Fun Micro: bit Robot - ЛЕГКО и недорого !: 17 шагов (с картинками)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

BBC micro: биты - это здорово! Их легко программировать, они оснащены такими функциями, как Bluetooth и акселерометр, и недороги.

Разве не было бы замечательно иметь возможность построить автомобиль-робот, который почти НИЧЕГО не стоит? Этот проект вдохновлен желанием учеников начальной школы создавать роботов, используя минимум деталей и, где это возможно, использовать переработанные материалы. Это занимает очень мало времени и побуждает студентов изучать кодирование, немного инженерии и использовать свои ремесленные навыки. Никакой резки или сверления с помощью электроинструмента и пайки. Основные строительные материалы - это коробка для ЛИЦЕВОЙ ТКАНИ (например, Kleenex) и кусок картона. Его можно завершить за несколько дней занятий.

Вы узнаете некоторую электронику, основы кодирования micro: bit и научитесь использовать акселерометр и функции Bluetooth в micro: bit.

Итак, приступим!

Шаг 1: Список деталей

Список деталей

Количество затрат по номенклатуре

Коробка для салфеток бесплатно 1

Коробка картонная (гофрированная) бесплатно 2 штуки, которые помещаются в дно коробки для придания жесткости.

Минимальный одножильный провод Достаточно для проводки по проекту

BBC micro: bit retail 2 - один для передатчика, один для автомобильного контроллера

micro: bit GPIO Edge Connector от 6 до 15 долларов США 1

Мотор-редуктор / колесо 3 доллара США за каждое 2

Мини-макетная плата 0,75 долл. США 1 шт.

Зажим для аккумулятора 9 В 0,25 долл. США 1

Микросхема двигателя SN754410NE $ 0,40 США 1

Мяч для пинг-понга минимальный 1

Заклинатель для мяча (необязательно) 1,20 доллара США 1 - вместо него можно использовать половину шара для пинг-понга или мрамор.

Двусторонний скотч из пенопласта 2 $ в Dollar store 1roll - для крепления моторов к основанию.

Белый клей У вас, наверное, уже есть

Необходимые инструменты

Линейка

Небольшой универсальный нож

Пистолет для горячего клея (по желанию)

Скрепка или циркуль для прокалывания небольших отверстий в коробке для салфеток

Режущий инструмент (опция) или бритвенная пила, чтобы разрезать мяч для настольного тенниса пополам.

Шаг 2: конструкция робота

Поместите коробку для салфеток на лист гофрированного картона так, чтобы длинная сторона коробки совпадала с выступами картона. Обведите основание коробки для салфеток на картоне. Вам понадобятся две штуки. Осторожно вырежьте кусочки ножом и линейкой. Вы должны обрезать их, чтобы они поместились в коробке. Осторожно откройте один конец коробки для салфеток, чтобы проверить соответствие картонным листам.

Используйте белый клей или столярный клей, чтобы приклеить один кусок картона к внутренней части коробки. Поместите в коробку тяжелые предметы, например батарейки, чтобы утяжелить картон и надежно прикрепить его к коробке. Дайте высохнуть.

Прежде чем мы пойдем дальше, вы можете припаять короткие отрезки одножильного провода на провода двигателя и провода зажима аккумулятора на 9 В. Затем накройте стыки термоусадочной трубкой. Это позволит легко вставить эти провода в макетную плату. Я знаю, что сказал: «Никакой пайки», но эй, это электроника!

Шаг 3:

Теперь начните выкладывать детали на другой кусок картона, как показано. Попробуйте смонтировать макетную плату ближе к концу, который будет задней частью автомобиля, чтобы разъем micro: bit и краевой разъем совпали. Для единообразия красный рельс доски находится вверху изображений. Рекомендуется ориентировать и свой таким же образом для облегчения сборки.

Горячий клей отлично подходит для крепления макета. Затем вы можете легко удалить его, если хотите использовать его для другого проекта. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ДВУСТОРОННУЮ ЛЕНТУ в нижней части макета. Он удерживает металлические соединения внутри макета. Если вытащите его, он сломает макетную плату.

Шаг 4: прикрепите коннектор Micro: bit Edge

Теперь прикрепите краевой разъем к макетной плате, как показано, так чтобы разъем был направлен на переднюю часть робота. Штифты должны перекрывать желоб (овраг), который проходит по середине макета.

Шаг 5: Установите микросхему управления двигателем SN754410NE

Осторожно установите микросхему двигателя SN754410NE на макетную плату. Небольшая выемка должна быть направлена в сторону краевого разъема.

Шаг 6: Подключите микросхему двигателя

Если вы посмотрите на микросхему двигателя сверху, с выемкой справа, контакты наверху пронумерованы от 1 до 8 справа налево, а затем контакты внизу пронумерованы от 9 до 16 внизу. Объяснение того, как работает микросхема двигателя, будет предоставлено в конце этого проекта. Используйте небольшие отрезки провода для соединения, Контакт 1 к красной рейке

Контакт 8 к красной рейке

Пин 9 к красной рейке

Пин 16 к красной рейке

Используйте короткий провод, чтобы присоединить край заземления разъема к синей направляющей на макетной плате. Используйте небольшой кусок провода, чтобы присоединить синюю направляющую на верхней стороне к контакту 4 ИЛИ 5 микросхемы двигателя. Это точка ЗАЗЕМЛЕНИЯ микросхемы, и вам нужно только заземлить микросхему с помощью одного провода.

Шаг 7: Подключите направляющие штифты двигателя

Мы используем micro: Bit pins 13, 14, 15 и 16 по двум причинам. Во-первых, они все вместе на плате для удобного подключения. Во-вторых, они не используются для других целей в micro: Bit, поэтому вы не отключите такие функции, как светодиодный массив, если захотите использовать его в своем окончательном дизайне. Ссылка на назначение выводов находится в конце этого проекта для вашего дальнейшего использования.

Соедините контакт 13 краевого разъема с контактом 7 на микросхеме двигателя.

Соедините контакт 14 краевого разъема с контактом 2 на микросхеме двигателя.

Соедините контакт 15 краевого разъема с контактом 10 на микросхеме двигателя. (желтые провода на картинке)

Соедините контакт 16 краевого разъема с контактом 15 на микросхеме двигателя.

Соедините красную направляющую на одной стороне макета с красной направляющей на другой стороне с помощью отрезка провода. Присоедините синюю направляющую на одной стороне макета к синей направляющей на другой стороне с помощью отрезка провода. Эти провода подают напряжение к обеим сторонам цепи, а источник заземления - к обеим сторонам схемы.

Шаг 8: Подключите двигатели

Подключите зеленый (черный) провод левого (вверху на схеме) двигателя к контакту 3 на микросхеме двигателя.

Подключите красный провод левого мотора к контакту 6 на микросхеме мотора.

Подключите красный провод правого мотора к контакту 14 на микросхеме мотора.

Подсоедините зеленый (черный) провод правого мотора к контакту 11 на микросхеме мотора.

Шаг 9: прикрепите зажим аккумулятора на 9 В

Батарея на 9 В питает как двигатели, так и микросхему управления двигателем.

Присоедините черный провод зажима батареи 9 В к шине заземления макета.

Присоедините красный провод зажима аккумулятора 9 В к контакту 16 микросхемы двигателя.

Ваша проводка сделана!

Потратьте несколько минут, чтобы еще раз проверить свою работу. Это может спасти некоторые приготовленные батареи или, что еще хуже, ЦЕПИ, если вы обнаружите ошибки и исправите их перед включением автомобиля.

Шаг 10: Схема подключения

Здесь представлена электрическая схема, чтобы вы могли проверить свою проводку на данный момент.

Шаг 11: Кодирование передатчика Micro: bit и приемника Micro: bit / управления роботом

Мы собираемся использовать один micro: bit в качестве нашего пульта дистанционного управления, а второй micro: bit в качестве контроллера приемника / робота.

В передатчике мы будем использовать акселерометр для измерения наклона микрометра вперед / назад: бит, чтобы машина двигалась вперед или назад или останавливалась. Мы будем использовать кнопки A и B, чтобы изменить направление движения вперед / назад, чтобы включить поворот влево / вправо.

Предполагается, что вы знакомы с использованием блоков makeCode для программирования micro: bit. Блоки кода представлены здесь с объяснением того, что делает каждый блок.

Поскольку файлы изображений блоков кода довольно большие, просто загрузите эти два файла, и вы можете следить за комментариями, чтобы построить блоки. Просто следуйте полностью прокомментированным документам блоков кода, чтобы создать свои собственные шестнадцатеричные файлы micro: bit ИЛИ вы можете просто загрузить передатчик код и код приемника, если хотите, и установите их напрямую.

Шаг 12: Окончательная сборка - тест перед установкой и установка мяча для пинг-понга

После того, как вы загрузили свои codeBlocks в передатчик и управляющий роботом micro: bit, подключите micro: bit робота-приемника к краевому разъему и включите его. Включите передатчик и попробуйте управлять автомобилем, просто перемещая передатчик и нажимая кнопки A и B. Если все работает, продолжайте. Если нет, вернитесь к проводке и проверьте соединения. С вашими батареями все в порядке?

Осторожно разрежьте мяч для настольного тенниса пополам. Переверните коробку и приклейте горячим клеем полушарик к нижней стороне коробки. Это ваше «третье колесо». Если вам нужно лучшее решение, купите стальной шаровой шарнир, упомянутый в списке деталей, и закрепите его горячим клеем или используйте проволоку, проткнутую через дно коробки.

Шаг 13: Установка и установка двигателя

Теперь смонтируем моторы на основание и коробку.

Поочередно сориентируйте каждый двигатель так, чтобы небольшой круглый выступ был обращен наружу.

Затем на НИЖНЮЮ часть каждого мотора прикрепите кусок двустороннего скотча.

Вставьте компонентную плату в коробку для салфеток.

Затем поверните двигатель так, чтобы маленький круглый выступ смотрел наружу.

Затем НАЖМИТЕ заднюю часть мотора на бок коробки, чтобы на внешней стороне появилась небольшая ямочка. Если вы поместите большой палец снаружи коробки и надавите на ось, вы получите более глубокую ямку, которую легко увидеть.

Воспользуйтесь небольшим ножом, чтобы вырезать ямочку. Здесь ось выходит из коробки.

Затем снова прижмите мотор к стенке коробки, чтобы на небольшом круглом выступе образовалась ямка.

Вырежьте и эту ямочку.

Если у вас запрограммирован приемник micro: Bit, установите его в крайний разъем и прикрепите аккумулятор (при выключенном питании. Осторожно вставьте картонную основу со всеми компонентами в коробку для салфеток.

Шаг 14: Установите двигатели на картонную основу

Снимите подложку с двусторонней ленты и прижмите каждый двигатель, чтобы закрепить их на основании вашей компонентной платы.

Вставьте циркуль или нескрученную канцелярскую скрепку в два отверстия для винтов в каждом двигателе и нажмите наружу, чтобы проткнуть коробку.

Теперь отрежьте два куска одножильного провода длиной около 8 см каждый. Согните в форме буквы «U» и введите концы проволоки в двигатели снаружи. Поверните их, чтобы закрепить двигатели по бокам коробки для салфеток.

Шаг 15: Заключительные соединения и поехали

Батарея на 9 В теперь находится между моторами.

Отрицательный провод подключается к синей заземляющей шине, а красный провод подключается к контакту 16 микросхемы управления двигателем.

Если хотите, вы можете использовать штыревой / гнездовой провод типа Dupont, чтобы можно было подключать / отключать батарею 9 В от цепи, когда она не используется.

Вставьте охватываемый конец провода Dupont в контакт 16 на микросхеме двигателя и оставьте охватывающий конец свободным. Затем вы просто подключаете красный 9-вольтный провод к женскому концу провода Dupont, и ваш робот получает питание.

Прикрепите колеса к своему роботу, и все готово!

Если вы хотите украсить своего робота школьным автобусом, рисунок предоставлен здесь в виде файла. Для получения наилучших результатов распечатайте изображение на глянцевой фотобумаге. Суперклей отлично подходит для прикрепления рисунка к коробке. Я использовала суперклей в стиле геля от бренда Gorilla и отлично поработала! Здесь много тематических идей. Школьный автобус, пожарная машина, фургон, автофургон. Ваше воображение - ваш проводник!

После того, как вы построите этого робота, вы можете поэкспериментировать со сложенным гофрированным картоном, чтобы сделать шасси другого стиля. Теперь включите micro: bits, подключите батарею на 9 В и начните водить свой автобус / автомобиль!

Я надеюсь, что вам понравился этот проект и вы нашли хорошее введение в робототехнику с помощью micro: bits!

С наилучшими пожеланиями!

Горд Пейн (Ньюмаркет, Онтарио, Канада)

Шаг 16: Рисунок школьного автобуса

Шаг 17: часто задаваемые вопросы

Почему вы не используете микросхему контроллера двигателя L293D или L298?

Micro: bit - это устройство логического уровня на 3 вольта. Он не может подавать 5 В, необходимые для активации L293D или L298. SN754410NE также требует для активации от 5 до 7 вольт, но конструкция микросхемы достаточно прочна, чтобы выдерживать напряжение постоянного тока 9 вольт. Таким образом, мы используем 9-вольтовую батарею для питания как микросхемы двигателя, так и двигателей. Спасибо Learning Developments за это понимание. Сказав это, возможно, можно встретить L293D, который может активироваться при напряжении 3 В, но он не соответствует исходной спецификации дизайна чипа.