Comment construire PHIL - un robot de suivi de lumière : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Dans ce Instructable je vais vous montrer comment j'ai fait ce robot de suivi de lumière à double axe à l'aide d'un Arduino Uno. Tout le CAO et le code seront inclus afin que vous puissiez le construire vous-même sans avoir besoin de compétences en programmation ou en conception. Tout ce dont vous aurez besoin est une imprimante 3D, un Arduino Uno et quelques autres pièces de base !

Fournitures

Outils dont vous aurez besoin:

Un PC (duh)

Une imprimante 3D

Fer à souder (et fil à souder)

Tournevis

Matériaux:

Filament d'impression 3D (PLA recommandé)

Carte proto

Bande auto-adhésive en caoutchouc ou en mousse (optionnel)

Certains fil à âme solide mince

Gaine thermorétractable

Composants standards:

Arduino Uno (Ou carte compatible)

2 condensateurs de 100 µF calibrés pour 5V

2 Micro servomoteurs

4 résistances dépendantes de la lumière (LDR)

1 LED de 5 mm

1 résistance 220 Ohm

4 résistances de 10 kOhm

11 vis autotaraudeuses M3

8 vis autotaraudeuses M2

4 vis à métaux M3 avec écrous

Étape 1: Impression de toutes les pièces

La première étape consiste à imprimer en 3D toutes les pièces à l'aide des fichiers STL que j'ai fournis. J'ai peint le mien à mon goût, mais vous pouvez le laisser tel quel ou utiliser différentes couleurs de filaments. C'est à toi de voir!

Étape 2: Assemblage de l'électronique et du cardan

Pour cette étape, vous pouvez installer les LDR et les servomoteurs, ainsi que monter l'Arduino sur la plaque de base. Gardez à l'esprit que nous devons encore fabriquer la carte de distribution d'énergie, donc n'assemblez pas de pièces imprimées en 3D à l'avance.

Installation des LDR:

Le robot suit la lumière en comparant les valeurs renvoyées par 4 photorésistances. Ces valeurs différeront les unes des autres si la source lumineuse n'est pas perpendiculaire à la tête de suivi, car la teinte claire projettera une ombre sur certains des LDR. Le code arduino déplacera ensuite la tête dans un axe X et Y en conséquence afin de rester au point avec la source lumineuse. Le montage des LDR est très simple: ils ont des poches spéciales conçues dans la tête de suivi. Insérez simplement les pieds dans les trous, appliquez de la super colle et poussez-la jusqu'à ce qu'elle affleure la surface.

Installation des servos:

Insérez les servos en place et fixez-les avec des vis autotaraudeuses M2 comme indiqué. Vous pouvez maintenant terminer l'assemblage mécanique en montant les palonniers des servos sur les supports désignés. Après cela, vous pouvez fixer la tête de suivi au sommet de l'assemblage à l'aide de 4 vis et écrous mécaniques M3. Le pivot de l'axe X peut être fixé en utilisant tout ce qui peut fonctionner comme un arbre de 3 mm. J'ai utilisé un morceau de brochette de barbecue. Ceci termine le gimble à deux axes.

Montage de l'Arduino Uno:

Alignez les trous de vis de l'arduino avec les trous de la plaque de base et fixez-le avec 3 vis autotaraudeuses M3.

Étape 3: distribution de l'alimentation

Un élément clé de ce robot est la carte de distribution d'énergie, car elle garantit que la bonne puissance est transmise au bon composant. Cette carte aidera également à réduire les fluctuations de tension causées par les servos alimentés directement par l'Arduino.

Fabrication du plateau:

Découpez un morceau de carte proto, d'environ 45 x 35 mm. Cela devrait vous donner suffisamment de place pour souder tous les composants. Reportez-vous au schéma de circuit fourni et soudez les composants en conséquence. Les servomoteurs ont tous deux des condensateurs de 100 µF sur leurs fils d'alimentation et de terre pour éviter les chutes de tension. Les 4 LDR ont des résistances de 10 kOhm comme diviseurs de tension câblés à la terre (voir le schéma de circuit). La LED d'alimentation s'insère dans un trou sur le boîtier de l'électronique et dispose d'une résistance de 220 Ohm connectée pour réduire la puissance afin d'éviter qu'elle ne grille. Alternativement à l'utilisation d'une carte proto, vous pouvez simplement tout souder ensemble dans les airs, même si ce serait assez compliqué.

Étape 4: Assemblage complet

Maintenant que le tableau de distribution électrique est fait, il est temps de tout assembler !

Branchement des fils:

Soudez d'abord les fils appropriés de la carte de distribution d'alimentation aux divers composants désignés. (Assurez-vous de les acheminer à travers le trou du boîtier électronique par le bas, sinon vous aurez un problème !) IMPORTANT: Assurez-vous de câbler les LDR dans le bon ordre, comme indiqué sur l'image. Ces numéros correspondent aux numéros du schéma de circuit. Idem pour les servos - celui du bas est marqué "Y" et celui du haut "X". Vous pouvez utiliser des tubes thermorétractables pour nettoyer un peu les choses. Maintenant, branchez les fils restants dans les broches appropriées de l'Arduino. La LED d'alimentation peut être insérée dans le trou au-dessus du port USB après avoir appliqué de la super colle.

Assemblage des pièces imprimées en 3D:

L'ensemble cardan peut maintenant être fixé sur le dessus du boîtier électronique avec 4 vis autotaraudeuses M3. Ensuite, installez délicatement l'Arduino (qui est déjà fixé à la plaque inférieure) avec la carte de distribution d'alimentation dans le boîtier électronique, en poussant jusqu'à ce que la plaque affleure le fond et que les trous de vis soient alignés. Maintenant, à l'aide de 4 vis autotaraudeuses M3, fixez la plaque inférieure au boîtier de l'électronique. Des pieds en caoutchouc/mousse peuvent être ajoutés sur les vis, pour lui donner de la stabilité et éviter que les vis ne rayent vos tables.

Étape 5: Codage

Le moment est venu de donner un peu de vie à ce robot ! Trouvez le code que j'ai écrit joint à cette étape et téléchargez-le sur l'Arduino via l'IDE Arduino (peut être téléchargé ici). Le robot est alimenté par USB, vous pouvez donc utiliser n'importe quelle source d'alimentation USB standard pour l'alimenter. (par exemple, banques d'alimentation, chargeurs de téléphone, ordinateurs portables, etc.)

Étape 6: Notes finales

Vous pouvez maintenant mettre Phil sous tension et le faire parler pour lui-même ! Utilisez une lampe de poche (ou toute autre source de lumière vive) et essayez de la déplacer. Il doit suivre la lumière partout où elle va. Si cela fonctionne, félicitations, vous l'avez construit correctement !

C'était mon tout premier projet de robotique et je pense qu'il s'est plutôt bien passé. Veuillez noter que "Dynagon Robotics" n'est pas une entreprise, c'est simplement un nom que j'ai trouvé pour représenter mes projets robotiques.

Bonne fabrication:)

Deuxième prix du concours Robots