Einen ferngesteuerten Roboter bauen – wikiHow

2024 Autor: Gilbert Ryder | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 17:23

Viele Leute betrachten einen Roboter als eine Maschine, die autonom laufen kann. Wenn Sie jedoch die Definition von "Roboter" etwas erweitern, können ferngesteuerte Objekte als Roboter betrachtet werden. Sie denken vielleicht, dass es schwierig ist, einen ferngesteuerten Roboter zu bauen, aber in Wirklichkeit ist es einfach, wenn Sie wissen, wie. Schüler der Ober- und Mittelstufe haben Roboter ohne vorherige Erfahrung gebaut. In diesem Artikel wird erklärt, wie man einen ferngesteuerten Roboter baut.

Schritte

Schritt 1. Erkennen Sie, was Sie bauen werden

Sie werden nicht in der Lage sein, einen vollwertigen, zweibeinigen, humanoiden Roboter zu bauen, der all Ihre Aufgaben erledigen kann. Sie werden auch keinen Roboter mit mehreren Klauen bauen, der 100-Pfund-Gewichte ausstrecken und aufnehmen kann. Sie müssen mit dem Bau eines Roboters beginnen, der drahtlos vorwärts, rückwärts, links und rechts von Ihnen fahren kann. Nachdem Sie jedoch die Grundlagen verstanden und diesen einfachen Roboter gebaut haben, können Sie normalerweise Dinge hinzufügen und ändern. Zum Beispiel ein Ausleger und eine Schaufel wie ein Frontlader. Normalerweise sollten Sie nach dem Prinzip gehen, dass kein Roboter jemals fertig ist. Es kann jederzeit geändert und verbessert werden.

Schritt 2. Planen Sie Ihren Roboter

Bevor Sie Ihren Roboter bauen, noch bevor Sie Teile bestellen. Sie müssen Ihren Roboter entwerfen. Bei Ihrem ersten Roboter sollten Sie mit einem schlichten Design aus nur zwei Servomotoren auf einem flachen Stück Plastik vorgehen. Dieses Design ist wirklich einfach und lässt normalerweise zusätzlichen Platz, um nach dem Bau zusätzliche Dinge hinzuzufügen. Planen Sie etwa 15 cm zu bauen. um 20cm. Für einen so einfachen Roboter sollten Sie ihn einfach mit einem Lineal auf Papier zeichnen können. Zeichnen Sie es in der gleichen Größe auf Papier, wie es im wirklichen Leben sein sollte, da der Roboter so klein ist. Wenn Sie sich mit größeren, komplexeren Robotern beschäftigen, sollten Sie beginnen, CAD oder ein ähnliches Programm wie Google Sketchup zu verwenden.

Schritt 3. Wählen Sie Ihre Teile

Es ist immer noch nicht an der Zeit, Teile zu bestellen. Aber Sie sollten sie jetzt auswählen und wissen, wo Sie sie kaufen können. Versuchen Sie, bei so wenigen Websites wie möglich zu bestellen, und Sie können manchmal Geld beim Versand sparen. Sie benötigen ein Material für das Chassis, zwei "Servo"-Motoren, eine Batterie, einen Sender und einen Empfänger.

• Auswahl eines Servomotors: Um den Roboter zu bewegen, müssen Sie Motoren verwenden. Ein Motor treibt ein Rad an und einer für das andere. Auf diese Weise können Sie die einfachste Lenkmethode, den Differentialantrieb, verwenden. Dies bedeutet, dass beim Vorwärtsfahren beide Motoren vorwärts drehen, beim Rückwärtsfahren beide Motoren rückwärts drehen und beim Drehen ein Motor läuft und ein Motor stillsteht. Ein Servomotor unterscheidet sich von einem einfachen Gleichstrommotor, da ein Servomotor über ein Getriebe verfügt, sich nur um 180 Grad drehen kann und Daten über seine Position zurücksenden kann. Dieses Projekt wird Servomotoren verwenden, weil es einfacher ist und Sie keinen teuren "Drehzahlregler" oder ein separates Getriebe kaufen müssen. Nachdem Sie verstanden haben, wie man einen ferngesteuerten Roboter baut, möchten Sie vielleicht einen anderen bauen (oder den ersten modifizieren), um Gleichstrommotoren anstelle von Servomotoren zu verwenden. Es gibt vier grundlegende Dinge, die Sie beim Kauf von Servomotoren beachten müssen. Dies sind Geschwindigkeit, Drehmoment, Größe/Gewicht und wenn sie 360-Modifizierbar sind. Da sich Servomotoren nur um 180 Grad drehen, könnte Ihr Roboter nur ein wenig vorwärts gehen. Wenn der Motor um 360 Grad veränderbar ist, können Sie ihn so ändern, dass er sich kontinuierlich dreht. Stellen Sie sicher, dass der Motor um 360 Grad veränderbar ist. Größe/Gewicht ist bei diesem Projekt nicht sehr wichtig, da Sie wahrscheinlich sowieso viel Platz übrig haben. Versuchen Sie, etwas durchschnittlicher Größe zu bekommen. Drehmoment ist die Stärke des Motors. Dafür werden die Zahnräder verwendet. Wenn es keine Gänge gibt und das Drehmoment niedrig ist, kann der Roboter wahrscheinlich nicht vorwärts fahren, weil er nicht die Kraft hat. Sie wollen ein hohes Drehmoment, aber je höher das Drehmoment, desto niedriger im Allgemeinen die Drehzahl. Versuchen Sie bei diesem Roboter, ein gutes Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Drehmoment zu erzielen. Sie können jederzeit ein stärkeres oder schnelleres Servo kaufen und anbringen, nachdem Sie mit dem Bau fertig sind. Es wird empfohlen, für den ersten RC-Roboter das Hitec HS-311 Servo zu besorgen. Dieses Servo hat eine gute Balance zwischen Geschwindigkeit und Drehmoment, ist kostengünstig und hat eine gute Größe für diesen Roboter. Das HiTec HS-311 Servo kann hier gekauft werden.

  Da sich das Servo normalerweise nur um 180 Grad drehen kann, müssen Sie es so modifizieren, dass es sich kontinuierlich dreht. Das Ändern eines Servos führt zum Erlöschen der Garantie, muss jedoch durchgeführt werden

• Wählen Sie eine Batterie aus Sie benötigen etwas, um Ihren Roboter mit Strom zu versorgen. Versuchen Sie nicht, Wechselstrom zu verwenden (d. h. stecken Sie ihn in die Steckdose). Sie sollten Gleichstrom (d. h. Batterien) verwenden.

  • Wählen Sie einen Batterietyp. Es gibt 3 Haupttypen von Batterien, aus denen wir wählen werden. Dies sind Lithium Polymer (Lipo), NiMH, NiCad und Alkaline.

    • Lipo-Batterien sind die neuesten Batterien, die Sie bekommen können und sind extrem leicht. Sie sind jedoch gefährlich, teuer und erfordern ein spezielles Ladegerät. Verwenden Sie diese Art von Batterie nur, wenn Sie Erfahrung mit Robotern haben und bereit sind, mehr Geld für Ihren Roboter auszugeben.
    • NiCad-Batterien sind gängige wiederaufladbare Batterien. Diese werden in vielen Robotern verwendet. Das größte Problem bei diesen Batterien ist, dass sie bei voller Ladung nicht so lange halten, wenn Sie sie laden, wenn sie nicht vollständig leer sind.
    • NiMH-Akkus sind NiCad-Akkus in Größe, Gewicht und Preis sehr ähnlich, haben jedoch eine bessere Gesamtleistung und dies sind die Akkus, die normalerweise für ein Anfängerprojekt empfohlen werden.
    • Alkaline-Batterien sind die üblichen Batterien, die nicht wiederaufladbar sind. Diese Batterien sind üblich (Sie haben wahrscheinlich welche), billig und leicht zu bekommen. Sie sterben jedoch schnell und müssen immer wieder neu gekauft werden. Verwenden Sie diese nicht.
  • Wählen Sie die Batteriespezifikationen. Sie müssen eine Spannung für Ihren Akku auswählen. Die gebräuchlichsten bei Robotern sind 4,8 V und 6,0 V. Die meisten Servos werden auf beiden gut laufen. Es wird normalerweise empfohlen, mit 6,0 V zu arbeiten (wenn Ihre Servos damit umgehen können, was die meisten können), da Sie damit Ihren Servomotor schneller laufen lassen und mehr Leistung haben. Jetzt müssen Sie sich mit der Kapazität des Akkus Ihres Roboters auseinandersetzen. Diese sind mit mAh gekennzeichnet. Je höher Sie gehen, desto besser, aber desto teurer und in der Regel schwerer. Für die Größe des Roboters, den Sie bauen, werden etwa 1800 mAh empfohlen. Wenn Sie zwischen einem 1450-mAh-Akku oder einem 2000-mAh-Akku mit gleicher Spannung und gleichem Gewicht wählen müssen, entscheiden Sie sich für den 2000-mAh-Akku. Es wird zwar um ein paar Euro teurer, ist aber eine rundum bessere Batterie zu bekommen. Stellen Sie sicher, dass Sie ein Ladegerät erhalten, mit dem Sie Ihren Akku aufladen können.
• Wählen Sie ein Material für Ihren Roboter. Ein Roboter braucht ein Chassis, an dem die gesamte Elektronik befestigt wird. Die meisten Roboter dieser Größe bestehen aus Kunststoff oder Aluminium. Für Anfänger wird empfohlen, einen Kunststoff namens HDPE zu verwenden. Dieser Kunststoff ist leicht zu verarbeiten und günstig. Wenn Sie sich für die Dicke entscheiden, sollten Sie etwa 1/4" dick sein. Wenn Sie entscheiden, wie groß ein Blatt sein soll, sollten Sie wahrscheinlich ein ziemlich großes Blatt nehmen, falls Sie beim Schneiden etwas vermasseln. Es wird normalerweise empfohlen, mindestens das Doppelte zu erhalten Größe Ihres Roboters. Sie sollten jedoch wahrscheinlich mehr bekommen. Ein 1/4 "24" X 24" Stück HDPE kann online oder in einem Baumarkt gekauft werden.
• Wählen Sie einen Sender/Empfänger. Dies wird der teuerste Teil Ihres Roboters sein. Es kann auch als das wichtigste angesehen werden, denn ohne es kann der Roboter nichts tun. Es wird dringend empfohlen, sich für den Anfang einen guten Sender/Empfänger zu kaufen, da dies die Grenze für die Menge sein wird, die Sie anbringen können. Ein billiger Sender/Empfänger wird Ihren Roboter gut bewegen, aber Sie können ihm nichts hinzufügen. Der Sender kann auch für andere Roboter verwendet werden, die Sie möglicherweise in Zukunft bauen. Anstatt jetzt ein billiges und später ein teureres zu kaufen, kaufen Sie jetzt einfach das bessere. Es wird Ihnen auf lange Sicht Geld sparen. Wie auch immer, es gibt ein paar Frequenzen, die Sie verwenden können. Die gängigsten sind 27MHz, 72MHz, 75MHz und 2,4GHz. 27MHz kann für Flugzeuge oder Autos verwendet werden. Es wird am häufigsten in billigen ferngesteuerten Spielzeugen verwendet. 27MHz wird nur für kleine Projekte empfohlen. 72MHz kann nur für Flugzeuge verwendet werden. Da 72MHz normalerweise in großen Flugmodellen verwendet wird, ist die Verwendung in Oberflächenfahrzeugen illegal. Wenn Sie 72 MHz verwenden, verstoßen Sie nicht nur gegen das Gesetz, sondern können auch ein großes, teures Modellflugzeug in der Nähe stören. Dies könnte zum Absturz führen und die Reparatur kann viel Geld kosten oder, noch schlimmer, in eine Person stürzen und sie verletzen oder sogar töten. 75MHz ist nur für den Oberflächengebrauch gedacht, also können Sie diesen verwenden. 2,4 GHz ist jedoch das Beste. Es hat weniger Störungen als alle anderen Frequenzen. Es wird dringend empfohlen, die zusätzlichen paar Dollar auszugeben und einen 2,4-GHz-Sender und -Empfänger zu kaufen. Nachdem Sie sich entschieden haben, welche Frequenz Sie verwenden möchten, müssen Sie entscheiden, wie viele "Kanäle" Sie auf dem Sender/Empfänger empfangen möchten. Kanäle sind so ziemlich die Anzahl der Dinge, die Sie auf Ihrem Roboter steuern können. Für diesen Roboter benötigen Sie mindestens zwei. Ein Kanal lässt Ihren Roboter vorwärts/rückwärts und einer lässt ihn nach links/rechts gehen. Es wird jedoch empfohlen, mindestens 3 zu erhalten. Dies liegt daran, dass Sie nach dem Bau des Roboters möglicherweise noch etwas hinzufügen möchten. Wenn Sie 4 erhalten, haben Sie normalerweise zwei Joysticks. Mit einem 4-Kanal-Sender/Empfänger können Sie eventuell eine Klaue hinzufügen. Wie bereits erwähnt, sollten Sie sich jetzt den besten Sender/Empfänger besorgen, den Ihr Budget zulässt, damit Sie später keinen besseren kaufen müssen. Sie können Ihren Sender und sogar Ihren Empfänger wieder auf anderen Robotern verwenden, die Sie möglicherweise bauen. Das Spectrum DX5e 5-Kanal 2,4 GHz Funksystem Mode 2 und AR500 können zusammen gekauft werden.
• Wählen Sie Räder. Bei der Auswahl der Räder sind die drei wichtigsten Dinge, über die Sie sich Gedanken machen müssen, Durchmesser, Traktion und ob sie sich leicht an Ihren Motoren anbringen lassen. Durchmesser ist die Länge des Rades von einer Seite durch den Mittelpunkt zur anderen Seite. Je größer der Durchmesser des Rades ist, desto schneller fährt es und desto mehr kann es klettern, aber desto weniger Drehmoment hat es. Wenn Sie ein kleineres Rad haben, kann es möglicherweise nicht sehr leicht klettern oder sehr schnell fahren, aber es hat mehr Leistung. Traktion ist, wie gut die Räder auf der Oberfläche haften. Stellen Sie sicher, dass Sie Räder mit einem Gummi- oder Schaumstoffring um sie herum bekommen, damit sie nicht einfach herumrutschen. Die meisten Räder, die an Servos befestigt werden, können einfach direkt darauf geschraubt werden, sodass Sie sich darüber nicht so viele Sorgen machen müssen. Es wird empfohlen, ein Rad mit einem Durchmesser zwischen 3 und 5 Zoll mit einem Gummiring um sie herum zu bekommen. Sie benötigen 2 Räder. Präzisionsscheibenräder können Sie hier kaufen.

Schritt 4. Nachdem Sie Ihre Teile ausgewählt haben, können Sie sie online bestellen

Versuchen Sie, sie von so wenigen Websites wie möglich zu bestellen, da Sie auf diese Weise möglicherweise Versandkosten sparen können, wenn Sie alles gleichzeitig bestellen.

Schritt 5. Messen und schneiden Sie Ihr Chassis

Holen Sie ein Lineal und ein Sharpie heraus und messen Sie die Länge und Breite Ihres Chassis auf dem Material, das Sie für Ihr Chassis verwenden. Betrachten Sie etwa 15 cm mal etwa 20 cm. Jetzt messen Sie es erneut und stellen Sie sicher, dass Ihre Linien nicht schief sind und wie lang sie sein sollen. Denken Sie daran, zweimal messen, einmal schneiden. Jetzt können Sie schneiden. Wenn Sie HDPE verwenden, sollten Sie es genauso schneiden können, wie Sie ein Stück Holz dieser Größe schneiden würden.

Schritt 6. Bauen Sie den Roboter zusammen

Nachdem Sie nun alle Ihre Materialien und Ihr Chassis geschnitten haben, müssen Sie es nur noch zusammenbauen. Dies kann tatsächlich der einfachste Schritt sein, wenn Sie den Roboter gut entworfen haben.

1. Montieren Sie die Servomotoren an der Unterseite des Plastikstücks in der Nähe der Vorderseite. Sie sollten seitlich sein, so dass die Welle / das Horn (der Teil des Servos, der sich bewegt) zu den Seiten zeigt. Stellen Sie sicher, dass genügend Platz vorhanden ist, um die Räder zu montieren.
2. Befestigen Sie die Räder mit den mit dem Servo gelieferten Schrauben am Servo.
3. Kleben Sie ein Stück Klettband auf den Empfänger und ein weiteres auf den Akku.
4. Legen Sie zwei Teile des gegenüberliegenden Klettverschlusses auf den Roboter und kleben Sie Ihren Empfänger und den Akku daran.

5. Sie sollten jetzt einen Roboter haben, der vorne zwei Räder hat und nach hinten abfällt. Bei diesem Roboter wird es kein "drittes Rad" geben, stattdessen gleitet der Rücken einfach über den Boden.

   

   Schritt 7. Stecken Sie die Drähte ein

   Nachdem Sie den Roboter zusammengebaut haben, müssen Sie nur noch alles an den Empfänger anschließen. Stecken Sie den Akku dort ein, wo auf dem Empfänger "Akku" steht. Stellen Sie sicher, dass Sie es richtig anschließen. Stecken Sie nun die Servos in die ersten beiden Kanäle des Empfängers, dort steht "Kanal 1" und "Kanal 2".

   

   Schritt 8. Laden Sie es auf

   Trennen Sie den Akku vom Empfänger und stecken Sie ihn in das Ladegerät. Warten Sie, bis der Akku vollständig geladen ist. Dies kann ganze 24 Stunden dauern, seien Sie also geduldig.

   

   Schritt 9. Spielen Sie damit Sie sollten jetzt fertig sein

   Fahren Sie fort, drücken Sie den Sender nach vorne. Baue dafür einen Hindernisparcours, spiele mit deiner Katze und deinem Hund und lass sie ihn jagen. Jetzt, wo Sie damit fertig sind, spielen Sie damit. Fügen Sie einige Sachen hinzu!.

   Tipps

   • Versuchen Sie, Ihr altes Smartphone darauf zu legen und es als Videosender zu verwenden, wenn es eine Kamera hat. Sie können es in Verbindung mit Google Hangouts als Video-Chat-Verbindung zwischen dem Roboter und Ihrem Computer oder einem anderen Gerät verwenden, um Ihren Roboter von außerhalb des Raums zu steuern!
   • Möglicherweise müssen Sie einen Adapter kaufen, mit dem Sie den Akku an das Ladegerät anschließen können.
   • Vielleicht bevorzugen Sie die Verwendung einer 12-VDC-Fahrradbatterie, damit sie ein hohes Drehmoment und eine hohe Geschwindigkeit haben kann
   • Wenn Sie nach rechts drücken und der Roboter nach links geht, versuchen Sie, den Eingang umzuschalten, an den Sie die Servos am Empfänger angeschlossen haben. d.h. wenn Sie das rechte Servo an Kanal 1 und das linke an Kanal 2 angeschlossen haben, schalten Sie diese um und stecken Sie das rechte in Kanal 2 und das linke in Kanal 1 ein.
   • Fügen Sie Dinge hinzu. Wenn Sie einen zusätzlichen Kanal an Ihrem Sender/Empfänger haben, können Sie einen weiteren Servomotor hinzufügen, um etwas zusätzliches zu tun. Wenn Sie einen zusätzlichen Kanal haben, versuchen Sie, eine Klaue zu bauen, die sich schließen kann. Wenn Sie zwei zusätzliche Kanäle haben, versuchen Sie, eine Klaue zu bauen, die sich öffnen/schließen und nach links und rechts bewegen kann. Nutze deine Vorstellungskraft.
   • Stellen Sie sicher, dass Sender und Empfänger, die Sie kaufen, dieselbe Frequenz haben. Stellen Sie außerdem sicher, dass der Empfänger die gleiche oder mehr Kanäle wie der Sender hat. Wenn der Empfänger mehr Kanäle hat als der Sender, kann nur die geringste Anzahl von Kanälen verwendet werden.

   Warnungen

   • Die Verwendung einer 12VDC-Batterie kann den Motor sprengen, wenn der Motor nicht 12VDC hat
   • Die Verwendung einer 12-VDC-Batterie an einem 110-240-VAC-Motor lässt ihn rauchen und versagt bald
   • Verwenden Sie die Frequenz 72 MHz nicht, es sei denn, Sie bauen ein Flugzeug. Wenn Sie es auf einem Oberflächenfahrzeug verwenden, ist es nicht nur illegal, sondern Sie können auch jemanden verletzen oder sogar töten.
   • Anfänger sollten nicht versuchen, Wechselstrom (d. h. an die Steckdose angeschlossen) für hausgemachte Projekte zu verwenden. Wechselstrom ist extrem gefährlich.