Come realizzare un robot telecomandato

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Molte persone credono che un robot sia una macchina autonoma. Tuttavia, se ampliamo leggermente la definizione di questo termine, possiamo anche considerare robot macchine telecomandate. Potresti pensare che costruire un tale dispositivo sia qualcosa di complicato, ma in realtà non c'è niente di più semplice una volta che hai le conoscenze necessarie. Un cacciavite, un pizzico di scienza e via!

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   Scopri cosa hai intenzione di costruire. Non costruirai qui una dimensione umana umanoide che farà tutto il tuo sporco lavoro. Non costruirai un robot con pinze da nessuna parte in grado di sollevare 50 kg. È necessario iniziare costruendo un robot in grado di spostarsi in avanti, indietro e ai lati quando si utilizza il telecomando. Tuttavia, una volta comprese le basi di queste manovre e aver realizzato questo semplice robot, è possibile modificarlo e passare a cose più complicate. Devi sempre tenere presente che un robot non è mai finito. Puoi sempre modificarlo e migliorarlo.

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   Pianifica il robot. Prima di iniziare a costruire, è necessario ordinare gli articoli necessari. Per fare questo, devi pensare al design. Se questa è la tua prima creazione, scegli qualcosa di semplice con due servi su un piatto di plastica. È una cosa molto semplice che ti consente di aggiungere più elementi in seguito, se lo desideri. Otterrai quindi qualcosa che misura 15 × 20 cm. Per un robot così semplice, basta disegnare il disegno su un foglio di carta con un righello. Dato che è piccolo, disegnalo sulla scala reale sulla carta. Quando costruisci macchine più complesse, puoi imparare a utilizzare software CAD (computer-aided design) o programmi simili come Google Sketchup.

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   Scegli gli elementi. Non è ancora necessario ordinarli, ma è necessario sceglierli in questo passaggio e sapere dove acquistarli. Prova a scegliere il minor numero possibile di siti Web per risparmiare sulle spese di spedizione. Sono necessari materiali per il telaio, due servomotori, una batteria, un trasmettitore e un ricevitore.
   • Scegli il servomotore. Per spostare il robot, avrai bisogno di motori. È necessario installarne uno per ogni ruota. In questo modo, puoi utilizzare il metodo di sterzo più semplice, il differenziale. Ciò significa che per avanzare, i due motori si sposteranno in avanti, indietro, gireranno entrambi indietro e gireranno, uno di essi girerà mentre l'altro non si muove. Un servomotore è un dispositivo diverso rispetto al motore CC di base, poiché ha ruote dentate, può solo ruotare di 180 gradi e può indicare la sua posizione attuale. Questo progetto farà appello a questo tipo di motore perché sono più facili da usare e non dovrete acquistare costosi cambi. Una volta che hai capito come costruire il robot telecomandato, puoi crearne un altro (o modificarlo) per installare i motori DC. Ci sono quattro cose che devi considerare quando acquisti i servomotori: velocità, coppia, dimensioni e peso e rotazione. Poiché i servomotori non possono ruotare di oltre 180 gradi, non sarai in grado di allontanarti. Tuttavia, ci sono motori che possono ruotare di 360 gradi, permettendoti di farli funzionare continuamente. Assicurati che quelli che acquisti appartengano a questa categoria. Dimensioni e peso non sono considerazioni davvero importanti per questo progetto perché hai comunque molto spazio. Prova a trovare delle dimensioni medie. La coppia del motore indica la forza del motore. Qui è dove le ruote dentate diventano utili. Se non ci sono marce e la coppia del motore è bassa, il robot non sarà in grado di avanzare perché non avrà la forza. È necessario trovare una coppia elevata del motore, ma attenzione, poiché più è alta, più bassa è la velocità. Per questo progetto, è necessario trovare un buon equilibrio tra velocità e coppia. Inoltre, quando hai finito, puoi sempre acquistare servomotori più potenti o più veloci. Hitec HS-311 è raccomandato per questo primo robot. È un motore con un buon rapporto tra velocità e coppia, è economico e le sue dimensioni sono perfette per questo progetto. Fai una ricerca online per un negozio vicino a te che lo offre.
     • Poiché il servomotore può ruotare solo di 180 gradi, sarà necessario cambiare il servomotore per funzionare continuamente. Modificandolo, si annulla la garanzia, ma è un passaggio essenziale da cui dipende il resto.
   • Scegli una batteria. È necessario alimentare il robot con l'elettricità. Non utilizzare corrente continua (ovvero cavo collegato a una presa), utilizzare invece una batteria CC.
     • Scegli il tipo di batteria. Esistono tre tipi principali di batterie da considerare. Ci sono quelli fatti di batterie al litio (LiPo), NiMH, NiCad e alcaline.
       • Le batterie LiPo sono il tipo più nuovo che puoi acquistare e sono estremamente leggere. Tuttavia, sono pericolosi, sono costosi e richiedono un caricabatterie adatto. Dovresti usarli solo se hai già esperienza nella costruzione di robot e sei disposto a pagare un po 'di più per il tuo progetto.
       • Le batterie NiCad sono batterie ricaricabili. Sono spesso usati per i robot. Il problema principale di questo modello è che durerà molto meno se si caricano le batterie mentre non sono completamente scariche.
       • Le batterie NiMH hanno dimensioni, peso e prezzo simili alle batterie NiCad, ma funzionano meglio e questo è il modello generalmente raccomandato ai principianti.
       • Le batterie alcaline sono il tipo non ricaricabile più comune. Sono ovunque (probabilmente li hai a casa), sono economici e facili da ottenere. Tuttavia, la loro vita è breve e dovrai acquistarla in modo permanente. Non usarlo.
     • Controllare le specifiche della batteria. È necessario scegliere una tensione per la batteria. In generale, la maggior parte dei robot di questo tipo funzionano a una tensione compresa tra 4,8 e 6 V. La maggior parte dei servomotori funziona bene con questo tipo di tensione. In genere si consiglia di utilizzare 6 V (se i servomotori possono supportarlo, come è il caso per la maggior parte), perché consente loro di inviare più potenza e farli funzionare più velocemente. Ora devi pensare alla capacità della batteria. È indicato in mAh (milliampere per un'ora). Più alto è il valore, più costosa e costosa sarà la batteria. Per un robot delle dimensioni previste, si consiglia di utilizzare una batteria da 1800 mAh. Se esiti tra una batteria da 1 4500 e 2000 mAh per la stessa tensione e lo stesso peso, scegli quella da 2 000. Ascolterà poco più costoso, ma sarà migliore della precedente. Non dimenticare di procurarti un caricabatterie per la batteria che hai scelto. Effettua una ricerca online per trovare un caricabatterie adatto.
   • Scegli il materiale per il tuo robot. Ha bisogno di un telaio su cui installerai le apparecchiature elettroniche. La maggior parte delle macchine di queste dimensioni sono realizzate in plastica o alluminio. Per i principianti, si consiglia di utilizzare un tipo di plastica chiamata polietilene ad alta densità (PE-HD). È facile da lavorare e non costa molto. Quando decidi lo spessore desiderato, procedi per 6 mm. Quando si decide la larghezza, è necessario scegliere una piastra più grande della macchina che si desidera costruire nel caso in cui si commetta un errore tagliandola. In generale, si consiglia di acquistare un doppio delle dimensioni del robot. Tuttavia, dovresti comunque comprare di più. Effettua una ricerca online per acquistare una lastra PE-HD 60 × 60 cm e PE-HD spessa 6 mm.
   • Scegli il trasmettitore e il ricevitore. Questa è la parte più costosa del robot. Questo è anche il più importante, perché senza di esso non sarai in grado di spostarlo. Si consiglia vivamente di acquistare un buon trasmettitore e un buon trasmettitore dall'inizio, perché questi sono i pezzi che limiteranno ciò che puoi fare con la tua creazione. Puoi spostare la tua macchina con un trasmettitore e un ricevitore economici, ma non potrai aggiungere nulla. Inoltre, è possibile riutilizzare il trasmettitore per altri progetti che verranno montati in futuro. Invece di acquistarne uno economico ora e più costoso in seguito, acquista subito il dispositivo più costoso. Questo ti farà risparmiare denaro nel lungo periodo. Ad ogni modo, dovrai scegliere le frequenze giuste. 27 MHz, 72 MHz, 75 MHz e 2,4 GHz sono le frequenze più comuni utilizzate. 27 MHz è utilizzato per aerei e automobili. Questa è la frequenza più spesso utilizzata per i giocattoli telecomandati economici. Non è raccomandato per altro che piccoli progetti. I 72 MHz possono essere utilizzati solo per aeromobili. Poiché si tratta di una frequenza solitamente utilizzata su aeromodelli, è vietata per gli aeromobili a terra. Se usi 72 MHz, potresti violare la legge del tuo paese, ma potresti anche causare interferenze con i modelli vicini a te. Ciò potrebbe causare un incidente e causare costi significativi per le riparazioni, o peggio ancora, l'aereo potrebbe colpire qualcuno e ucciderlo. Il 75 MHz viene utilizzato solo per i modelli di terra, quindi è possibile utilizzarlo. Tuttavia, di tutte queste frequenze, 2,4 GHz è il migliore. Causa meno interferenze rispetto ad altre frequenze. Si consiglia vivamente di spendere qualche euro in più per acquistare un trasmettitore e un ricevitore da 2,4 GHz. Dopo aver deciso la frequenza che si desidera utilizzare, è necessario decidere quali "canali" installare sul trasmettitore e sul ricevitore. Fondamentalmente, si riferiscono a cose che puoi controllare sul robot. Per questo progetto, ne avrai bisogno di due. Un canale consentirà alla macchina di spostarsi avanti e indietro e l'altro di girare sui lati. Tuttavia, si consiglia di averne almeno tre. Una volta terminata la costruzione, potresti voler aggiungere qualcosa.Se ne installi quattro, dovresti avere due controller. Con una coppia trasmettitore / ricevitore a quattro canali, è possibile aggiungere un morsetto. Come accennato in precedenza, acquista la coppia migliore possibile per il tuo budget in modo da non doverne acquistare una migliore in seguito. È possibile riutilizzare il trasmettitore e persino il ricevitore in un secondo momento in altri progetti. Ad esempio, è possibile acquistare lo Spectrum DX5e 5 canali 2.4 Ghz Radio System Mode 2 e l'AR500.
   • Scegli le ruote. Quando si scelgono le ruote, è necessario considerare tre fattori: diametro, trazione e sistema di attacco del motore. Il diametro corrisponde alla lunghezza della ruota, partendo dal bordo, passando attraverso il centro e arrivando al bordo opposto. Maggiore è il diametro, più veloce sarà la ruota e più facile sarà il robot in grado di arrampicarsi sui pendii, ma minore sarà la coppia. Se hai una ruota più piccola, sarà più difficile salire o andare più veloce, ma avrà più potenza. La trazione consente di sapere se la ruota aderisce bene alle superfici su cui verrà posizionata. È necessario ottenere le ruote con un rivestimento in gomma o schiuma in modo che non scivolino. La maggior parte delle ruote sono progettate per essere attaccate facilmente ai servomotori, di solito è sufficiente avvitarle direttamente, quindi non dovresti preoccuparti troppo. In genere si consiglia di preferire una ruota di diametro compreso tra 8 e 12 cm con rivestimento in gomma. Ne avrai bisogno anche due. Scopri anche le ruote a disco di precisione.

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   Acquista l'attrezzatura. Ora che hai scelto l'attrezzatura giusta, vai online per acquistarlo. Cerca di ordinarlo sul minor numero di siti possibile per risparmiare sull'affrancatura.

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   Misura e taglia il telaio. Prendi un righello e un pennarello e misura la lunghezza e la larghezza del telaio sul piatto che hai acquistato. Valuta di disegnare una cornice di 15 x 20 cm. Misuralo correttamente e assicurati che le linee che hai disegnato non siano storte e siano della lunghezza desiderata. Non dimenticare questa regola: misura due volte, taglia una volta. Ora puoi tagliare il piatto. Se hai acquistato PE-HD, puoi tagliarlo allo stesso modo di una tavola di legno delle stesse dimensioni.

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   Montare il robot. Ora che hai tutto l'equipaggiamento di cui hai bisogno e taglia il telaio, è tempo di mettere insieme le parti. In realtà sarà il passo più semplice se hai pensato in anticipo al design.
   • Montare in avanti i servomotori sul retro della piastra di plastica. È necessario montarli sui lati in modo che la parte che sta per girare sia rivolta verso l'esterno. Assicurati di lasciare abbastanza spazio per montare le ruote.
   • Fissare le ruote ai servomotori con le viti vendute nella scatola del motore.
   • Incollare un pezzo di velcro sul ricevitore e sulla batteria.
   • Metti due pezzi di velcro sul robot su cui attaccerai il ricevitore e la batteria.
   • Ora il tuo robot dovrebbe avere due ruote nella parte anteriore e il telaio dovrebbe scendere leggermente verso il basso. Non ci sarà una terza ruota in questo progetto, la parte posteriore della macchina strofinerà solo sul terreno.

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   Collegare i cavi. Ora che hai assemblato gli articoli, devi effettuare i collegamenti al ricevitore. Inserire la batteria nello slot sul ricevitore. Ricontrolla i collegamenti. Quindi, collegare i servomotori ai primi due canali del ricevitore, dove si dice "canale 1" e "canale 2".

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   Caricare la batteria. Scollegare la batteria del ricevitore e collegarla al caricabatterie. Attendere che la batteria sia carica. Potrebbero essere necessarie fino a 24 ore, sii paziente.

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   Il progetto dovrebbe ora essere completato. Premere il pulsante del trasmettitore per spostare il robot in avanti. Costruisci un percorso ad ostacoli, gioca con il tuo cane e il tuo gatto per correre dietro al robot. Una volta che hai finito di divertirti, puoi migliorare il tuo robot!

• Hardware per il telaio: una piastra PE-HD più grande della dimensione richiesta
• Due servomotori (ad es. HiTec HS-311)
• Un ricevitore e un trasmettitore
• Una batteria (ad esempio una batteria NiMH da 2000 mAh 6 V)
• Un caricabatterie per la batteria
• 2 ruote con disco di precisione diametro 12 cm
• velcro