Robot LEGO para evitar obstáculos: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Nos encanta LEGO y también nos encantan los circuitos locos, por lo que queríamos combinar los dos en un robot simple y divertido que pueda evitar chocar contra las paredes y otros objetos. Le mostraremos cómo construimos el nuestro y describiremos los conceptos básicos necesarios para que pueda construir el suyo propio. Es posible que su versión no coincida exactamente con la nuestra, y está bien.

A continuación se muestra una lista de las piezas electrónicas que usamos y una lista de las piezas LEGO que usamos. Tus partes pueden variar, así que no temas hacer lo tuyo.

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Suministros:

De hecho, Brown Dog Gadgets vende kits y suministros, pero no es necesario que nos compres nada para realizar este proyecto. Aunque si lo hace, nos ayuda a apoyarnos en la creación de nuevos proyectos y recursos para maestros.

Partes electronicas:

1 x placa de robótica Crazy Circuits

2 x Servo de 360 grados de rotación continua compatible con LEGO

1 x sensor de distancia ultrasónico HC-SR04

4 x cables Dupont hembra a hembra

1 x banco de energía USB

(Encontramos un pequeño banco de energía USB que encaja perfectamente en nuestro robot. Es posible que deba diseñar su robot para que se ajuste al banco de energía USB que tiene a mano, o también puede usar su propio paquete de baterías).

Piezas de LEGO:

Usamos una variedad de piezas, pero no dudes en construir la tuya como mejor te parezca, utilizando las piezas de LEGO que tengas a mano. Lo importante que debe hacer es tener una forma de montar los servos en la parte inferior, el sensor ultrasónico para que apunte hacia el frente y alguna forma de mantener la placa robótica y la fuente de alimentación en su lugar. En caso de apuro, puede usar cinta o gomas elásticas para montar las cosas donde sea necesario. Hemos proporcionado enlaces a cada pieza en BrickOwl, pero puede encontrarlos en cualquier lugar donde se vendan piezas LEGO o compatibles con 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 con cuatro pines (48989/65489)

1 x LEGO Technic Brick 1 x 6 con agujeros (3894)

2 x LEGO Axle 4 con tope (87083)

4 x medio buje LEGO (32123/42136)

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

1 x Placa LEGO 6 x 12 (3028)

Paso 1: construye tu base LEGO

Comenzamos con una base LEGO de 6 x 12, que era la más pequeña con la que pudimos construir. Puede aumentar el tamaño si lo desea, pero el tamaño más pequeño puede ser un desafío.

El ancho de nuestro robot fue determinado por el USB Power Bank que teníamos, ya que necesitábamos poder deslizarlo en su lugar. Una batería más grande puede requerir un robot más grande.

Haga que su base sea lo suficientemente alta para acomodar la batería y deje espacio encima para colocar la placa de robótica.

Paso 2: agregar ruedas

Cada servomotor deberá montarse en la parte inferior de la base de su robot.

Terminamos usando estas partes para hacerlo:

• LEGO Axle 4 con tope (87083)
• Medio buje LEGO (32123/42136)
• LEGO Brick 2 x 2 Ronda (3941/6143)

Necesitarás 4 de cada parte para montar los 2 servos.

Una vez montado, puede agregar la rueda, que es LEGO Wedge Belt Wheel (4185/49750).

Al igual que otras construcciones de LEGO, ¡hay muchas opciones! El soporte de rueda / servo anterior es lo que funcionó para nosotros, pero puedes probar algo diferente.

Paso 3: agregue la rueda giratoria

Nuestra rueda giratoria permite que nuestro robot ruede, impulsado por las dos ruedas unidas a los servos, con la rueda actuando como la "tercera rueda" para que nuestro robot pueda pivotar y moverse fácilmente.

Estas son las piezas que usamos para nuestro accesorio de rueda giratoria:

• LEGO EV3 Technic Ball Pivots Set 5003245
• Viga de bloque transversal LEGO Technic 3 con cuatro pines (48989/65489)
• Ladrillo LEGO Technic 1 x 6 con agujeros (3894)

En una versión anterior de nuestro robot, solo usamos algunas piezas redondas de LEGO como una "pata" y funcionan bien en una superficie lisa como una mesa, pero no funcionan bien en alfombras o un piso no liso. Si no tiene una rueda giratoria a mano, considere la opción de "pata".

Paso 4: agregar sensor de distancia

Querremos montar el sensor de distancia ultrasónico en la parte delantera del robot para que pueda "ver" hacia dónde se dirige y saber cuándo detenerse antes de chocar contra un obstáculo.

Imprimimos en 3D un soporte compatible con LEGO para el sensor ultrasónico. Puede encontrar el archivo en Thingiverse si desea usarlo:

Si no tiene acceso a una impresora 3D, puede diseñar una forma de mantener el sensor en su lugar usando algunas piezas LEGO, cinta, gomas, bridas o algún otro método. Lo importante es que debe apuntar hacia donde se dirige el robot cuando avanza.

Paso 5: agregue la placa de robótica

El tablero de robótica es el cerebro de esta operación. Está diseñado para colocarse sobre ladrillos LEGO, por lo que montarlo es simple.

Por lo general, el tablero de robótica se usa con cinta conductora para construir circuitos directamente encima de los LEGO, pero como solo estamos usando dos servos y un sensor de distancia, podemos conectarlos directamente a los pines del cabezal en el tablero.

Queremos orientar la placa para que pueda conectar fácilmente el cable USB para la alimentación. (Tuvimos la suerte de encontrar un cable USB muy corto en nuestra "Papelera gigante de cables aleatorios")

¡Ahora puede conectar el sensor y los servos!

Para el sensor, deberá conectar el pin de eco al pin 3 en la placa de robótica, luego conectar el pin de disparo al pin 5, luego VCC a 5V y Gnd a GND. Esto encenderá el sensor y le permitirá comunicarse con la placa de robótica.

A continuación, deberá conectar cada conector de servo. Son fáciles de enchufar, solo asegúrese de que los cables marrones se conecten a GND, los cables rojos se conecten a 5V y los cables naranjas se conecten al pin D6 para el servo izquierdo y D9 para el servo derecho.

Paso 6: programe la placa de robótica

Antes de que nuestro robot funcione, deberá cargar el código en la placa de robótica. Si aún no lo ha hecho, asegúrese de tener instalada en su computadora la última versión del software IDE gratuito de Arduino.

Nuestro código se encuentra en nuestro repositorio de GitHub, que puede encontrar aquí:

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

El código es simple y se ha comentado mucho para ayudar a explicar lo que hace todo.

También necesitará la biblioteca NewPing, que se puede encontrar aquí:

Paso 7: Deje que su robot deambule

Una vez que haya construido su robot y el código se haya cargado en el tablero de robótica, ¡puede probarlo!

La forma más sencilla es enchufar el USB Power Bank y dejar que su robot comience a avanzar. Si coloca su mano frente a él, debe retroceder, girar y luego avanzar nuevamente. (¡No dejes que se caiga de una mesa!)

Construimos una simple "arena" de cartón hexagonal para que nuestro robot pudiera rodar usando una vieja caja de cartón. Siéntete libre de ser creativo con lo que tienes a mano.

Paso 8: ir más lejos

A continuación se presentan algunas preguntas y una actividad adicional si desea profundizar un poco más en este proyecto.

Preguntas

¿Qué aprendiste al construir tu robot?

¿Qué determinó sus elecciones en las piezas de LEGO utilizadas?

¿Su robot rodaría más rápido si tuviera ruedas más grandes?

Actividad adicional

Hay dos variables en el código (que se muestran a continuación) que puede ajustar y que cambiarán la cantidad de tiempo que el robot corre cuando retrocede y luego gira para evitar una pared. Siéntase libre de cambiar goBackwardTime y turnRightTime y ver cómo afectan las acciones del robot. Recuerde, cuando realice cambios en su código, deberá volver a cargarlo en su robot.

// establece cuántos milisegundos tu robot se moverá hacia atrás

int goBackwardTime = 1000; // establece cuántos milisegundos girará tu robot int turnRightTime = 1000;

(Nota: 1000 milisegundos es igual a 1 segundo).

Esperamos que hayas disfrutado de nuestro robot de evitación de circuitos locos y que hayas podido construir el tuyo propio. ¡Nos divertimos construyendo el nuestro y compartiéndolo con ustedes!