mouse robot

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1 MINIROBOT Seguendo le istruzioni presentate su questa pagina, potrete costruire un semplice robot elettromeccanico acquistando le basi della robotica. Questo progetto è dedicato ai principianti assoluti. Il minirobot si compone di 6 parti: 1. una base (telaio) 2. i motori con le relative ruote 3. la ruota pivottante 4. le batterie per l'alimentazione e un portabatterie 5. l'interruttore di alimentazione (ON/OFF) 6. i sensori di contatto Il minirobot che costruirete sarà in grado di "navigare" in un ambiente, cambiando direzione quando incontra un ostacolo. 1. IL TELAIO Le dimensioni del telaio dipendono dal tipo di motori e di ruote che siete riusciti a procurarvi. Come base ho utilizzato un mouse, le misure e la forma sono perfette per un piccolo veicolo. La plastica del mouse è molto leggera e resistente, facile da lavorare. Per lavori di precisione si raccomanda invece altri materiali. In generale i materiali più usati sono: legno, plastica, compensato, metallo, ecc. Nei negozi di bricolage si vendono dei pezzi metallici preforati dello spessore di ca. 3 mm. Questo li rende molto robusti e resistenti, ma allo stesso tempo pesanti e difficili da forare. Anche i pezzi del Meccano sono molto adatti allo scopo. Quello che conta è che la struttura sia solida e che il minirobot stia perfettamente in piano, si deve evitare che le future antenne del robot siano troppo alte o che puntino verso il basso. La forma più usata del telaio è una specie di T come nel disegno.

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Relazione ed istruzioni per costruire un piccolo robot meccanico in grado di evitare ostacoli ed esplorare l'ambiente circostante. Muovi i primi passi nella robotica con PECAFE...

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Page 1: Mouse Robot

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MINIROBOT

Seguendo le istruzioni presentate su questa pagina, potrete costruire un semplice robotelettromeccanico acquistando le basi della robotica. Questo progetto è dedicato ai principiantiassoluti.

Il minirobot si compone di 6 parti:

1. una base (telaio)2. i motori con le relative ruote3. la ruota pivottante4. le batterie per l'alimentazione e un portabatterie5. l'interruttore di alimentazione (ON/OFF)6. i sensori di contatto

Il minirobot che costruirete sarà in grado di "navigare" in un ambiente, cambiando direzionequando incontra un ostacolo.

1. IL TELAIO

Le dimensioni del telaio dipendono dal tipo di motori e di ruote che siete riusciti a procurarvi.Come base ho utilizzato un mouse, le misure e la forma sono perfette per un piccolo veicolo.La plastica del mouse è molto leggera e resistente, facile da lavorare. Per lavori di precisione siraccomanda invece altri materiali. Ingenerale i materiali più usati sono:legno, plastica, compensato, metallo,ecc. Nei negozi di bricolage sivendono dei pezzi metallici preforatidello spessore di ca. 3 mm. Questo lirende molto robusti e resistenti, maallo stesso tempo pesanti e difficili daforare. Anche i pezzi del Meccanosono molto adatti allo scopo.

Quello che conta è che la struttura siasolida e che il minirobot stiaperfettamente in piano, si deveevitare che le future antenne delrobot siano troppo alte o che puntinoverso il basso. La forma più usata deltelaio è una specie di T come neldisegno.

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2. I MOTORI

Per i motori ho utilizzato due mini 4wd, motori in continua che si possono trovare in qualsiasinegozio di modellistica. Per il nostro robot sono sufficienti i meno costosi, che in genere sono imeno potenti. Seguendo il link potete visualizzare una lista di mini 4 wd:

www.spazioinwind.libero.it/mini_4wd_world/Motori.htm

Questi motorini hanno la carettarestica di essere comandati in tensione e hanno bisogno da 2-3 volt l’uno. Noi disponiamo di 3 volt totali per i motori (destro e sinistro), questo consentirà diattivarli comunque (essendo in parallelo la tensione è la stessa, 3 volt su entrambi i motori)ma avranno una corrente dimezzata riducendo la velocità e la coppia di spunto (la spintainiziale). Si noterà che in partenza il robot è piùttosto lento ma non stiamo progettando unamacchina da corsa! Volendo potete aumentare la coppia, quindi la spinta dei motori collegandoi morsetti di questi ultimi ad un condensatore posto in parallelo.

Cercate di scegliere delle ruote che si adattino all’albero o agli ingranaggi del motore, per nonavere problemi nel fissaggio, evitando che la ruota “balli” mentre è in movimento. Le ruote piùpiccolole permettono uno scatto in partenza maggiore e sono preferibili.

3. RUOTINO ANTERIORE

Scegliete una ruota che opponga poca resistenza per aiutare il robot nei movimenti,assicuratevi soprattutto che non impedisca al robot di svoltare. Potete sempre comprare apochi soldi in un negozio di bricolage quelle ruote che vengono usate peri carrelli o per poltrone, tavolini, ecc. Vengono chiamate "ruotepivottanti" perché l'asse di rotazione può girare di 360° attorno all'asseverticale.

In alternativa alle ruote pivottanti potete usare delle sfere come quelle dellefoto. Queste sfere talvolta hanno la tendenza a bloccarsi, a causadelle particelle di polvere che entrano e provocanoanche le sfere si trovano nei negozi di bricolage.

attrito. Comunque,

Ricordate sempre di mantenere il tutto oliato e pulito.

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4. BATTERIE

Il numero di batterie dipende dal tipo di motori che avete montato sul minirobot. Per il nostrorobot e la sua alimentazione sono sufficienti due pile stilo AA da 1,5V. Ricordate che le pilericaricabili hanno un potenziale di 1,3 V, fate attenzione nella scelta dell’alimentazione. Evitatepile alkaline ad alti amperaggi che sconsigliamo di usare perchè tendono a scaldarsi facilmente,rischiandi di fare dei corti se vi vengono applicati carichi molto bassi, come possono essere i4wd .

5. INTERUTTORE (ON/OFF)

Si può usare qualsiasi tipo si interruttore: a slitta, a levetta, a pulsante, ecc, ma consigliamo nelnostro caso di collegarlo in serie al portapile. Usando un invertitore invece di un normaleinterruttore si possono (vedi schema 1 della voce "funzionamento") anche disattivare ilcollegamento tra motori e sensori del robot. Se invecedisponete di un normale interruttore potete o collegarlo allamassa (schema 2 funzionamento), o al punto 6 degli schemi:nel primo caso il robot si fermerà alla chiusura dell'interruttore,ma se riponendolo doveste per caso andare a fare pressione sulleantennine si attiverebbero, alla chiusura dei contatti, imotori corrispondenti; nella seconda soluzione, invece,potrebbero sorgere problemi seri alla pressione degli interruttoria robot "spento" perchè si creerebbe una maglia chiusa in cortosulle due batterie. Quindi, sempre che non disponiate di uninvertitore, per disattivare alimentazione e motori, noi consigliamoun interruttore a massa, semplice e sicuro, con il soloaccorgimento di non riporre il robottino con il sensore premuto.

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6. SENSORI

I sensori sono ciò che permettono ad un robotdi interagire con l'esterno; generalmente, aduna certa condizione rilevata il cervello dellamacchina elabora una reazione, tangibile inmovimenti tramite motori, o segnalazioniluminose, o sonore, sempre a seconda delloscopo di vita della macchina. Un sensore nellapratica trasforma una grandezza fisica che sivuole misurare in un segnale di natura diversa(tipicamente elettrico), più facilmentemisurabile o memorizzabile; esistononumerosissimi tipi di sensori, di luce, di suono,di tatto, di distanza, di calore....Per le nostreesigenze la funzione di sensore di tatto saràassunta da un paio di finecorsa, dispositivi unistabili che permettono la chiusura temporanea diun circuito. Sono una delle parti più importanti, da loro dipende infatti l'interazione con l'esternodel del nostro minirobot. Come si vede nell'immagine, in un finecorsa è presente una levetta cheandrà ad interrompere il contatto presente sui due piedini 0 e NC, per portarlo tra 0 e N0,"l'altro" piedino, il contatto solitamente aperto..una volta identificati, magari tramite l'aiuto di untester, saldate i vari collegamenti secondo la soluzione adottata; una volta fatto, vi basterà darealimentazione al robottino e poi provare a premere uno dei due "sensori" (che avrete avuto lacura di montare sulla parte anteriore del robot) per avere un riscontro del funzionamento.

per una migliore sensibilità, e per evitare che il robot si incastri, consigliamo di usare una"protesi" applicata alle lamelle del finecorsa a mo' di "antenne (saldata o tenuta da qualchecollante abbastanza forte), come spiegheremo nel prossimo paragrafo. Per capire meglio, basteràdare un'occhiata alle foto del robot in costruzione.

Collaudate i sensori: quando premete la lamella ilmotore deve fermarsi e cambiare direzione dirotazione. Fate attenzione allo schema: il sensoredi sinistra comanda il motore destro, il sensore didestracomandailmotoresinistro.

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FUNZIONAMENTO

Il funzionamento è davvero molto semplice: quando lo alimentiamo, gli switch a levetta (senon sono premuti), fanno in modo che il robot prosegua sempre nella stessa direzione perchècomandano i 2 motori allo stesso modo... se durante la corsa si incontra un ostacolo chespinge una sola graffetta, che è collegata ad uno switch a levetta, il motore su cui è collegatolo switch interessato comincia a girare nella direzione opposta, permettendo così al robot digirarsi e provare una nuova via. Se invece entrambi gli switch vengono azionati, i 2 motorigirano assieme nella direzione opposta permettendo la "retromarcia" del nostro robot insettofinchè non si liberano dell'ostacolo. Per questo motivo si consiglia di utilizzare antenne moltolunghe: se le levette sono corte il robot “sente” la presenza dell’ostacolo molto vicino e bastaqualche centimetro di retromarcia per far ripartire il robot in avanti. Dovete invece dargli iltempo di girarsi, usando antenne lunghe, ben salde al sensore e con una forma adeguata aricevere i contatti e scatenare la chiusura dell’interuttore. Conviene sistemare le antenne a X inmodo che non ci siano spazi vuoti dove un ogetto possa entrare senza che il robot se neaccorga. Le antenne dovrebbero anche fuoriuscire ai lati del robot (superarlo in larghezza) perevitare che il robot si incastri in spazi angusti.

schema 1 schema 2

SD = finecorsa di destra schematizzato con un normale interuttore (aperto motore avanti, chiusomotore indietro)

SL = finecorsa di sinistra schematizzato con un normale interuttore

J2 = interuttore ON/OFF

S1 = invertitore ON/OFF

V1,V2 = pile stilo AA per alimentazione

LEFT MOTOR = motore di sinistra

RIGHT MOTOR = motore di destra es/eightsydre/nuovo-2.jpg

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COSTRUZIONE

Iniziate realizzando la base del robot. Nel mio caso, aperto il mouse, ne ho svuotato e ripulitol’interno in modo da far spazio al porta batterie.È bene partire dal posizionamento delle parti dimaggior dimensione (portabatterie e motori),controllate di aver spazio a sufficienza e, unavolta trovata la posizione ideale, incollate iltutto.

Parallelamente a questo lavoro prendete i due finecorsae, con la colla a caldo usata anche per fissare gli altricomponenti, fissiamo alle levette 2 graffette di ferroaperte che assomigliano alle antenne di un insetto(potete anche usare collanti più potenti in quanto leantenne sono la parte più sensibile e fragile).

Si consiglia di utilizzare antenne molto lunghe: se le levette sono corte il robot “sente” lapresenza dell’ostacoloqualche centimetro di

molto vicino e bastaretromarcia per far

ripartire il robot in avanti. Dovete invecedargli il tempo di girarsi, usando antennelunghe, ben salde al sensore e con unaforma adeguata a ricevere i contatti escatenare la chiusura dell’interuttore.Conviene sistemare le antenne a X in modoche non ci siano spazi vuoti dove un ogettopossa entrare senzaaccorga. Le antennefuoriuscire ai lati del

che il robot se nedovrebbero anche

robot (superarlo inlarghezza) per evitare che il robot si incastriin spazi angusti. (vedi sopra)

Realizzato questo lavoro ritornate al telaio. Completate lo schema elettrico seguendo glischemi indicati sopra. È bene usare cavi più lunghi del necessario per eventuali modifiche edevitare che, i cavi, andando intensione si rompano. Usate collaa caldo per rinforzare lesaldature, isolare e fissare i cavi.

Attraverso un multimetro(tester) controllate ilfunzionamente del circuito.

Ora collegate anche i sensori eprocedete alle prime prove di

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collaudo. Per aumentare la spinta del robot cercate la posizione migliore dei motori.

Video disponibile: www.youtube.com/user/thePECAFE

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Ferrari Marco

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