Un robot instruible con muchas características: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Hola amigos, en este instructivo les voy a presentar un fantástico robot que puede realizar las siguientes tareas:

1- Puede moverse y el control de sus movimientos se realiza por Bluetooth

2- Puede hacer limpieza como aspiradora

3- Puede reproducir canciones por Bluetooth

4- Puede cambiar el estado de sus ojos y boca por Arduino

5- Tiene LED parpadeante

6- Su ceja y el margen de su falda es de tira LED

Entonces, este instructivo único es una muy buena clase para aquellos que desean un robot simple pero multifuncional.

Debo agregar que muchas características de este robot se toman de artículos en el sitio de Instructables y lo reconozco al citar el artículo en cada sección relevante.

Paso 1: Dimensiones y características

1- Dimensiones generales del robot:

-Las dimensiones de la base: 50 * 50 cm, altura desde el suelo 20 cm incluyendo ruedas

- La dimensión de las ruedas: Diámetros de las ruedas delanteras: 5 cm, Ruedas traseras 12 cm

- Las dimensiones del tanque de la aspiradora: 20 * 20 * 15 cm.

- Los diámetros de las tuberías: 35 mm.

- Dimensiones del compartimento de la batería: 20 * 20 * 15 cm.

- Dimensiones del robot Istructables: 45 * 65 * 20 cm

Características:

- movimiento por dos motores que hacen girar las ruedas traseras y dos ruedas delanteras sin energía, la rotación de los motores está controlada por una unidad que está controlada por Bluetooth y un software que se puede instalar en el teléfono inteligente.

- Función de limpieza al vacío con interruptor.

- Tiras de LED parpadeantes con colores rojo y azul

- Cambiar el estado de los ojos y la boca cada 10 segundos.

- Las cejas y el margen de la falda del robot LED rojo con luz constante se pueden encender y apagar.

-Los altavoces Bluetooth se encienden y apagan en el cuerpo del robot y pueden ser operados por un teléfono inteligente Android a través de Bluetooth.

Paso 2: Lista de materiales, módulos y componentes

Los materiales, módulos y componentes utilizados en este robot son los siguientes:

1- Dos Motor-Caja de cambios ZGA28 (Fig.1):

Modelo - ZGA28RO (RPM) 50, Fabricante: ZHENG, Diámetro del eje: 4 mm, Voltaje: 12 V, longitud del eje 11,80 mm, Corriente sin carga: 0,45 A, diámetro de la caja de cambios: 27,90 mm, máx. par: 1,7 kg.cm, altura de la caja de cambios: 62,5 mm, par constante: 1,7 kg.cm, longitud: 83 mm, relación de velocidad: 174, diámetro: 27,67 mm

2- Un controlador Bluetooth para motores de robot (Fig.2):

BlueCar v1.00 equipado con módulo Bluetooth HC-O5 (Fig 3)

Un software de Android llamado BlueCar v1.00 se puede instalar en teléfonos inteligentes Android y simplemente controlar los movimientos de los motores.

El software de Android se muestra en las Figs (4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5) y se puede descargar

3- Una batería de plomo-ácido de 12 V, 4,5 A-h (Fig.5)

4- Dos soportes de motor 28 * 23 * 32 mm (Fig.6, Fig 7)

5- Dos acoplamientos de motor 10 * 10 * (4-6) mm (Fig.8)

6- Dos ejes de motor de 6 mm de diámetro * 100 mm de longitud

7- Dos ruedas traseras motrices cada una de 12 cm de diámetro (Fig 9)

8- Dos ruedas delanteras cada una de 5 cm de diámetro (Fig.10)

9- Una pieza cuadrada de 50 cm * 50 cm de lámina de PC (policarbonato) de 6 mm de espesor

10- Conducto eléctrico fabricado en PVC se utiliza para reforzar y enmarcar la base las dimensiones son 3 * 3 cm

11- Tubo de PVC de 35 mm de diámetro para tubos de aspiradora (incluido codo)

12- El tanque o contenedor de la aspiradora es un contenedor de plástico que tenía en mis desechos con la dimensión de 20 * 20 * 15 cm

13 - Motor-ventilador aspirador, motor 12 V con ventilador centrífugo acoplado directamente

14- Seis interruptores basculantes

15- Un módulo Arduino Uno

16- Un módulo amplificador verde PAM8403

www.win-source.net/en/search?q=PAM8403

17- Dos altavoces, cada uno de 8 ohmios, 3 W

18- Cinco módulos de matriz de puntos de 8 * 8 con chip Max7219 y conector SPI (Fig.12)

www.win-source.net/en/search?q=Max7219

19- Dos transistores de potencia 7805

20- dos diodos 1N4004

www.win-source.net/en/search?q=1N4004

21- Dos condensadores 3.3 uF

22- Dos condensadores 100 uF

23- Dos transistores BC547

www.win-source.net/en/search?q=BC547

24- Dos resistencias 100Ohm

25- Dos resistencias 100 kOhm

26- Dos condensadores 10 uF

27- Tres tableros de proyectos 6 * 4 cm

28- Suficientes alambres de tablero y alambres de un solo núcleo de 1 mm

29- Un conector USB hembra (¡Usé un concentrador USB quemado y saqué uno de sus USB hembra!)

30- Un receptor Bluetooth BT163

31- Conducto eléctrico fabricado en PVC 1 * 1 cm

32- Tornillos

33- Ocho terminales a bordo

Paso 3: herramientas necesarias

1- cortador

2- Sierra de mano

3- Soldador

4- Alicates

5- cortador de alambre

6- Taladro pequeño con diferentes cabezas (brocas - amoladoras, cortadores)

7- regla

8- Soldar

9- superpegamento

10- destornilladores pequeños y medianos

Paso 4: Dimensionamiento de los motores de accionamiento

Para dimensionar los motores impulsores utilicé una herramienta de dimensionamiento de accionamientos en el siguiente sitio:

www.robotshop.com/blog/en/drive-motor-sizin…

Los conceptos básicos son los siguientes:

La herramienta de dimensionamiento del motor de accionamiento tiene como objetivo dar una idea del tipo de motor de accionamiento requerido para su robot específico tomando valores conocidos y calculando los valores requeridos al buscar un motor. Los motores de CC se utilizan generalmente para sistemas de accionamiento de rotación continua, aunque también se pueden utilizar para rotación parcial (ángulo a ángulo). Vienen en una variedad casi infinita de velocidades y pares para adaptarse a cualquier necesidad. Sin una reducción, los motores de CC giran muy rápido (miles de revoluciones por minuto (rpm)), pero tienen poco par. Para obtener información sobre el ángulo o la velocidad del motor, considere un motor con una opción de codificador. Los motores de engranajes son esencialmente motores de CC con una reducción adicional. Agregar una marcha hacia abajo reduce la velocidad y aumenta el par. Por ejemplo, un motor de CC descargado podría girar a 12000 rpm y proporcionar 0,1 kg-cm de torque. Se añade una reducción de 225: 1 para reducir proporcionalmente la velocidad y aumentar el par: 12000 rpm / 225 = 53,3 rpm y 0,1 x 225 = 22,5 kg-cm. El motor ahora podrá mover mucho más peso a una velocidad más razonable. Si no está seguro sobre el valor que debe ingresar, intente hacer una conjetura bien fundamentada. Haga clic en cada enlace para obtener más explicaciones sobre el efecto de cada valor de entrada. También le recomendamos que consulte el Tutorial de dimensionamiento del motor de accionamiento, donde encontrará todas las ecuaciones utilizadas en esta herramienta con explicaciones.

Por lo tanto, mis entradas a las herramientas se muestran en la Fig.1

Y las salidas se muestran en la figura 2.

Las razones de mis entradas de selección fueron, en primer lugar la disponibilidad y en segundo lugar el precio, por lo que tuve que adaptar mi diseño a lo que estaba disponible y tuve que hacer muchos compromisos, incluido el ángulo de inclinación, la velocidad y las RPM., Así que a pesar del valor de 80 RPM eso la herramienta propuesta, seleccioné un motor con 50 RPM.

Puede encontrar muchos sitios en Internet que están asignados a la selección de motores de accionamiento en el siguiente sitio; hay una muy buena guía en formato pdf que brinda consejos invaluables sobre la selección de motores de robots móviles:

www.servomagazine.com/uploads/issue_downloa…

Paso 5: Cómo hacer piezas mecánicas

La fabricación de las piezas mecánicas se puede realizar en los siguientes pasos:

1- Confección de la base: corte de 50 * 50 cm de una lámina de PC (policarbonato) de 6 mm de espesor y utilizando 3 * 3 conductos eléctricos para reforzarla tanto a modo de rectángulo como dos travesaños para una mayor resistencia.

2- Fijar dos partes verticales de los conductos eléctricos a la base y hacerlo lo suficientemente resistente para las ruedas motrices, hacer un compartimiento para los motores de accionamiento y fijar todos estos a la base con tornillos para hacer una estructura rígida para el soporte de carga y soporte de las ruedas.

3- Conectar cables lo suficientemente largos a los motores y soldarlos y conectar los motores mediante soportes al compartimento del motor.

4- conectar las ruedas a los ejes mediante tornillos y pegar para que estos conjuntos sean lo suficientemente fuertes como para soportar la carga y la velocidad, y después de insertar los ejes en los orificios provistos en las partes verticales (ver cláusula 2) y agregar dos arandelas de plástico en ambos lados para hacer un cojinete para la rotación del eje, conecte los ejes a los acoplamientos del motor y use tornillos de fijación para hacer una conexión fuerte, de lo contrario, los ejes pueden desengancharse de los motores y hacerle la vida más difícil. La alineación de los motores es importante y requiere una tarea cuidadosa y precisa y suficiente paciencia para hacer que la unidad sea resistente y se mueva libremente.

5- Conectando las ruedas delanteras (en mi caso una especie de rodillos que se utilizan en sillas móviles) a la base pequeña y atornillando su base a tubos verticales de PVC de 35 mm, para que giren libremente sin ningún impedimento y agarre, mejor utilizar un poco de aceite de silicona en todos los orificios de los cojinetes de las ruedas y en las ruedas giratorias para que funcionen libremente con velocidad.

6- Conectar el compartimento de la batería que está fabricado con láminas de policarbonato y atornillar el compartimento a la base y colocar la batería en el interior del compartimento listo para conexiones posteriores.

7- Conectando el tanque de la aspiradora a la base mediante pegamento y tornillos y sujetando los tubos a él, he usado un codo y hice una T por tubos, los cuales fueron cortados apropiadamente para ser usados como aspiración de aspiración de aspiración. También conectando el ensamblaje del motor-ventilador para la limpieza con aspiradora (los terminales del motor deben estar conectados a cables lo suficientemente largos para trabajos posteriores, además, los cables serían de al menos 0.5 mm ^ 2 para un alto consumo de corriente por parte del motor de la aspiradora) a la parte superior de la tanque.

8- En este paso, el robot instructables se cortaría de una lámina de policarbonato (6 mm de espesor) y se conectaría a la base de manera que el tanque de la aspiradora se ubique en su interior y la cabeza del robot al que se le asigna el cubo 20 * 20 * 20. a los componentes electrónicos y los módulos. Se deben hacer tres orificios para los interruptores basculantes en el cuerpo frontal del robot.

Paso 6: Cómo hacer piezas electrónicas:

Para hacer las partes electrónicas los pasos son los siguientes:

1- Haciendo LED parpadeante

El circuito y los componentes de esta parte se toman exactamente de mi instructable anterior de la siguiente manera:

www.instructables.com/id/Amplifier-With-Bl…

2- Realización de la matriz de puntos LED para el estado de los ojos y la boca:

Todo lo que he hecho en este paso se tomó del siguiente instructable:

www.instructables.com/id/Controlling-a-LED…

excepto que cambié su software y en lugar de controlarlo a través del monitor en serie, agregué algunos códigos para cambiar el estado de los ojos y la boca cada 10 segundos. En la sección de software explicaré más sobre esto e incluiré el software para descargar. He incluido un pequeño circuito para convertir el voltaje de la batería de 12 V a 5 voltios para la conexión de entrada Arduino UNO, el detalle de dicho circuito está en mi instructable anterior de la siguiente manera:

www.instructables.com/id/A-DESK-TOP-EVAPOR…

3- Hacer los motores de conducción Bluetooth

La conexión de motores al módulo de motor de conducción Bluetooth (Fig.3) es fácil y de acuerdo con la figura anterior, es decir, los terminales del motor derecho a los terminales derechos del controlador y los terminales del motor izquierdo a los terminales izquierdos del controlador., y la energía de la batería a los terminales de energía y tierra del controlador en el que se instala un interruptor basculante en el compartimiento de la batería para encendido y apagado. El software de esta parte se explicará en la parte de software.

4- Hacer los altavoces Bluetooth

Esta parte es fácil y se toma exactamente del siguiente instructivo:

www.instructables.com/id/Convert-Speakers-…

Con dos excepciones, en primer lugar no he roto el receptor Bluetooth y he utilizado un USB hembra para conectarlo a mi fuente de alimentación (el mismo que el elemento 2 anterior, es decir, circuito de 12 V / 5 V) y un conector hembra para conectarlo a mi módulo amplificador. En segundo lugar, he usado el módulo amplificador, verde PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), 3 W (Fig 11), en lugar del amplificador usado en ese instructable, y lo conecté mi altavoz izquierdo a los terminales izquierdos del PAM8403 y conecte el altavoz derecho a los terminales derechos del PAM8403 (https://www.win-source.net/en/search?q=PAM8403), teniendo en cuenta la polaridad, yo He usado una entrada de 5V de la misma fuente de alimentación anterior y he conectado los tres terminales del PAM8403 al conector de salida del receptor Bluetooth de acuerdo con la figura.

Paso 7: software

Hay dos softwares en este instructable, 1 para el controlador de motor Bluetooth y 2) para ojos y boca de matriz de puntos

- El software para el controlador del motor se incluye aquí para descargar, puede instalar este apk en su teléfono inteligente y controlar el robot por software a través de Bluetooth.

- El software para Arduino es el mismo que el software incluido en el instructable anterior para cambiar el estado de los ojos y la boca usando Dot-Matrix LED-s, pero he cambiado algunos de los códigos para hacer que Arduino cambie los estados en cada 10 segundos, y este software también se incluye aquí para su descarga.

Paso 8: Conclusión:

Por último, pero no menos importante, espero que puedas hacer tu propio robot y disfrutarlo como yo cuando veo a mi robot instructables todos los días haciendo trabajos fantásticos y me recuerda que soy parte de una comunidad creativa llamada INSTRUCTABLES