ربات متحرک Otto با آردوینو و پرینتر سه‌بعدی

برای شروع، باید قطعات الکترونیکی و مکانیکی پروژه رو آماده کنی. لیست کامل چیزهایی که لازم داری رو برات آماده کردم تا چیزی از قلم نیفته: لیست قطعات اصلی ربات به این ترتیبه: در کنار قطعات الکترونیکی، بخش‌های فیزیکی ربات هم باید تأمین بشه. برای قلب تپنده مدار هم نیازمندی‌های خاصی داریم. بخش تغذیه هم برای اینکه ربات بتونه مستقل حرکت کنه ضروریه.

و در نهایت باتری‌هایی که قرار هست به ربات جون بدن. در کنار این قطعات، به 6 تا قطعه پلاستیکی هم نیاز داری که باید با پرینتر سه‌بعدی چاپشون کنی. اگه خودت پرینتر نداری، می‌تونی فایل‌ها رو بدی به یکی از خدمات‌دهنده‌های پرینت سه‌بعدی تا برات آماده کنن. این قطعات شامل سر و بدنه میشن. همچنین پاها و قسمت کف پای ربات که برای راه رفتن حیاتی هستن.

به‌عنوان ابزار کار، داشتن یه کاتر برای تمیز کردن لبه‌های قطعات پرینت‌شده (اگه کیفیت پرینت پایین بود) و یه هویه (اگه می‌خوای رباتت با باتری کار کنه) پیشنهاد میشه. البته اگه نخواستی از باتری استفاده کنی، می‌تونی مستقیم با کابل USB ربات رو روشن کنی. اگر همه قطعات رو آماده کردی، بریم سراغ مراحل پرینت و مونتاژ.

طراحی ربات Otto طوریه که جون میده برای پرینت سه‌بعدی! فایل‌هایی که دانلود می‌کنی دقیقا تو زاویه درست و وسط صفحه قرار گرفتن، بنابراین موقع پرینت هیچ دردسری برات درست نمی‌کنن. فقط کافیه چند تا پارامتر ساده رو رعایت کنی:

• استفاده از پرینترهای FDM با فیلامنت PLA بهترین گزینه‌ست.
• اصلا نیازی به فعال کردن ساپورت (Support) یا رافت (Raft) تو تنظیمات نداری.
• رزولوشن یا ضخامت لایه‌ها رو روی 0.28 میلی‌متر تنظیم کن.
• تراکم داخلی (Infill) رو هم روی 15 درصد بذار تا هم محکم باشه و هم سبک.

برای اسلایس کردن و تولید فایل جی‌کد (G-code) می‌تونی از نرم‌افزارهای رایگانی مثل PrusaSlicer استفاده کنی. البته اگه پرینت رو می‌سپاری به بیرون، اصلا نیازی نیست درگیر این بخش بشی. بعد از اینکه قطعات چاپ شدن، شاید لازم باشه قسمت‌هایی که سروو موتورها توش قرار می‌گیرن رو با یه کاتر کوچیک تمیز کنی تا موتورها راحت جا برن.

اول بریم سراغ کف پاهای ربات. میکرو سروو موتورها رو بردار و با احتیاط داخل محفظه مخصوصی که کف پا طراحی شده فشار بده. اگه دیدی خیلی سفت میره تو، با یه کاتر لبه‌های پلاستیک رو کمی بتراش و تمیز کن.

خیلی مهمه که قبل از پیچ کردن، مطمئن بشی موتور حداقل 90 درجه به هر دو طرف راحت می‌چرخه. وقتی از حرکت آزادانه‌ش خیالت راحت شد، از اون پیچ‌های کوچیکی که همراه موتور سروو بود استفاده کن و اون رو سر جاش محکم ببند. این کار رو دقیقا برای پای دوم هم تکرار کن تا هر دو کف پا آماده بشن.

حالا نوبت بدنه اصلی رباته. دو تا میکرو سروو موتوری که باقی مونده رو بردار و دقیقا تو فضاهای مشخص‌شده روی بدنه سه‌بعدی قرار بده. برای محکم کردن این موتورها به بدنه، فقط باید از پیچ‌های نوک‌تیز استفاده کنی. حواست باشه موتورها کاملا تو جای خودشون بشینن تا بعدا موقع حرکت، ربات لنگ نزنه.

تو این مرحله باید پاهای ربات رو به شفت (چرخدنده) سروو موتورهای روی بدنه متصل کنی. درست مثل مرحله کف پاها، اینجا هم خیلی مهمه که چک کنی پاها بتونن بدون گیر کردن، 90 درجه به سمت چپ و راست نسبت به بدنه بچرخن. وقتی از تراز بودن و زاویه درست پاها مطمئن شدی، با همون پیچ‌های کوچیک، از داخل سوراخ پاها، اون‌ها رو به موتورهای بدنه پیچ کن.

حالا باید کف پاها (که قبلا موتور روشون نصب کردیم) رو به پاهایی که به بدنه وصل شده، متصل کنی. نکته مهم تو این قسمت مدیریت سیم‌هاست؛ سیم‌های موتور کف پا رو با دقت از سوراخ پاها رد کن و بیار داخل شکاف‌های بدنه. وقتی کابل‌ها مرتب شدن و کف پا دقیقا سر جاش قرار گرفت، با استفاده از پیچ‌های نوک‌تیز از قسمت پشتی، قطعات رو به هم محکم کن تا پاهای رباتت کامل بشه.

+1

ساختار سر ربات با نصب سنسور التراسونیک شکل می‌گیره که در واقع چشم‌های Otto محسوب میشه. سنسور رو از داخل، تو سوراخ‌های جلوی سر فشار بده تا چشما کاملا بیرون بزنن. بعد برد آردوینو نانو رو روی شیلد مخصوصش سوار کن.

اگه دلت می‌خواد رباتت با باتری کار کنه، اینجا همون جاییه که باید سیم مثبت جاباتری رو به پین Vin و سیم منفی رو به یکی از پین‌های GND روی شیلد لحیم کنی.

حالا مجموعه‌ی برد و شیلد رو به‌صورت مورب طوری داخل سر ربات قرار بده که پورت USB دقیقا روبروی سوراخ تعبیه‌شده پشت سر قرار بگیره. وقتی برد سر جاش فیکس شد، با دو تا پیچ نوک‌تیز آخری، اون رو محکم به قاب سر پیچ کن.

بریم سراغ مغز متفکر ربات و سیم‌کشی‌ها! شیلد، سیم‌های جامپر و بازر رو بیار. طبق نقشه اتصالاتی که تو تصاویر مشخصه، هر پین رو با دقت به جای درستش وصل کن. برای تأمین برق رباتت چهار تا راه مختلف داری که بسته به امکاناتت می‌تونی یکیش رو انتخاب کنی:

روش اول: استفاده از 4 تا باتری آلکالاین معمولی (1.5 ولت) که با هم سری بشن و سیم‌هاشون به پین‌های Vin و GND وصل بشه. روش دوم: استفاده از 4 تا باتری شارژی (1.2 ولت) که این‌ها رو باید مستقیم به پین 5 ولت و GND متصل کنی.

روش سوم: تأمین برق مستقیم از طریق کابل USB؛ می‌تونی اون رو به کامپیوتر یا حتی یه پاوربانک وصل کنی. روش چهارم: استفاده از یه جک تغذیه خارجی برای اتصال آداپتورهای بین 6 تا 12 ولت.

کار مونتاژ فیزیکی تقریبا تمومه! حالا کافیه سیم‌ها رو مرتب کنی تا لای درزها گیر نکنن و سر ربات رو با یه فشار ملایم روی بدنه چفت کنی. طراحی قطعات طوریه که قاب‌ها خیلی راحت روی هم می‌شینن و نیازی به چسب ندارن.

برای برنامه‌نویسی و راه‌اندازی، پیشنهاد می‌کنم از محیط گرافیکی Otto Blockly استفاده کنی. نصبش خیلی ساده‌ست و کلی کد آماده داره که می‌تونی یکی رو انتخاب کنی و مستقیم روی برد آپلود کنی تا رباتت شروع به حرکت کنه. امیدوارم از ساخت این ربات بامزه لذت برده باشی؛ حتما ویدیوهای رقصیدن رباتت رو تو اپلیکیشن آیسی‌مدار با ما و بقیه به اشتراک بذار. موفق باشی!