Cómo construir el robot más simple del mundo

La robótica es un campo intimidante . Para ser realmente bueno en esto, uno debe poseer una comprensión superior a la media de física, informática, ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica, ingeniería de sistemas y matemáticas avanzadas. Pero, ¿qué sucede si solo tiene algo, o peor aún ninguno, de ese conocimiento y aún desea aprender sobre el campo? Bueno, todos tenemos que comenzar en alguna parte y esta guía está diseñada para desmitificar la robótica al enseñar a cualquiera que tenga una capacidad modesta de usar herramientas manuales para construir su propio robot increíblemente simple.

El robot que construirá aquí es un robot en el sentido más simple. Se moverá y reaccionará a los obstáculos en su entorno, invirtiendo los motores y circunnavegándolos cuando sea necesario por sí solo. Probablemente no va a automatizar ninguna línea industrial o explorar ningún cráter lunar solo porque construyó el robot más simple del mundo, pero es una buena introducción al campo de la robótica y un proyecto divertido para una tarde después del trabajo o una tarde de fin de semana . En total, cuesta alrededor de 50 dólares para construir y el disfrute bien vale la inversión.

Este robot es modular y le dará un punto de partida desde el cual puede modificar su máquina para realizar tareas más complejas o diseñar su próximo robot con algún objetivo en mente. Si tiene hijos, es posible que desee incluirlos en este proyecto. Si tiene problemas para seguir los pasos de la guía, desea ayuda para personalizar su robot para un comportamiento más complejo, o desea encargar o construir una máquina que esté considerablemente más allá del alcance de este artículo, envíeme un mensaje. Siempre estoy feliz de discutir ideas y ayudar a las personas a construir las máquinas de sus sueños para una variedad de aplicaciones.

Paso 1: Obtenga las herramientas y materiales que necesita juntos

Muy bien, lo entiendo. Quieres construir algo.

Esta guía originalmente incluía enlaces a herramientas y piezas en un popular sitio de compras en línea para facilitar el pedido de todo lo que necesita para comenzar. Tuve algunos problemas con los términos de servicio de ese sitio. Para solucionar esos problemas, publiqué los enlaces aquí .

Dicho esto, si tienes cosas similares en tu casa o prefieres personalizar tu máquina un poco más, aún puedes construir algo genial usando partes diferentes a las exactas que enlace y probablemente puedas ahorrar algo de dinero si recuperas partes de productos electrónicos rotos o tiendas de excedentes. Esta guía está diseñada para ser remezclada y me complace responder cualquier pregunta sobre el uso de partes que no sean las que recomiendo directamente.


Herramientas necesarias

Destornillador: para ensamblar el kit de chasis del robot si se usa. El kit también usa tuercas, por lo que los alicates o un juego de llaves de vaso también pueden ser útiles, pero puede salirse con la suya usando los dedos y / o alicates de punta fina.

Pinzas, pinzas o pinzas de aguja

Pelacables (puede sustituir las tijeras, pero puede terminar odiándose a sí mismo)

Soldador (opcional / se requiere alguna habilidad)

Soldadura (opcional / soldador y habilidad requerida)

Pistola de silicona

Más ligero (Obtenga un encendedor BIC si está utilizando termocontraíble pero no tiene una pistola de calor. Esta es una opción considerablemente menos costosa si nunca antes ha utilizado un termocontraíble y desea probarlo sin comprometerse con nuevas herramientas )

Los precios de piezas necesarias son aproximados

1x - placa de prueba de 400 puntos de amarre - $ 6

1x - Kit de chasis de robot con tracción en 2 ruedas - $ 20

2x - Interruptor de micropalanca SPDT - $ 10

1x - Paquete de 40 cables de puente macho a macho - $ 5

1x - 4 soporte de batería AA - $ 6.50

4x - Baterías AA - $ 3.50

1x - Interruptor de encendido (opcional - para mantener bajos los costos, explicaré cómo hacerlo sin esto en la guía) - $ 2

2x - Clips de papel para extender los bigotes

1 a 3 pulgadas de tubo termorretráctil para que los bigotes estén más ordenados (opcional)

Paso 2: ensamblar el chasis

Un chasis es el "esqueleto" que mantiene unido a un robot. Para el robot más simple de mi mundo, compré el kit de chasis al que me vinculé en el último paso y lo ensamblé de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Hay algunas configuraciones diferentes en el manual y recomiendo las dos ruedas, una de ruedas, como se muestra arriba.

Alternativamente, puede diseñar su propio chasis, siempre que cumpla con los siguientes criterios:

  • Accionamiento diferencial (una rueda para cada lado, ambas ruedas son paralelas entre sí con respecto al lugar donde tocan el suelo, pero pueden doblarse hacia adentro o hacia afuera)
  • El tablero debe caber en el robot.
  • El paquete de baterías debe caber en el espacio del robot para dejar los bigotes del interruptor de micropalanca
  • Probablemente debería dejarse espacio adicional para un Arduino u otro microcontrolador si desea utilizar esto como una plataforma para proyectos de robótica más avanzados en el futuro.
  • Deje espacio para un interruptor de encendido, si lo está usando.

Paso 3: Construye y monta los bigotes

El robot más simple del mundo utiliza 2 interruptores de micropalanca como bigotes para que el robot sepa cuándo está conduciendo hacia algo a su izquierda o derecha y retroceda el motor en el lado opuesto para alejarse del obstáculo.

Construye los sensores de bigotes (haz esto dos veces)

Dobla un clip para formar un bigote curvo

Pegue el bigote al extremo del interruptor de la micropalanca, superponiéndolo con el brazo de la palanca y teniendo cuidado de no bloquear ni bloquear la acción de los interruptores.

Refuerce la conexión entre el sujetapapeles y el interruptor agregando cinta adhesiva o tubo termorretráctil sobre el pegamento caliente. Si está utilizando tubos termocontraíbles, deberá activarlo sosteniendo un encendedor (de forma móvil) debajo. Es importante mantener el encendedor en movimiento porque si lo mantiene en un espacio durante demasiado tiempo podría quemarse o derretirse a través del tubo y / o la carcasa de plástico del interruptor.


Agregar cables a los interruptores

Corte un extremo de un puente y pele aproximadamente media pulgada de aislamiento del extremo cortado, dejando al descubierto el cobre desnudo. Haga esto seis veces, ya que cada interruptor requerirá 3 de estos cables. No se preocupe si comete un error y corta un poco de cable en lugar de pelarlo. Deberías tener muchos puentes adicionales si compraste el paquete de 40 al que me vinculé.

Pase el cable pelado a través del orificio en un terminal en el interruptor y gírelo y luego gírelo hasta que quede ajustado. Si tiene un soldador y sabe cómo usarlo, recomendaría soldar esta conexión como lo hice. Haga esto para los 3 terminales en ambos interruptores.

Monte los bigotes

Desea tener un bigote para detectar obstáculos a la izquierda y otro bigote para la derecha. Puede superponerlos como lo hice o puede optar por que no se superpongan (esto es menos confuso, pero con el potencial de un punto ciego que podría atascar su robot si se conduce en una esquina o algo que es más estrecho que el espacio entre los bigotes). Si superpone los bigotes, asegúrese de colocar un espaciador de algún tipo debajo de uno para que no se froten entre sí. Utilicé 2 tuercas M8 que pegué en su lugar.

Tenga en cuenta que cualquiera que sea el lado de la parte frontal del robot, la parte del bigote que se toca se coloca en el lado opuesto del motor que debería invertir si se golpea. Juega con las ubicaciones de los bigotes hasta que estés satisfecho con ellas y pégalas al chasis.

Paso 4: monte el tablero de pruebas

Use pegamento caliente o cinta adhesiva doble para montar la placa de prueba aproximadamente en el centro de su chasis. Todo se conecta a través de la placa de pruebas, por lo que es importante que todos los cables puedan alcanzarlo. Como monté mis bigotes bastante atrás, quité uno de los encabezados de mi placa de pruebas para que quedara bien. También puede montarlo sobre el lanzador utilizando un espaciador si prefiere mantener ambos encabezados y se enfrenta a un problema inmobiliario similar.

Paso 5: modifique y monte el soporte de la batería

Modificar el soporte de la batería

Deberá agregar un "toque" de energía al soporte de la batería para simplificar el cableado para invertir su robot. Para hacer esto, corte un extremo de un puente y pele aproximadamente media pulgada de aislamiento del extremo cortado, dejando al descubierto el cobre desnudo. Gire el cobre expuesto alrededor de la pieza de metal en el soporte de la batería que conecta las dos baterías del medio entre sí. Suelda en su lugar si sabes cómo.

Monte el soporte de la batería

Pegue o pegue con cinta adhesiva doble el soporte de la batería en su lugar. El soporte de la batería se puede montar en la parte inferior del robot o al lado de la placa de pruebas dependiendo de la cantidad de espacio disponible que tenga en su chasis y cuánto tiempo estén los cables que salen del paquete, así como la posición que prefiera. Pegué la mía a la parte inferior de los motores para tener espacio para montar un microcontrolador en la parte superior más tarde. Si utiliza una ubicación de montaje similar, asegúrese de que sus ruedas no bloqueen el piso y sepa que hará que sea más difícil reemplazar los motores en el futuro si uno de ellos se rompe o si desea cambiar el diseño.

Paso 6: monte el interruptor de alimentación si está utilizando uno

Pegue el interruptor de encendido en algún lugar donde pueda acceder fácilmente y no será golpeado por la operación normal del robot. Asegúrese de que haya suficiente longitud en los cables para llegar a la placa de pruebas.

Si no está usando un interruptor, puede usar uno de los puentes macho a macho como un "enlace extraíble". El enlace extraíble funciona conectando y desconectando el puente donde se conectaría el interruptor en la placa de prueba para encender y apagar el robot.

Paso 7: conéctelo

¿Para qué sirve el tablero?

La placa de pruebas que montó anteriormente es una buena forma de formar conexiones eléctricas si desea poder cambiarlas más tarde. Los tableros de pruebas se usan comúnmente para probar circuitos antes de enviarlos a perfboards o tableros de circuitos impresos. Los paneles de pruebas están formados por rieles que forman conexiones como se muestra en la imagen.


¿Cómo conecto mi placa de prueba?

Para que su robot conduzca alrededor de obstáculos, conecte su placa de prueba como se indica en las fotos o de una manera que sea eléctricamente equivalente. No voy a incluir un esquema tradicional aquí, ya que esta guía está dirigida a principiantes, pero puedo hacerlo si recibo suficientes solicitudes en los comentarios.

Al cambiar el cableado del robot, puede cambiar su comportamiento. Si recibo suficientes solicitudes, puedo intentar agregar algunas formas diferentes de conectar el Robot más simple del mundo para diferentes comportamientos.

Paso 8: enciéndalo y solucione cualquier problema

Dale un poco de jugo

Coloque las baterías y encienda el interruptor de alimentación si está utilizando una. Si no está utilizando un interruptor de alimentación, coloque uno de los cables de puente donde está conectado el interruptor en el último paso, tratando cualquiera de los extremos del puente (también conocido como su enlace extraíble) como uno de los dos cables que salen del interruptor. Al conectar y desconectar este cable, puede moverse utilizando un interruptor real. Solo asegúrate de conectarlo a los lugares correctos.

Solución de problemas

Aquí hay algunos consejos para reparar su robot si no funciona como se supone que debe hacerlo.

  • Si su robot despega inmediatamente en reversa, cambie los cables rojo y negro de cada uno de los motores.
  • Si su robot está girando en su lugar, intercambie los cables rojo y negro en el lado que va en reversa (izquierda si es en sentido antihorario, derecha si es en sentido horario).
  • En este punto, su robot debe correr alrededor de un escritorio o piso nivelado y evitar obstáculos en su camino.
  • Si los bigotes de su robot se atascan en las cosas, intente doblarlas hacia adentro o recortarlas para que sean más difíciles de atrapar.
  • Si tienes un problema y no sabes cómo solucionarlo, envíame un mensaje y estaré encantado de ayudarte cuando tenga tiempo libre.

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