Jak postavit dálkově ovládaného robota: 14 kroků (s obrázky)

2024 Autor: Gilbert Ryder | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 17:28

Mnoho lidí považuje robota za stroj, který může běžet autonomně. Pokud však definici „robota“mírně rozšíříte, lze dálkově ovládané objekty považovat za roboty. Možná si myslíte, že postavit dálkově ovládaného robota je těžké, ale ve skutečnosti je to jednoduché, pokud víte jak. Studenti středních a středních škol postavili roboty bez předchozích zkušeností. Tento článek vysvětlí, jak postavit dálkově ovládaného robota.

Kroky

Krok 1. Rozpoznejte, co budete stavět

Nebudete schopni postavit dvounohého humanoidního robota plné velikosti, který zvládne všechny vaše práce. Stejně tak nebudete stavět robota s více drápy, které se mohou natáhnout a zvednout závaží o hmotnosti 100 liber. Budete muset začít stavět robota, který bude schopen jít vpřed, vzad, vlevo a vpravo od vás a ovládat jej bezdrátově. Jakmile však získáte základy a necháte postavit tohoto jednoduchého robota, můžete na něm obvykle přidávat a upravovat věci. Například výložník a lžíce jako čelní nakladač. Obvykle byste se měli řídit zásadou, že žádný robot není nikdy dokončen. Vždy to lze upravit a vylepšit.

Krok 2. Naplánujte si robota

Před stavbou robota, ještě před objednáním dílů. Musíte navrhnout svého robota. Pro svého prvního robota byste měli jít s jednoduchým designem pouze dvou servomotorů na plochý kus plastu. Tento design je opravdu jednoduchý a po vytvoření obvykle ponechává další prostor pro přidání dalších věcí. Plánujte postavit něco kolem 15 cm. o 20 cm. U tak jednoduchého robota byste ho měli být schopni nakreslit na papír pomocí pravítka. Nakreslete jej na papír stejné velikosti, jako by měl být v reálném životě, protože robot je tak malý. Když se dostanete do větších a složitějších robotů, měli byste se začít učit používat CAD nebo jemu podobný program, jako je Google Sketchup.

Krok 3. Vyberte si díly

Stále není čas na objednávání dílů. Ale měli byste si je vybrat hned a vědět, kde je koupit. Pokuste se objednat z co nejmenšího počtu stránek a někdy můžete ušetřit peníze za dopravu. Budete potřebovat materiál na podvozek, dva „servomotory“, baterii, vysílač a přijímač.

• Výběr servomotoru: K pohybu robota budete potřebovat motory. Jeden motor bude pohánět jedno kolo a jedno pro druhé. Tímto způsobem můžete použít nejjednodušší způsob řízení, diferenciální pohon. To znamená jít vpřed, oba motory se točí dopředu, vrátit se dozadu oba motory dozadu a otočit jeden motor jde a jeden motor zůstává nehybný. Servomotor se liší od základního stejnosměrného motoru, protože servomotor je převodový, může se otáčet pouze o 180 stupňů a může přenášet data zpět do své polohy. Tento projekt bude používat servomotory, protože je to jednodušší a nemusíte kupovat drahý „regulátor otáček“nebo samostatnou převodovku. Poté, co pochopíte, jak postavit dálkově ovládaného robota, možná budete chtít vyrobit jiného (nebo upravit prvního), který bude používat stejnosměrné motory, nikoli servomotory. Při nákupu servomotorů si musíte dávat pozor na čtyři základní věci. Jedná se o rychlost, točivý moment, velikost/hmotnost, a pokud je lze upravit o 360. Protože se servomotory otáčejí pouze o 180 stupňů, váš robot by se mohl jen trochu pohnout vpřed. Pokud je motor nastavitelný na 360 stupňů, můžete jej upravit tak, aby se točil nepřetržitě. Zajistěte, aby byl motor nastavitelný o 360 stupňů. Velikost/hmotnost není v tomto projektu příliš důležitá, protože vám pravděpodobně stejně zbude spousta místa. Zkuste si pořídit něco průměrného. Točivý moment je síla motorů. K tomu slouží ozubená kola. Pokud nejsou k dispozici žádné převody a točivý moment je nízký, pravděpodobně to nedovolí robotu pohyb vpřed, protože nemá sílu. Chcete vysoký točivý moment, ale čím vyšší točivý moment, tím obecně nižší otáčky. U tohoto robota se snažte získat dobrou rovnováhu mezi rychlostí a točivým momentem. Po dokončení stavby můžete vždy zakoupit a připojit výkonnější nebo rychlejší servo. Pro prvního RC robota se doporučuje pořídit servo Hitec HS-311. Toto servo má skvělou rovnováhu rychlosti a točivého momentu, je levné a má dobrou velikost pro tento robot. Servo HiTec HS-311 lze zakoupit zde.

  Protože se servo může normálně otáčet pouze o 180 stupňů, musíte jej upravit tak, aby se plynule otáčelo. Úpravou serva zanikne záruka, ale musí být provedeno

• Vyberte baterii K napájení svého robota budete potřebovat něco. Nepokoušejte se používat střídavý proud (tj. Zapojte jej do zdi). Měli byste používat stejnosměrné (tj. Baterie) napájení.

  • Vyberte typ baterie. Budeme vybírat ze 3 hlavních typů baterií. Jedná se o lithium polymer (Lipo), NiMH, NiCad a alkalické.

    • Baterie Lipo jsou nejnovější baterie, které můžete získat, a jsou extrémně lehké. Jsou však nebezpečné, drahé a vyžadují speciální nabíječku. Tento typ baterie používejte pouze tehdy, pokud máte zkušenosti s roboty a jste ochotni za svého robota utratit více peněz.
    • NiCad baterie jsou běžné dobíjecí baterie. Ty se používají ve spoustě robotů. Největším problémem těchto baterií je, že když je nabijete, když nejsou zcela vybité, na plné nabití nevydrží tak dlouho.
    • Baterie NiMH jsou velikostí, hmotností a cenou velmi podobné bateriím NiCad, ale mají lepší celkový výkon, a to jsou baterie obvykle doporučované pro začátečníky.
    • Alkalické baterie jsou běžné baterie, které nelze dobíjet. Tyto baterie jsou běžné (pravděpodobně nějaké máte), levné a snadno dostupné. Umírají však rychle a musíte si je kupovat znovu a znovu. Nepoužívejte tyto.
  • Vyberte specifikace baterie. Pro baterii musíte zvolit napětí. Nejběžnější v robotech jsou 4,8 V a 6,0 V. Většina serva bude v pořádku běžet na jednom z nich. Obvykle se doporučuje používat 6,0 V (pokud to vaše serva zvládnou, což většina může), protože vám to umožní, aby váš servomotor běžel rychleji a měl větší výkon. Nyní se musíte vypořádat s kapacitou baterie vašeho robota. Ty jsou označeny jako mAh. Čím výše půjdete, tím lépe, ale tím dražší a obvykle těžší. Na velikost robota, kterého stavíte, se doporučuje přibližně 1 800 mAh. Pokud si musíte vybrat mezi 1450 mAh baterií nebo 2000 mAh baterií stejného napětí a hmotnosti, jděte s 2000 mAh. Bude to dražší o pár dolarů, ale je to všude lepší baterie. Ujistěte se, že máte nabíječku, pomocí které můžete baterii nabíjet.
• Vyberte si materiál pro svého robota. Robot potřebuje podvozek, ke kterému připojí veškerou elektroniku. Většina robotů této velikosti je vyrobena z plastu nebo hliníku. Pro začátečníky se doporučuje použít typ plastu s názvem HDPE. S tímto plastem se snadno pracuje a je levný. Při rozhodování o tloušťce, kterou chcete získat, získejte tloušťku asi 1/4 ". Při rozhodování o tom, jak velký list získat, byste pravděpodobně měli získat poměrně velký list pro případ, že byste si pokazili řezání. Obvykle se doporučuje získat alespoň dvojnásobek velikost vašeho robota. Pravděpodobně byste však měli získat více. Kousek HDPE o velikosti 1/4 "24" x24 "lze zakoupit online nebo v železářství.
• Vyberte vysílač/přijímač. Toto bude nejdražší část vašeho robota. Lze to také považovat za nejdůležitější, protože bez toho robot nic nezmůže. Důrazně doporučujeme koupit si na začátek dobrý vysílač/přijímač, protože to je věc, která bude limitem toho, kolik si můžete obléknout. Levný vysílač/přijímač bude pohybovat vaším robotem v pořádku, ale nebudete k němu moci nic přidat. Vysílač lze také použít pro jiné roboty, které můžete v budoucnu postavit. Takže místo toho, abyste si nyní koupili levný a později dražší, kupte si hned lepší. V dlouhodobém horizontu vám to ušetří peníze. Každopádně existuje několik frekvencí, které můžete použít. Nejběžnější jsou 27 MHz, 72 MHz, 75 MHz a 2,4 GHz. 27MHz lze použít pro letadla nebo auta. Nejčastěji se používá v levných dálkově ovládaných hračkách. 27 MHz není doporučeno pro nic jiného než pro malé projekty. 72 MHz lze použít pouze pro letadla. Vzhledem k tomu, že 72MHz se běžně používá ve velkých modelových letadlech, je nezákonné jej používat v povrchových vozidlech. Pokud používáte 72 MHz, nejenže porušíte zákon, ale můžete také zasahovat do velkého, drahého modelu letadla, který letí poblíž. Mohlo by dojít k havárii a oprava by stála spoustu peněz, nebo ještě hůře narazit do člověka a zranit ho nebo ho dokonce zabít. 75 MHz je vyrobeno pouze pro povrchové použití, takže můžete použít tento. Nejlepší je však 2,4 GHz. Má menší rušení než kterékoli jiné frekvence. Důrazně doporučujeme utratit pár dolarů navíc a pořídit si vysílač a přijímač 2,4 GHz. Poté, co jste se rozhodli, jakou frekvenci budete používat, musíte se rozhodnout, kolik „kanálů“získáte na vysílači/přijímači. Kanály jsou do značné míry tím, kolik věcí můžete na svém robotu ovládat. Na tohoto robota budete potřebovat minimálně dva. Jeden kanál nechá vašeho robota jít vpřed/vzad a jeden mu umožní pohyb doleva/doprava. Doporučuje se však získat alespoň 3. Důvodem je, že poté, co jste postavili robota, do něj možná budete chtít přidat další věc. Pokud dostanete 4, máte obvykle dva joysticky. Se čtyřkanálovým vysílačem/přijímačem můžete případně přidat dráp. Jak již bylo řečeno, měli byste nyní získat nejlepší vysílač/přijímač, který váš rozpočet umožňuje, abyste si později nemuseli kupovat lepší. Svůj vysílač a dokonce i přijímač můžete znovu použít na jiných robotech, které můžete postavit. Spectrum DX5e 5-Channel 2,4 GHz Radio System Mode 2 a AR500 lze zakoupit společně.
• Vyberte kola. Při výběru kol jsou tři nejdůležitější věci, o které se musíte starat, průměr, trakce a zda se snadno připojí k vašim motorům. Průměr je délka kola od jedné strany přes střed ke druhé straně. Čím větší je průměr kola, tím rychleji se pohybuje a tím více může stoupat, ale tím menší točivý moment bude mít. Pokud máte menší kolo, nemusí být schopné šplhat velmi snadno nebo jít velmi rychle, ale bude mít větší sílu. Trakce je to, jak dobře kola přilnou k povrchu. Ujistěte se, že dostanete kolečka s gumovým nebo pěnovým kroužkem kolem nich, aby se jen neposunula. Většina kol, která jsou vyrobena pro připojení k servům, se k nim bude moci jen přišroubovat, takže si s tím nemusíte dělat tolik starosti. Doporučuje se získat kolo o průměru 3 až 5 palců s gumovým kroužkem kolem nich. Budete potřebovat 2 kola. Přesná disková kola lze zakoupit zde.

Krok 4. Nyní, když jste si vybrali své díly, pokračujte a objednejte si je online

Pokuste se je objednat z co nejmenšího počtu stránek, protože tak můžete ušetřit peníze za poštovné, pokud si objednáte vše současně.

Krok 5. Změřte a ořízněte svůj podvozek

Vyjměte pravítko a ostří a změřte délku a šířku podvozku na materiálu, který na podvozek používáte. Zvažte asi 15 cm asi 20 cm. Nyní to změřte znovu a ujistěte se, že vaše řádky nejsou křivé a jsou tak dlouhé, jak chcete. Pamatujte, dvakrát měřte, jednou řežte. Nyní můžete řezat. Pokud používáte HDPE, měli byste být schopni řezat stejným způsobem, jako byste řezali kus dřeva této velikosti.

Krok 6. Sestavte robota

Nyní, když máte všechny své materiály a řezaný podvozek, stačí to všechno smontovat dohromady. To může být ve skutečnosti nejjednodušší krok, pokud jste robota dobře navrhli.

1. Namontujte servomotory na spodní část kusu plastu poblíž přední části. Měly by být bokem tak, aby hřídel/houkačka (část serva, která se pohybuje) směřovala ke stranám. Ujistěte se, že je dostatek místa pro montáž kol.
2. Pomocí šroubů dodaných se servem připevněte kola k servu.
3. Na přijímač přilepte kus suchého zipu a druhý na baterii.
4. Vložte dva kusy opačného suchého zipu na robota a přilepte k němu přijímač a baterii.

5. Nyní byste měli mít robota, který má vpředu dvě kola a svažuje se dozadu. Na tomto robotu nebude „třetí kolo“, místo toho se záda budou jen klouzat po podlaze.

   

   Krok 7. Zapojte vodiče

   Nyní, když máte robota sestaveného, stačí vše zapojit do přijímače. Připojte baterii tam, kde je na přijímači uvedeno „baterie“. Ujistěte se, že jste jej zapojili správným způsobem. Nyní zapojte serva do prvních dvou kanálů na přijímači, kde je uvedeno „kanál 1“a „kanál 2“.

   

   Krok 8. Nabijte jej

   Odpojte baterii od přijímače a zapojte ji do nabíječky. Počkejte, až se baterie nabije. Může to trvat celých 24 hodin, buďte trpěliví.

   

   Krok 9. Hrajte s tím Nyní byste měli být hotovi

   Pokračujte, stiskněte dopředu na vysílači. Postavte pro něj překážkovou dráhu, hrajte si se svou kočkou a psem a přimějte je ho pronásledovat. Nyní, když jste si s tím hráli. Přidejte k tomu nějaké věci!

   Tipy

   • Zkuste na něj nasadit svůj starý smartphone a použít jej jako vysílač videa, pokud má kameru. Můžete jej použít ve spojení se službou Google Hangouts jako odkaz pro videochat mezi robotem a počítačem nebo jiným zařízením, abyste mohli robota řídit mimo místnost!
   • Možná budete muset zakoupit adaptér, který vám umožní připojit baterii k nabíječce.
   • Můžete dávat přednost použití baterie 12 V DC, aby mohla mít vysoký točivý moment a rychlost
   • Pokud stisknete vpravo a robot jde doleva, zkuste přepnout vstup, do kterého jste zapojili serva na přijímači. tj. Pokud jste zapojili pravé servo do kanálu 1 a levé do kanálu 2, přepněte je a zapojte pravé do kanálu 2 a levé do kanálu 1.
   • Přidejte věci. Pokud jste měli na vysílači/přijímači další kanál, můžete přidat další servomotor, který udělá něco navíc. Pokud máte jeden další kanál, zkuste vytvořit dráp, který se může zavřít. Pokud máte dva další kanály, zkuste vytvořit dráp, který se může otevírat/zavírat a pohybovat doleva a doprava. Použij svou představivost.
   • Ujistěte se, že zakoupený vysílač a přijímač mají stejnou frekvenci. Také se ujistěte, že přijímač má stejné nebo větší množství kanálů jako vysílač. Pokud je na přijímači více kanálů než na vysílači, bude použitelný pouze nejnižší počet kanálů.

   Varování

   • Použití baterie 12 V DC může vybouchnout motor, pokud motor není 12 V DC
   • Použití baterie 12VDC na motoru 110-240VAC způsobí kouř a brzy selže
   • Nepoužívejte frekvenci 72 MHz, pokud nestaváte letadlo. Pokud jej použijete na povrchovém vozidle, je to nejen nezákonné, ale můžete někoho zranit nebo dokonce zabít.
   • Začátečníci by se neměli pokoušet používat střídavý proud (tj. Zapojený do elektrické zásuvky) pro jakýkoli domácí projekt. Napájení střídavým proudem je extrémně nebezpečné.