Comment construire le robot le plus simple du monde

La robotique est un domaine intimidant . Pour être vraiment bon dans ce domaine, il faut posséder une compréhension supérieure à la moyenne en physique, en informatique, en génie mécanique, en génie électrique, en génie des systèmes et en mathématiques avancées. Mais que se passe-t-il si vous ne disposez que d'une partie, ou pire encore aucune, de ces connaissances et que vous souhaitez toujours en savoir plus sur le terrain? Eh bien, nous devons tous commencer quelque part et ce guide est conçu pour démystifier la robotique en enseignant à quiconque ayant une capacité même modeste à utiliser des outils à main pour construire son propre robot incroyablement simple.

Le robot que vous construirez ici est un robot au sens le plus simple. Il se déplacera et réagira aux obstacles dans son environnement, inversant les moteurs et les contournant si nécessaire de lui-même. Vous n'allez probablement pas automatiser de lignes industrielles ou explorer des cratères lunaires simplement parce que vous avez construit le robot le plus simple du monde, mais c'est une bonne introduction au domaine de la robotique et un projet amusant pour une soirée après le travail ou un week-end après-midi . Tout compte fait, la construction coûte environ 50 dollars et le plaisir en vaut la peine.

Ce robot est modulaire et vous donnera un point de départ à partir duquel vous pouvez modifier votre machine pour effectuer des tâches plus complexes ou concevoir votre propre robot suivant avec un objectif en tête. Si vous avez des enfants, vous voudrez peut-être les faire participer à ce projet. Si vous rencontrez des problèmes en suivant les étapes du guide, si vous souhaitez obtenir de l'aide pour personnaliser votre robot pour un comportement plus complexe, ou si vous souhaitez mettre en service ou construire une machine qui dépasse considérablement le cadre de cet article, envoyez-moi un message. Je suis toujours heureux de discuter d'idées et d'aider les gens à construire leurs machines de rêve pour une variété d'applications.

Étape 1: Obtenez ensemble les outils et le matériel dont vous avez besoin

D'accord, je comprends. Vous voulez construire quelque chose.

Ce guide comprenait à l'origine des liens vers des outils et des pièces sur un site de magasinage en ligne populaire pour faciliter la commande de tout ce dont vous avez besoin pour commencer. J'ai eu quelques problèmes avec les conditions d'utilisation de ce site. Afin de remédier à ces problèmes, j'ai plutôt affiché les liens ici .

Cela dit, si vous avez des choses similaires qui traînent dans votre maison ou que vous préférez personnaliser un peu plus votre machine, vous pouvez toujours construire quelque chose de génial en utilisant des pièces différentes de celles que je relie et vous pouvez probablement économiser de l'argent si vous récupérez des pièces d'électronique cassée ou de magasins excédentaires. Ce guide est conçu pour être remixé et je suis heureux de répondre à toutes les questions concernant l'utilisation de pièces autres que celles que je recommande directement.


Outils nécessaires

Tournevis - pour assembler le kit de châssis de robot si utilisé. Le kit utilise également des écrous, donc une pince ou un jeu de clés à douille peut également être utile, mais vous pouvez vous en sortir en utilisant vos doigts et / ou une pince à bec effilé.

Pince à bec effilé, pince ou pince à épiler

Pince à dénuder (vous pouvez remplacer les ciseaux, mais vous pourriez vous détester)

Fer à souder (facultatif / certaines compétences requises)

Soudure (en option / fer à souder et capacité requise)

Pistolet à colle chaude

Plus léger (obtenez un briquet bic si vous utilisez un radiateur thermique mais que vous n'avez pas de pistolet thermique. C'est une option considérablement moins chère si vous n'avez jamais utilisé de thermorétractable rétractable auparavant et que vous voulez l'essayer sans vous engager dans de nouveaux outils )

Les prix des pièces nécessaires sont approximatifs

1x - Plaque d'essais 400 points d'attache - 6 $

1x - Kit de châssis de robot à 2 roues motrices - 20 $

2x - Commutateur SPDT Microlever - 10 $

1x - Paquet de 40 fils mâles à mâles - 5 $

1x - 4 supports de piles AA - 6, 50 $

4x - Piles AA - 3, 50 $

1x - Interrupteur d'alimentation (en option - pour réduire les coûts, je vais vous expliquer comment vous en passer dans le guide) - 2 $

2x - Trombones pour allonger les moustaches

1 à 3 pouces de tube thermorétractable pour rendre les moustaches plus propres (facultatif)

Étape 2: assembler le châssis

Un châssis est le «squelette» qui maintient un robot ensemble. Pour mon robot le plus simple du monde, j'ai acheté le kit de châssis auquel j'ai lié à la dernière étape et je l'ai assemblé selon les instructions du fabricant. Il y a quelques configurations différentes dans le manuel et je recommande les deux roues, une roulette une illustrée ci-dessus.

Alternativement, vous pouvez concevoir votre propre châssis, tant qu'il répond aux critères suivants:

  • Entraînement différentiel (une roue de chaque côté, les deux roues sont parallèles entre elles par rapport à l'endroit où elles touchent le sol mais peuvent être cambrées vers l'intérieur ou vers l'extérieur)
  • La planche à pain doit tenir sur le robot.
  • La batterie doit tenir sur l'espace du robot pour laisser les moustaches de l'interrupteur à micro-levier
  • Un espace supplémentaire devrait probablement être laissé pour un Arduino ou un autre microcontrôleur si vous souhaitez l'utiliser comme plate-forme pour des projets de robotique plus avancés à l'avenir.
  • Laissez de l'espace pour un interrupteur d'alimentation, si vous utilisez.

Étape 3: construire et monter les moustaches

Le robot le plus simple au monde utilise 2 micro-interrupteurs à levier comme moustaches pour faire savoir au robot quand il pénètre dans quelque chose à gauche ou à droite et inverser le moteur du côté opposé pour s'éloigner de l'obstacle.

Construisez les capteurs Whisker (faites-le deux fois)

Pliez un trombone pour former une moustache incurvée

Collez à chaud la moustache à l'extrémité du micro-interrupteur à levier, en chevauchant le bras de levier et en faisant attention de ne pas bloquer ou bloquer l'action des interrupteurs.

Renforcez la connexion entre le trombone et le commutateur en ajoutant du ruban adhésif ou un tube thermorétractable sur la colle chaude. Si vous utilisez un tube thermorétractable, vous devrez l'activer en tenant un briquet (de façon mobile) en dessous. Il est important de garder le briquet en mouvement car si vous le maintenez dans un seul espace pendant trop longtemps, vous risquez de brûler ou de fondre à travers le tube et / ou le boîtier en plastique de l'interrupteur.


Ajouter des fils aux commutateurs

Coupez une extrémité d'un cavalier et dénudez environ un demi-pouce d'isolant de l'extrémité coupée, exposant le cuivre nu. Faites-le six fois, car chaque commutateur nécessitera 3 de ces fils. Ne vous inquiétez pas si vous vous trompez et coupez un peu de fil au lieu de le dénuder. Vous devriez avoir beaucoup de pulls supplémentaires si vous avez acheté le pack de 40 auquel je suis lié.

Enfilez le fil dénudé dans le trou d'une borne de l'interrupteur et faites-le reboucler, puis tournez-le jusqu'à ce qu'il soit bien ajusté. Si vous avez un fer à souder et que vous savez comment l'utiliser, je recommanderais de souder sur cette connexion comme je l'ai fait. Procédez ainsi pour les 3 bornes des deux commutateurs.

Montez les moustaches

Vous voulez avoir un moustache pour détecter les obstacles sur la gauche et un autre moustache pour la droite. Vous pouvez les chevaucher comme je l'ai fait ou vous pouvez choisir de ne pas les chevaucher (c'est moins déroutant, mais avec la possibilité d'un angle mort qui pourrait coincer votre robot s'il pénètre dans un coin ou quelque chose qui est plus étroit que l'espace entre les moustaches). Si vous chevauchez les moustaches, assurez-vous de mettre une entretoise en dessous pour éviter qu'elles ne se frottent les unes contre les autres.J'ai utilisé 2 écrous M8 que j'ai collés en place.

Gardez à l'esprit que quel que soit le côté de l'avant du robot sur lequel la partie du moustache qui est touchée est positionnée est opposée au côté du moteur, il doit inverser s'il frappe. Jouez avec les emplacements des moustaches jusqu'à ce que vous en soyez satisfait et collez-les à chaud sur le châssis.

Étape 4: Montez la planche à pain

Utilisez de la colle chaude ou du ruban adhésif double pour monter la planche à pain à peu près au centre de votre châssis. Tout est connecté à travers la planche à pain, il est donc important que tous les fils puissent l'atteindre. Comme j'ai monté mes moustaches assez loin en arrière, j'ai retiré l'un des en-têtes de ma planche à pain pour le faire tenir. Vous pouvez également le monter au-dessus de la roulette en utilisant une entretoise si vous préférez conserver les deux en-têtes et que vous rencontrez un problème immobilier similaire.

Étape 5: Modifier et monter le support de batterie

Modifier le support de batterie

Vous devrez ajouter un «robinet» d'alimentation à votre support de batterie pour simplifier le câblage pour inverser votre robot. Pour ce faire, coupez une extrémité d'un cavalier et dénudez environ un demi-pouce d'isolant de l'extrémité coupée, exposant le cuivre nu. Tordez le cuivre exposé autour du morceau de métal dans votre support de batterie qui relie les deux batteries du milieu l'une à l'autre. Souder en place si vous savez comment.

Montez le support de batterie

Collez ou double ruban adhésif le support de batterie en place. Le support de batterie peut être monté sur la face inférieure du robot ou à côté de la planche à pain en fonction de la quantité d'espace disponible sur votre châssis et de la durée des fils sortant du pack, ainsi que de la position que vous préférez. J'ai collé le mien au dessous des moteurs pour avoir plus de place pour monter un microcontrôleur sur le dessus plus tard. Si vous utilisez un emplacement de montage similaire, assurez-vous qu'il n'empêche pas vos roues de toucher le sol et sachez que cela rendra les moteurs plus difficiles à remplacer à l'avenir si l'un d'eux casse ou si vous souhaitez changer la conception.

Étape 6: montez l'interrupteur d'alimentation si vous en utilisez un

Collez l'interrupteur d'alimentation quelque part où vous pouvez facilement y accéder et il ne sera pas heurté par le fonctionnement normal du robot. Assurez-vous qu'il y a suffisamment de longueur sur les fils pour arriver à la planche à pain.

Si vous n'utilisez pas de commutateur, vous pouvez utiliser l'un des cavaliers mâle à mâle comme «lien amovible». Le lien amovible fonctionne en branchant et débranchant le cavalier où l'interrupteur serait connecté sur la planche à pain pour allumer et éteindre le robot.

Étape 7: Câblez-le

À quoi sert la planche à pain?

La planche à pain que vous avez montée plus tôt est un bon moyen de former des connexions électriques si vous voulez pouvoir les changer plus tard. Les cartes d'essais sont couramment utilisées pour tester les circuits avant de les commettre sur des cartes perforées ou des cartes de circuits imprimés. Les planches à pain sont constituées de rails qui forment des connexions comme indiqué dans l'image.


Comment câbler ma planche à pain?

Pour que votre robot contourne les obstacles, câblez votre planche à pain comme indiqué sur les photos ou d'une manière qui est électriquement équivalente. Je ne vais pas inclure ici un schéma traditionnel car ce guide est destiné aux débutants, mais je peux si je reçois suffisamment de demandes dans les commentaires.

En modifiant le câblage du robot, vous pouvez changer son comportement. Si je reçois suffisamment de demandes, je peux essayer d'ajouter différentes façons de câbler le robot le plus simple au monde pour différents comportements.

Étape 8: allumez-le et résolvez tous les problèmes

Donnez-lui du jus

Mettez des piles et allumez l'interrupteur d'alimentation si vous en utilisez un. Si vous n'utilisez pas d'interrupteur d'alimentation, placez l'un des fils de cavalier à l'endroit où le commutateur est connecté à la dernière étape, en traitant l'une des extrémités du cavalier (alias votre lien amovible) comme l'un des deux fils sortant de l'interrupteur. En connectant et déconnectant ce fil, vous pouvez vous déplacer en utilisant un véritable interrupteur. Assurez-vous simplement de le connecter aux bons endroits.

Dépannage

Voici quelques conseils pour réparer votre robot s'il ne fonctionne pas comme il le devrait.

  • Si votre robot décolle immédiatement en sens inverse, commutez les fils rouge et noir de chacun des moteurs autour.
  • Si votre robot tourne en place, échangez les fils rouge et noir du côté qui va en sens inverse (à gauche si dans le sens antihoraire, à droite si dans le sens horaire).
  • À ce stade, votre robot doit courir autour d'un bureau ou d'un sol plat et se heurter à des obstacles sur son chemin.
  • Si les moustaches de votre robot se bloquent sur des objets, essayez de les plier vers l'intérieur ou de les raccourcir pour les rendre plus difficiles à saisir.
  • Si vous avez un problème et que vous ne savez pas comment le résoudre, envoyez-moi un message et je serai heureux de vous aider lorsque j'aurai du temps libre.

Articles Connexes