一个下午就能学会制作一个跟随光线的机器人

机器人制作入门。
light following robot
制作这个机器人不需要很多空间或材料。Jeremy S. Cook

如果你想做一个一天左右就能完成的简单项目,或者想让孩子们接触机器人和电子世界,那就把这个循光机器人作为你周末的项目吧。这个概念非常简单,可以用无数种方式构建,使用的零件甚至可能就是你手头已有的。但现在,我会告诉你我是如何制作我的。

所需材料

  • 2个小型直流减速电机——这里使用的是“微型齿轮箱减速电机”,有多种转速规格可供选择。
  • 2个 CR2032 纽扣电池
  • 6个LDR,或称 光敏电阻
  • 从玩具车上购买或拆卸的轮子
  • ½英寸厚的木材、中密度纤维板或其他类似材料
  • 洞洞板(可选)

所需工具

电子组装

electronic circuit
首先:电子电路。Jeremy S. Cook

我将首先讨论该设备的电子电路,然后解释实际的组装方式,因为这可以有很多种方法。如上图所示,串联电池组(串联获得6V)的正极连接到6个LDR中的每个LDR的一侧。其中三个LDR布置在机器人的左侧,每个LDR的非电池引脚连接到右电机。另外三个LDR布置在右侧,非电池引脚连接到左电机。未连接到LDR的电机引脚连接到电池负极,从而完成电路。

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该设置的工作原理是:当光线照射到左侧LDR阵列时,右电机的电阻会降低,从而施加功率。这会导致右侧电机向前旋转,使其朝向照射到左侧阵列的光线。另一组右侧LDR和左电机会产生相反的效果,如果两侧光线均匀照射,机器人将向前行驶。如果任一电机反向旋转,请交换电池和LDR的引脚。

机械组装

building a light following robot
建造主体。Jeremy S. Cook

为了让这些组件看起来像一个真正的移动机器人,我首先用铣床在中密度纤维板上加工了一个½英寸的槽,以便容纳微型电机。如果你有的话,也可以使用路由器或台锯来完成这项工作。然后,我用一个2¾英寸的开孔器切出一个圆形的组件,这将形成机器人的主体,中间有一个槽。最后,我在槽后面的MDF上描绘了CR2032电池的形状,并切了一个粗糙的腔来放置CR2032电池。

hot gluing a light following robot
感谢热熔胶。Jeremy S. Cook

然后,我使用洞洞板布局电路,然后排列电线,这样当它用热熔胶固定在MDF主体上时,电池就会夹在正负极导线之间以供电。(导线剥开并缠绕在绝缘层上。)电机通过热熔胶和粘合的洞洞板固定,轮子被钻成了可以压在齿轮电机上的直径。

虽然这个设置确实有效,但回想起来,直接购买一个带有现成引线的6V纽扣电池座会更方便,尤其是如果你手头没有洞洞板。然后可以用更多的热熔胶来固定所有东西。

通过 GIPHY

这就是我制作下面视频中展示的“机器人”的方法。你可以一步一步地复制我的方法,创建一个3D打印或精心设计的版本,或者简单地用你拥有的工具和材料开始建造,看看会变成什么样。只要你能让轮子驱动设备移动,你就会得到一个有趣的、能够跟随手电筒光束的装置。你可以用木材、塑料、纸板或其他易于获得的材料制作你的框架。

(Jeremy S. Cook是一名自由技术记者和工程顾问,拥有超过10年的工厂自动化经验。作为一名狂热的创客和实验者,你可以在 Twitter 上关注他,或在 Jeremy S. Cook YouTube频道 上观看他的机电成果。

 

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