หุ่นยนต์ฟุตบอล (หรือฟุตบอล ถ้าคุณอยู่อีกฝั่งของสระน้ำ): 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ฉันสอนวิทยาการหุ่นยนต์ใน tinker-robot-labs.tk ลูกศิษย์ของฉันได้สร้างหุ่นยนต์เหล่านี้เพื่อเล่นฟุตบอล (หรือฟุตบอล ถ้าคุณอาศัยอยู่อีกฟากหนึ่งของสระน้ำ) เป้าหมายของฉันกับโครงการนี้คือการสอนเด็ก ๆ ถึงวิธีการโต้ตอบกับหุ่นยนต์ผ่านบลูทูธ

เราสร้างหุ่นยนต์ของเราเสร็จเมื่อสองสามสัปดาห์ก่อน และจากนั้น ฉันเห็นว่า Instructables กำลังทำการประกวดไมโครคอนโทรลเลอร์และการแข่งขันหุ่นยนต์ ดังนั้นเราจึงร่วมกันสร้างหุ่นยนต์อีกตัวหนึ่งและแบ่งปันวิธีการสร้าง Football Robot และเล่นกับมันกับคุณ

เด็กๆ ที่รวบรวมหุ่นยนต์ตัวนี้ ได้แก่ เบียทริซ รูเบน เจมี่ กอนซาโล กาเบรียล อิสมาเอล และคริส อายุของพวกเขาอยู่ระหว่างเจ็ดถึงสิบเอ็ดปีและพวกเขาก็ร็อค!

ในการประกอบหุ่นยนต์ตัวนี้ พวกเขาใช้เครื่องมือสำหรับผู้ใหญ่ เช่น เหล็กเชื่อม กรรไกร และใบมีด ฉันได้สอนพวกเขาว่าเครื่องมือไม่ใช่ของเล่น และควรใช้ด้วยความเคารพอย่างยิ่ง พวกเขารู้กฎความปลอดภัยที่ควรปฏิบัติเสมอ เช่น วางเครื่องมือไว้ตรงกลางโต๊ะเสมอ เป็นที่ที่มองเห็นได้ หรือใช้คีมเสมอโดยให้ศอกติดด้านข้างเพื่อไม่ให้ได้รับบาดเจ็บ เผชิญหน้าโดยบังเอิญ

ขั้นตอนที่ 1: สนามเด็กเล่นและกฎของเกม (โดย Jaime)

สนามเด็กเล่น:

• ขนาดของสนามเด็กเล่น
• ความยาวสนาม: 170 cm
• ความกว้างของสนาม: 113 ซม.
• เส้นกลาง 85 ซม.
• ความกว้างของประตู: 31 ซม.

กฎของเกม:

• การแข่งขันฟุตบอลหุ่นยนต์เล่นโดยสองทีมที่ประกอบด้วยหุ่นยนต์ 2 ตัว
• การแข่งขันจะเล่นในสองครึ่ง 2 นาที ระหว่าง 2 ครึ่งเกมสามารถหยุดเกมได้นานถึง 5 นาทีเพื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่หรือซ่อมหุ่นยนต์
• เกมเริ่มต้นด้วยลูกบอลตรงกลางเกมและหุ่นยนต์แต่ละตัวอยู่ที่มุมสนาม
• หากลูกบอลออกจากสนาม เวลาจะหยุดลง ลูกบอลถูกวางกลับไปที่กลางสนามและหุ่นยนต์ถูกวางไว้ที่มุม
• หากจบครึ่งหลังทั้งสองทีมเท่ากัน ให้เพิ่ม 1 นาทีในครึ่งหลังโดยไม่หยุดเกม
• ลูกบอลเป็นลูกเทนนิสครึ่งลูกที่เต็มไปด้วยทราย (กรีดในลูก, เติมทราย, กาวกลับลูกด้วยซุปเปอร์กลู)
• หากทีมใดทำประตูได้ ลูกบอลจะถูกวางไว้ตรงกลางสนามและหุ่นยนต์แต่ละตัวจะถูกวางไว้ที่มุมสนาม
• หุ่นยนต์ใด ๆ ที่ถูกสัมผัสโดยบุคคลในระหว่างการแข่งขันจะถูกตัดสิทธิ์ในช่วงที่เหลือของเกม
• หากหุ่นยนต์ตัวใดตัวหนึ่งหยุดทำงาน หุ่นยนต์จะถูกนำออกจากเกมและไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก เว้นแต่จะมีการหยุดพักในครึ่งแรกและสามารถแก้ไขได้ก่อนเริ่มครึ่งหลัง
• หากหุ่นยนต์ตัวใดโจมตีหุ่นยนต์ตัวอื่นเพื่อนำออกจากสนาม หุ่นยนต์ตัวนั้นจะถูกตัดสิทธิ์ในช่วงที่เหลือของเกม

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างหุ่นยนต์: รายการวัสดุ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดมาจาก Amazon

วัสดุที่เหลือมาจากร้านฮาร์ดแวร์ในพื้นที่

เราตั้งกฎการจำกัดต้นทุนของหุ่นยนต์ไว้ที่ต่ำกว่า 40 ยูโร และฉันคาดว่าต้นทุนรวมของหุ่นยนต์จะต่ำกว่า 15 ยูโร เพราะฉันซื้อวัสดุจำนวนมาก

• 2 เกียร์มอเตอร์+ล้อ
• เขียงหั่นขนม
• Arduino นาโน
• สายไฟ
• ที่ใส่แบตเตอรี่และแบตเตอรี่ AA 4 ก้อน
• สวิตช์ (อุปกรณ์เสริม)
• ตัวเก็บประจุ
• เคบับแท่ง
• ลูกเทนนิสเต็มไปด้วยทราย
• ยางรัด
• พลาสติกลูกฟูก 25 ซม. x 25 ซม. 2 ชิ้น
• โมดูล HC05 หรือ HC06
• สะพาน L9110 H

ขั้นตอนที่ 3: การตัดชิ้นส่วนแชสซี

วัดสองครั้ง ตัดครั้งเดียว!

ก่อนเริ่มตัดพลาสติกลูกฟูก เราทำแม่แบบกระดาษแข็งด้วยกล่องซีเรียล สิ่งนี้พิสูจน์แล้วว่าช่วยประหยัดงาน เวลา และเงินได้มาก เพราะคุณสามารถสร้างรูปร่างพื้นฐานของหุ่นยนต์ของคุณได้อย่างรวดเร็ว และหากคุณทำอะไรผิด เทปเพียงเล็กน้อยก็สามารถแก้ไขได้ Rubénทำแม่แบบและ Beatriz ย้ายแม่แบบไปยังพลาสติก

เมื่อคุณกำหนดรูปร่างของหุ่นยนต์ได้แล้ว คุณต้องโอนการออกแบบของคุณไปยังแผ่นพลาสติกลูกฟูก

ขั้นตอนที่ 4: ส่วนล่างของแชสซี

โครงสร้างพลาสติกลูกฟูกประกอบเข้ากับซิป ก่อนผูกซิป โครงยึดด้วยไม้ไผ่ เราทำวิธีนี้เพราะคุณสามารถเจาะรูได้อย่างง่ายดายด้วยแท่งพลาสติกในพลาสติก และคุณจะได้แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับรูปร่างของชิ้นงานก่อนที่จะผูกซิปจริงๆ ในการพับพลาสติก เรายังใช้ไม้ไผ่ทำคะแนนด้านหนึ่งของพลาสติกด้วย

Chris และ Gonzalo ตัดสินใจว่าพวกเขาต้องการเพิ่มคราดไปที่แชสซี และพวกเขาก็ตัดลิ่มออกจากด้านข้าง พวกเขาใช้ชิ้นส่วนที่ตัดจากด้านแรกเป็นแม่แบบในการตัดชิ้นที่สอง

ขั้นตอนที่ 5: การเตรียมมอเตอร์

มอเตอร์มีส่วนที่ยื่นออกมาเล็กน้อยที่ด้านข้างที่มีจุดต่อไฟฟ้า เราจำเป็นต้องแยกมอเตอร์และต่อสายไฟฟ้าที่อีกด้านหนึ่ง

เมื่อเสร็จแล้ว Jaime และ Ismael ได้เชื่อมสายไฟ 2 20 ซม. เข้ากับมอเตอร์ เราใช้สายโทรศัพท์สำหรับสิ่งนี้ แต่สามารถใช้สายเคเบิลเส้นเล็กใดก็ได้

จากนั้นเราตัดสินใจว่าเราต้องการวางล้อไว้ที่ใด ตำแหน่งที่วางล้อมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของหุ่นยนต์ ล้อที่ด้านหลังของหุ่นยนต์ส่งผลให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ลูกบอลได้เร็วมาก แต่ควบคุมได้ยากมาก ในอีกด้านหนึ่ง หุ่นยนต์ที่มีล้ออยู่ด้านหน้าของหุ่นยนต์ทำให้หุ่นยนต์ที่ควบคุมได้ง่ายมาก แต่เคลื่อนลูกบอลได้ช้ามาก

สำหรับหุ่นยนต์ตัวนี้ เราเลือกวางล้อไว้ตรงกลางของหุ่นยนต์ เราวางมอเตอร์ในตำแหน่งที่เราต้องการ และทำรูเล็กๆ 2 รูสำหรับเพลาล้อ

ขั้นตอนที่ 6: วางสาย

Gabriel และ Ismael ใช้ Autodesk Circuits เพื่อสร้างแผนภาพการเดินสายนี้

สะพาน h เชื่อมต่อกับพอร์ต 6, 9, 10 และ 11

โมดูล HC06 เชื่อมต่อกับ TXD, RXD, GND และ +5V แผงคอแน่ใจว่าพิน TXD ของ Arduino เชื่อมต่อกับพิน RXD ของ HC06 และพิน RXD ของ Arduino เชื่อมต่อกับพิน TXD ของ HC06

ตัวเก็บประจุเป็นตัวเก็บประจุขนาด 8200 kv คุณไม่ต้องการมันจริงๆ แต่มีไว้เพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันไฟฟ้าตกที่จะถอดโมดูล HC06 หากแบตเตอรี่เหลือน้อย

มอเตอร์เชื่อมต่อกับสะพาน H บางทีหุ่นยนต์อาจจะถอยหลังแทนที่จะเดินไปข้างหน้า ในกรณีนั้น ให้กลับสายมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 7: Sticks, Motors และ Cover in Place

ทางเลือก ทางเลือก ทางเลือก! ควรวางมอเตอร์ไว้ที่ไหน? มีหลายตัวเลือก และขึ้นอยู่กับตำแหน่งและวิธีการติดตั้งมอเตอร์ จุดศูนย์ถ่วงของคุณจะอยู่ที่อื่น!

ในกรณีนี้ เราสามารถวางมันไว้ข้างหน้าหรือหันหลังก็ได้ และเราตัดสินใจที่จะวางมันโดยหันหลังกลับ

ต้องติดมอเตอร์ไว้ที่ด้านข้างของแชสซี คริสใช้เครื่องมือที่ดีด้วยลวดเพื่อทำรูที่ด้านข้างของโครงเครื่อง และติดมอเตอร์ด้วยซิป 2 อัน เพราะซิปสั้นไปหน่อย ดูภาพ!

จากนั้นจึงติดฝาครอบของหุ่นยนต์เข้ากับแชสซี ฝาครอบถูกตกแต่งโดย Rubén ให้ดูเหมือนหน้าหุ่นยนต์ เพราะฝาครอบโปร่งใส และเขาคิดว่าตั้งแต่ไฟ LED ของโมดูล HC06, Arduino และสะพาน H จะกะพริบผ่านฝาครอบ เอฟเฟกต์จะยอดเยี่ยมและ โอ้เด็ก! เขาพูดถูก

คริสเสริมไม้ที่ด้านหน้าของหุ่นยนต์เพื่อควบคุมลูกบอล แท่งไม้ติดอยู่กับตัวเครื่องอย่างเรียบง่ายด้วยสายรัดซิป นอกจากนี้ เขายังเพิ่มแถบยางที่ด้านหลังของหุ่นยนต์เพื่อปิด เขาตัดรอยบากสองสามอันที่ด้านหลังของฝาครอบแล้วติดแถบยางเข้ากับแชสซีด้วยสายรัดซิป

ใส่ล้อตอนนี้และไปที่ขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 8: ถึงเวลาใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แล้ว

ใกล้ถึงแล้ว!

รูเปิดอยู่ที่ฝาครอบเพื่อใส่สวิตซ์อันใหญ่ที่น่ารังเกียจ คุณสามารถใช้สวิตช์ใดก็ได้ แต่เราเลือกใช้สวิตช์ที่ใหญ่และไม่ดีเพราะมันดูเท่

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดที่เราจัดเตรียมไว้แต่เนิ่นๆ ถูกใส่ไว้ในหุ่นยนต์แล้ว ทำตามแผนภาพการเดินสายไฟ!

อย่าเพิ่งติดสะพาน h กับโปรโตบอร์ดเพราะเราจำเป็นต้องถอดโปรโตบอร์ดออกอย่างน้อยหนึ่งครั้ง

เมื่อคุณมีโปรโตบอร์ดที่ป้องกันหุ่นยนต์แล้ว คุณต้องหาตำแหน่งที่จะใส่แบตเตอรี่ พวกเขาสามารถไปด้านหน้าหรือด้านหลังของหุ่นยนต์ ขึ้นอยู่กับรูปร่างของหุ่นยนต์และคุณวางมอเตอร์ไว้ที่ไหน

คุณต้องทำขาที่สามกับหุ่นยนต์ (อีก 2 ขาคือล้อ!) ในการทำเช่นนั้นให้ผูกซิปแล้วแนบตามที่แสดงในภาพ

ขั้นตอนที่ 9: รหัส

ตอนนี้คุณต้องใส่รหัสใน Arduino และเชื่อมต่อหุ่นยนต์ของคุณกับโทรศัพท์ Android ของคุณ

เริ่มต้นด้วยรหัส:

ฉันคิดว่าคุณมีอินเทอร์เฟซการเข้ารหัส Arduino (IDE) ในคอมพิวเตอร์ของคุณอยู่แล้ว uf ไปที่นี่และทำตามคำแนะนำ:

ดาวน์โหลดโค้ดจากไฟล์ zip ที่แนบมาและเปิดไฟล์.ino นี้จะสร้างโฟลเดอร์ในคอมพิวเตอร์ของคุณ

อัปโหลดรหัสไปยัง Arduino ในการทำเช่นนั้น คุณต้องยกเลิกการเชื่อมต่อโมดูล BLUETOOTH จากเมนบอร์ด ถ้าไม่เช่นนั้นจะไม่ทำงาน อย่าถามฉันว่าทำไม มันเป็นเรื่องลึกลับสำหรับฉันด้วย

ติดตั้ง "Roboremo ฟรี" ในโทรศัพท์ Android ของคุณจาก Google Appstore

ทำตามคำแนะนำในโฟลเดอร์ซิปที่แนบมากับขั้นตอนนี้

ในกรณีที่คุณไม่สามารถติดตั้งอินเทอร์เฟซในโทรศัพท์ได้ ให้ทำตามคำแนะนำด้านล่างเพื่อสร้างอินเทอร์เฟซสำหรับโทรศัพท์ของคุณ

คำแนะนำในการเชื่อมต่อโทรศัพท์ Android กับหุ่นยนต์ (โดย Gabriel)

• ในการเชื่อมต่อบลูทูธ คุณต้องมีโทรศัพท์มือถือ Android แท็บเล็ต หรือคอมพิวเตอร์ที่มีบลูทูธ
• ติดตั้ง RoboremoFree
• การเขียนโปรแกรมอินเทอร์เฟซ: เข้าสู่เมนูและเลือกตัวเลื่อนและนั่นคือสิ่งที่คุณจะใช้เพื่อควบคุมหุ่นยนต์
• เมื่อคุณวางแถบเลื่อนไว้ทางด้านซ้ายของอินเทอร์เฟซหน้าจอ คุณต้องกดตั้งค่ารหัสของแถบเลื่อนเป็น "izq" มันคือ izq เพราะ izquierda เป็นวิธีที่เราพูดว่า left ในภาษาสเปน
• จากนั้นคุณต้องป้อนฉลาก ภายในฉลากคุณต้องใส่ izqSpeed#*1
• จากนั้นคุณต้องป้อน "min max" และใน min คุณต้องใส่ -255 และ max 255 แล้วคลิก "int"
• จากนั้นในบรรทัดถัดไปคุณต้องอ่าน "ส่งเมื่อปล่อย"
• 2 บรรทัดล่าง "ส่งช่องว่าง"
• แล้ว "ไม่คืนอัตโนมัติ"
• ใน "ตั้งค่าการคืนอัตโนมัติ" คุณต้องใส่ "กลาง"
• ในช่วงเวลาที่กำหนด คุณต้องใส่ 100

ตอนนี้ คุณต้องเพิ่มตัวเลื่อนทางด้านขวาของอินเทอร์เฟซและทำเช่นเดียวกัน โดยตั้งค่า id เป็น "der" และป้ายกำกับเป็น derSpeed #*1 ที่เหลือทั้งหมดเหมือนกัน

ในการเริ่มเล่น: เมื่อคุณอยู่ในแอพ คุณต้องเชื่อมต่อ bluethooth กับ RoboremoFree เข้าสู่เมนู จากนั้นคุณต้องกด Connect Bluetooth (RFCOMM) และคุณต้องกด HC-05 หรือ HC-06

สนุก!