Wir huschen um? Dies ist ein Arduino-basierte, einfache Version des insektenartige Walker mit Kleiderbügel Draht und ursprünglich von Jerome Demers (siehe auch diese instructable) und Gareth Branwyn zu bauen. Es kommt in zwei Versionen:
- eine eigenständige Arduino-only Version, angetrieben durch eine gemeinsame altmodischen Arduino-Skizze und
- eine ferngesteuerte Version, dynamisch programmiert, mit Hilfe der entwickelten MIT Scratch visuelle Programmiersprache.
Wir haben es für Leute, die dieses beliebte Roboterdesign süß gefunden haben aber möchte es aufbauen, ohne zu eine analogen Bi-Kern-Schaltung zu löten.
Es hieß Kleerhangerbeest, die niederländische "Kleiderbügel Tier", zu Ehren des Strandbeests, windbetriebene Strand Roboter des niederländischen Herstellers Theo Jansen. Die Scratch-basierte Version wurde weiter entwickelt, damit auch preteen Kinder es mühelos programmieren. Es hat den zusätzlichen Vorteil, dass durch die Steuerung des Roboters mit der visuelle Programmierumgebung Scratch auf einem PC oder Raspberry Pi, es möglich ist, Multi-threaded Arduino Programmierung entwickeln und verändern Sie das Programm auf der Flucht, ohne die Notwendigkeit, erneut kompilieren und laden Sie eine Firmware-basiertes Programm. Dieser einfach zu bauenden Ansatz, zusammen mit der Null-basierte Programmierung, macht es besonders interessant für den Unterricht Robotik für Kinder, so dass Kinder dynamisch mit verschiedenen Gangart Modi experimentieren und erkunden Roboter Verhalten über eine leicht zu Programmier-Tool, der ermöglicht, um die Ergebnisse einer Programm-Änderung sofort zu sehen.
Wir gestaltet und die traditionellen Kleiderbügel Walker als ein noch sehr einfache Bi-Motor Walker-Roboter, der ein Arduino und zwei Hobby-Servos beschäftigt. Es bietet eine viel besser kontrollierbare Gangart als das ursprüngliche Bi-Core-basierten Modell, aber ist fast so billig und viel einfacher zu bauen. Dieses Projekt ist strukturell sehr ähnlich wie Phillip Torrone Servo-basierte 4-beinigen Walker.
Wie kann einen vierbeinige Roboter mit zwei steife Beine rotieren gegeneinander zu Fuß?
Die obige Grafik verdeutlicht das Bewegung Prinzip der vierbeinige Wanderer mit zwei steifen Bein. Es scheint nicht, eine sehr intuitive Lösung sein, aber es ist in der Tat einen sehr einfachen Mechanismus. Es ist nicht unbedingt die effizienteste, da einige Bein ziehen treten, aber es funktioniert überraschend gut für seine Einfachheit. Die Idee ist, dass wenn Sie in Bewegung, der Roboter immer drei Beine auf dem Boden und aufgeworfen hat. Den Boden berühren Contra-lateralen vorderen/hinteren Bein paar wird Traktion in die gewünschte Richtung zu geben, während das dritte Bein Boden berühren entlang, gezogen wird, eine Bewegung gegen die Bewegungsrichtung des Roboters durchführen. Da der Roboter Gewicht vor allem auf die beiden Traktion Beine verteilt werden sollen, nicht soviel wie Vorwärtsbewegung behindern das ziehen.
Roboter-Entwürfe können gebildet werden, entweder von vorne oder eines der Hinterbeine auf jeder Bewegungszyklus ausgelöst wird. Um dies zu erreichen, müssen die Achsen der Bein-Sets in einem Winkel von ca. 25-30 º. Die Wirkung ist auch einfacher zu erreichen, wenn beide Beine unterschiedlich groß sind. Wir begannen mit einer Variante von Jerome Demers Design (kurzer Draht: 14 cm, langes Kabel: 21 cm) und die Drähte gebogen, bis wir die gewünschte Wirkung erzielt.
Dieses einfache Bein-Design hat einen großen Vorteil gegenüber knickgelenkten Bein, die Entwürfe wie die Strandbeests von Theo Jansenwurden, gibt es nur wenige sehr präzise Winkel und Größenverhältnisse zwischen Bein Teile, die gut funktionieren. Von diesen abweichen wird, und das Bein unbrauchbar. Mit rotierenden starren Bein legt, gibt es viele verschiedene Designs, dass Arbeit und Sie kreativ sein können und keine Winkel und Größen innerhalb der genauen Grenzen zu halten. Während unsere Entwurfs- und Test festgestellt wir experimentell, dass es besser ist, wenn Sie nicht starten beide Paare Bein gleichzeitig bewegen, aber mit den Vorderbeinen zuerst. Mit bisherigen Ausführungen beschäftigt nur eine analoge Bi-Kern Schaltung war dies nicht möglich. Mit einem Arduino und zwei Servos, ist es sehr einfach zu erreichen. Unsere Verarbeitung und Scratch-Codes unten angegebenen reflektieren diese Designentscheidung. Eine interessante Animation diese Gangart Andrew Miller 2-Motor Walker Tutorialentnehmen.
Niveau: Mittelstufe. Sie sollten etwas kennen:
- Arduino
- Kratzer/Arduino Kommunikation mittels s2a_fm (siehe Tutorials unten)
- Verwendung von Bluetooth unter Linux
Voraussetzungen: fortgeschrittene Kenntnisse über Scratch und Arduino Interaktion via Bluetooth. Lesen Sie die folgenden Tutorials zu wissen, wie Kratzer, Arduino und Bluetooth zu integrieren:
- Wie installiere ich die Kratzer/Arduino-Kommunikation
- Gewusst wie: konfigurieren Sie Ihr Bluetooth-Modul für die Kommunikation zwischen Null und Arduino
- Mobile Roboter mit Scratch: Vorbereitung Ihre Linux-PC, Arduino und Kratzer zu kommunizieren drahtlos über Bluetooth
Physikalische Struktur:
- Metall Bau Spielzeug mit großen Schrauben. Wir gebrauchte Vintage Meccano Teile von eBay, aber es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wie Modelix.
- 2 kleine MDF -Platten (starre Kunststoff aus einer alten Kiste wird auch tun)
- 12 Nylon-Kabelbinder (15cm) für die Fixierung der Komponenten auf die Struktur
- Draht Kleiderbügel
- Heißkleber für die "Füße"
Automatisierung:
- Arduino Uno oder Freaduino. Wir haben unser Tier mit einem Freaduino gebaut. Aber es wäre auch kein Problem, ein anderes Arduino-kompatible Brett wie ein Uno oder ein Nano zum Beispiel verwenden.
- Lochrasterplatinen: Der Freaduino braucht keine Lochrasterplatinen für dieses Projekt. Verwendest du ein Arduino Uno, benötigen Sie eine ProtoShield bei einem 128-Loch Lochrasterplatinen installiert (Sparkfun verkauft ein komplettes Kit, aber Sie finden auch eBay und DX-Kits). Wenn Sie einen Arduino Nano verwenden, benötigen Sie eine Lochrasterplatinen mit 400 Löcher (
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zu sehen, wie die Nano auf dem Brett zu positionieren). - 2 kleine Hobby-Servos (TowerPro SG90 ist ausreichend)
- HC-05 oder HC-06 Bluetooth-Modul (je einfacher, desto besser - Blick auf unsere Tutorials auf Kratzer und Bluetooth).
- Drähte für das prototyping
- 9V Batterie und Batterie-Clip.
Programmierung:
Sie benötigen eine Scratch-Version, die erweiterbare Blöcke und implementiert die neue Scratch http-Kommunikationsstandard um mit s2a_fm und dem Arduino zu kommunizieren. Die folgenden neu Versionen/Dialekte werden tun:
- Berkeley SNAP! -http:/snap.berkeley.edu
- MIT Scratch 2.0 Offline-Editor
- MIT Scratch 2.0 Online (auf dem PC nur)
Wir empfehlen, dass Sie unter Linux arbeiten. Die Automatisierung und Kommunikation Teile sind viel einfacher auf dieser Plattform. Wenn Sie MIT Scratch 2.0 Offline verwenden möchten und Probleme bei der Installation es, schauen Sie sich unser Tutorial: gewusst wie: installieren Sie MIT Scratch 2 Offline Editor unter Linux.
Schritt für Schritt Anleitung, wie die Roboter-Walker zu bauen:
Treffen der Datenverarbeitung auf Initiative der Schule
Im Rahmen unserer Computing auf Initiative der Schule (http://www.computacaonaescola.ufsc.br), führen wir entweder als Teil der Schulprogramme oder selbständig Familie Workshops (siehe die letzte der die Bilder oben). Die Workshops richten sich an Kinder (6-14 Jahre) in Begleitung eines Elternteils (oder jede Art von erwachsenes Familienmitglied oder Freund). Während die Teilnehmer des Workshops erfahren Sie, wie ein kleines Projekt in neu zu implementieren. Wir wählen Projekte wo lernen, wie man Programm beinhaltet einfache Bewegung sieht Befehle sowie Ereignisse, Bedingungen und Schleifen mit auch Fernerkundung Befehle und Operatoren. Beim unterrichten, Programm präsentieren wir auch grundlegende Computerkonzepte wie ein Verständnis der algorithmischen Problemlösung (Problemstellung, Umsetzung und Testzyklus), Mitarbeit in Form von Paarprogrammierung sowie die Erkenntnis, dass ein Computerprogramm ist eine Reihe von Anleitungen, ausgelebt werden.
Wir entwickeln auch Unterrichtseinheiten für den Unterricht computing Schulprogramme. Derzeit entwickeln wir ein interdisziplinäres Kratzer Spiel 12-Stunden Programmiergerät für Grundschulen und eine 24-Stunden-Einheit auf physische computing mit kratz- und eine Low-Budget-Arduino-Kit für Mittelschulen.
C. Gresse von Wangenheim, A. von Wangenheim. Lehre Spieleprogrammierung in Familie Workshops. IEEE Computer Magazin, 47(8), August 2014. Auch erhältlich bei [ResearchGate].
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