كيفية بناء روبوت يتم التحكم فيه عن بعد: 14 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: Gilbert Ryder | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 17:25

يعتبر الكثير من الناس أن الروبوت هو آلة يمكنها العمل بشكل مستقل. ومع ذلك ، إذا قمت بتوسيع تعريف "الروبوت" قليلاً ، فيمكن اعتبار الكائنات التي يتم التحكم فيها عن بُعد على أنها روبوت. قد تعتقد أن بناء روبوت يتم التحكم فيه عن بعد أمر صعب ، ولكن في الواقع ، إنه أمر بسيط إذا كنت تعرف كيف. قام طلاب المدارس الثانوية والمدارس الإعدادية ببناء روبوتات بدون خبرة سابقة. تشرح هذه المقالة كيفية بناء روبوت يتم التحكم فيه عن بعد.

خطوات

الخطوة الأولى: تعرف على ما ستقوم ببنائه

لن تكون قادرًا على بناء روبوت كامل الحجم ، ذو قدمين ، شبيه بالإنسان يمكنه القيام بجميع الأعمال المنزلية الخاصة بك. ولن تقوم ببناء روبوت بمخالب متعددة يمكنها الوصول والتقاط أوزان تصل إلى 100 رطل. ستحتاج إلى البدء في بناء روبوت قادر على التحرك للأمام والخلف واليسار واليمين منك للتحكم فيه لاسلكيًا. ومع ذلك ، بعد الانتهاء من الأساسيات وبناء هذا الروبوت البسيط ، يمكنك عادةً إضافة وتعديل الأشياء عليه. على سبيل المثال ، ذراع الرافعة والجرافة مثل اللودر الأمامي. يجب أن تتبع مبدأ عدم انتهاء أي روبوت على الإطلاق. يمكن دائمًا تعديله وتحسينه.

الخطوة الثانية. خطط لروبوتك

قبل بناء الروبوت الخاص بك ، حتى قبل طلب قطع الغيار. تحتاج إلى تصميم الروبوت الخاص بك. بالنسبة إلى الروبوت الأول الخاص بك ، يجب أن تستخدم تصميمًا بسيطًا يتكون من محركين مؤازرين فقط على قطعة بلاستيكية مسطحة. هذا التصميم بسيط للغاية وعادة ما يترك مساحة إضافية لإضافة أشياء إضافية بعد بنائه. خطط لبناء شيء حوالي 15 سم. بمقدار 20 سم. بالنسبة للروبوت بهذه البساطة ، يجب أن تكون قادرًا على رسمه على الورق باستخدام المسطرة. ارسمه على الورق بنفس الحجم الذي يجب أن يكون عليه في الحياة الواقعية ، لأن الروبوت صغير جدًا. عندما تدخل إلى روبوتات أكبر وأكثر تعقيدًا ، يجب أن تبدأ في تعلم كيفية استخدام CAD أو برنامج مشابه له ، مثل Google Sketchup.

الخطوة 3. اختر الأجزاء الخاصة بك

لم يحن الوقت بعد لطلب قطع الغيار. لكن عليك أن تختارها الآن وتعرف من أين تشتريها. حاول أن تطلب من أقل عدد ممكن من المواقع ويمكنك في بعض الأحيان توفير المال على الشحن. ستحتاج إلى مادة للهيكل ، ومحركين "مؤازرين" وبطارية وجهاز إرسال وجهاز استقبال.

• اختيار محرك سيرفو: لتحريك الروبوت ، ستحتاج إلى استخدام المحركات. سوف يعمل محرك واحد على تشغيل عجلة واحدة والآخر للآخر. بهذه الطريقة يمكنك استخدام أبسط طريقة توجيه ، محرك تفاضلي. هذا يعني المضي قدمًا في دوران كلا المحركين للأمام ، وللرجوع للخلف ، يدور كلا المحركين للخلف ، ولتشغيل محرك واحد يتحرك ويظل محرك واحد ثابتًا. يختلف محرك سيرفو عن محرك DC الأساسي لأن محرك سيرفو موجه ، ويمكنه فقط الدوران 180 درجة ، ويمكنه إعادة نقل البيانات إلى موضعه. سيستخدم هذا المشروع محركات مؤازرة لأنه أسهل ولن تضطر إلى شراء "وحدة تحكم في السرعة" باهظة الثمن أو علبة تروس منفصلة. بعد أن تفهم كيفية بناء روبوت يتم التحكم فيه عن بُعد ، قد ترغب في إنشاء روبوت آخر (أو تعديل الأول) لاستخدام محركات التيار المستمر ، بدلاً من المحركات المؤازرة. هناك أربعة أشياء أساسية يجب أن تقلق بشأنها عند شراء محركات مؤازرة. هذه هي السرعة ، عزم الدوران ، الحجم / الوزن ، وإذا كانت قابلة للتعديل بمقدار 360 درجة. نظرًا لأن المحركات المؤازرة تدور 180 درجة فقط ، فإن الروبوت الخاص بك سيكون قادرًا فقط على المضي قدمًا قليلاً. إذا كان المحرك قابل للتعديل بزاوية 360 درجة ، فيمكنك تعديله ليدور بشكل مستمر. تأكد من أن المحرك قابل للتعديل بمقدار 360 درجة. الحجم / الوزن ليس مهمًا جدًا في هذا المشروع لأنه من المحتمل أن يكون لديك مساحة كبيرة متبقية على أي حال. حاول الحصول على شيء متوسط الحجم. عزم الدوران هو قوة المحركات. هذه هي ما تستخدم من أجله التروس. إذا لم تكن هناك تروس وكان عزم الدوران منخفضًا ، فمن المحتمل ألا يسمح للروبوت بالتحرك للأمام لأنه لا يمتلك القوة. تريد عزمًا مرتفعًا ، ولكن كلما زاد عزم الدوران ، انخفضت السرعة عمومًا. لهذا الروبوت ، حاول الحصول على توازن جيد بين السرعة وعزم الدوران. يمكنك دائمًا شراء وإرفاق أجهزة أكثر قوة أو أسرع بعد الانتهاء من البناء. يوصى بالحصول على مؤازرة Hitec HS-311 لأول روبوت RC. تتميز هذه الماكينة بتوازن كبير بين السرعة وعزم الدوران ، وهي غير مكلفة ، وهي ذات حجم جيد لهذا الروبوت. يمكن شراء أجهزة HiTec HS-311 من هنا.

  نظرًا لأن المؤازرة يمكن أن تدور 180 درجة فقط ، يجب عليك تعديلها بحيث يكون لها دوران مستمر. سيؤدي تعديل المؤازرة إلى إبطال الضمان ، ولكن يجب القيام بذلك

• اختر بطارية سوف تحتاج إلى الحصول على شيء ما لتشغيل الروبوت الخاص بك. لا تحاول استخدام طاقة التيار المتردد (أي توصيله بالحائط). يجب عليك استخدام طاقة التيار المستمر (أي البطاريات).

  • اختر نوع البطارية. هناك 3 أنواع رئيسية من البطاريات التي سنختار منها. هذه هي Lithium Polymer (Lipo) و NiMH و NiCad و Alkaline.

    • بطاريات ليبو هي أحدث البطاريات التي يمكنك الحصول عليها وخفيفة الوزن للغاية. ومع ذلك ، فهي خطيرة ومكلفة وتتطلب شاحنًا خاصًا. استخدم هذا النوع من البطاريات فقط إذا كان لديك خبرة في الروبوتات وترغب في إنفاق المزيد من المال على الروبوت الخاص بك.
    • بطاريات NiCad هي بطاريات قابلة لإعادة الشحن شائعة. هذه تستخدم في الكثير من الروبوتات. أكبر مشكلة في هذه البطاريات هي أنك إذا قمت بشحنها عندما لا تكون ميتة تمامًا ، فلن تدوم طويلاً بعد شحنها بالكامل.
    • تتشابه بطاريات NiMH مع بطاريات NiCad من حيث الحجم والوزن والسعر ولكنها تتمتع بأداء عام أفضل وهذه هي البطاريات التي يوصى بها عادةً لمشروع المبتدئين.
    • البطاريات القلوية هي البطاريات الشائعة التي لا يمكن إعادة شحنها. هذه البطاريات شائعة (ربما يكون لديك بعض) ورخيصة وسهلة الحصول عليها. ومع ذلك ، فإنهم يموتون بسرعة وعليك شرائهم مرارًا وتكرارًا. لا تستخدم هذه.
  • اختر مواصفات البطارية. عليك أن تختار الجهد لحزمة البطارية الخاصة بك. الأكثر شيوعًا في الروبوتات هي 4.8 فولت و 6.0 فولت. ستكون معظم الماكينات تعمل بشكل جيد على أي من هؤلاء. يوصى عادةً باستخدام 6.0V (إذا كان بإمكان الماكينات الخاصة بك التعامل معها ، وهو ما يمكن لمعظمها) لأنه سيسمح لك بجعل محرك سيرفو الخاص بك أسرع والحصول على مزيد من الطاقة. أنت الآن بحاجة إلى التعامل مع سعة حزمة بطارية الروبوت الخاص بك. تم تصنيفها على أنها مللي أمبير. كلما ارتفعت كلما كان ذلك أفضل ، لكن كلما كانت أغلى وأثقل عادة. بالنسبة لحجم الروبوت الذي تقوم ببنائه ، يوصى بحوالي 1800 مللي أمبير في الساعة. إذا كان عليك الاختيار بين بطارية 1450 مللي أمبير أو بطارية 2000 مللي أمبير من نفس الجهد والوزن ، فانتقل إلى 2000 مللي أمبير. سيكون أغلى ثمنًا ببضعة دولارات ، ولكنه أفضل بطارية في كل مكان. تأكد من حصولك على شاحن لشحن البطارية به.
• اختر مادة لروبوتك. يحتاج الروبوت إلى هيكل لتوصيل جميع الأجهزة الإلكترونية به. معظم الروبوتات بهذا الحجم مصنوعة من البلاستيك أو الألومنيوم. للمبتدئين ، يوصى باستخدام نوع من البلاستيك يسمى HDPE. هذا البلاستيك سهل العمل ورخيص. عند تحديد السُمك المطلوب الحصول عليه ، احصل على سمك 1/4 بوصة تقريبًا. عند تحديد حجم الورقة التي يجب الحصول عليها ، يجب أن تحصل على الأرجح على ورقة كبيرة إلى حد ما في حالة تعثرك في القص. ويوصى عادةً بالحصول على ضعف حجم الروبوت الخاص بك. ومع ذلك ، من المحتمل أن تحصل على المزيد. يمكن شراء قطعة 1/4 "24" X24 من HDPE عبر الإنترنت أو من متجر لاجهزة الكمبيوتر.
• اختر جهاز إرسال / جهاز استقبال. سيكون هذا أغلى جزء في الروبوت الخاص بك. يمكن اعتباره أيضًا الأكثر أهمية ، لأنه بدونه ، لا يستطيع الروبوت فعل أي شيء. يوصى بشدة بشراء جهاز إرسال / مستقبل جيد للبدء به ، لأنه الشيء الذي سيكون الحد الأقصى لمقدار ما يمكنك ارتدائه. سيحرك جهاز الإرسال / الاستقبال الرخيص الروبوت الخاص بك بشكل جيد ، لكنك لن تتمكن من إضافة أي شيء إليه. أيضًا ، يمكن استخدام جهاز الإرسال لروبوتات أخرى قد تقوم ببنائها في المستقبل. لذا فبدلاً من شراء واحدة رخيصة الآن وأخرى باهظة الثمن لاحقًا ، ما عليك سوى شراء واحدة أفضل الآن. وسوف يوفر لك المال في المدى الطويل. على أي حال ، هناك عدد قليل من الترددات التي يمكنك استخدامها. الأكثر شيوعًا هي 27 ميجاهرتز و 72 ميجاهرتز و 75 ميجاهرتز و 2.4 جيجاهرتز. يمكن استخدام 27 ميجاهرتز للطائرات أو السيارات. هو الأكثر استخدامًا في الألعاب الرخيصة التي يتم التحكم فيها عن بعد. لا ينصح بتردد 27 ميجاهرتز لأي شيء باستثناء المشروعات الصغيرة. لا يمكن استخدام 72 ميجا هرتز إلا للطائرات. نظرًا لأن 72 ميجاهرتز تُستخدم عادةً في الطائرات ذات الطراز الكبير ، فمن غير القانوني استخدامها في المركبات السطحية. إذا كنت تستخدم 72 ميجاهرتز ، فأنت لا تخالف القانون فحسب ، بل يمكنك أيضًا التدخل في نموذج طائرة كبيرة باهظة الثمن تطير في مكان قريب. قد يتسبب ذلك في تعطله وقد يكلف إصلاحه الكثير من المال ، أو الأسوأ من ذلك أن يصطدم بشخص ويصيبه أو حتى يقتله. تم تصميم 75 ميجاهرتز للاستخدام السطحي فقط ، لذا يمكنك استخدام هذا. ومع ذلك ، فإن 2.4 جيجا هرتز هو الأفضل. لديها تداخل أقل من أي من الترددات الأخرى. يوصى بشدة بإنفاق بضعة دولارات إضافية والحصول على جهاز إرسال واستقبال 2.4 جيجا هرتز. بعد أن تقرر التردد الذي ستستخدمه ، عليك أن تقرر عدد "القنوات" التي ستحصل عليها على جهاز الإرسال / الاستقبال. القنوات هي إلى حد كبير عدد الأشياء التي يمكنك التحكم فيها على الروبوت الخاص بك. بالنسبة لهذا الروبوت ، ستحتاج إلى اثنين على الأقل. ستسمح إحدى القنوات للروبوت بالانتقال إلى الأمام / الخلف وسيسمح له الآخر بالانتقال إلى اليسار / اليمين. ومع ذلك ، يوصى بالحصول على 3 على الأقل. هذا لأنه بعد أن تقوم ببناء الروبوت ، قد ترغب في إضافة شيء آخر إليه. إذا حصلت على 4 ، فعادة ما يكون لديك اثنين من أذرع التحكم. باستخدام جهاز إرسال / مستقبل من أربع قنوات ، قد تتمكن في النهاية من إضافة مخلب. كما ذكرنا سابقًا ، يجب أن تحصل على أفضل جهاز إرسال / جهاز استقبال تسمح به ميزانيتك الآن ، حتى لا تضطر إلى شراء جهاز أفضل لاحقًا. يمكنك استخدام جهاز الإرسال الخاص بك وحتى جهاز الاستقبال الخاص بك مرة أخرى على الروبوتات الأخرى التي قد تقوم بإنشائها. يمكن شراء نظام راديو Spectrum DX5e 5 قنوات 2.4 جيجا هرتز الوضع 2 و AR500 معًا.
• اختر العجلات. عند اختيار العجلات ، فإن أهم ثلاثة أشياء يجب أن تقلق بشأنها هي القطر ، والجر ، وما إذا كانت ستعلق بمحركاتك بسهولة. القطر هو طول العجلة من جانب واحد عبر نقطة المركز إلى الجانب الآخر. كلما زاد قطر العجلة ، زادت سرعتها وزادت قدرتها على الصعود ، ولكن كلما قل عزمها. إذا كانت لديك عجلة أصغر ، فقد لا تتمكن من التسلق بسهولة شديدة أو التحرك بسرعة كبيرة ولكنها ستتمتع بقوة أكبر. الجر هو مدى التصاق العجلات بالسطح. تأكد من حصولك على عجلات بحلقة مطاطية أو فوم حولها حتى لا تنزلق فقط. ستكون معظم العجلات المصممة لتثبيتها على الماكينات قادرة فقط على ربطها مباشرة ، لذلك لا داعي للقلق بشأن ذلك كثيرًا. يوصى بالحصول على عجلة يتراوح قطرها بين 3 و 5 بوصات مع حلقة مطاطية حولها. سوف تحتاج عجلتين. يمكن شراء عجلات الأقراص الدقيقة من هنا.

الخطوة 4. الآن بعد أن اخترت الأجزاء الخاصة بك ، امض قدمًا واطلبها عبر الإنترنت

حاول أن تطلبها من أقل عدد ممكن من المواقع ، لأنك قد تتمكن من توفير المال عند الشحن بهذه الطريقة إذا طلبت كل شيء في نفس الوقت.

الخطوة 5. قياس وقطع الهيكل الخاص بك

أحضر مسطرة وشاربة وقم بقياس طول وعرض الهيكل الخاص بك على المادة التي تستخدمها لهيكلك. ضع في اعتبارك حوالي 15 سم في حوالي 20 سم. الآن ، قم بقياسه مرة أخرى وتأكد من أن خطوطك ليست ملتوية وطول المدة التي تريدها. تذكر ، قس مرتين ، قص مرة واحدة. الآن ، يمكنك القص. إذا كنت تستخدم HDPE ، فيجب أن تكون قادرًا على قصه بنفس الطرق التي تقطع بها قطعة من الخشب بهذا الحجم.

الخطوة 6. تجميع الروبوت

الآن بعد أن تم قطع جميع المواد والشاسيه ، ما عليك سوى تجميعها معًا. يمكن أن تكون هذه في الواقع أسهل خطوة إذا صممت الروبوت جيدًا.

1. قم بتركيب محركات المؤازرة على الجزء السفلي من قطعة البلاستيك بالقرب من المقدمة. يجب أن تكون جانبية بحيث يواجه العمود / البوق (جزء المؤازرة الذي يتحرك) الجوانب. تأكد من وجود مساحة كافية لتركيب العجلات.
2. قم بتوصيل العجلات بالمؤازرة باستخدام البراغي المرفقة مع المؤازرة.
3. الصق قطعة من الفيلكرو على جهاز الاستقبال وأخرى على حزمة البطارية.
4. ضع قطعتين من الفيلكرو المعاكس على الروبوت وألصق جهاز الاستقبال وحزمة البطارية به.

5. يجب أن يكون لديك الآن روبوت به عجلتان في الأمام ومنحدرات إلى الخلف. لن تكون هناك "عجلة ثالثة" على هذا الروبوت ، وبدلاً من ذلك سينزلق الجزء الخلفي على طول الأرض.

   

   الخطوة 7. قم بتوصيل الأسلاك

   الآن بعد أن تم تجميع الروبوت ، تحتاج فقط إلى توصيل كل شيء بجهاز الاستقبال. قم بتوصيل البطارية بالمكان الذي تظهر فيه كلمة "بطارية" بجهاز الاستقبال. تأكد من توصيله بالطريقة الصحيحة. الآن ، قم بتوصيل الماكينات بالقناتين الأوليين على جهاز الاستقبال ، حيث تقول "القناة 1" و "القناة 2".

   

   الخطوة 8. اشحنه

   افصل البطارية من جهاز الاستقبال وقم بتوصيلها بالشاحن. انتظر حتى تنتهي البطارية من الشحن. قد يستغرق هذا 24 ساعة كاملة ، لذا كن صبورًا.

   

   الخطوة 9. العب بها يجب الآن أن تنتهي من كل شيء

   انطلق ، اضغط للأمام على جهاز الإرسال. قم ببناء مسار عقبة لذلك ، العب مع قطتك وكلبك واجعلهم يطاردونها. الآن بعد أن انتهيت من اللعب بها. أضف بعض الأشياء إليه !.

   نصائح

   • حاول وضع هاتفك الذكي القديم عليه واستخدامه كجهاز إرسال فيديو ، إذا كان به كاميرا. يمكنك استخدامه مع Google Hangouts كرابط دردشة فيديو بين الروبوت وجهاز الكمبيوتر الخاص بك أو أي جهاز آخر لتوجيه الروبوت الخاص بك من خارج الغرفة!
   • قد تضطر إلى شراء محول يتيح لك توصيل البطارية بالشاحن.
   • قد تفضل استخدام بطارية دراجة بقدرة 12 فولت تيار مستمر حتى تتمتع بعزم دوران وسرعة عالية
   • إذا ضغطت على اليمين وذهب الروبوت إلى اليسار ، فحاول تبديل الإدخال الذي قمت بتوصيل الماكينات به في جهاز الاستقبال. على سبيل المثال ، إذا قمت بتوصيل المؤازرة اليمنى بالقناة 1 واليسار بالقناة 2 ، فقم بتبديلها وتوصيل اليمين بالقناة 2 واليسار بالقناة 1.
   • أضف الأشياء. إذا كانت لديك قناة إضافية على جهاز الإرسال / الاستقبال ، فيمكنك إضافة محرك مؤازر آخر للقيام بشيء إضافي. إذا كانت لديك قناة إضافية ، فحاول صنع مخلب يمكن أن يغلق. إذا كان لديك قناتان إضافيتان ، فحاول عمل مخلب يمكنه الفتح / الإغلاق والتحرك يسارًا ويمينًا. استعمل مخيلتك.
   • تأكد من أن جهاز الإرسال والاستقبال الذي تشتريه لهما نفس التردد. تأكد أيضًا من أن جهاز الاستقبال لديه نفس عدد القنوات أو أكثر مثل جهاز الإرسال. إذا كان هناك عدد من القنوات على جهاز الاستقبال أكثر من جهاز الإرسال ، فسيتم استخدام أقل كمية من القنوات فقط.

   تحذيرات

   • يمكن أن يؤدي استخدام بطارية 12VDC إلى تفجير المحرك إذا لم يكن المحرك 12VDC
   • إن استخدام بطارية 12VDC على محرك 110-240VAC يجعله يدخن وسرعان ما يفشل
   • لا تستخدم التردد 72 ميجا هرتز إلا إذا كنت تقوم ببناء طائرة. إذا كنت تستخدمه على مركبة سطحية ، فهذا لا يعتبر غير قانوني فحسب ، بل قد يؤدي إلى إصابة شخص ما أو حتى قتله.
   • يجب ألا يحاول المبتدئون استخدام طاقة التيار المتردد (أي موصولة بمأخذ التيار الكهربائي) لأي مشروع محلي الصنع. طاقة التيار المتردد خطيرة للغاية.