Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Edison: Peek v oblikovanje Robota Vsakdo lahko privošči

Elektronika in igranje LEGO sta bila vedno moja strast. Kot otrok sem imel čudovito zbirko LEGO-ja in sem se spuščal nad katalogom Dick Smith Electronics, ki je napolnil elektronske dele in komplete (avstralska različica Radio Shack / Tandy). Ko vstopam v svoje 40. leto, končno spravljam te strasti skupaj z Edisonom.

Edison, končni izdelek

Edison je robot, ki je kompatibilen s programom LEGO in ga lahko vsakdo privošči in je pravkar začel s Kickstarterjem za 39 $. To je neverjetna cena, čeprav sama rečem! Vprašanje je torej, kako sem to dosegel, ko se drugi manj funkcionalni roboti z manj senzorji prodajajo za večkratnike te cene? Del odgovora je v recikliranju elektronskih komponent. Ne reciklirajo rabljenih komponent, temveč ponovno uporabljajo posamezne komponente za več kot eno nalogo znotraj robota. S tem se boste, kot se boste naučili, morali izmisliti nekaj dokaj edinstvenih inženirskih rešitev.

Edisonovi senzorji

Eden od najbolj kompleksnih rešitev za recikliranje komponent je infrardeči (IR) sprejemni modul. Želel sem, da bi ta enota:

  1. Prejmite ukaze za daljinsko upravljanje s standardnega daljinskega upravljalnika TV / DVD
  2. Prejmite IR podatke od drugega robota Edison in
  3. Delo z dvema LED oddajnikoma IR na obeh straneh robota, da lahko delujejo kot detektorji ovir.

Zveni preprosto, prav! No ne povsem, ko Edison vozi iz daljinskega upravljalnika TV, IR signal prihaja od zgoraj in lahko pride iz katerega koli kota. Ko dva Edisona sporočita, se zanašata na IR svetlobo, ki se odbija od stropa, zato tudi to zahteva, da signal prihaja od zgoraj. To narekuje, da mora biti IR sprejemni modul obrnjen navzgor, da deluje učinkovito. Točka 3 vrže v roke ključ, ker mora IR svetloba odbiti oviro pred Edisonom. Zato mora biti IR sprejemni modul obrnjen naprej. Uhh ohh!

Usmeritve IR sprejemnega modula

Rešitev za to uganko je bila, da je IR sprejemni modul obrnjen navzgor in ustvaril lečo, ki je odbijala in lomila IR svetlobo. Zdaj svetloba, ki prihaja pred Edisonom, pride do IR sprejemnika, vendar omogoča tudi vnos svetlobe od zgoraj. Ista oblika leče deluje za navzgor obrnjene IR LED diode, ki prenašajo IR svetlobo, pri čemer se nekaj svetlobe prenaša naprej za odkrivanje ovir. Objektiv deluje tudi za dva navzgor obrnjena fototranzistorja, ki vidita svetlobo, kar Edisonu omogoča sledenje svetlobi.

Prerez leče

Ni treba posebej poudarjati, da je objektiv, ki sem ga želel, delovati tako, kot sem si želel, da ne bi hodil v park. Za razliko od drugih vidikov izdelave prototipov Edison, ne morem uporabljati svojega 3D tiskalnika, ker ne more natisniti popolnoma preglednega objektiva s polirano površino. Za pomoč sem poklical bližnjega prijatelja in industrijskega oblikovalca Andrewa Rogersa. Andrew je izračunal kot lomne površine, dodal pa je tudi konkavne in konveksne površine, ki dajejo Edisonu svojo ukrivljeno fronto. Ta oblika pomaga izostriti lomljeno svetlobo iz IR LED in nazaj v IR sprejemni modul. Ko pogledate v sprednji del objektiva, lahko vidite, da so PCB in komponente povečane.

Horizontalni PCB in komponente so povečane in vidne skozi sprednjo stran leče

Naslednja naloga Andrewa je bila zgraditi preskusni prototip. To je naredil tako, da je iz prozornega akrila ustvaril debelo ploščo debeline 12 mm (0,5 in) s premerom 410 mm. To je bilo narejeno ročno na letev z lomljivo površino vse do okoli. Disk je bil poliran z diamantno pasto in odrezal odseke, da je ustvaril delujoč prototip.

Prototipni objektiv, izrezan iz akrilnega diska

Potrebno je bilo nekaj časa, da bi odkrili oviro, saj so bili v igri trije elementi, optika leče, elektronika (izbira in dvigovanje komponent) in programska oprema (IR LED impulzna frekvenca in digitalno filtriranje šuma). Po nekaj tednih poskusov in napak smo prišli do prave kombinacije in dosegli natančno levo in desno stransko zaznavanje ovir z dvosmernim IR komunikatorjem in zmožnostjo sprejemanja ukazov iz daljinskega upravljalnika televizorja. To je samo eno področje, kjer Edison reciklira sestavne dele in je le eden od številnih inženirskih izzivov, ki so bili premagani, da bi znižali stroške. Še en izziv je bil fototranzistor za sledenje linij in kako se podvoji kot programsko pristanišče, toda ta zgodba bo morda morala čakati do drugega časa. Več o Edisonu lahko izveste na spletni strani www.meetedison.com

Delež

Pustite Komentar