Fußballroboter (oder Fußball, wenn Sie auf der anderen Seite des Teiches leben) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Ich unterrichte Robotik in tinker-robot-labs.tk Meine Schüler haben diese Roboter entwickelt, die Fußball spielen (oder Fußball, wenn Sie auf der anderen Seite des Teiches leben). Mein Ziel bei diesem Projekt war es, den Kindern beizubringen, wie man über Bluetooth mit einem Roboter interagiert.

Wir haben unsere Roboter vor ein paar Wochen fertig gestellt, und dann habe ich gesehen, dass Instructables einen Mikrocontroller-Wettbewerb und einen Roboterwettbewerb veranstaltet, also bauen wir gemeinsam einen weiteren Roboter und teilen mit Ihnen, wie man einen Fußballroboter baut und damit spielt.

Die Kinder, die diesen Roboter bauen, sind Beatriz, Ruben, Jaime, Gonzalo, Gabriel, Ismael und Chris. Ihr Alter liegt zwischen sieben und elf Jahren und sie rocken!

Um diesen Roboter zusammenzubauen, verwenden sie Werkzeuge für Erwachsene wie Schweißeisen, Scheren und Cutter. Ich habe ihnen beigebracht, dass Werkzeuge kein Spielzeug sind und mit großem Respekt verwendet werden sollten. Sie kennen die Sicherheitsregeln, die immer beachtet werden sollten, wie zum Beispiel die Werkzeuge immer in der Mitte des Tisches zu lassen, wo sie sichtbar sind, oder die Zange immer mit den Ellbogen an den Seiten zu verwenden, damit sie sich nicht verletzen können Gesicht durch Zufall.

Schritt 1: Das Spielfeld und die Spielregeln (von Jaime)

Spielfeld:

• Größe des Spielfeldes
• Feldlänge: 170 cm
• Feldbreite: 113 cm
• Mittellinie bei 85 cm
• Torbreite: 31 cm

Spielregeln:

• Ein Roboterfußballspiel wird von zwei Teams gespielt, die aus 2 Robotern bestehen.
• Ein Spiel wird in zwei 2-Minuten-Hälften gespielt. Zwischen den 2 Hälften kann das Spiel bis zu 5 Minuten unterbrochen werden, um Batterien zu wechseln oder die Roboter zu reparieren.
• Das Spiel beginnt mit dem Ball in der Mitte des Spiels und jedem Roboter in einer Ecke des Spielfelds.
• Verlässt der Ball das Spielfeld, wird die Zeit angehalten. Der Ball wird in die Mitte des Feldes zurückgelegt und die Roboter werden in die Ecken gestellt.
• Wenn am Ende der zweiten Halbzeit beide Teams unentschieden sind, wird die zweite Halbzeit um eine Minute verlängert, ohne das Spiel zu unterbrechen.
• Der Ball ist ein Tennisball, der zur Hälfte mit Sand gefüllt ist (Schlitz in den Ball schneiden, Sand hinzufügen, den Ball mit Sekundenkleber zurückkleben)
• Wenn ein Team ein Tor erzielt, wird der Ball in die Mitte des Spielfelds gelegt und jeder Roboter wird in die Ecken des Spielfelds gestellt
• Jeder Roboter, der während des Spiels von einer Person berührt wird, wird für den Rest des Spiels disqualifiziert.
• Wenn einer der Roboter nicht mehr funktioniert, wird der Roboter aus dem Spiel genommen und kann nicht wieder eingesetzt werden, es sei denn, er ist in der ersten Hälfte kaputt und kann vor Beginn der zweiten Hälfte repariert werden
• Wenn ein Roboter einen anderen Roboter angreift, um ihn aus dem Feld zu nehmen, wird er für den Rest des Spiels disqualifiziert.

Schritt 2: Bau des Roboters: Stückliste

Die gesamte Elektronik stammt von Amazon

Die restlichen Materialien stammen aus dem örtlichen Baumarkt.

Wir haben die Regel festgelegt, die Kosten des Roboters auf unter 40 Euro zu begrenzen, und ich schätze, dass die Gesamtkosten des Roboters unter 15 Euro liegen, weil ich Materialien in großen Mengen eingekauft habe

• 2 Getriebemotoren + Räder
• Steckbrett
• Arduino Nano
• Drähte
• Batteriehalter und 4 AA-Batterien
• Schalter (optional)
• Kondensator
• Kebab-Sticks
• Tennisball zur Hälfte mit Sand gefüllt
• Gummiband
• 2 Stück 25 cm x 25 cm Wellplastik
• HC05- oder HC06-Modul
• L9110 H-Brücke

Schritt 3: Schneiden der Chassisteile

Zweimal messen, einmal schneiden!

Bevor wir mit dem Schneiden der Wellpappe beginnen, fertigen wir Kartonschablonen mit Müslischachteln an. Dies spart nachweislich VIEL Arbeit, Zeit und Geld, da Sie schnell die Grundform Ihres Roboters erstellen können und wenn Sie etwas falsch machen, kann ein bisschen Klebeband es reparieren. Rubén hat die Schablonen gemacht und Beatriz hat die Schablonen auf den Kunststoff übertragen

Nachdem Sie die Form Ihres Roboters definiert haben, müssen Sie Ihr Design auf die Wellpappe übertragen.

Schritt 4: Unterer Teil des Chassis

Die gewellte Kunststoffstruktur wird mit Kabelbindern zusammengefügt. Vor dem Anbringen der Kabelbinder wird die Struktur mit Bambusstäben zusammengehalten. Wir machen das so, weil Sie mit den Stäbchen leicht Löcher in den Kunststoff stechen können und Sie sich einen Überblick über die Form des Teils verschaffen können, bevor Sie die Kabelbinder tatsächlich anbringen. Um den Kunststoff zu falten, verwenden wir auch Bambusstäbe, um eine Seite des Kunststoffs einzuritzen.

Chris und Gonzalo beschlossen, dass sie dem Chassis etwas Rechen hinzufügen wollten und schnitten einen Keil aus den Seiten. Sie benutzten das Stück, das sie von der ersten Seite geschnitten hatten, als Schablone, um die zweite zu schneiden.

Schritt 5: Vorbereiten der Motoren

Die Motoren haben an der Seite, an der sich die elektrischen Anschlüsse befinden, einen kleinen Vorsprung. Wir müssen den Motor auseinandernehmen und die elektrischen Anschlüsse auf die andere Seite legen.

Sobald dies erledigt ist, schweißen Jaime und Ismael 2 20 cm lange Drähte an den Motor. Wir verwenden dafür Telefonleitungsdrähte, aber jedes dünne Kabel kann verwendet werden.

Wir entscheiden dann, wo wir die Räder platzieren wollen. Der Ort, an dem die Räder platziert werden, hat Einfluss auf das Verhalten des Roboters. Räder auf der Rückseite des Roboters ergeben einen Roboter, der den Ball sehr schnell bewegt, aber sehr schwer zu kontrollieren ist. Auf der anderen Seite macht ein Roboter mit den Rädern nach vorne einen Roboter, der sehr einfach zu steuern ist, den Ball jedoch sehr langsam bewegt.

Bei diesem Roboter haben wir uns entschieden, die Räder in die Mitte des Roboters zu stellen. Wir platzierten die Motoren dort, wo wir sie haben wollten und machten 2 kleine Löcher für die Radwellen.

Schritt 6: Verdrahten Sie es

Gabriel und Ismael verwendeten Autodesk Circuits, um diesen Schaltplan zu erstellen.

Die h-Bridge ist an den Ports 6, 9, 10 und 11. angeschlossen

Das HC06-Modul wird an TXD, RXD, GND und +5V angeschlossen. Stellen Sie sicher, dass der TXD-Pin des Arduino mit dem RXD-Pin des HC06 und der RXD-Pin des Arduino mit dem TXD-Pin des HC06 verbunden ist

Der Kondensator ist ein 8200 kV Kondensator. Sie brauchen es nicht wirklich, aber es ist da, um einen Spannungsabfall zu verhindern, der das HC06-Modul trennt, wenn die Batterien etwas schwach sind.

Die Motoren sind mit der H-Brücke verbunden. Vielleicht geht der Roboter rückwärts statt vorwärts. in diesem Fall die Motorkabel umkehren.

Schritt 7: Sticks, Motoren und Abdeckung an Ort und Stelle

Auswahlmöglichkeiten Auswahlmöglichkeiten! Wo soll ich die Motoren hinstellen? Es gibt mehrere Möglichkeiten, und je nachdem, wo und wie die Motoren angebracht sind, liegt Ihr Schwerpunkt an einer anderen Stelle!

In diesem Fall könnten wir sie nach vorne oder nach hinten zeigen, und wir haben uns entschieden, sie nach hinten zu stellen.

Die Motoren müssen seitlich am Chassis befestigt werden. Chris hat ein raffiniertes Werkzeug mit etwas Draht gemacht, um die Löcher an den Seiten des Chassis zu machen. und befestigte die Motoren mit 2 Kabelbindern, da die Kabelbinder etwas zu kurz waren. Siehe die Bilder!

Dann wurde die Abdeckung des Roboters am Chassis befestigt. Die Abdeckung wurde von Rubén dekoriert, um wie ein Robotergesicht auszusehen, weil die Abdeckung transparent war, und er dachte, da die LEDs des HC06-Moduls, des Arduino und der H-Brücke durch die Abdeckung blinken, wäre der Effekt großartig und Oh Junge! Er hatte recht.

Chris fügte die Stöcke an die Vorderseite des Roboters, um den Ball zu kontrollieren. Die Sticks werden einfach mit einem Kabelbinder am Chassis befestigt. Außerdem hat er ein Gummiband an der Rückseite des Roboters angebracht, um ihn zu schließen. Er schnitt ein paar Kerben in die Rückseite der Abdeckung und befestigte das Gummiband mit einem Kabelbinder am Chassis.

Setzen Sie JETZT die Räder ein und gehen Sie zum nächsten Schritt.

Schritt 8: Zeit, die Elektronik einzubauen

Fast da!

In der Abdeckung ist ein Loch geöffnet, um den großen fiesen Schalter zu setzen. Sie können JEDEN Schalter verwenden, aber wir haben uns für einen großen und bösen Schalter entschieden, weil er cool aussieht.

Die gesamte Elektronik, die wir frühzeitig vorbereitet haben, ist jetzt im Roboter untergebracht. Folgen Sie dem Schaltplan!

Befestigen Sie die h-Brücke noch nicht am Protoboard, da wir das Protoboard mindestens noch einmal herausnehmen müssen.

Sobald Sie das Protoboard in den Roboter eingebaut haben, müssen Sie herausfinden, wo Sie die Batterien platzieren. Sie können auf der Vorder- oder Rückseite des Roboters angebracht werden, abhängig von der Form des Roboters und der Position der Motoren.

Sie müssen dem Roboter ein drittes Bein machen (die anderen 2 Beine sind die Räder!). Nehmen Sie dazu einen Kabelbinder und befestigen Sie ihn wie auf den Bildern gezeigt.

Schritt 9: Der Code

Jetzt müssen Sie den Code in das Arduino eingeben und Ihren Roboter mit Ihrem Android-Telefon verbinden.

Fangen wir mit dem Code an:

Ich gehe davon aus, dass Sie bereits die Arduino-Coding-Schnittstelle (IDE) in Ihrem Computer haben. Wenn nicht, gehen Sie hier und folgen Sie den Anweisungen:

Laden Sie den Code aus der angehängten ZIP-Datei herunter und öffnen Sie die.ino-Datei. Dadurch wird ein Ordner auf Ihrem Computer erstellt.

Laden Sie den Code in das Arduino hoch. Dazu MÜSSEN Sie DAS BLUETOOTH-MODUL vom Motherboard TRENNEN. Wenn nicht, wird es nicht funktionieren. Fragt mich nicht warum, es ist mir auch ein Rätsel.

Installieren Sie "Roboremo free" auf Ihrem Android-Handy aus dem Google Appstore.

Befolgen Sie die Anweisungen im gezippten Ordner, der diesem Schritt beigefügt ist.

Falls Sie die Schnittstelle nicht in Ihrem Telefon installieren können, befolgen Sie die nachstehenden Anweisungen, um die Schnittstelle für Ihr Telefon zu erstellen.

Anleitung zum Verbinden des Android-Telefons mit dem Roboter (von Gabriel)

• Um Bluetooth zu verbinden, benötigen Sie ein Android-Handy, -Tablet oder -Computer mit Bluetooth
• Installieren Sie RoboremoFree.
• Programmieren der Schnittstelle: Gehen Sie in das Menü und wählen Sie den Schieberegler und das ist es, was Sie verwenden werden, um den Roboter zu steuern.
• Wenn Sie den Schieberegler auf der linken Seite der Bildschirmoberfläche platziert haben, müssen Sie drücken, um die ID des Schiebereglers auf "izq" zu setzen. Es ist izq, weil izquierda, wie wir auf Spanisch links sagen.
• Dann müssen Sie das Label eingeben. Innerhalb des Etiketts müssen Sie izqSpeed#*1 einfügen.
• Dann müssen Sie "min max" eingeben und in min müssen Sie -255 und max 255 eingeben und auf "int" klicken
• Dann müssen Sie in der nächsten Zeile "senden, wenn freigegeben" lesen.
• 2 Zeilen darunter, "Leerzeichen senden"
• dann "keine automatische Rückkehr"
• in "set autoreturn value" müssen Sie "mid" setzen
• In der eingestellten Wiederholungsperiode müssen Sie 100 eingeben

Jetzt müssen Sie rechts neben der Benutzeroberfläche einen Schieberegler hinzufügen und dasselbe tun, indem Sie die ID als "der" und das Label als derSpeed #*1 festlegen. Alles andere ist gleich.

Um mit dem Spielen zu beginnen: Wenn Sie sich in der App befinden, müssen Sie Bluetooth mit RoboremoFree verbinden, indem Sie in das Menü gehen und dann auf Bluetooth verbinden (RFCOMM) drücken und HC-05 oder HC-06 drücken.

Genießen!