Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

How-To Tuesday: Faça um Beetlebot

Fotografia por Jérôme Demers

Bugbot ultra-simples navega obstáculos com antenas e interruptores.

De Jérôme Demers

O Beetlebot é um pequeno robô muito simples que evita obstáculos no chão sem usar qualquer chip de silício - nem mesmo um amplificador operacional, e certamente nada programável. Dois motores impulsionam o bugbot para a frente, e quando um de seus sensores atinge um obstáculo, o robô inverte seu motor oposto para girar e evitá-lo. O projeto usa apenas 2 interruptores, 2 motores e 1 porta-bateria, e custa menos de US $ 10 em materiais (ou gratuitos, com algum esforço).

MATERIAIS

  • Motores de 1,5V (2) Você pode, muitas vezes, limpá-los de brinquedos, ventiladores de lojas de dólar, etc.
  • Interruptores momentâneos de SPDT (lançamento de um único pólo) com abas metálicas (2) Você pode digitá-las de um videocassete antigo ou mouse, ou comprar novas por US $ 1 - US $ 4
  • Fio elétrico em torno de 22 bitola
  • Baterias AA (2) Você também pode usar AAAs.
  • Suporte para pilhas AA
  • Plástico esférico ou madeira
  • Tubulação termorretrátil para encolher até as larguras dos eixos do motor e dos conectores da antena
  • Fita isolante preta
  • Conectores de terminal, tipo espade pequeno (2)
  • 1 "× 3" pedaço de placa de sucata Eu usei alumínio.
  • Clipes de papel (4)
  • Cola cianoacrilato (Super / Krazy) ou epóxi
  • Ferro de solda e solda
  • Interruptor de alternância (opcional) para on / off switch

PARA O SHELL (OPCIONAL)

  • Tampa de plástico redonda Eu usei uma tampa de um recipiente de gel de cabelo, mas você também pode usar uma tampa de pote de manteiga de amendoim ou qualquer coisa semelhante.
  • Massa de enchimento para carroçaria ou cola epóxi
  • Tinta esmalte preta e vermelha e primer
  • Verniz claro
  • Ímãs pequenos e finos (2) para fixar o casco ao corpo

Fig. A: Diagrama de Beetlebot correndo livre, sem colidir com nada; ambos os motores consomem corrente somente da bateria certa.

Beetlebot em 10 etapas fáceis

  1. Corte pedaços de tubos termo-retráteis e use uma pistola de calor ou outra fonte de alta temperatura para encolhê-los nos eixos do motor. Apare a tubulação uniformemente, com um pouco passando pelas extremidades das hastes. Estes irão atuar como pneus, melhorando a tração (Figura B).
  2. Cole os interruptores SPDT na parte de trás do suporte da bateria, no final com os fios. Os interruptores devem se posicionar nos dois cantos com as alavancas voltadas um para o outro, como mostrado na Figura C. Além disso, os contatos mais distantes dos botões de cada um (os contatos normalmente fechados) devem tocar. Este será o front end do nosso bugbot.
  3. Corte a tira de metal, marque comprimento suficiente em cada extremidade para segurar um motor e dobre cada extremidade em um ângulo de aproximadamente 45 °. Esta é a sua placa do motor.
  4. Examine ou teste seus motores para determinar sua polaridade. Cole os motores nas extremidades opostas da placa do motor de forma que os eixos apontem para baixo e vire para fora. Oriente seus contatos positivos e negativos para que eles girem em direções opostas.
  5. Use cola de cianoacrilato ou epóxi para colar a placa do motor na parte de trás do porta-pilhas, logo atrás dos interruptores (Figura C). Oriente os motores de modo que o motor esquerdo gire no sentido anti-horário enquanto você o vê de baixo, e o direito gira no sentido horário. Para estética, cobri o prato com fita isolante preta.
  6. Desdobre um clipe de papel, deslize-o pelo talão e dobre-o simetricamente de ambos os lados para fazer um rodízio (Figura D). Anexar cada extremidade do clipe para os cantos do porta-pilhas na parte de trás. Eu usei cola quente - não muito profissional. Você também pode tentar dobrar as extremidades do clipe e soldá-las nas guias de conexão da bateria, mas se aplicar muito calor nas guias, poderá derreter o plástico e estragar o suporte da bateria. Cuidado!

    Em seguida, ligamos o circuito, mas primeiro, uma explicação: a chave é que as duas baterias funcionem separadamente. Normalmente, os suportes de bateria conectam as células em série e combinam suas tensões, mas com o Beetlebot, um fio soldado entre os 2 os coloca em subcircuitos separados. Os motores consomem apenas uma bateria por vez. A conexão comum de cada switch (C) é executada em um motor. Os terminais normalmente abertos (NO) dos interruptores conectam-se juntos e passam para o terminal negativo do suporte da bateria, enquanto os terminais normalmente fechados (NC) dos interruptores passam para o cabo positivo.

    Quando o bot não está atingindo nada, a voltagem da bateria do lado positivo se divide e passa pelos dois motores através dos terminais NC, e a bateria do lado negativo não é usada. Mas quando um botão de interruptor é ativado, ele fecha o circuito com a bateria do lado negativo, através do terminal NO. Isso inverte a direção do motor naquele lado enquanto o lado não ativado continua correndo para frente, o que resulta em uma rápida volta do obstáculo.

    Quando ambos os interruptores são ativados, os dois motores voltam momentaneamente para trás e o bot se afasta. (As antenas se cruzam na frente, então um solavanco de um lado ativa o botão no lado oposto.) Isso é tudo que existe para isso. Agora, de volta à construção.

  7. Soldar em conjunto os terminais NC dos 2 interruptores que estão próximos ou em contato. Em seguida, soldar seus terminais NO, as pernas do meio. Eu uso pedaços de papel para junções curtas como esta, já que é mais rápido e mais forte. Em seguida, conecte a perna comum de cada interruptor ao terminal dianteiro do motor mais próximo (Figura E, em cima).
  8. Soldar um fio entre os terminais traseiros de 2 motores. Conecte outro fio de qualquer um a qualquer ponto de contato no suporte da bateria que esteja eletricamente entre as duas baterias (Figura E, parte inferior). Esta é a "terceira conexão" importante da Beetlebot.
  9. Termine a fiação soldando o terminal positivo do suporte da bateria aos terminais NC dos comutadores e seu condutor negativo a qualquer dos terminais NO dos comutadores (Figura F).
  10. Remova o isolamento dos dois conectores da pá e solte 2 clipes de papel. Deslize os conectores sobre os clipes de papel, aperte-os com um alicate e solde-os no lugar. Vestir a conexão com alguns tubos de retrolavagem largos (Figura G). Estas são as antenas do Beetlebot. Os conectores das pás prendem nas alavancas dos interruptores, o que os torna fáceis de soltar para o empacotamento e evita danos aos frágeis interruptores SPDT. Os clipes de papel longos fornecem alavancagem suficiente para ativar os interruptores, mesmo que pareçam difíceis de acionar com o dedo diretamente.

    Seu robô terminou (Figura H)! Adicione 2 baterias e ela deve ganhar vida. Se girar em um círculo apertado ou girar para trás, você precisará inverter uma ou ambas as conexões do motor. Para alterar a velocidade do bot ou para torná-lo mais reto, dobre a placa de metal para ajustar os ângulos dos motores.

    Para diagramas adicionais de como o circuito funciona, consulte makezine.com/12/diyscience_beetlebot.

Fig. B: A tubulação termorretrátil atua como pneu, dando tração aos eixos do motor.

Fig. C: Interruptores e placa do motor colados na parte traseira do suporte da bateria.

Fig. D: Clipe de papel dobrado com uma rosca e colado na extremidade traseira do suporte da bateria para fazer um rodízio rolante.

Fig. E: Use pedaços de clipe de papel e fio isolado nas conexões de solda entre os interruptores, os motores e o suporte da bateria.

Fig. F: Cablagem completa, com os terminais do suporte da bateria soldados nos terminais de comutação.

Fig. G: Antenas removíveis feitas de clipes de papel usam conectores de pá para deslizarem sobre as alavancas do interruptor.

Fig. H: O esqueleto Beetlebot, acabado e funcionando, mas sem nenhum interruptor ou concha decorativa.

Adicionando um Interruptor On / Off (Opcional)

Toda vez que você quiser parar o robô, você precisa remover a bateria, o que pode ficar irritante. Para resolver este problema, emende um comutador no fio “terceira conexão” entre os motores e as baterias. Corte o fio, depois solde no interruptor e cole-o na borda do suporte da bateria. Eu consegui essa conexão com mais calor-encolhimento (Figura I).

Fig. I: O comutador liga-desliga do Beetlebot conecta os motores e as baterias.

Fazendo o Shell (Opcional)

Agora aqui está a parte estética: adicionando o shell. Eu fiz o meu fora da tampa de plástico verde de um recipiente de gel de cabelo.

  1. Coloque a tampa sobre o bot e faça furos nas laterais para dar espaço aos motores e aos interruptores frontais / antenas (Figura J).
  2. Para tornar a casca mais redonda, cubra-a com uma massa de auto corpo (cuidado - ela cura muito rápido!) Ou cola epóxi, e então use os arquivos para moldar e alisar (Figura K). Para o retoque final, preenchi todos os buracos com uma massa mais macia.
  3. Depois de lixar a tampa, dê duas camadas de primer e pinte-a. Para fazer um padrão de joaninha, comecei pintando a coisa toda de preto (também pintei as antenas de preto). Então eu usei um centavo como modelo para cortar pedaços redondos de fita adesiva, que eu apliquei na tampa junto com uma fina linha central de fita adesiva (Figura L).

    Eu pintei vermelho brilhante sobre tudo e, em seguida, tirei a fita. Para o polimento final, lixei a coisa toda com uma lixa muito fina e um pouco de água, o que dá um acabamento mais brilhante do que o lixamento a seco; este é um truque que aprendi com um amigo que estava restaurando um violão. Deixei tudo secar e dei 2 camadas de verniz claro.

  4. Para conectar o shell ao seu robô, você pode colá-lo diretamente no suporte da bateria ou usar ímãs; Cole um dentro da tampa e outro em uma posição correspondente no suporte da bateria. Isso permite que você remova o shell facilmente, para mostrar aos seus amigos o interior do seu bug biomecânico!

Fig. J: Corte da tampa de plástico para acomodar motores e antenas.

Fig. K: Construindo e moldando o shell com massa de corpo automático.

Fig. L: Círculos de fita adesiva do tamanho de uma moeda de dez centavos dão ao Beetlebot suas manchas.

Jérôme Demers é estudante de engenharia eletrônica na Universidade de Sherbrooke, no Quebec. Atualmente, ele está trabalhando em robôs de sumo avançados nas categorias de 500g e 3kg.


Referências:

https://makezine.com/12/diyscience_beetlebot


De MAKE 12 - Página 140. Para obter MAKE, assine ou compre volumes únicos.

Ação

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