Kepala Robot Diarahkan ke Cahaya. Dari Bahan Daur Ulang dan Digunakan Kembali: 11 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Jika seseorang bertanya-tanya apakah robotika dapat datang dengan kantong kosong, mungkin instruksi ini dapat memberikan jawaban. Motor stepper daur ulang dari printer bekas, bola pingpong bekas, lilin, balsa bekas, kawat dari hanger bekas, kawat enamel bekas adalah beberapa bahan yang pernah saya gunakan untuk membuat kepala robot ini. Saya juga telah menggunakan empat motor servo, satu pelindung motor adafruit dan satu arduino UNO. Semua ini digunakan kembali dari proyek lain, yang mereka biadab! Semua pembuat tahu bahwa ini tidak dapat dihindari untuk menghemat uang.

Karena tidak ada robot tanpa interaksi dengan lingkungan, robot ini cenderung menoleh dan melihat ke titik paling terang di sekitarnya. Ini terbuat dari sensor termurah yang pernah ada: fotosel. Mereka bukan yang paling dapat dipercaya tetapi cukup dapat dipercaya untuk membuat sesuatu yang layak.

Langkah 1: Bahan yang Digunakan

1. Arduino UNO
2. Adafruit pelindung motor V2
3. servo SG90 X 3
4. satu servo MG995 untuk memutar leher
5. motor stepper, saya sudah menggunakan yang berumur 20 tahun tidak perlu motor torsi tinggi
6. papan tempat memotong roti 400 dan kabel jumper
7. tiga fotosel dan tiga resistor 1K, 1/4W
8. Trafo DC 6V untuk memberi daya pada servos melalui papan tempat memotong roti
9. 3 bola pingpong
10. papan busa
11. kayu balsa
12. kawat keras
13. tabung plastik dan tembaga dengan diameter sehingga dapat saling menempel, panjang 20cm lebih dari cukup
14. Kayu 15X15cm sebagai alas
15. dua tabung papan kartu dari kertas dapur
16. jeruji besi kecil untuk penyeimbang

Langkah 2: Membuat Bola Mata

1. Anda harus memotong bola pingpong menjadi dua setengah bola
2. Menyalakan lilin di atas bola yang dipotong, Anda benar-benar dapat lilin. Dibutuhkan cara ini tampilan berminyak. Saya bukan seorang seniman tapi saya pikir itu terlihat lebih alami dengan cara ini.
3. Kemudian Anda harus membuat piringan dari kayu balsa setebal 1cm, yang harus pas di bola potong (belahan).
4. Terakhir bor kasing (lubang dangkal) untuk lensa mata. Kemudian Anda dapat meletakkan di sana, apa yang seharusnya terlihat seperti lensa mata.

Langkah 3: Membuat Mekanisme Gerakan Mata

Gagasan utama untuk merancang mekanisme ini adalah bahwa mata harus dapat memutar dua sumbu secara bersamaan. Satu vertikal dan satu horizontal. Sumbu rotasi ini harus diatur sedemikian rupa sehingga mencegat ke pusat bola mata jika tidak, gerakan tidak akan terlihat alami. Jadi pusat yang disebutkan ini ditempatkan di tengah piringan balsa yang direkatkan di belahan pingpong.

Upaya yang dilakukan, harus mengelola materi-materi sepele untuk mewujudkannya. Rangkaian foto berikut menunjukkan jalannya.

Dalam gambar Anda dapat melihat tabung putih dan logam, yang cocok satu sama lain. Yang putih dulunya adalah tiang bendera kecil dan logamnya adalah pipa tembaga. Saya memilih mereka karena mereka cocok satu sama lain dan mereka hanya memiliki diameter beberapa mm. Ukuran sebenarnya tidak penting. Anda bisa menggunakan yang lain yang bisa melakukan pekerjaan itu!

Langkah 4: Menguji Gerakan

Karena tidak ada perangkat lunak simulasi yang digunakan, satu-satunya cara untuk menemukan batas gerakan yang berasal dari servos adalah pengujian fisik yang sebenarnya. Cara ini ditunjukkan pada gambar untuk pergantian mata ke atas dan ke bawah. Menemukan batas diperlukan karena rotasi servo juga memiliki batas dan harapan untuk gerakan mata agar terlihat sealami mungkin set juga membatasi.

Untuk mendefinisikan prosedur, terkait dengan gambar yang ditampilkan, saya dapat mengatakan:

1. hubungkan mata dengan servo dengan kabel
2. putar dengan tangan Anda tuas servo sehingga mata mengambil posisi maksimal (maju mundur)
3. periksa posisi servo agar memungkinkan mata untuk mengambil posisi ini
4. buat (potong atau serupa) tempat servo mengambil posisi tegas
5. setelah memposisikan servo dengan kuat periksa lagi apakah posisi mata maksimal masih memungkinkan..

Langkah 5: Membuat Kelopak Mata

1. Ukur jarak antara mata yang sebenarnya.
2. Rencanakan dua setengah lingkaran dengan diameter yang sama dengan mata dan gambarkan pada papan busa dengan jarak antara pusat seperti yang diukur pada langkah1.
3. Potong apa yang telah Anda gambar.
4. Potong bola pingpong menjadi empat.
5. Rekatkan setiap potongan bola pingpong ke salah satu dari dua potongan setengah lingkaran.
6. Potong potongan kecil tabung seperti yang terlihat pada foto terakhir dan rekatkan agar sejajar. Lihat foto terakhir untuk potongan akhir yang diinginkan

Langkah 6: Tampilan Akhir untuk Mekanisme Mata dan Kelopak Mata

Ada beberapa ketidakakuratan yang jelas tetapi mengingat biaya yang sangat rendah dan bahan "lunak" yang saya gunakan, hasilnya tampaknya memuaskan bagi saya!

Pada foto terlihat bahwa servo yang memutar kelopak mata sebenarnya bergerak ke satu arah dan menyerahkan pekerjaan ke pegas untuk yang lain!

Langkah 7: Membuat Mekanisme Leher

Kepala harus dapat berbelok ke kiri atau ke kanan, katakanlah 90 derajat di kedua arah dan juga ke atas dan ke bawah tidak sebanyak rotasi horizontal, katakanlah 30 derajat ke atas dan ke bawah.

Saya telah menggunakan stepper yang memutar kepala secara horizontal. Sepotong kecil karton berfungsi sebagai platform gesekan rendah untuk mekanisme seperti musk (wajah). Gambar pertama menunjukkan mekanisme. Stepper memperpanjang rotasi horizontal setelah rotasi mata horizontal mencapai batas kiri atau kanan atas. Lalu ada juga batasan untuk mengikuti rotasi stepper.

Untuk putaran head atas dan bawah saya menggunakan servo seperti terlihat pada gambar kedua. Lengan servo bertindak sebagai sisi jajaran genjang fleksibel, di mana sisi paralelnya bertindak sebagai alas untuk stepper. Jadi saat servo memutar alas stepper berputar sama rata. Dua sisi lainnya dari jajaran genjang itu adalah dua potong kabel keras yang memiliki arah vertikal dan tetap sejajar satu sama lain saat bergerak ke atas dan ke bawah.

Langkah 8: Solusi ke-2 Mekanisme Leher

Pada langkah ini Anda dapat melihat solusi lain yang memungkinkan untuk memutar kepala secara horizontal dan vertikal. Satu langkah stepper membuat rotasi horizontal dan yang kedua vertikal. Untuk membuat ini terjadi, stepper harus direkatkan seperti yang terlihat pada gambar. Di atas stepper atas harus diperbaiki mekanisme mata dengan musk.

Sebagai kerugian dari pendekatan ini, saya dapat menunjukkan cara stepper bawah dipasang pada bidang vertikal kayu. Ini bisa setelah beberapa penggunaan menjadi tidak stabil.

Langkah 9: Membuat Sistem Sensor Lokasi Sumber Cahaya

Untuk menemukan sumber cahaya dalam tiga dimensi, Anda memerlukan setidaknya tiga sensor cahaya. Tiga LDR dalam kasus ini.

Dua dari mereka (ditempatkan pada garis horizontal yang sama ke bagian bawah kepala) harus dapat membedakan perbedaan kerapatan energi cahaya secara horizontal dan yang ketiga (ditempatkan di bagian atas kepala) harus menunjukkan kepada kita dibandingkan dengan pengukuran rata-rata dari dua yang lebih rendah perbedaan kerapatan energi cahaya secara vertikal.

File pdf yang menyertai menunjukkan cara untuk menemukan kemiringan terbaik dari tabung (sedotan) yang berisi LDR untuk membawa informasi yang lebih dapat dipercaya untuk lokasi ke sumber cahaya.

Dengan kode yang diberikan Anda dapat menguji penginderaan cahaya dengan tiga LDR. Setiap LDR mengaktifkan LED yang sesuai yang menyala secara linier dalam kaitannya dengan jumlah energi cahaya yang masuk.

Bagi mereka yang menginginkan solusi yang lebih canggih, saya memberikan foto perangkat eksperimental yang menunjukkan cara menemukan kemiringan (sudut φ) terbaik untuk tabung LDR sehingga untuk sudut cahaya masuk yang sama Anda mendapatkan perbedaan tertinggi dalam pengukuran LDR. Saya telah menyertakan rencana untuk menjelaskan sudut. Saya pikir ini bukan tempat yang tepat untuk informasi ilmiah lebih lanjut. Hasilnya, saya menggunakan kemiringan 30 derajat (45 lebih baik)!

Langkah 10: Dan Beberapa Tips untuk … Elektronik

Memiliki 4 servo tidak memungkinkan untuk memberi daya langsung dari arduino. Jadi saya memberi mereka daya dari catu daya eksternal (saya menggunakan trafo sepele) dengan 6V.

Stepper ini didukung dan dikendalikan melalui Adafruit Motorshield V2.

Fotosel dikendalikan dari arduino uno. Pdf terlampir mencakup lebih dari cukup informasi untuk itu. Pada rangkaian LDR saya telah menggunakan resistor 1K.

Langkah 11: Beberapa Kata untuk Kode

Arsitektur kode memiliki strategi bahwa rutinitas loop kosong hanya berisi beberapa baris dan ada beberapa rutinitas, satu untuk setiap tugas.

Sebelum melakukan sesuatu, kepala mengambil posisi awalnya dan menunggu. Posisi awal berarti kelopak mata tertutup, mata memandang lurus ke depan di bawah kelopak mata dan sumbu vertikal kepala tegak lurus terhadap bidang horizontal alas penyangga.

Pertama robot harus bangun. Jadi saat diam, ia menerima pengukuran cahaya yang menunggu peningkatan yang tiba-tiba dan besar (Anda dapat memutuskan berapa banyak) untuk mulai bergerak.

Kemudian pertama-tama ia memutar mata ke arah yang benar dan jika mereka tidak dapat mencapai titik paling terang, kepala mulai bergerak. Ada batas untuk setiap rotasi yang berasal dari batas fisik mekanisme. Jadi konstruksi lain dapat memiliki batasan lain tergantung pada konstruksi (geometri) mekanik.

Tip tambahan berkaitan dengan kecepatan reaksi robot. Dalam video tersebut robot sengaja dibuat lambat. Anda dapat mempercepat ini dengan mudah dengan menonaktifkan penundaan (500); yang ditempatkan di void loop() dari kode!

Selamat membuat!