初學者 : 怎麼製作你的第一隻機器人 (下)

原著: Society of Robots
譯者: 阿里哥

electronics

好,現在你需要一個好的電路板。不要嘗試自己的設計。你的第一個機器人越簡單越好,所以一個現成的電路板是最單純的。他們一般被稱作微型控制器,最常見的是基於PIC,Atmel/AVR, ARM和BASIC Stamp 的控制器。Stamps控制器雖然使用簡單但是提供功能比較少。如果你有程式設計基礎,我建議你使用AVR架構的控制器。在Google上搜索線上微型控制器 (microcontrollers online)或查詢我們的機器人配件列表。我個人是使用Cerebellum微型控制器,在列表裡有很多其他的選擇,也有越來越多的產品出現在市場上。

控制器的售價在機器人專業網站上售價大約在80-120美元,另外還需要30美元夠買一個程式編輯器(將你的電腦中的程式上載到晶片中),如果使用PIC架構的控制器, 還會需要買一個專用的編譯軟體,價格可能從免費到600美元價格不等。有部分控制器有會有內建的編譯器,這就是我為什麼使用Cerebellum 的原因。你也可以自製一個便宜的編譯器。只要確認你的控制晶片有內建的馬達驅動程式,LED和類比信號輸入\輸出的接口。

先不要擔心不知道他們是什麼,只要確認你的晶片有他們就可以了。大部分都會有。同樣地也需要考慮功率要求。一般他們都會同時附上使用手冊和範例程式來介紹晶片的使用方法。不過我不會照著那些例子做。因為他們看起來總是那麼複雜,但事實上就只是簡單的隨插即用。只要按步驟接上電池,安裝好馬達\伺服機,連接好你的輸入/輸出感測器,把程式寫好,你的電路控制就搞定了。在你買第一個控制板的時候要切記,一定要買使用簡易的。你真正的瞭解那些附加的功能是做什麼用的嗎?你的第一個機器人,目的應該是學習怎麼製作一個機器人,而不是製作一個高規格的機器人。

現在怎麼讓我的機器人,嗯,成為一個機器人呢? 機器人爭霸賽Battlebot里的機器人不能算是是真正的機器人,因為它沒有感測器,也不能做出自己的決定。你會希望他是自動的對吧???如果你想要一個Battlebot,那麼你可以跳過下面這一段內容,直接用遙控器連接到你的控制器上即可。但是一個自動機器人可以幫你贏得女士們的芳心哦

接下讓我們來認識一些基礎的感測器:

光敏電阻是最基本的感測器。有聽過追光機器人(Photovore Robot)嗎?如果沒有可以到google上查一下。追光機器人一般有2個光敏電阻(每個好像是20美分),安裝在機器人的兩側,內部運行二進位演算法。運行中如果左側的感測器感應的亮度比右側的強,那麼就會通知的你的差分驅動器向左轉。如果他們接收到等強度的光, 會告知你的機器人繼續直行。如果把光敏電阻感測器對準地面, 你的機器人能立即成為障礙物閃避機 – 能夠避開在行進路線上的物體。是的, 就是這麼簡單!市面上還有很多便宜又簡單好用的感測器裝置,這是一個好的開始。

designs好的,你已經湊齊了所有的零件,但它仍然不是一個機器人。現在該是進入設計,接下來是製作,機器人外殼的時候了。我會先提到設計,是因為預先做好計畫通常是個好主意。由我過去經驗發現,在每在設計上花1個小時就能在製作的時候節省1小時 (缺少計畫而直接製作出來的結構品質通常也很差)。初學者可能會在設計上遇到困難,因為他/她不知道什麼設計可以做得到,什麼做不到。但是我仍然建議要先進行設計。我一開始製作機器人時候花在設計上的時間大約占整個製作時間的5%。經過這幾年, 現在的我更年長也更聰明了,目前有90%的時間投入在設計階段。現在我的機器人設計規劃得非常好,經常在收到寄來的機器人零件後一,兩天內,有時候甚至是數小時內,就能組裝好一個隻機器人。

為什麼可以這麼快呢?因為我應用3D繪圖軟體,它能清楚顯示所有零件的位置、螺絲、及一切細節。我也注意的確保每個零件,除非必要,都避免需要鑽孔或切割加工。我甚至仔細計算將承受的力量和需要的功率以保證它們都符合規格。你希望自己花了數小時製作的東西最後說“糟糕根本不能用”嗎?

你永遠不用擔心會過度設計,尤其當你參加像Battlebots那樣零件經常損壞的競賽,或是沒有足夠的資金/時間浪費在設計錯誤上的時候。

好了,現在開始發揮你的想像力。要確實的按上面所提到步驟的來執行。基本上你需要決定的就是外形、零件的位置和如何將各個零件連接在一起。在設計上投入的時間越多,你花費在製作機器人的金錢和時間將會更少。記得要規畫好鑽孔的位置,將如何從鋁板,聚乙烯或紙盒上切割出需要的零件,並且還要考慮重量的平衡。廢物堆、舊玩具和mcmaster.com都是尋找結構零件的好地方。使用樂高(LEGO)來製作原型機可以早些發現設計缺陷。我也會建議使用魔鬼氈和雙面膠帶來讓你的設計更容易修改。電池應該永遠使用魔鬼氈來固定 — 方便充電時的拆裝。你的第一個機器人一定需要修改很多次,所以設計的時候務必要讓你的機器人更容易進行拆裝及修改。

現在你已經準備好製作你自己的機器人了,歡迎到連結到”50美元製作機器人的教程” 按照說明一步一步來做。

其他提示:

  1. 不要重新發明輪子!去網上看看其他人做的東西,然後複製它們!這可能沒有原創性,不過這是你的第一個機器人,不要期望在第一次嘗試的時候就能發展出相對論。
  2. 加入當地的機器人俱樂部。他們會有你所需要的所有設備和建議。他們會成為有力的支援團隊。有時候你甚至可能找到合作夥伴來一起製作機器人(也可以分攤花銷)?
  3. 參加機器人競賽。這樣會給你動力,設計目標和有期限來完成機器人。另外如果贏得了獎金,你的機器人就能幫自己賺錢了。只是千萬不要等到比賽前2個星期才開始。也不要指望你第一次就能獲勝,除非你能在比賽開始的前一個月已經完成機器人。那樣你就有很多的時間來調整和改善你的機器人。從失敗中吸取教訓重新設計你的機器人,然後投入下一場競賽。
  4. 買零件也是一個技巧。要尋找零件,確認符合你的規格並且還能買得起, 是很有挑戰性的。記得, 有很多供應商會免費提供感測器和IC的樣品給“你的公司”,提示! 提示! 使用我們的機器人零件清單來協助你開始。最後,這頁右上角的google廣告應該也有機器人零件的供應商。
  5. 隨著機器人的外形尺寸呈線性成長,它的花費和難度都將呈指數成長。記得讓你的機器人盡可能的小巧輕便。
  6. 最重要的, 一定要切記遵循KISS原則。保持機器人簡單明確!

英文原文:http://www.societyofrobots.com/robot_tutorial.shtml
參考譯文:http://www.robotain.com/tech/diy/200912/0750.html

[翻譯]初學者 : 怎麼製作你的第一隻機器人 (上)

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