Como construir um robô controlado remotamente: 14 etapas (com fotos)

2024 Autor: Gilbert Ryder | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 17:40

Muitas pessoas consideram um robô como uma máquina que pode funcionar de forma autônoma. No entanto, se você ampliar um pouco a definição de "robô", os objetos controlados remotamente podem ser considerados robôs. Você pode pensar que construir um robô controlado remotamente é difícil, mas, na realidade, é simples se você souber como. Alunos do ensino médio e do ensino médio construíram robôs sem nenhuma experiência anterior. Este artigo irá explicar como construir um robô controlado remotamente.

Passos

Etapa 1. Reconheça o que você estará construindo

Você não será capaz de construir um robô humanóide de duas pernas de tamanho normal que possa fazer todas as suas tarefas. Nem você construirá um robô com múltiplas garras que podem alcançar e pegar pesos de 100 libras. Você precisará começar a construir um robô que seja capaz de ir para frente, para trás, para a esquerda e para a direita de você, controlando-o sem fio. No entanto, depois de aprender o básico e construir este robô simples, você geralmente pode adicionar e modificar coisas nele. Por exemplo, uma lança e uma caçamba como um carregador frontal. Normalmente, você deve seguir o princípio de que nenhum robô é concluído. Ele sempre pode ser modificado e melhorado.

Etapa 2. Planeje seu robô

Antes de construir seu robô, antes mesmo de encomendar peças. Você precisa projetar seu robô. Para o seu primeiro robô, você deve escolher um design simples de apenas dois servo motores em uma peça plana de plástico. Este projeto é muito simples e geralmente deixa espaço extra para adicionar coisas extras depois de construído. Planeje construir algo com cerca de 15 cm. por 20 cm. Para um robô tão simples, você deve ser capaz de apenas desenhá-lo no papel usando uma régua. Desenhe no papel o mesmo tamanho que deveria ser na vida real, já que o robô é muito pequeno. Quando você entrar em robôs maiores e mais complexos, deverá começar a aprender a usar CAD ou um programa semelhante a ele, como o Google Sketchup.

Etapa 3. Escolha suas peças

Ainda não é hora de encomendar peças. Mas você deve escolhê-los agora e saber onde comprá-los. Tente fazer o pedido no menor número possível de sites e, às vezes, você pode economizar dinheiro no envio. Você vai precisar de um material para o chassi, dois "servo" motores, uma bateria, um transmissor e um receptor.

• Escolhendo um servo motor: Para mover o robô, você precisará usar motores. Um motor acionará uma roda e uma para a outra. Dessa forma, você pode usar o método de direção mais simples, acionamento diferencial. Isso significa ir para a frente, os dois motores giram para a frente, para ir para trás os dois motores giram para trás e, para girar, um motor vai e o outro fica parado. Um servo motor é diferente de um motor CC básico porque um servo motor é engrenado, pode girar apenas 180 graus e pode transmitir dados de volta em sua posição. Este projeto usará servo motores porque é mais fácil e você não precisa comprar um "controlador de velocidade" caro ou uma caixa de engrenagens separada. Depois de entender como construir um robô controlado remotamente, você pode querer fazer outro (ou modificar o primeiro) para usar motores DC, em vez de servo motores. Existem quatro coisas básicas com as quais você precisa se preocupar ao comprar servo motores. Estes são velocidade, torque, tamanho / peso e se eles são 360 modificáveis. Como os servo motores giram apenas 180 graus, seu robô só será capaz de avançar um pouco. Se o motor for modificável em 360 graus, você pode modificá-lo para girar continuamente. Certifique-se de que o motor seja modificável em 360 graus. Tamanho / peso não é muito importante neste projeto porque você provavelmente terá muito espaço sobrando de qualquer maneira. Tente obter algo de tamanho médio. O torque é a força do motor. É para isso que as engrenagens são usadas. Se não houver engrenagens e o torque for baixo, provavelmente não permitirá que o robô avance porque não tem força. Você quer um torque alto, mas quanto maior o torque, geralmente menor é a velocidade. Para este robô, tente obter um bom equilíbrio entre velocidade e torque. Você sempre pode comprar e conectar um servo mais poderoso ou mais rápido depois de terminar de construir. É recomendado obter o servo Hitec HS-311 para o primeiro robô RC. Este servo tem um grande equilíbrio entre velocidade e torque, é barato e tem um bom tamanho para este robô. O servo HiTec HS-311 pode ser adquirido aqui.

  Como o servo normalmente só pode girar 180 graus, você deve modificá-lo para que tenha rotação contínua. Modificar um servo anulará a garantia, mas tem que ser feito

• Escolha uma bateria. Você precisará de algo para alimentar seu robô. Não tente usar energia CA (ou seja, conecte-o na parede). Você deve usar energia DC (ou seja, baterias).

  • Escolha um tipo de bateria. Existem 3 tipos principais de baterias que iremos escolher. Estes são polímero de lítio (Lipo), NiMH, NiCad e alcalino.

    • As baterias Lipo são as baterias mais novas que você pode obter e são extremamente leves. No entanto, eles são perigosos, caros e requerem um carregador especial. Só use este tipo de bateria se você tiver experiência em robôs e estiver disposto a gastar mais dinheiro com seu robô.
    • As baterias NiCad são baterias recarregáveis comuns. Eles são usados em muitos robôs. O maior problema com essas baterias é se você carregá-las quando não estiverem totalmente descarregadas, elas não durarão tanto tempo com uma carga completa.
    • As baterias NiMH são muito semelhantes às baterias NiCad em tamanho, peso e preço, mas têm melhor desempenho geral e essas são as baterias geralmente recomendadas para um projeto iniciante.
    • As pilhas alcalinas são as pilhas comuns que não são recarregáveis. Essas baterias são comuns (você provavelmente tem algumas), baratas e fáceis de obter. No entanto, eles morrem rápido e você precisa comprá-los continuamente. Não use isso.
  • Escolha as especificações da bateria. Você tem que escolher uma voltagem para sua bateria. Os mais comuns em robôs são 4,8V e 6,0V. A maioria dos servos funcionará bem em qualquer um deles. Normalmente é recomendado ir com o 6.0V (se seus servos podem suportar, o que a maioria pode) porque permitirá que você tenha seu servo motor mais rápido e com mais potência. Agora você precisa lidar com a capacidade da bateria do seu robô. Eles são rotulados como mAh. Quanto mais alto você for, melhor, mas mais caro e geralmente mais pesado. Para o tamanho do robô que você está construindo, é recomendado cerca de 1800 mAh. Se você tiver que escolher entre uma bateria de 1450 mAh ou uma bateria de 2000 mAh com a mesma voltagem e peso, escolha a de 2000 mAh. Será mais caro por alguns dólares, mas é uma bateria melhor para se obter. Certifique-se de obter um carregador para carregar a bateria.
• Escolha um material para o seu robô. Um robô precisa de um chassi para conectar todos os componentes eletrônicos. A maioria dos robôs desse tamanho é feita de plástico ou alumínio. Para um iniciante, é recomendável usar um tipo de plástico chamado HDPE. Este plástico é fácil de trabalhar e barato. Ao decidir a espessura a ser obtida, escolha cerca de 1/4 "de espessura. Ao decidir o tamanho de uma folha a ser obtida, você provavelmente deve obter uma folha bastante grande, para o caso de atrapalhar o corte. Normalmente, é recomendado obter pelo menos o dobro do tamanho do seu robô. No entanto, você provavelmente deve comprar mais. Uma peça de HDPE de 1/4 "24" X24 "pode ser adquirida on-line ou em uma loja de ferragens.
• Escolha um transmissor / receptor. Esta será a parte mais cara do seu robô. Também pode ser considerado o mais importante, pois sem ele o robô nada pode fazer. É altamente recomendável comprar um bom transmissor / receptor para começar, porque é o que vai ser o limite de quanto você pode colocar. Um transmissor / receptor barato movimentará bem o seu robô, mas você não poderá adicionar nada a ele. Além disso, o transmissor pode ser usado para outros robôs que você possa construir no futuro. Portanto, em vez de comprar um barato agora e um mais caro depois, compre o melhor agora. Isso vai economizar dinheiro a longo prazo. De qualquer forma, existem algumas frequências que você pode usar. Os mais comuns são 27 MHz, 72 MHz, 75 MHz e 2,4 GHz. 27 MHz pode ser usado para aviões ou carros. É mais comumente usado em brinquedos baratos de controle remoto. 27 MHz não é recomendado para nada, exceto pequenos projetos. 72 MHz só pode ser usado para aeronaves. Uma vez que 72 MHz é normalmente usado em modelos de aeronaves grandes, é ilegal usá-lo em veículos de superfície. Se você usar 72 MHz, não apenas estará infringindo a lei, mas poderá interferir com um grande e caro modelo de avião voando nas proximidades. Isso poderia causar uma pane e custar muito dinheiro para consertar, ou ainda pior, colidir com uma pessoa e feri-la ou até mesmo matá-la. 75 MHz é feito apenas para uso na superfície, então você pode usar este aqui. No entanto, 2,4 GHz é o melhor. Ele tem menos interferência do que qualquer uma das outras frequências. É altamente recomendável gastar alguns dólares extras e adquirir um transmissor e receptor de 2,4 GHz. Depois de decidir qual frequência usará, você precisará decidir quantos "canais" obterá no transmissor / receptor. Os canais são basicamente quantas coisas você pode controlar em seu robô. Para este robô, você precisará de pelo menos dois. Um canal permitirá que seu robô vá para frente / para trás e outro permitirá que ele vá para a esquerda / direita. No entanto, é recomendado obter pelo menos 3. Isso ocorre porque, depois de construir o robô, você pode querer adicionar outra coisa a ele. Se você obtiver 4, geralmente terá dois joysticks. Com um transmissor / receptor de quatro canais, você pode eventualmente adicionar uma garra. Como disse antes, você deve obter o melhor transmissor / receptor que seu orçamento permitir agora, para que não precise comprar um melhor depois. Você pode usar seu transmissor e até mesmo seu receptor novamente em outros robôs que você possa construir. O Spectrum DX5e 5 canais 2.4 GHz Radio System Mode 2 e AR500 podem ser comprados juntos.
• Escolha rodas. Ao escolher as rodas, as três coisas mais importantes com as quais você precisa se preocupar são o diâmetro, a tração e se elas se encaixarão facilmente em seus motores. O diâmetro é o comprimento da roda de um lado, passando pelo ponto central, até o outro lado. Quanto maior o diâmetro da roda, mais rápido ela vai e mais pode subir, mas menos torque terá. Se você tiver uma roda menor, pode não ser capaz de subir muito facilmente ou ir muito rápido, mas terá mais potência. A tração é o quão bem as rodas aderem à superfície. Certifique-se de obter rodas com um anel de borracha ou espuma ao redor delas, para que não deslizem. A maioria das rodas que são feitas para serem acopladas a servos, será capaz de simplesmente aparafusar nelas, então você não precisa se preocupar tanto com isso. Recomenda-se obter uma roda com um diâmetro de 7 a 12 cm com um anel de borracha ao redor. Você precisará de 2 rodas. Rodas de disco de precisão podem ser adquiridas aqui.

Etapa 4. Agora que você escolheu suas peças, vá em frente e faça o pedido online

Tente encomendá-los no menor número possível de sites, porque você poderá economizar dinheiro no envio dessa forma se fizer o pedido de tudo ao mesmo tempo.

Etapa 5. Meça e corte seu chassi

Pegue uma régua e um apontador e meça o comprimento e a largura do seu chassi com o material que você está usando para o seu chassi. Considere cerca de 15 cm por cerca de 20 cm. Agora, meça novamente e certifique-se de que suas linhas não estão tortas e têm o comprimento que você deseja que tenham. Lembre-se, meça duas vezes, corte uma vez. Agora você pode cortar. Se estiver usando HDPE, você deve conseguir cortá-lo da mesma maneira que cortaria um pedaço de madeira desse tamanho.

Etapa 6. Monte o robô

Agora que você tem todos os seus materiais e o corte do chassi, basta montá-los todos juntos. Esta pode ser a etapa mais fácil se você projetou bem o robô.

1. Monte os servo motores na parte inferior do pedaço de plástico próximo à frente. Eles devem estar de lado para que o eixo / chifre (a parte do servo que se move) fique de frente para os lados. Certifique-se de que haja espaço suficiente para montar as rodas.
2. Prenda as rodas ao servo usando os parafusos que vieram com o servo.
3. Cole um pedaço de velcro no receptor e outro na bateria.
4. Coloque duas peças do velcro oposto no robô e cole o receptor e a bateria nele.

5. Agora você deve ter um robô que tem duas rodas na frente e desce para trás. Não haverá uma "terceira roda" neste robô, em vez disso, a parte traseira apenas deslizará pelo chão.

   

   Etapa 7. Conecte os fios

   Agora que o robô está montado, você só precisa conectar tudo ao receptor. Conecte a bateria onde diz "bateria" no receptor. Certifique-se de conectá-lo da maneira correta. Agora, conecte os servos nos primeiros dois canais do receptor, onde diz "canal 1" e "canal 2".

   

   Etapa 8. Carregue-o

   Desconecte a bateria do receptor e conecte-a ao carregador. Espere até que a bateria termine de carregar. Isso pode levar 24 horas inteiras, então seja paciente.

   

   Etapa 9. Brincar com isso Agora você deve ter feito tudo

   Vá em frente, pressione o transmissor. Construa uma pista de obstáculos para ele, brinque com seu gato e seu cachorro e faça-os persegui-lo. Agora que você acabou de brincar com ele. Adicione algumas coisas a ele !.

   Pontas

   • Experimente colocar seu smartphone antigo nele e usá-lo como um transmissor de vídeo, se ele tiver uma câmera. Você pode usá-lo em conjunto com o Google Hangouts como um link de bate-papo por vídeo entre o robô e seu computador ou outro dispositivo para orientar seu robô de fora da sala!
   • Você pode ter que comprar um adaptador que permite conectar a bateria ao carregador.
   • Você pode preferir usar uma bateria de bicicleta 12VDC para que ela possa ter alto torque e velocidade
   • Se você pressionar para a direita e o robô for para a esquerda, tente alternar a entrada na qual você conectou os servos no receptor. ou seja, se você conectou o servo direito no canal 1 e o esquerdo no canal 2, troque-os e conecte o direito no canal 2 e o esquerdo no canal 1.
   • Adicione coisas. Se você tiver um canal extra em seu transmissor / receptor, você pode adicionar outro servo motor para fazer algo extra. Se você tiver um canal extra, tente fazer uma garra que possa se fechar. Se você tiver dois canais extras, tente fazer uma garra que possa abrir / fechar e se mover para a esquerda e para a direita. Use sua imaginação.
   • Certifique-se de que o transmissor e o receptor que você compra tenham a mesma frequência. Além disso, certifique-se de que o receptor tenha a mesma ou mais quantidade de canais que o transmissor. Se houver mais canais no receptor do que no transmissor, apenas a menor quantidade de canais será utilizável.

   Avisos

   • Usar uma bateria de 12 VCC pode explodir o motor se o motor não for de 12 VCC
   • Usar uma bateria de 12 VCC em um motor 110-240 VCA faz com que ele solte fumaça e logo falha
   • Não use a frequência 72mhz a menos que esteja construindo uma aeronave. Se você usá-lo em um veículo de superfície, não apenas será ilegal, mas poderá ferir ou até matar alguém.
   • Iniciantes não devem tentar usar energia CA (ou seja, conectado à tomada) para qualquer projeto caseiro. A alimentação CA é extremamente perigosa.