Cómo construir PHIL - un robot de seguimiento de luz: 6 pasos (con imágenes)

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

En este Instructable, les mostraré cómo hice este robot de seguimiento de luz de doble eje usando un Arduino Uno. Se incluirá todo el CAD y el código para que pueda construirlo usted mismo sin necesidad de ninguna habilidad de programación o diseño. ¡Todo lo que necesitará es una impresora 3D, un Arduino Uno y algunas otras partes básicas!

Suministros

Herramientas que necesitará:

Una PC (duh)

Una impresora 3D

Soldador (y alambre de soldadura)

Destornillador

Materiales:

Filamento de impresión 3D (se recomienda PLA)

Proto tablero

Tira de goma o espuma autoadhesiva (opcional)

Algún alambre delgado de núcleo sólido

Tubo termorretráctil

Componentes listos para usar:

Arduino Uno (o placa compatible)

2 condensadores de 100 µF clasificados para 5 V

2 Micro servomotores

4 resistencias dependientes de la luz (LDR)

1 x LED de 5 mm

1 x resistencia de 220 ohmios

4 resistencias de 10 kOhmios

11 x tornillos autorroscantes M3

8 tornillos autorroscantes M2

4 x tornillos de máquina M3 con tuercas

Paso 1: Impresión de todas las piezas

El primer paso es imprimir en 3D todas las piezas utilizando los archivos STL que proporcioné. Yo pinté el mío a mi gusto, pero puedes dejarlo como está o usar diferentes colores de filamentos. ¡Eso depende de usted!

Paso 2: Ensamblaje de Electrónica y Gimble

Para este paso, puede instalar los LDR y los servomotores, así como montar el Arduino en la placa base. Tenga en cuenta que todavía tenemos que fabricar la placa de distribución de energía, así que no monte ninguna pieza impresa en 3D con anticipación.

Instalación de LDR:

El robot rastrea la luz comparando los valores devueltos por 4 fotorresistores. Estos valores diferirán entre sí si la fuente de luz no es perpendicular al cabezal de seguimiento, ya que la pantalla de luz arrojará una sombra sobre algunos de los LDR. El código arduino moverá la cabeza en un eje X e Y en consecuencia para permanecer en el punto con la fuente de luz. Montar los LDR es muy simple: tienen bolsillos especiales diseñados en el cabezal de seguimiento. Simplemente introduzca las patas a través de los orificios, aplique superpegamento y empújelo hasta que quede al ras de la superficie.

Instalación de los servos:

Coloque los servos en su lugar y fíjelos con tornillos autorroscantes M2 como se muestra. Ahora puede completar el ensamblaje mecánico colocando las bocinas del servo en los soportes designados. Después de esto, puede colocar el cabezal de seguimiento en la parte superior del ensamblaje con 4 tornillos y tuercas de máquina M3. El pivote del eje X se puede unir usando cualquier cosa que pueda funcionar como un eje de 3 mm. Usé un trozo de brocheta de barbacoa. Esto completa el gimble de doble eje.

Montaje del Arduino Uno:

Alinee los orificios de los tornillos del arduino con los orificios de la placa base y fíjelo con 3 tornillos autorroscantes M3.

Paso 3: distribución de energía

Un componente clave de este robot es la placa de distribución de energía, ya que garantiza que la energía correcta se transmita al componente correcto. Esta placa también ayudará a reducir las fluctuaciones de voltaje causadas por los servos que se alimentan directamente desde el Arduino.

Haciendo el tablero:

Recorta un trozo de protoboard, de aproximadamente 45 x 35 mm de tamaño. Esto debería darle suficiente espacio para soldar todos los componentes. Consulte el diagrama de circuito proporcionado y suelde los componentes en consecuencia. Los servomotores tienen condensadores de 100 µF sobre sus cables de alimentación y tierra para evitar caídas de voltaje. Los 4 LDR tienen resistencias de 10 kOhm como divisores de voltaje conectados a tierra (consulte el diagrama del circuito). El LED de encendido encaja en un orificio en la carcasa de la electrónica y tiene una resistencia de 220 ohmios conectada para reducir la potencia y evitar que se queme. Alternativamente al uso de la placa proto, simplemente puede soldar todo junto en el aire, aunque eso sería bastante complicado.

Paso 4: Ensamblaje completo

¡Ahora que el tablero de distribución de energía está hecho, es hora de armarlo todo!

Conectando los cables:

Primero suelde los cables apropiados de la placa de distribución de energía a los diversos componentes designados. (¡Asegúrese de pasarlos a través del orificio en la carcasa de la electrónica desde la parte inferior, de lo contrario tendrá un problema!) IMPORTANTE: Asegúrese de conectar los LDR en la secuencia correcta como se muestra en la imagen. Estos números corresponden a los números del diagrama del circuito. Lo mismo ocurre con los servos: el inferior está marcado con una "Y" y el superior con una "X". Puede usar tubos termorretráctiles para limpiar un poco las cosas. Ahora, conecte los cables restantes en los pines correspondientes del Arduino. El LED de encendido se puede colocar a presión en el orificio sobre el puerto USB después de aplicar un poco de pegamento.

Montaje de las piezas impresas en 3D:

El conjunto de gimble ahora se puede unir a la parte superior de la carcasa de la electrónica con 4 tornillos autorroscantes M3. A continuación, coloque suavemente el Arduino (que ya está unido a la placa inferior) junto con la placa de distribución de energía en la carcasa de la electrónica, empujando hasta que la placa esté al ras con la parte inferior y los orificios de los tornillos estén alineados. Ahora, con 4 tornillos autorroscantes M3, fije la placa inferior a la carcasa de la electrónica. Se pueden agregar algunos pies de goma / espuma sobre los tornillos, para darle estabilidad y evitar que los tornillos rayen sus mesas.

Paso 5: codificación

¡Ha llegado el momento de darle vida a este robot! Busque el código que escribí adjunto a este paso y cárguelo en Arduino a través del IDE de Arduino (se puede descargar aquí). El robot funciona con USB, por lo que puede utilizar cualquier fuente de alimentación USB estándar para encenderlo. (por ejemplo, bancos de energía, cargadores de teléfonos, computadoras portátiles, etc.)

Paso 6: Notas finales

¡Ahora puedes encender a Phil y hacer que hable por sí mismo! Use una linterna (o cualquier otra fuente de luz brillante) e intente moverla. Debe seguir la luz a donde quiera que vaya. Si funciona, felicidades, ¡lo construiste correctamente!

Este fue mi primer proyecto de robótica y creo que resultó bastante bien. Tenga en cuenta que "Dynagon Robotics" no es una empresa, es simplemente un nombre que se me ocurrió para representar mis proyectos robóticos.

Hacer feliz:)

Segundo premio en el Concurso de Robots