Com fer un robot controlat a distància

Content

• etapes

és un wiki, el que significa que molts articles són escrits per diversos autors. Per crear aquest article, 41 persones, algunes anònimes, van participar en la seva edició i millora amb el pas del temps.

Moltes persones creuen que un robot és una màquina autònoma. Tanmateix, si ampliem lleugerament la definició d’aquest terme, també podem considerar com a robots màquines de control remot. Podríeu pensar que construir un dispositiu és quelcom complicat, però, de fet, no hi ha res més senzill un cop tingueu els coneixements necessaris. Un destornillador, un toc de ciència i vaja!

etapes

1. 
   

   
   Saber què vas a construir. No creareu aquí una mida humana humanoide que faci tota la vostra feina bruta. No vareu fer un robot amb alicates en qualsevol lloc que pugui aixecar 50 kg. Heu de començar construint un robot que es pugui desplaçar cap endavant, cap enrere i cap als costats quan accioneu el comandament a distància. No obstant això, un cop entès el bàsic d’aquestes maniobres i realitzat aquest senzill robot, podeu modificar-lo i passar a coses més complicades. Sempre heu de tenir en compte que un robot no s’acaba mai. Sempre podeu editar-lo i millorar-lo.

2. 
   

   
   Planifiqueu el robot. Abans de començar a construir, heu d’ordenar els elements que necessitareu. Per fer-ho, cal pensar en el disseny. Si aquesta és la vostra primera creació, tria quelcom senzill amb dos servos en una placa de plàstic. És una cosa molt senzilla que us permet afegir més elements si voleu. A continuació, obtindreu una cosa que mesura 15 × 20 cm. Per a un robot tan senzill, només heu de dibuixar el disseny en un full de paper amb una regla. Com que és petit, dibuixa-la a l’escala real del paper. Quan creeu màquines més complexes, podeu aprendre a utilitzar programes de disseny assistit per ordinador (CAD) o programes similars com Google Sketchup.

3. 
   

   
   
   
   Tria els elements. Encara no cal que els encarregueu, però cal triar-los en aquest pas i saber on comprar-los. Proveu d’escollir el menor nombre de llocs web possibles per estalviar diners en les despeses d’enviament. Necessiteu materials per al xassís, dos servomotors, una bateria, un transmissor i un receptor.
   • Trieu el servomotor. Per moure el robot, necessitareu motors. Cal instal·lar-ne una per a cada roda. D’aquesta manera, podeu utilitzar el mètode de direcció més senzill, el diferencial. Això vol dir que per avançar, els dos motors giraran cap endavant, cap enrere, giraran els dos cap enrere i giraran, un d'ells girarà mentre l'altre no es mou. Un servomotor és un dispositiu diferent del motor de corrent continu perquè té rodes dentades, només pot girar 180 graus i pot indicar la seva posició actual. Aquest projecte apel·larà a aquest tipus de motors perquè són més fàcils d’utilitzar i no hauràs de comprar caixa de canvis cara. Un cop entès com crear un robot controlat a distància, en podeu fer un altre (o modificar-lo) per instal·lar motors de corrent continu. Hi ha quatre coses que cal pensar a l’hora de comprar servomotors: velocitat, parell, mida i pes i rotació. Com que els servomotors no poden girar més de 180 graus, no podreu arribar a la vostra distància. Tot i això, hi ha motors que poden girar 360 graus, cosa que li permet fer funcionar contínuament. Assegureu-vos que els que compreu pertanyin a aquesta categoria. La mida i el pes no són realment importants consideracions per a aquest projecte, perquè teniu tot l'espai en qualsevol cas. Proveu de trobar una mida mitjana. El parell del motor indica la força del motor. Aquí és on les rodes d’engranatges esdevenen útils. Si no hi ha engranatges i el parell del motor és baix, el robot no podrà avançar perquè no tindrà la força. Heu de trobar un parell elevat del motor, però tingueu compte que, com més gran sigui, més baixa és la velocitat. Per a aquest projecte, cal trobar un bon equilibri entre la velocitat i el parell. A més, en acabar, sempre podeu comprar servomotors més potents o més ràpids. L’Hitec HS-311 es recomana per a aquest primer robot. És un motor amb bona relació entre velocitat i parell, és barat i la seva mida és perfecta per a aquest projecte. Feu una cerca en línia d’una botiga propera que us ofereix.
     • Com que el servomotor només pot girar a 180 graus, haureu de canviar el servomotor per funcionar contínuament. En modificar-la, cancel·lareu la garantia, però és un pas essencial del qual depèn el descans.
   • Trieu una bateria. Heu d’alimentar el robot amb electricitat. No utilitzeu corrent directe (és a dir, cable connectat a una presa), utilitzeu una bateria de corrent continu.
     • Trieu el tipus de bateria. Hi ha tres tipus principals de piles que heu de tenir en compte. Hi ha bateries de liti (LiPo), NiMH, NiCad i bateries alcalines.
       • Les bateries LiPo són el tipus més nou que podeu comprar i són extremadament lleugeres. Tot i això, són perillosos, són cars i requereixen un carregador adequat. Els heu d'utilitzar només si ja teniu experiència en la creació de robots i esteu disposats a pagar una mica més pel vostre projecte.
       • Les bateries NiCad són bateries recarregables. Sovint s’utilitzen per a robots. El principal problema d’aquest model és que durarà molt menys si carregueu les bateries mentre no estiguin completament buides.
       • Les bateries NiMH tenen una mida, pes i preu similars a les bateries NiCad, però funcionen millor i aquest és el model que generalment es recomana per a principiants.
       • Les bateries alcalines són el tipus més no recarregable. Estan a tot arreu (probablement els tingueu a casa), són barats i fàcils d’aconseguir. Tanmateix, la seva vida és curta i hauràs de comprar permanentment. No l’utilitzeu.
     • Comproveu les especificacions de la bateria. Heu d'escollir un voltatge per a la bateria. En general, la majoria dels robots d’aquest tipus funcionen a una tensió entre 4,8 i 6 V. La majoria dels servomotors funcionen bé sota aquest tipus de tensió. Generalment es recomana utilitzar 6V (si els servomotors poden suportar-lo, que és el cas de la majoria), ja que els permet enviar més potència i fer-los funcionar més ràpidament. Ara heu de pensar en la capacitat de la bateria. Està indicat en mAh (mil·límetres per una hora). Com més gran sigui el valor, més alta i cara serà la bateria. Per a un robot de la mida que espereu, es recomana utilitzar una pila de 1800 mAh. Si teniu dubtes entre una bateria d’1 4500 i 2000 mAh per al mateix voltatge i el mateix pes, escolliu la de 2.000. S’escoltarà gairebé més car, però serà millor que l’anterior. No us oblideu d’aconseguir un carregador per la bateria que heu triat. Feu una cerca en línia per trobar un carregador adequat.
   • Trieu el material per al vostre robot. Necessita un xassís on instal·leu l’equip electrònic. La majoria de màquines d’aquesta mida són de plàstic o alumini. Per a un principiant, es recomana utilitzar un tipus de plàstic anomenat polietilè d’alta densitat (PE-HD). És fàcil de treballar i no costa gaire. Quan decidiu el gruix que voleu, aneu per 6 mm. Quan decidiu l'amplada, heu d'escollir una placa més gran que la màquina que voleu construir en cas que cometeu un error tallant-la. En general, es recomana comprar el doble de la mida del robot. Tot i això, encara haureu de comprar més. Feu una cerca en línia per comprar una placa PE-HD de 60 × 60 cm i 6 mm de gruix PE-HD.
   • Trieu l'emissor i el receptor. Aquesta és la part més cara del robot. Això també és el més important, perquè sense ell no podreu moure'l. Es recomana encarregat comprar un bon transmissor i un bon transmissor des del principi, perquè aquestes són les peces que limitaran el que podeu fer amb la vostra creació. Podeu moure la vostra màquina amb un transmissor i receptor econòmics, però no podreu afegir-hi res. A més, podeu reutilitzar el transmissor per a altres projectes que vareu muntar en el futur. En comptes de comprar-ne un de barat ara i més car després, compra ara el dispositiu més car. Això estalviarà diners a llarg termini. En qualsevol cas, hauràs de triar les freqüències adequades. 27 MHz, 72 MHz, 75 MHz i 2,4 GHz són les freqüències més habituals. Els 27 MHz s'utilitzen per a avions i cotxes. Aquesta és la freqüència més sovint utilitzada per a joguines de control remot barat. No es recomana per a res més que per a petits projectes. Els 72 MHz només es poden utilitzar per a avions. Com que es tracta d’una freqüència que s’utilitza habitualment en avions model, està prohibit per a aeronaus terrestres. Si utilitzeu els 72 MHz, podríeu incomplir la legislació del vostre país, però també podríeu interferir en els models propers. Això podria fer que s’estavellessin i causessin costos importants per a reparacions, o pitjor encara, l’avió podria colpejar algú i matar-lo. El 75 MHz només s’utilitza per a models de terra, de manera que podeu utilitzar-lo. Tot i això, de totes aquestes freqüències, 2,4 GHz és la millor. Provoca menys interferències que altres freqüències. Es recomana gastar uns quants euros addicionals per comprar un receptor i receptor de 2,4 GHz. Un cop decidit sobre la freqüència que voleu utilitzar, heu de decidir quins "canals" instal·lareu al transmissor i al receptor. Bàsicament, es refereixen a coses que podeu controlar en el robot. Per a aquest projecte, en necessitareu dos. Un canal permetrà a la màquina avançar i endarrere i l'altre girar als costats. Tot i això, es recomana tenir almenys tres. Un cop hàgiu acabat la construcció, potser voldreu afegir-hi alguna cosa.Si instal·leu quatre, hauríeu de tenir dos controladors. Amb una parella transmissor / receptor de quatre canals, podríeu afegir una pinça. Com heu esmentat abans, compra la millor parella possible per al vostre pressupost, de manera que no haureu de comprar-ne un de millor. Podeu reutilitzar l’emissor i fins i tot el receptor més endavant en altres projectes. Per exemple, podeu comprar el sistema de ràdio Spectrum DX5e de 5 canals de 2,4 GHz el mode 2 i l’AR500.
   • Trieu les rodes. A l’hora d’escollir les rodes, cal tenir en compte tres factors: diàmetre, tracció i sistema d’acoblament del motor. El diàmetre correspon a la longitud de la roda, començant des de la vora, passant pel centre i arribant a la vora oposada. Com més gran és el diàmetre, més ràpid serà la roda i més fàcil el robot pot pujar pistes, però menys parell té. Si teniu una roda més petita, serà més difícil pujar o anar més ràpid, però tindrà més poder. La tracció permet saber si la roda s'adhereix bé a les superfícies sobre les quals la col·locareu. Cal aconseguir rodes amb un recobriment de goma o escuma perquè no rellisquin. La majoria de les rodes estan dissenyades per enganxar fàcilment als servomotors, normalment és suficient per cargolar-les directament, de manera que no us haureu de preocupar gaire. Generalment es recomana preferir una roda d'entre 8 i 12 cm de diàmetre amb un recobriment de goma. També en necessitareu dos. Informeu-vos també sobre les rodes de disc de precisió.

4. 
   

   
   
   
   Compra l'equip. Ara que heu triat l’equip adequat, aneu en línia per comprar-lo. Proveu d’ordenar-lo en el mínim lloc possible per estalviar diners en el franqueig.

5. 
   

   
   Mesureu i talleu el marc. Agafeu una regla i un marcador i mesurau la longitud i l'amplada del marc a la placa que heu adquirit. Penseu en dibuixar un marc de 15 x 20 cm. Mesureu-lo correctament i assegureu-vos que les línies que heu dibuixat no siguin torres i siguin la longitud que voleu. No oblideu aquesta regla: mesura dues vegades, talla una vegada. Ara ja podeu tallar el plat. Si heu comprat PE-HD, podeu tallar-lo de la mateixa manera que un tauler de fusta de la mateixa mida.

6. 
   

   
   Muntar el robot. Ara que teniu tot l’equip que necessiteu i talleu el bastidor, és hora de muntar les peces. En realitat serà el pas més senzill si has pensat prèviament sobre el disseny.
   • Muntem els servomotors a la part posterior de la placa de plàstic cap endavant. Heu de muntar-los als costats de manera que la part que girarà es giri cap a fora. Assegureu-vos de deixar prou espai per muntar les rodes.
   • Fixeu les rodes als servomotors amb els cargols venuts a la caixa del motor.
   • Colla un tros de velcro al receptor i a la bateria.
   • Poseu dues peces de velcro al robot sobre el qual enganxareu el receptor i la bateria.
   • Ara el robot hauria de tenir dues rodes a la part davantera i el xassís hauria de baixar lleugerament per la part posterior. No hi haurà una tercera roda en aquest projecte, la part posterior de la màquina només es fregarà a terra.

7. 
   

   
   Connecteu els cables. Ara que heu muntat els elements, heu de realitzar les connexions amb el receptor. Connecteu la bateria a la ranura del receptor. Comproveu les connexions. A continuació, connecteu els servomotors als dos primers canals del receptor, on diu "canal 1" i "canal 2".

8. 
   

   
   Carregueu la bateria. Desconnecteu la bateria del receptor i connecteu-la al carregador. Espereu fins que la bateria estigui plena. Pot trigar fins a 24 hores, tingueu paciència.

9. 
   

   
   El projecte ara s’hauria d’acabar. Premeu el botó del transmissor per avançar el robot. Crea una pista d'obstacles, juga amb el teu gos i el teu gat a córrer després del robot. Un cop heu acabat de divertir-vos, podreu millorar el vostre robot.

• Maquinari per al xassís: una placa PE-HD més gran que la mida requerida
• Dos servomotors (per exemple HiTec HS-311)
• Un receptor i un transmissor
• Una bateria (per exemple, una bateria NiMH de 2000 mAh 6 V)
• Un carregador de la bateria
• 2 rodes amb disc de precisió de 12 cm de diàmetre
• Velcro