Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Mitronik
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki

Hetzer 08 Kwi 2013 19:23 14295 0
  • Mały robot z własną osobowością mieszczący się w pudełku po cukierkach
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki




    Autor projektu pasjonuje się projektowaniem i wykonywanie robotów. Zazwyczaj budowane przez niego urządzenia są całkiem duże i raczej nie zmieściłyby się w kieszeni. Autor zdecydował się jednak na coś nowego i postanowił zbudować coś małego, co dostarczyłoby wiele zabawy. Ten robot jest właśnie takim urządzeniem, na dodatek jest tak mały, że bez problemu mieści się w pudełku po cukierkach Aldoids. Nie jest zbyt drogi, jest uniwersalny (można użyć bardzo wiele różnych czujników i sensorów) oraz niezwykle zabawny. Zobacz poniżej jak sprawuje się w akcji. (Niestety autor zbyt długo testował robota, zanim nagrał film, przez co wyczerpał baterię. Na nagraniu użyta została więc bateria 9V).

    Link

    Projekt zajął autorowi sporo czasu, jednak nauczył go wiele o sterowaniu silnikami, kostce Atmega oraz lutowaniu. Przynoszącym najwięcej zabawy etapem pracy jest montowanie dodatkowych czujników oraz modyfikowanie programu tak, aby było możliwe ich użycie (na filmie są użyte tylko 2 z 4 czujników), dzięki czemu można nadać robotowi niejako własną osobowość. Nigdy nie będziecie się nudzić, jeśli w kieszeni będziecie mieli to właśnie urządzenie.

    Krok 1: Lista części
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    Właściwie projekt ten jest jednym z tych projektów, w których wykorzystać można bardzo wiele różnych dodatkowych elementów. Przedstawione zostaną jednak główne, niezbędne części.

    Podstawowe części:
    -1x Arduino (może być wersja UNO)
    -1x Układ Atmega328 (inne wersje również powinny się nadawać, zostanie to opisane w dalszej części artykułu)
    -1x podstawka DIP 28-pinowa (pod układ Atmega, właściwie nie jest konieczne jej użycie, jednak warto ją zamontować)
    -1x Stabilizator 5V (L7805)
    -2x Kondensatory 10uF
    -1x Ceramiczny rezonator 16MHz (kwarc 16MHz również powinien działać, jednak w jego przypadku należy zamontować dodatkowe kondensatory, wymagające dodatkowego miejsca)
    -1x Płytka PCB (znajdź wystarczająco małą, tak aby pasowała do obudowy)
    -1x Prototypowa płytka stykowa
    -2x Silniki (autor użył silników z przekładnią planetarną kupionych w sklepie robotshop.com)
    -2x Koła (również można je zakupić na stronie robotshop.com, jednak możesz użyć innych, odpowiednich do tego celu)
    1x L293D (układ sterowania silnikiem, który jest niezbędny, jeśli zamierzasz w projekcie używać silników)
    1x Przycisk (cały program napisany przez autora opiera się właśnie na nim, niezbędny)
    Przewody! Będziesz potrzebował dużo przewodów do połączeń.
    Baterie guzikowe (pozwoli to na zachowanie małych rozmiarów i umożliwi na umieszczenie całości w pudełku)

    Dodatkowe elementy:
    -2x Fotorezystory (bardzo wiele zabawnych programów można napisać pod te elementy)
    -2x Diody LED RGB (nadadzą robotowi osobowość)
    -1x mikrofon (aby umożliwić nasłuch oraz reagowanie na głos)
    Możesz zamontować cokolwiek, co ci się spodoba. Autor planował również zamontowanie głośnika, jednak nie starczyło mu już miejsca.
    Narzędzia: kombinerki, lutownica, ewentualnie ktoś do pomocy przy lutowaniu przewodów.

    Krok 2: Główny obwód
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    Znajdują się tutaj dwa główne obwody: jeden dla kontrolera silnika (L293D) oraz drugi dla układu Atmega328.
    Schemat rozmieszczenia poszczególnych nóżek układu Atmega328 można znaleźć pod tym adresem: Link . Właściwie, jest to najprostszy z możliwych obwód z wykorzystaniem Arduino (autor nie zakładał montażu przycisku reset, jednak wedle własnych upodobań, można go zamontować). Pozostała jeszcze tylko jedna rzecz, którą należy podłączyć do układu Atmega, jest to napięcie zasilania 5V (otrzymywane na wyjściu układu L7805) podłączane do pinu 7 oraz 20, masa zaś do pinu 8 i 22 (autor narysował pin 21, jako ,,ślepy" ponieważ nie będzie on podłączony do niczego). Należy również podłączyć rezonator ceramiczny (lub oscylator kwarcowy) do pinu 6 oraz 10. Spójrz na obrazek, aby dowiedzieć się, jak należy użyć kondensatorów w sekcji zasilania oraz upewnij się, że podłączyłeś do masy środkową nóżkę rezonatora. Jeśli używasz oscylatora kwarcowego, będzie konieczne zamontowanie dodatkowych kondensatorów, aby dowiedzieć się jak należy to zrobić lub upewnić się co do połączenia jakiejkolwiek innej części obwodu, spójrz na obrazek: Link .
    Schemat rozmieszczenia poszczególnych nóżek dla kontrolera silnika L293D można znaleźć tutaj: Link . Autor nie rysował osobnego schematu dla tego układu, ponieważ jest on całkiem prosty do podłączenia. Nóżki 1, 8, 9 i 16 muszą być podłączona do napięcia 5V; nóżki 2, 7, 10 i 15 będą połączone ze złączami cyfrowymi modułu Arduino (autor użył jednego do sterowania PWM prędkością silników); nóżki 3, 6, 11 i 14 są podłączone do silników (silniki pracują pod napięciem 3V, jednak to na wyjściu układu jest odpowiednie, nie potrzeba montować żadnych dodatkowych diod); nóżki 4, 5, 12 i 13 są podłączone do masy.

    Krok 3: Dodatki
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    Tutaj naprawdę wszystko zależy od ciebie, autor projektu przedstawił kilka propozycji prostych układów, których sam użył, jednak należy użyć własnej kreatywności. To jest właśnie to, co nadaje robotowi ,,osobowość" oraz sprawia, że jest interesujący.

    Krok 4: Testowanie
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    To naprawdę bardzo ważny krok. Będziesz potrzebował prototypowej płytki stykowej, aby połączyć cały obwód. Tymczasowo możesz tylko podłączyć sensory i silniki do Arduino, ponieważ wielokrotne wyjmowanie kostki oraz wkładanie jej z powrotem może być problematyczne i doprowadzić do jej uszkodzenia. Jeśli już to wykonałeś oraz napisałeś kod (dla porównania, tutaj znajduje się kod, którego użył autor: Link ) możesz wyjąć układ Atmega328 z Arduino i umieścić go na płytce stykowej. Bądź bardzo ostrożny podczas wyjmowania układu, ponieważ aby to zrobić trzeba użyć sporej siły, bardzo łatwo jest więc o wygięcie lub złamanie nóżek układu. Kiedy Atmega328 jest już na miejscu, podłącz stabilizator napięcia wraz z kondensatorami oraz rezonatorem do układu (prześledź raz jeszcze wspominany wcześniej schemat) i upewnij się, że napięcie jest podawane na odpowiednie wejście procesora. Następnie uruchomi się program.
    Gotowe!

    Krok 5: Layout płytki
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    Jako, że rozmiar w naszym wypadku odgrywa dość ważną rolę, będziesz musiał zastanowić się przez chwilę, w jaki sposób zamierzasz rozmieścić wszystkie elementy na dostępnej przestrzeni. Autor użył uniwersalnej płytki, jako punkt odniesienia, rozplanował rozmieszczenie elementów na niej, a następnie markerem zaznaczył miejsca, gdzie mają być zamontowane, aby ułatwić sobie ich montaż na płytce. Upewnij się również, czy możliwe będzie pewnie umiejscowienie baterii, tak aby zmieściły się one bez problemu w obudowie razem z innymi komponentami. Nie zapomnij o tym, że należy również zamontować silniki.

    Krok 6: Lutowanie
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    Jest to zdecydowanie najtrudniejsza część całego projektu, rozmiar płytki oraz ilość przewodów sprawiają, że jest to spore wyzwanie. Dobrą radą w tym miejscu jest to, aby upewnić się, że przylutowaliśmy najpierw stabilizator napięcia, rezonator ceramiczny, układ Atmega i sterownik silnika, upewnij się, że wszystko jest połączone poprawnie, zanim przejdziesz do montowania dodatkowych czujników i innych dodatków (autor był tak podekscytowany diodami LED i silnikami, że w efekcie niepotrzebnie skomplikował sobie zadanie podczas podłączania zasilania do układu). Zaleca się również poprowadzenie jednego długiego paska przewodzącego po lewej i prawej stronie, a następnie podłączenie do jednego z nich zasilania, a do drugiego masy, w ten sposób będzie zdecydowanie łatwiej podłączyć później kolejne dodatki. W przeciwnym wypadku zobaczysz gąszcz przewodów.

    Krok 7: Silniki
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    Najłatwiejszym sposobem na zamontowanie silników, jaki autor zdołał wymyślić jest wywiercenie dwóch otwartych otworów w płytce a następnie zamontowanie silników za pomocą opasek zaciskowych, w taki sposób, jak pokazano na obrazku. Aby zamontować na osiach silników koła zakupione w sklepie robotshop.com autor nawiercił je lekko, a następnie wcisnął je na właściwe miejsce. Jak już wcześniej wspominałem, aby utrzymać silniki na miejscu, autor użył opasek zaciskowych, które przełożył przez jeden otwór w płytce (musi być trochę rozwiercony), a następnie przeciągnął dookoła silnika (obrazek przedstawia to znacznie lepiej, niż opis słowny). Teraz możemy ruszać!
    Problemem może być również to, że przewody znajdujące się pod płytką będą zbyt mocno odstawały, co w rezultacie spowoduje, że małe kółka nie będą dotykały podłoża. Autor projektu rozwiązał problem zakładając spinacz do papieru z tyłu robota w odpowiedni sposób, formując z niego dwa trójkąty oraz jako kół używając koralików. To umożliwia robotowi gładką jazdę. Warto spojrzeć na obrazki, które to znacznie jaśniej obrazują to zagadnienie.

    Krok 8: Bateria
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    Aby zastosować źródło prądu, które zmieściłoby się w małej obudowie po cukierkach, należałoby użyć małych baterii, zwanych potocznie guzikowymi. Można je znaleźć w prawie każdym sklepie. Będziesz potrzebował złączyć kilka baterii, aby uzyskać napięcie wypadkowe około 5V. Autor użył dwóch baterii po 3V każda oraz połączył je szeregowo. Aby ułatwić ich montaż autor wyprowadził przewody od baterii, a następnie złączył je razem i skleił za pomocą taśmy. To zdecydowanie ułatwia podłączenie ich do robota. To wszystko!

    Krok 9: Podsumowanie
    Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki Prosty, miniaturowy robot dla początkujących amatorów elektroniki
    Jak już wcześniej wspominałem, robota można rozbudować, wzbogacając go o wiele dodatkowych funkcji, czujników itp. Jego zdecydowaną zaletą jest jego wielkość. Urządzenie to może posłużyć jako inspiracja do zbudowania innych, większych projektów. Ta konstrukcja jest przeznaczona głównie dla mniej zaawansowanych amatorów elektroniki, którzy dopiero rozpoczynają swoją przygodę z robotami i programowaniem, dzięki niej mogą rozwinąć swoje umiejętności oraz nabrać wprawy, pewności siebie.

    Źródło:Link


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Mitronik