रोबोटिक हेड डायरेक्ट टू लाइट। पुनर्नवीनीकरण और पुन: उपयोग की गई सामग्री से: 11 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

अगर कोई सोचता है कि क्या रोबोटिक्स एक खाली जेब के साथ आ सकता है, तो शायद यह शिक्षाप्रद उत्तर दे सकता है। एक पुराने प्रिंटर से पुनर्नवीनीकरण स्टेपर मोटर्स, पिंग पोंग बॉल, मोमबत्तियां, इस्तेमाल किया हुआ बलसा, एक पुराने हैंगर से तार, इस्तेमाल किए गए तामचीनी तार कुछ ऐसी सामग्रियां थीं जिनका उपयोग मैंने इस रोबोटिक सिर को बनाने के लिए किया है। मैंने चार सर्वो मोटर्स, एक एडफ्रूट मोटर शील्ड और एक आर्डिनो यूएनओ का भी उपयोग किया है। इन सभी का पुन: उपयोग अन्य परियोजनाओं से किया गया था, जो उन्हें बर्बाद कर दिया गया था! सभी निर्माताओं को पता है कि पैसे बचाने के लिए यह अपरिहार्य है।

चूंकि पर्यावरण के साथ बातचीत के बिना कोई रोबोट नहीं है, यह एक ओर मुड़ता है और चारों ओर सबसे चमकीले स्थान को देखता है। यह अब तक के सबसे सस्ते सेंसर से बना है: फोटोकल्स। वे सबसे भरोसेमंद नहीं हैं लेकिन कुछ सभ्य बनाने के लिए भरोसेमंद हैं।

चरण 1: प्रयुक्त सामग्री

1. अरुडिनो यूएनओ
2. एडफ्रूट मोटर शील्ड V2
3. सर्वो SG90 X 3
4. गर्दन मोड़ने के लिए एक सर्वो MG995
5. स्टेपर मोटर, मैंने एक 20 साल पुराना इस्तेमाल किया है, इसे उच्च टोक़ मोटर होने की आवश्यकता नहीं है
6. ब्रेडबोर्ड 400 और जम्पर केबल
7. तीन फोटोकेल और तीन 1K, 1/4W प्रतिरोधक
8. ब्रेडबोर्ड के माध्यम से सर्वो को शक्ति देने के लिए डीसी ट्रांसफार्मर 6V
9. 3 पिंग पोंग बॉल्स
10. फोम बोर्ड
11. बाल्सा लकड़ी
12. कठोर तार
13. व्यास के साथ प्लास्टिक और तांबे की ट्यूब ताकि एक दूसरे में फिट हो सकें, लंबाई में 20 सेमी पर्याप्त से अधिक हैं
14. आधार के रूप में 15X15cm लकड़ी
15. किचन पेपर से दो कार्ड बोर्ड ट्यूब
16. काउंटरवेट के लिए छोटी लोहे की सलाखें

चरण 2: नेत्रगोलक बनाना

1. आपको एक पिंग पोंग बॉल को दो सेमीस्फेयर में काटना है
2. कटी हुई गेंद पर मोमबत्ती जलाकर आप वास्तव में इसे मोम कर सकते हैं। यह इस तरह से एक ऑयली लुक लेता है। मैं एक कलाकार नहीं हूं, लेकिन मुझे लगता है कि यह इस तरह से अधिक स्वाभाविक लगता है।
3. फिर आपको 1 सेमी मोटी बलसा की लकड़ी से एक डिस्क बनानी होगी, जो कटी हुई गेंद (गोलार्ध) में फिट होनी चाहिए।
4. अंत में नेत्र लेंस के लिए एक केस (एक छिछला छेद) ड्रिल करें। फिर आप वहां डाल सकते हैं, जो एक आंख के लेंस की तरह दिखना चाहिए।

चरण 3: नेत्र गति तंत्र बनाना

इस तंत्र को डिजाइन करने का मुख्य विचार यह है कि आंख एक ही समय में दो अक्षों को घुमाने में सक्षम हो। एक लंबवत और एक क्षैतिज। रोटेशन के इन अक्षों को सेट किया जाना चाहिए ताकि वे नेत्रगोलक के केंद्र में अवरोधित हों अन्यथा आंदोलन प्राकृतिक नहीं लग सकता था। तो उल्लिखित इस केंद्र को बलसा डिस्क के केंद्र में रखा गया है जो पिंग पोंग गोलार्ध में चिपका हुआ है।

ऐसा करने के लिए किए गए प्रयास, तुच्छ सामग्रियों का प्रबंधन करना पड़ा। आगे की तस्वीरों की श्रृंखला रास्ता दिखाती है।

तस्वीरों में आप एक सफेद और एक धातु की ट्यूब देख सकते हैं, जो एक दूसरे में अच्छी तरह से फिट होती हैं। सफेद एक छोटे झंडे का खंभा हुआ करता था और धातु एक तांबे का पाइप होता था। मैंने उन्हें चुना क्योंकि वे एक दूसरे में अच्छी तरह फिट होते हैं और उनका व्यास केवल कुछ मिमी होता है। वास्तविक आकार महत्वपूर्ण नहीं है। आप किसी अन्य का उपयोग कर सकते हैं जो काम कर सकता है!

चरण 4: आंदोलनों का परीक्षण

चूंकि किसी भी सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर का उपयोग नहीं किया गया था, इसलिए सर्वो से आने वाले आंदोलनों की सीमाओं को खोजने का एकमात्र तरीका वास्तविक भौतिक परीक्षण है। इस तरह से आंखों के ऊपर और नीचे मोड़ के लिए चित्रों में दिखाया गया है। सीमाओं का पता लगाना आवश्यक है क्योंकि सर्वो के रोटेशन की भी सीमाएं हैं और आंखों की गति के लिए अपेक्षाएं यथासंभव प्राकृतिक दिखने के लिए भी सीमित हैं।

दिखाए गए चित्रों से संबंधित एक प्रक्रिया को परिभाषित करने के लिए, मैं कह सकता था:

1. एक तार के साथ आंख को सर्वो से कनेक्ट करें
2. अपने हाथ से सर्वो लीवर को घुमाएं ताकि आंख अपनी अधिकतम स्थिति (आगे और पीछे) ले ले
3. इन पदों को लेने के लिए आंख के लिए संभव होने के लिए सर्वो की स्थिति की जांच करें
4. सर्वो के लिए दृढ़ स्थिति लेने के लिए जगह (काटना या समान) बनाना
5. सर्वो की स्थिति के बाद दृढ़ता से फिर से जांचें कि क्या आंख के लिए अधिकतम स्थिति अभी भी संभव है।

चरण 5: पलकें बनाना

1. वास्तविक आंखों के बीच की दूरी को मापें।
2. आंखों के बराबर व्यास वाले दो अर्धवृत्तों की योजना बनाएं और उन्हें चरण 1 में मापे गए केंद्रों के बीच की दूरी के साथ फोमबोर्ड पर बनाएं।
3. आपने जो खींचा है उसे काटें।
4. एक पिंग पोंग बॉल को चार में काटें।
5. पिंग पोंग बॉल के प्रत्येक कटे हुए टुकड़े को दो कटे हुए अर्ध-मंडलियों में से एक में गोंद दें।
6. ट्यूबों के छोटे-छोटे टुकड़े काटें जैसा कि पिछली तस्वीर में देखा गया है और उन्हें गोंद कर दें ताकि वे पंक्तिबद्ध हो जाएं। वांछित अंत टुकड़े के लिए अंतिम फोटो देखें

चरण 6: आंखों और पलकों के तंत्र के लिए अंतिम दृश्य

वहाँ कुछ स्पष्ट अशुद्धियाँ हैं, लेकिन बहुत कम लागत और "नरम" सामग्री को देखते हुए मैंने परिणाम का उपयोग किया है जो मुझे संतोषजनक लगता है!

फोटो में यह देखा जा सकता है कि पलकें घुमाने वाला सर्वो वास्तव में एक दिशा में चलता है और दूसरे के लिए काम को वसंत में छोड़ देता है!

चरण 7: गर्दन तंत्र बनाना

सिर बाएँ या दाएँ मुड़ने में सक्षम होना चाहिए, किसी भी दिशा में 90 डिग्री और साथ ही ऊपर और नीचे इतना नहीं कि क्षैतिज घुमाव, 30 डिग्री ऊपर और नीचे हो।

मैंने एक स्टेपर का उपयोग किया है जो सिर को क्षैतिज रूप से घुमाता है। कार्डबोर्ड का एक छोटा टुकड़ा कस्तूरी (चेहरे) जैसे तंत्र के लिए कम घर्षण मंच के रूप में कार्य करता है। पहली तस्वीर यांत्रिकी दिखाती है। स्टेपर क्षैतिज घुमाव का विस्तार तब करता है जब क्षैतिज नेत्र घूर्णन अपनी ऊपरी बाएँ या दाएँ सीमा तक पहुँच जाता है। फिर स्टेपर्स रोटेशन का पालन करने की भी एक सीमा है।

ऊपर और नीचे के सिरों के घूमने के लिए मैंने एक सर्वो का उपयोग किया है जैसा कि दूसरी तस्वीर में देखा जा सकता है। सर्वो की भुजा लचीले समांतर चतुर्भुज के एक पक्ष के रूप में कार्य करती है, जहां उसके समानांतर पक्ष स्टेपर के लिए आधार के रूप में कार्य करता है। तो जब सर्वो घुमाता है तो स्टेपर का आधार समान रूप से बदल जाता है। उस समांतर चतुर्भुज के अन्य दो भाग कठोर केबल के दो टुकड़े होते हैं जिनकी लंबवत दिशा होती है और ऊपर और नीचे चलते समय एक दूसरे के समानांतर रहते हैं।

चरण 8: गर्दन तंत्र दूसरा समाधान

इस चरण में आप सिर को क्षैतिज और लंबवत घुमाने के लिए एक और संभावित समाधान देख सकते हैं। एक स्टेप स्टेपर हॉरिजॉन्टल रोटेशन बनाता है और दूसरा वर्टिकल। ऐसा करने के लिए स्टेपर्स को चिपकाया जाना चाहिए जैसा कि चित्रों में देखा गया है। ऊपरी स्टेपर के शीर्ष पर कस्तूरी के साथ आंख तंत्र को ठीक किया जाना चाहिए।

इस दृष्टिकोण के नुकसान के रूप में मैं लकड़ी के ऊर्ध्वाधर विमान पर निचला स्टेपर तय करने के तरीके को इंगित कर सकता हूं। यह कुछ उपयोग के बाद अस्थिर हो सकता है।

चरण 9: लाइट सोर्स लोकेशन सेंसर सिस्टम बनाना

तीन आयामों में एक प्रकाश स्रोत का पता लगाने के लिए आपको कम से कम तीन प्रकाश सेंसर की आवश्यकता होती है। इस मामले में तीन एलडीआर।

उनमें से दो (सिर के निचले हिस्से में एक ही क्षैतिज रेखा पर स्थित) प्रकाश ऊर्जा घनत्व अंतर को क्षैतिज रूप से बताने में सक्षम होना चाहिए और तीसरा (सिर के ऊपरी भाग पर रखा गया) हमें इसकी तुलना में दिखाना चाहिए दो निचले वाले औसत माप प्रकाश ऊर्जा घनत्व अंतर लंबवत।

साथ में दी गई पीडीएफ फाइल आपको प्रकाश स्रोत तक स्थान के लिए अधिक भरोसेमंद जानकारी लेने के लिए एलडीआर युक्त ट्यूबों (स्ट्रॉ) के सर्वोत्तम झुकाव को खोजने का तरीका दिखाती है।

दिए गए कोड से आप तीन एलडीआर के साथ प्रकाश संवेदन का परीक्षण कर सकते हैं। प्रत्येक एलडीआर एक संबंधित एलईडी को सक्रिय करता है जो प्रकाश ऊर्जा की आने वाली मात्रा के संबंध में रैखिक रूप से रोशनी करता है।

उन लोगों के लिए जो कुछ और परिष्कृत समाधान चाहते हैं, मैं एक प्रयोगात्मक उपकरण की एक तस्वीर दे रहा हूं जो दिखाता है कि एलडीआर ट्यूबों के लिए सबसे अच्छा झुकाव (कोण φ) कैसे खोजना है ताकि आने वाली रोशनी के समान कोण के लिए आपको उच्चतम अंतर मिल सके एलडीआर माप। मैंने कोणों को समझाने के लिए एक योजना शामिल की है। मुझे लगता है कि यह अधिक वैज्ञानिक जानकारी के लिए सही जगह नहीं है। नतीजतन, मैं 30 डिग्री के झुकाव का उपयोग करने के लिए आया हूं (हालांकि 45 बेहतर है)!

चरण 10: और कुछ टिप्स … इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए

4 सर्वो होने से उन्हें सीधे arduino से बिजली देना असंभव हो जाता है। इसलिए मैंने उन्हें 6V के साथ एक बाहरी बिजली की आपूर्ति (मैंने एक तुच्छ ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया) से संचालित किया।

स्टेपर को एडफ्रूट मोटरशील्ड वी2 के माध्यम से संचालित और नियंत्रित किया गया था।

फोटोकेल को arduino uno से नियंत्रित किया गया था। संलग्न पीडीएफ में उसके लिए पर्याप्त से अधिक जानकारी शामिल है। LDR सर्किट में मैंने 1K रेसिस्टर्स का इस्तेमाल किया है।

चरण 11: कोड के लिए कुछ शब्द

कोड आर्किटेक्चर में रणनीति है कि शून्य लूप रूटीन में केवल कुछ पंक्तियां होती हैं और कुछ रूटीन होते हैं, प्रत्येक कार्य के लिए एक।

कुछ भी करने से पहले सिर अपनी प्रारंभिक स्थिति लेता है और प्रतीक्षा करता है। प्रारंभिक स्थिति का अर्थ है पलकें बंद, आंखें पलकों के नीचे सीधे आगे दिखती हैं और सिर की ऊर्ध्वाधर धुरी समर्थन आधार के क्षैतिज तल के लंबवत होती है।

सबसे पहले रोबोट को जागना चाहिए। इसलिए स्थिर रहते हुए, यह अचानक और बड़ी वृद्धि की प्रतीक्षा में हल्के माप प्राप्त करता है (आप कितना तय कर सकते हैं) ताकि आगे बढ़ना शुरू हो सके।

फिर यह पहले आँखों को सही दिशा में घुमाता है और यदि वे सबसे चमकीले बिंदु तक नहीं पहुँच पाते हैं तो सिर हिलने लगता है। तंत्र की भौतिक सीमाओं से आने वाले प्रत्येक घूर्णन की एक सीमा होती है। तो निर्माण (ज्यामिति) यांत्रिकी के आधार पर एक और निर्माण में अन्य सीमाएं हो सकती हैं।

रोबोट की प्रतिक्रिया गति के साथ एक अतिरिक्त टिप करना है। वीडियो में रोबोट जानबूझकर धीमा है। आप विलंब (500) को निष्क्रिय करके इसे आसानी से गति दे सकते हैं; जो कोड के शून्य लूप () में रखा गया है!

बनाने में शुभकामनाएँ!