Com construir un robot controlat a distància: 14 passos (amb imatges)

2024 Autora: Gilbert Ryder | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 17:27

Molta gent considera un robot com una màquina que pot funcionar de forma autònoma. No obstant això, si amplieu lleugerament la definició de "robot", es pot considerar que els objectes controlats a distància són un robot. Podeu pensar que construir un robot controlat a distància és difícil, però en realitat és senzill si sabeu com fer-ho. Els estudiants de secundària i secundària han construït robots sense experiència prèvia. En aquest article s’explicarà com construir un robot controlat a distància.

Passos

Pas 1. Reconeixeu el que construireu

No podreu construir un robot humanoide de dues potes de mida completa que pugui fer totes les vostres tasques. Tampoc construireu un robot amb múltiples urpes que pugui arribar i agafar pesos de 100 quilos. Haureu de començar a construir un robot que pugui avançar, retrocedir, esquerra i dreta des que el controleu sense fils. Tanmateix, després d’obtenir els conceptes bàsics i construir aquest senzill robot, normalment podeu afegir i modificar-hi coses. Per exemple, una ploma i una galleda com un carregador frontal. Normalment hauríeu de seguir el principi que mai no s’ha acabat cap robot. Sempre es pot modificar i millorar.

Pas 2. Planifiqueu el robot

Abans de construir el robot, fins i tot abans de demanar peces. Heu de dissenyar el vostre robot. Per al vostre primer robot, heu d’anar amb un disseny senzill de només dos servomotors sobre una peça plana de plàstic. Aquest disseny és realment senzill i sol deixar espai addicional per afegir coses addicionals després de la seva construcció. Planifiqueu construir alguna cosa d’uns 15 cm. per 20 cm. Per a un robot tan simple, hauríeu de ser capaços de dibuixar-lo sobre paper amb una regla. Dibuixa-ho en paper de la mateixa mida que hauria de ser a la vida real, ja que el robot és tan petit. Quan us poseu en robots més grans i complexos, heu de començar a aprendre a utilitzar CAD o un programa similar, com Google Sketchup.

Pas 3. Trieu les vostres parts

Encara no és hora de demanar peces. Però hauríeu de triar-les ara i saber on comprar-les. Proveu de fer una comanda des del mínim de llocs possible i de vegades podeu estalviar diners en enviar-los. Necessitareu un material per al xassís, dos motors "servo", una bateria, un transmissor i un receptor.

• Tria d’un servomotor: per moure el robot hauràs d’utilitzar motors. Un motor accionarà una roda i una per l'altra. D’aquesta manera podeu utilitzar el mètode de direcció més senzill, l’acció diferencial. Això vol dir avançar ambdós motors giren cap endavant, anar cap enrere ambdós motors giren cap enrere i fer girar un motor i un motor es queda quiet. Un servomotor és diferent d’un motor de corrent continu bàsic perquè un servomotor està orientat, només pot girar 180 graus i pot transmetre dades a la seva posició. Aquest projecte utilitzarà servomotors perquè és més fàcil i no cal comprar un "controlador de velocitat" car ni una caixa de canvis independent. Després d’entendre com construir un robot controlat a distància, és possible que vulgueu fer-ne un altre (o modificar-ne el primer) per utilitzar motors de corrent continu, en lloc de servomotors. Hi ha quatre coses bàsiques que us han de preocupar a l’hora de comprar servomotors. Es tracta de velocitat, parell, mida / pes i, si són modificables a 360 °. Com que els servomotors només giren 180 graus, el robot només podrà avançar una mica. Si el motor es pot modificar a 360 graus, el podeu modificar perquè giri contínuament. Assegureu-vos que el motor es pugui modificar a 360 graus. La mida / pes no és molt important en aquest projecte, ja que probablement us quedarà molt espai. Intenta obtenir una mida mitjana. El parell motor és la força. Per a això s’utilitzen els engranatges. Si no hi ha engranatges i el parell és baix, probablement no permetrà que el robot avanci perquè no té força. Voleu un parell elevat, però com més alt sigui el parell, generalment menor serà la velocitat. Per a aquest robot, intenteu obtenir un bon equilibri de velocitat i parell. Sempre podeu comprar i connectar un servo més potent o més ràpid després d’acabar de construir. Es recomana obtenir el servo Hitec HS-311 per al primer robot RC. Aquest servo té un gran equilibri de velocitat i parell, és barat i és de bona mida per a aquest robot. El servo HiTec HS-311 es pot comprar aquí.

  Com que el servo només pot girar 180 graus, cal modificar-lo perquè tingui una rotació contínua. La modificació d’un servo anul·larà la garantia, però s’ha de fer

• Trieu una bateria Haureu d’aconseguir alguna cosa per alimentar el vostre robot. No intenteu utilitzar corrent altern (és a dir, endolleu-lo a la paret). Haureu d’utilitzar corrent continu (és a dir, bateries).

  • Trieu un tipus de bateria. Hi haurà tres tipus principals de bateries que escollirem. Es tracta de polímer de liti (Lipo), NiMH, NiCad i alcalí.

    • Les bateries Lipo són les bateries més noves que podeu obtenir i són extremadament lleugeres. Tot i això, són perillosos, cars i requereixen un carregador especial. Utilitzeu aquest tipus de bateria només si teniu experiència en robots i esteu disposat a gastar més diners en el vostre robot.
    • Les bateries NiCad són bateries recarregables habituals. S’utilitzen en molts robots. El problema més gran d’aquestes bateries és que si les carregueu quan no estan completament esgotades, no duraran tant de temps amb una càrrega completa.
    • Les bateries NiMH són molt similars a la mida, el pes i el preu de les bateries NiCad, però tenen un rendiment global millorat i són les bateries que normalment es recomanen per a un projecte per a principiants.
    • Les bateries alcalines són les bateries habituals que no es poden recarregar. Aquestes bateries són habituals (és probable que en tingueu), barates i fàcils d’aconseguir. Tanmateix, moren ràpid i cal comprar-los una vegada i una altra. No els utilitzeu.
  • Trieu les especificacions de la bateria. Heu d’escollir un voltatge per a la bateria. Els més habituals dels robots són de 4,8 V i 6,0 V. La majoria dels servos funcionaran bé en qualsevol d'aquests. Normalment, es recomana anar amb els 6,0 V (si els servos ho poden fer, cosa que la majoria poden), ja que us permetrà que el vostre servomotor vagi més ràpid i tingui més potència. Ara cal fer front a la capacitat de la bateria del robot. Aquests s’etiqueten com mAh. Com més puja millor, però més car i normalment més pesat. Per a la mida del robot que esteu construint, es recomana uns 1800 mAh. Si heu de triar entre una bateria de 1450 mAh o una bateria de 2000 mAh del mateix voltatge i pes, aneu amb els 2000 mAh. Serà més car per uns quants dòlars, però és molt millor. Assegureu-vos que teniu un carregador amb el qual carregueu la bateria.
• Trieu un material per al vostre robot. Un robot necessita un xassís per connectar-hi tota l’electrònica. La majoria de robots d’aquesta mida estan fets de plàstic o alumini. Per a principiants, es recomana utilitzar un tipus de plàstic anomenat HDPE. Aquest plàstic és fàcil de treballar i econòmic. Quan decidiu el gruix que heu d'obtenir, obteniu aproximadament 1/4 "de gruix. Quan decidiu la grandària d'una fulla, probablement hauríeu d'obtenir una fulla bastant gran en cas de deixar de fer el tall. Normalment es recomana obtenir com a mínim el doble de mida del vostre robot. Tot i això, probablement n’haureu d’obtenir més. Es pot comprar una peça de HDPE de 1/4 "24" X24 "en línia o a una ferreteria.
• Trieu un transmissor / receptor. Aquesta serà la part més cara del vostre robot. També es pot considerar el més important, perquè sense ell, el robot no pot fer res. Es recomana comprar un bon transmissor / receptor per començar, ja que és el que limitarà la quantitat que es pot posar. Un transmissor / receptor econòmic farà que el robot es mogui bé, però no hi podreu afegir res. A més, el transmissor es pot utilitzar per a altres robots que pugueu construir en el futur. Per tant, en lloc de comprar-ne un de barat i un més car després, només cal que en compreu el millor. A la llarga, us estalviarà diners. De totes maneres, hi ha algunes freqüències que podeu utilitzar. Els més habituals són 27 MHz, 72 MHz, 75 MHz i 2,4 GHz. 27 MHz es pot utilitzar per a avions o cotxes. S’utilitza amb més freqüència en joguines barates controlades a distància. 27 MHz no es recomana per a res excepte per a projectes petits. 72 MHz només es poden utilitzar per a avions. Com que normalment s’utilitzen 72 MHz en avions de grans dimensions, és il·legal l’ús en vehicles de superfície. Si utilitzeu 72 MHz, no només infringiu la llei, sinó que podríeu interferir amb un avió model gran i car que vola a prop. Això podria provocar un accident i pot costar molts diners reparar-lo, o pitjor encara, xocar contra una persona i ferir-la o fins i tot matar-la. 75 MHz està dissenyat només per a ús superficial, de manera que podeu utilitzar-lo. No obstant això, 2,4 GHz és el millor. Té menys interferències que qualsevol de les altres freqüències. Es recomana gastar els pocs dòlars addicionals i aconseguir un transmissor i un receptor de 2,4 GHz. Després de decidir quina freqüència utilitzarà, haureu de decidir quants "canals" obtindreu al transmissor / receptor. Els canals són gairebé quantes coses podeu controlar al vostre robot. Per a aquest robot en necessitareu almenys dos. Un canal permetrà que el robot vagi cap endavant / enrere i un li permetrà anar cap a l'esquerra / dreta. Tanmateix, es recomana obtenir almenys 3. Això es deu al fet que, després de construir el robot, és possible que vulgueu afegir-hi una altra cosa. Si en teniu 4, normalment teniu dos joysticks. Amb un transmissor / receptor de quatre canals, és possible que finalment pugueu afegir una urpa. Com s'ha dit abans, hauríeu d'obtenir el millor transmissor / receptor que el vostre pressupost permet ara, de manera que no haureu de comprar-ne un de millor després. Podeu tornar a utilitzar el transmissor i fins i tot el receptor en altres robots que pugueu crear. El sistema de ràdio Spectrum DX5e de 5 canals a 2,4 GHz Mode 2 i AR500 es poden comprar junts.
• Tria rodes. A l’hora d’escollir les rodes, les tres coses més importants que us han de preocupar són el diàmetre, la tracció i si s’adheriran fàcilment als vostres motors. El diàmetre és la longitud de la roda des d’un costat, fins al punt central, fins a l’altre costat. Com més gran sigui el diàmetre de la roda, més ràpid marxa i més pot pujar, però menys parell tindrà. Si teniu una roda més petita, pot ser que no pugui pujar molt fàcilment o anar molt ràpid, però tindrà més potència. La tracció és el grau d’adherència de les rodes a la superfície. Assegureu-vos que teniu rodes amb un anell de goma o escuma al voltant perquè no llisquin només. La majoria de rodes fetes per fixar-les als servos només podran cargolar-les, de manera que no us haureu de preocupar tant. Es recomana aconseguir una roda de 3 a 5 polzades de diàmetre amb un anell de goma al voltant. Necessitareu 2 rodes. Aquí es poden comprar rodes de disc de precisió.

Pas 4. Ara que heu triat les vostres peces, seguiu endavant i ordeneu-les en línia

Intenteu demanar-los a un nombre mínim de llocs possible, ja que podreu estalviar diners en enviar-los d’aquesta manera si ho feu tot al mateix temps.

Pas 5. Mesureu i talleu el xassís

Traieu una regla i una punxa i mesureu la longitud i l'amplada del xassís del material que utilitzeu per al xassís. Penseu en uns 15 cm per uns 20 cm. Ara, torneu a mesurar-lo i assegureu-vos que les línies no estiguin tortes i quant de temps vulgueu que tinguin. Recorda, mesura dues vegades, talla una vegada. Ara ja podeu tallar. Si utilitzeu HDPE, hauríeu de ser capaç de tallar-lo de la mateixa manera que tallaria un tros de fusta d'aquesta mida.

Pas 6. Muntar el robot

Ara que teniu tots els materials i el xassís tallats, només heu de muntar-ho tot junt. Aquest pot ser el pas més fàcil si heu dissenyat bé el robot.

1. Munteu els servomotors a la part inferior de la peça de plàstic prop de la part frontal. Han d’estar laterals de manera que l’eix / trompa (la part del servo que es mou) quedi cap als costats. Assegureu-vos que hi hagi prou espai per muntar les rodes.
2. Connecteu les rodes al servo mitjançant els cargols que venien amb el servo.
3. Enganxeu un tros de velcro al receptor i un altre a la bateria.
4. Poseu dues peces del velcro oposat al robot i enganxeu-hi el receptor i la bateria.

5. Ara hauríeu de tenir un robot que tingui dues rodes a la part davantera i que inclini fins a la part posterior. No hi haurà una "tercera roda" en aquest robot, en canvi la part posterior només lliscarà pel terra.

   

   Pas 7. Connecteu els cables

   Ara que teniu el robot muntat, només cal que ho connecteu tot al receptor. Connecteu la bateria al lloc on es diu "bateria" del receptor. Assegureu-vos de connectar-lo de la manera correcta. Ara, connecteu els servos als dos primers canals del receptor, on diu "canal 1" i "canal 2".

   

   Pas 8. Carregueu-lo

   Desconnecteu la bateria del receptor i connecteu-la al carregador. Espereu fins que la bateria s’acabi de carregar. Això pot trigar 24 hores, així que tingueu paciència.

   

   Pas 9. Juga amb ell Ara hauries d'acabar

   Endavant, premeu cap endavant al transmissor. Construeix-hi una pista d’obstacles, juga amb el teu gat i el teu gos i fes-los perseguir. Ara que heu acabat de jugar-hi. Afegiu-hi algunes coses !.

   Consells

   • Proveu de posar-hi el vostre telèfon intel·ligent antic i fer-lo servir com a transmissor de vídeo, si té una càmera. Podeu utilitzar-lo juntament amb Google Hangouts com a enllaç de xat de vídeo entre el robot i l'ordinador o un altre dispositiu per dirigir el robot des de fora de la sala.
   • És possible que hagueu de comprar un adaptador que us permeti connectar la bateria al carregador.
   • És possible que preferiu utilitzar una bateria de bicicleta de 12VDC perquè pugui tenir un parell i una velocitat elevats
   • Si premeu cap a la dreta i el robot marxa cap a l’esquerra, proveu de canviar l’entrada que heu connectat els servos al receptor. És a dir, si heu connectat el servo dret al canal 1 i l’esquerra al canal 2, canvieu-los i connecteu la dreta al canal 2 i l’esquerra al canal 1.
   • Afegiu coses. Si teniu un canal addicional al transmissor / receptor, podeu afegir un altre servomotor per fer alguna cosa més. Si teniu un canal addicional, proveu de fer una urpa que es pugui tancar. Si teniu dos canals addicionals, proveu de fer una urpa que es pugui obrir / tancar i moure cap a l'esquerra i cap a la dreta. Utilitza la teva imaginació.
   • Assegureu-vos que el transmissor i el receptor que compreu tenen la mateixa freqüència. A més, assegureu-vos que el receptor tingui la mateixa o més quantitat de canals que el transmissor. Si hi ha més canals al receptor que el transmissor, només es podrà utilitzar la quantitat més baixa de canals.

   Advertiments

   • L’ús d’una bateria de 12VDC pot fer explotar el motor si el motor no és de 12VDC
   • L’ús d’una bateria de 12VDC en un motor de 110-240VAC fa que es fumi i aviat falla
   • No utilitzeu la freqüència de 72 MHz a menys que estigueu construint un avió. Si el feu servir en un vehicle de superfície, no només és il·legal, sinó que podríeu ferir o fins i tot matar algú.
   • Els principiants no haurien d’intentar utilitzar alimentació de CA (és a dir, endollada a la presa de corrent) per a cap projecte casolà. L’alimentació de CA és extremadament perillosa.