick 1 x 6 cu găuri (3894)

2 x Axa 4 LEGO cu oprire de capăt (87083)

4 x LEGO Half Bushing (32123/42136)

4 x LEGO Brick 2 x 2 Round (3941/6143)

1 x placa LEGO 6 x 12 (3028)

Pasul 1: Construiți-vă baza LEGO

Am început cu o bază LEGO 6 x 12, care a fost cea mai mică cu care am putut construi. Puteți merge mai mare dacă doriți, dar mai mic poate fi o provocare.

Lățimea robotului nostru a fost determinată de banca de energie USB pe care o aveam, întrucât trebuia să îl putem glisa în poziție. O baterie mai mare ar putea necesita un robot mai mare.

Asigurați-vă baza suficient de înaltă pentru a găzdui bateria și lăsați loc deasupra acesteia pentru a se potrivi cu placa de robotică.

Pasul 2: Adăugați roți

Fiecare servomotor va trebui să fie montat în partea inferioară a bazei robotului.

Am ajuns să folosim aceste părți pentru a face acest lucru:

• LEGO Axle 4 with End Stop (87083)
• LEGO Half Bushing (32123/42136)
• LEGO Brick 2 x 2 Round (3941/6143)

Veți avea nevoie de 4 din fiecare piesă pentru a monta cele 2 servo-uri.

Odată montat, puteți adăuga roata, care este roata LEGO Wedge Belt (4185/49750).

La fel ca alte versiuni LEGO, există multe opțiuni! Suportul de servodirecție / roată de mai sus este ceea ce a funcționat pentru noi, dar puteți încerca ceva diferit.

Pasul 3: Adăugați roata rotativă

Roata noastră rulantă permite robotului nostru să se rostogolească, acționat de cele două roți atașate la servomotoare, cu rotorul acționând ca „a treia roată”, astfel încât robotul nostru să poată pivota și se poate deplasa cu ușurință.

Acestea sunt piesele pe care le-am folosit pentru atașarea roții noastre:

• LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245
• LEGO Technic Cross Block Beam 3 cu patru pini (48989/65489)
• LEGO Technic Brick 1 x 6 cu găuri (3894)

Într-o versiune anterioară a robotului nostru, tocmai am folosit câteva piese LEGO rotunde ca „picior” și acestea funcționează bine pe o suprafață netedă ca o masă, dar nu funcționează bine pe covoare sau pe o podea neuniformă. Dacă nu aveți la îndemână o roată de rulare, luați în considerare opțiunea „picior”.

Pasul 4: Adăugați senzor de distanță

Vom dori să montăm senzorul de distanță cu ultrasunete pe partea din față a robotului, astfel încât să poată „vedea” încotro se îndreaptă și să știm când să se oprească înainte de a atinge un obstacol.

Am imprimat 3D un suport compatibil LEGO pentru senzorul cu ultrasunete. Puteți găsi fișierul pe Thingiverse dacă doriți să-l utilizați:

Dacă nu aveți acces la o imprimantă 3D, puteți modela o modalitate de a ține senzorul în poziție folosind unele piese LEGO, bandă, benzi de cauciuc, cravate cu fermoar sau alte metode. Important este că ar trebui să indice spre ce se îndreaptă robotul atunci când merge înainte.

Pasul 5: Adăugați placa robotică

Robotics Board este creierul acestei operațiuni. Este menit să stea deasupra cărămizilor LEGO, așa că montarea este simplă.

De obicei, placa robotică este utilizată cu bandă conductivă pentru a construi circuite direct deasupra LEGO-urilor, dar din moment ce folosim doar două servome și un senzor de distanță, le putem conecta direct la pinii de antet de pe placă.

Vom dori să orientăm placa astfel încât să puteți conecta cu ușurință cablul USB pentru alimentare. (Am avut norocul să găsim un cablu USB foarte scurt în „Giant Bin of Random Cables”)

Acum puteți conecta senzorul și servomotoarele!

Pentru senzor va trebui să conectați pinul de ecou la pinul 3 de pe placa de robotică, apoi conectați pinul de declanșare la pinul 5, apoi VCC la 5V și Gnd la GND. Acest lucru va alimenta senzorul și îi va permite să vorbească cu placa de robotică.

Apoi va trebui să atașați fiecare conector servo. Sunt ușor de conectat, asigurați-vă că firele maro se conectează la GND, firele roșii se conectează la 5V, iar firele portocalii se conectează la pinul D6 pentru servo stâng și D9 pentru servo dreapta.

Pasul 6: Programați placa de robotică

Înainte ca robotul nostru să funcționeze, va trebui să încărcați codul pe Robotics Board. Dacă nu ați făcut-o deja, asigurați-vă că aveți instalată pe computer cea mai recentă versiune a software-ului gratuit Arduino IDE.

Codul nostru se găsește la repo GitHub, pe care îl puteți găsi aici:

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

Codul este simplu și a fost comentat cu atenție pentru a explica ce face totul.

De asemenea, veți avea nevoie de biblioteca NewPing, care poate fi găsită aici:

Pasul 7: Lasă robotul tău să meargă

După ce ați construit robotul și codul a fost încărcat pe Robotics Board, îl puteți testa!

Cel mai simplu mod este prin conectarea la USB Power Bank și lăsarea robotului să înceapă să ruleze înainte. Dacă puneți mâna în fața acesteia, aceasta ar trebui să se retragă, să se întoarcă și apoi să avanseze din nou. (Nu-l lăsa să se rostogolească de pe o masă!)

Am construit o „arenă” simplă din carton hexagonal pentru ca robotul nostru să se rotească folosind o cutie veche de carton. Simțiți-vă liber să fiți creativi cu ceea ce aveți la îndemână.

Pasul 8: Mergeți mai departe

Mai jos sunt câteva întrebări și o activitate suplimentară dacă doriți să mergeți puțin mai departe cu acest proiect.

Întrebări

Ce ai învățat când ți-ai construit robotul?

Ce a determinat alegerile dvs. în piesele LEGO utilizate?

Robotul tău se va roti mai repede dacă ar avea roți mai mari?

Activitate suplimentară

Există două variabile în cod (afișate mai jos) pe care le puteți regla, care vor schimba perioada de timp în care robotul rulează atunci când face backup și apoi se rotește pentru a evita un perete. Simțiți-vă liber să schimbați GoBackwardTime și turnRightTime și să vedeți cum afectează acțiunile robotului. Amintiți-vă, când modificați codul, va trebui să îl reîncărcați pe robot.

// setați câte milisecunde robotul dvs. se va deplasa înapoi

int goBackwardTime = 1000; // setați câte milisecunde robotul dvs. va întoarce pentru int turnRightTime = 1000;

(Notă: 1000 milisecunde este egală cu 1 secundă.)

Sperăm că ți-a plăcut robotul nostru de evitare a circuitelor nebune și că trebuie să-ți construiești propriul. Ne-am distrat construindu-le pe ale noastre și împărtășindu-le cu voi!