Робот LEGO: 8 шагов (с изображениями), позволяющий избежать препятствий

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Мы любим LEGO, и мы также любим Crazy Circuits, поэтому мы хотели объединить их в простом и забавном роботе, который может избегать столкновений со стенами и другими объектами. Мы покажем вам, как мы создали наш, и обрисовываем необходимые основы, чтобы вы могли создать свой собственный. Ваша версия может не совпадать с нашей, и это нормально.

Ниже приведен список используемых нами электронных деталей и список деталей LEGO, которые мы использовали. Ваши части могут отличаться, поэтому не бойтесь заниматься своими делами.

Если вам нравятся наши проекты и вы хотите видеть больше того, чем мы занимаемся каждую неделю, подпишитесь на нас в Instagram, Twitter, Facebook и YouTube.

Запасы:

На самом деле Brown Dog Gadgets продает комплекты и принадлежности, но вам не нужно ничего покупать у нас, чтобы реализовать этот проект. Хотя, если вы это сделаете, это поможет нам в создании новых проектов и ресурсов для учителей.

Электронные части:

1 x Доска робототехники Crazy Circuits

2 x LEGO-совместимый сервопривод непрерывного вращения на 360 градусов

1 x ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04

4 x Dupont Female для женских проводов

1 х USB внешний аккумулятор

(Мы нашли небольшой USB Power Bank, который прекрасно вписывается в нашего робота. Возможно, вам придется спроектировать своего робота так, чтобы он соответствовал USB Power Bank, который у вас есть под рукой, или вы также можете использовать свой собственный аккумулятор.)

Детали LEGO:

Мы использовали самые разные детали, но вы можете смело создавать свои, как считаете нужным, используя любые детали LEGO, которые у вас есть под рукой. Важные вещи, которые вам нужно сделать, - это установить сервоприводы снизу, ультразвуковой датчик, чтобы он мог указывать вперед, а также способ удерживать робототехническую доску и источник питания на месте. В крайнем случае, вы можете использовать скотч или резинки для крепления вещей там, где это необходимо. Мы предоставили ссылки на каждую деталь на BrickOwl, но вы можете найти их везде, где продаются детали LEGO или LEGO-совместимые.

2 колеса с клиновым ремнем LEGO (4185/49750)

Набор шаровых опор LEGO EV3 Technic 5003245 - 1 шт.

Поперечная балка 3 с четырьмя штифтами LEGO Technic - 1 шт. (48989/65489)

1 кубик LEGO Technic 1 x 6 с отверстиями (3894)

2 x LEGO Axle 4 с конечным упором (87083)

Половина втулки 4 x LEGO (32123/42136)

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

1 пластина LEGO 6 x 12 (3028)

Шаг 1. Создайте свою базу LEGO

Мы начали с LEGO Base 6 x 12, которая была самой маленькой из тех, что нам удалось построить. При желании вы можете увеличить размер, но меньший размер может стать проблемой.

Ширина нашего робота определялась имеющимся у нас USB Power Bank, поскольку нам нужно было задвигать его на место. Для большей батареи может потребоваться более крупный робот.

Сделайте базу достаточно высокой, чтобы в ней поместился аккумулятор, а над ней оставьте место для робототехнической доски.

Шаг 2: добавляем колеса

Каждый серводвигатель необходимо будет установить в нижней части базы робота.

В итоге мы использовали для этого следующие части:

• Ось 4 LEGO с конечным упором (87083)
• Половинная втулка LEGO (32123/42136)
• LEGO Brick 2 x 2 круглых (3941/6143)

Для установки 2 сервоприводов вам понадобится по 4 штуки каждой части.

После установки вы можете добавить колесо - колесо клинового ремня LEGO (4185/49750).

Как и в случае с другими сборками LEGO, здесь есть множество вариантов! Вышеупомянутое крепление сервопривода / колеса - это то, что у нас сработало, но вы можете попробовать что-то другое.

Шаг 3: добавление колесика

Колесо ролика позволяет нашему роботу катиться, приводя его в движение двумя колесами, прикрепленными к сервоприводам, при этом роллер действует как «третье колесо», поэтому наш робот может легко поворачиваться и двигаться.

Вот детали, которые мы использовали для крепления роликового колеса:

• Набор шаровых опор LEGO EV3 Technic 5003245
• Поперечная балка 3 с четырьмя штифтами LEGO Technic (48989/65489)
• Кирпич LEGO Technic 1 x 6 с отверстиями (3894)

В более ранней версии нашего робота мы просто использовали несколько круглых деталей LEGO в качестве «ноги», и они отлично работают на гладкой поверхности, например на столе, но не подходят для коврового покрытия или негладкого пола. Если у вас нет под рукой самоустанавливающегося колеса, рассмотрите вариант «ноги».

Шаг 4: Добавьте датчик расстояния

Нам нужно установить ультразвуковой датчик расстояния на передней части робота, чтобы он мог «видеть», куда он движется, и знать, когда остановиться, прежде чем столкнуться с препятствием.

Мы напечатали на 3D-принтере LEGO-совместимый держатель для ультразвукового датчика. Вы можете найти файл на Thingiverse, если хотите его использовать:

Если у вас нет доступа к 3D-принтеру, вы можете придумать способ удержания датчика на месте, используя некоторые детали LEGO, скотч, резинки, стяжки или какой-либо другой метод. Важно то, что он должен указывать на то, куда движется робот, когда он движется вперед.

Шаг 5: Добавьте робототехническую доску

Совет по робототехнике - мозг этой операции. Он предназначен для установки на кубики LEGO, поэтому его легко установить.

Обычно робототехническая плата используется с токопроводящей лентой для построения цепей непосредственно поверх LEGO, но, поскольку мы используем только два сервопривода и датчик расстояния, мы можем подключить их непосредственно к контактам заголовка на плате.

Нам нужно сориентировать плату так, чтобы вы могли легко подключить USB-кабель для питания. (Нам посчастливилось найти очень короткий USB-кабель в нашей «Гигантской корзине случайных кабелей»)

Теперь вы можете подключить датчик и сервоприводы!

Для датчика вам необходимо подключить вывод эха к контакту 3 на плате Robotics, затем подключить контакт триггера к контакту 5, затем VCC к 5V и Gnd к GND. Это включит датчик и позволит ему общаться с Советом по робототехнике.

Затем вам нужно будет прикрепить каждый серворазъем. Их легко подключить, просто убедитесь, что коричневые провода подключены к GND, красные провода подключены к 5 В, а оранжевые провода подключены к контакту D6 для левого сервопривода и D9 для правого сервопривода.

Шаг 6: запрограммируйте доску робототехники

Прежде чем наш робот заработает, вам необходимо загрузить код в Совет по робототехнике. Если вы еще этого не сделали, убедитесь, что на вашем компьютере установлена последняя версия бесплатного программного обеспечения Arduino IDE.

Наш код находится в нашем репозитории GitHub, который вы можете найти здесь:

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

Код прост, и в нем много комментариев, чтобы помочь объяснить, что все делает.

Вам также понадобится библиотека NewPing, которую можно найти здесь:

Шаг 7: позвольте вашему роботу бродить

Когда вы построите своего робота и загрузите код в Совет по робототехнике, вы можете его протестировать!

Самый простой способ - подключить USB Power Bank и позволить вашему роботу начать движение вперед. Если вы положите перед ним руку, он должен вернуться назад, повернуться, а затем снова двинуться вперед. (Не позволяйте ему скатываться со стола!)

Мы построили простую шестиугольную картонную «арену», на которой наш робот мог кататься, используя старую картонную коробку. Не стесняйтесь проявлять творческий подход к тому, что у вас есть под рукой.

Шаг 8: Двигайтесь дальше

Ниже приведены несколько вопросов и дополнительные действия, если вы хотите пойти немного дальше в этом проекте.

Вопросов

Что вы узнали при создании своего робота?

Что определило ваш выбор деталей LEGO?

Ваш робот катился бы быстрее, если бы у него были колеса большего размера?

Дополнительная активность

В коде есть две переменные (показанные ниже), которые вы можете настроить, которые изменят количество времени, в течение которого робот бежит, когда он возвращается назад, а затем поворачивается, чтобы избежать стены. Не стесняйтесь менять goBackwardTime и turnRightTime и посмотрите, как это повлияет на действия робота. Помните, что когда вы вносите изменения в свой код, вам нужно будет повторно загрузить его в своего робота.

// установить, на сколько миллисекунд ваш робот будет двигаться назад на

int goBackwardTime = 1000; // установить, сколько миллисекунд будет повернуть ваш робот int turnRightTime = 1000;

(Примечание: 1000 миллисекунд равны 1 секунде.)

Мы надеемся, что вам понравился наш робот для избегания сумасшедших цепей, и что вам нужно создать своего собственного. Нам было весело создавать нашу и делиться ею с вами!