123
Главная » 2011 » Май » 18 » SUMO ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ
13:38
SUMO ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ


SUMO ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ - простой робот выполненный из доступных материалов. Роботизированные соревнования Sumo приобретают всё большую популярность в нашей стране. Для подготовленных и профессионалов процесс создания собственного робота как правило не вызывает затруднения. Но для начинающих, сборка робота для соревнований может стать непреодолимым препятствием.


+ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА НЕ ТРЕБУЕТСЯ!
+МИНИМАЛЬНОЕ КОЛ-ВО КОМПОНЕНТОВ!
+ПРОСТОЙ БУМАЖНЫЙ КОРПУС!
+ВСЕГО ОДИН МОТОР!

Как быть, если нет возможности изготовить печатную плату в домашних условиях, нет большого опыта в сборке роботов? В этой статье рассказывается как самостоятельно изготовить робота Sumo и провести с ним соревнования.


 1.ВИДЕОТЕСТЫ РОБОТА SUMO.

Через панель навигации видеоплеера можно избирательно выбрать необходимый видеофрагмент. Панель навигации доступна после запуска видео, справа внизу значок пиктограммы. Перед запуском каждого видеофрагмента автоматически выводится его название в верхнем левом углу. В нижней части окна проигрывателя слева название плейлиста и количество сгруппированных видеофрагментов.

  • На видео.1. Тест на усилие развиваемое роботом и остановку на краю ринга. На видеофрагменте показаны  сброс батареек с ринга и остановка на краю ринга.
  • На видео.2. Тест на усилие развиваемое роботом. На видеофрагменте показан сброс 3 батареек с ринга.
  • На видео.3. Тест на усилие развиваемое роботом. На видеофрагменте показан сброс 4 батареек с ринга.

 

Видеофрагменты 1-3

 
ВСЕ РОБОТЫ на канале SERVODROID !!! подпишись и смотри. Переход по ссылке жми!
 


 
 2.ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬ.
 

На фото.1, фото.2 показан робот Sumo в сборке.
 
нажимайте фото для просмотра в полном размере

Фото1. Робот Sumo вид под углом.

Фото.2. Робот Sumo на ринге.

  
  • МОТОРЫ. Для передвижения используется один двигатель установленный в вертикальном направлении под  некоторым углом.  Необычная установка двигателя позволяет роботу передвигаться на коротких дистанциях по прямым, а на более длинных по криволинейной дуговой траектории.
  • ВКЛЮЧЕНИЕ-ВЫКЛЮЧЕНИЕ. Робот не имеет выключателя питания и практически не потребляет энергии в режиме ожидания. После подключения клипсы-разъёма робот не двигается. Его активация (для поединка) проводится коротким нажатием кнопки. Робот включается на время около 20 секунд, затем автоматически выключается.
  • АВТОМАТИЧЕСКАЯ ОСТАНОВКА. Конструкция робота такова, что при достижении края ринга он останавливается. Для этого вес соперника должен быть не меньше веса робота, толщина ринга не менее 3мм. Необходимо чтобы робот и ринг были изготовлены точно по приведённым инструкциям.
  • ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ. Расположенная в верхней части батарея добавляет эффект инерционности и позволяет развивать достаточное кинетическое усилие по отношению к сопернику. Устойчивость робота при движении достаточно высока, он способен быстро передвигаться по гладкой поверхности. На фото.3. обозначены компоненты робота.
 
 
КОМПОНЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ РОБОТА
 

1.Клипса-разъём для подключения к 9 вольтовой батарейке.
2.Изоляционная лента чёрная фиксирует батарейку.
3.Батарея 6F22 напряжением 9 вольт, источник питания.
4.Низковольтный мотор.
5.Светодиод мигающий - сигнализирует "питание включено".
6.Кнопка активации (включения) робота.
7.Резистор определяет продолжительность активности робота.
8.Конденсатор определяет продолжительность активности робота.
9.Драйвер двигателя транзистор (КП505А).



фото.3 нажимайте фото для просмотра в полном размере

 
 3.ПРАВИЛА СОРЕВНОВАНИЙ.
 
Для робота Sumo изготовленного по приведённой технологии правила борьбы будут отличаться от общепринятых.  Введение своих правил продиктовано конструктивными особенностями робота. Длительность поединка определяется в 20 секунд. По прошествии этого времени робот автоматически выключится и поединок нужно начинать снова.  Перед поединком роботы устанавливают точно напротив друг друга на близкой дистанции. Активацию робота проводят коротким нажатием на кнопку. Победителем в  поединке считается тот кто полностью вытолкнет соперника из круга. Если робот находится в круге любой частью, то он не считается побеждённым! Если оба робота вышли за пределы круга (полностью), то это ничья.
 
 4.ПРИНЦИП РАБОТЫ.
 
Электрическая схема представлена на рис.1. После включения источника питания робот находится в неподвижном состоянии. Отрицательный потенциал через резистор R1 поступает на затвор полевого транзистора VT1 и закрывает его. В закрытом состоянии сопротивление канала транзистора исток-сток бесконечно. Питание на левый (по схеме) вывод мотора M1 не поступает, вал мотора не вращается.
 
Если кратковременно нажать кнопку SB1 конденсатор C1 окажется подключенным к источнику питания и быстро зарядится до напряжения питания. Так как положительная обкладка конденсатора подключена непосредственно к затвору полевого транзистора, то при достижении порогового уровня включения полевой транзистор VT1 откроется. Сопротивление его канала сток-исток резко упадёт. Левый (по схеме) вывод мотора окажется подключенным через канал полевого транзистора к минусу источника питания. Так как правый (по схеме) вывод мотора M1 соединён непосредственно с плюсовым выводом источника питания цепь замкнётся. Через мотор потечёт ток и его вал начнёт вращаться. Робот придёт в движение. Одновременно питание поступит на светодиод HL1 через резистор R2. Этот резистор ограничивает допустимый ток через светодиод HL1 защищая от выхода из строя.
 
Рис.1.Принципиальная электрическая схема.
После того как кнопка SB1 будет отпущена на конденсаторе C1 сохраниться некоторый заряд. Но с течением времени этот заряд будет убывать, разряжаясь через резистор R1 подключенный параллельно конденсатору C1. Постепенно по мере разрядки конденсатора C1 положительный потенциал на затворе транзистора VT1 будет уменьшаться и через некоторое время транзистор закроется. Мотор M1 и светодиод HL1 выключатся, робот остановится. Время работы определяется сопротивлением резистора R1 и ёмкостью конденсатора C1 и составляет при указанных номиналах около 20 секунд. Чем больше ёмкость конденсатора и больше сопротивление резистора, тем дольше будет работать мотор.

Использование в схеме мигающего светодиода не случайно. Дело в том, что такой светодиод светит не постоянно и потребляет минимальное количество энергии, а это важно при питании от батареи 9В. Эта батарея не способна отдавать большие токи и поэтому лучшим вариантом будет кратковременное подключение нагрузки (двигателя, светодиода). Исходя из тех же соображений выбран режим ограничения работы двигателя в 20 секунд.

 

 5.ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ.

Конструктивно робот полностью выполнен из картона. Прочность корпуса робота возрастает за счёт  элементов крепежа. Все радиокомпоненты установлены на картоне и соединены с помощью своих выводов. В качестве ринга используется двухслойный диск из картона и плотной чёрной бумаги. Инструкция по сборке робота и ринга приводятся далее. На фото.4. показаны компоненты используемые для сборки робота Sumo.
 

Фото.4.
КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ СБОРКИ РОБОТА ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА ФОТО.4

1.Сухой клеевой карандаш -1шт.
2.Кнопка двухвыводная нефиксируемая-1шт.
3.Транзистор КП505А-1шт.
4.Светодиод мигающий ARL-513URC-B -1шт.
5.Резисторы 1Мом и 270 Ом -2шт.
6.Скотч прозрачный -1шт.
7.Клипса-разъём для подключения к 9 вольтовой батареи -1шт.
8.Мотор низковольтный RF-300CA-D/C 3V (или аналогичный)-1шт.


Таблица.1.Список радиокомпонентов.

 

 6.ПОШАГОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ СБОРКИ РОБОТА.
 
Для успешной сборки точно следуйте инструкциям. Сборка робота выполняется по шаблону, который нужно распечатать на принтере, о чём будет сказано далее..
 
Скачайте шаблон, размещённый в конце страницы в виде архивного файла Шаблон выполнен в точных натуральных размерах. Распечатайте шаблон на листе офисной бумаги формата А4. Вырежьте шаблон по толстым линиям (фото.5,A). Выполните предварительные сгибы также ориентируясь по фото.5,B.
 
Шаг.1.Изготовление корпуса.
 
Для изготовления корпуса возьмите гофрокартон и с шаблона переведите контур карандашом. Вырезайте контур  из картона ножницами.  На фото.6,A показан корпус из гофрокартона вырезанный по шаблону (архив в конце статьи). Сухим клеем наклейте шаблон на картон фото.6,B.
 
нажимайте фото для просмотра в полном размере

 Фото.5

Фото.6
 
После того, как шаблон приклеиться отогните боковые поверхности как показано на фото.7. В центре в месте отмеченном для установки мотора аккуратно вырезайте полукруг (фото.7,фото.8). Затем отогните его немного вверх.
 
нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.7
Фото.8
 

Шаг.2.Монтаж радиокомпонентов.
 
На этом этапе необходимо выполнить установку всех радиокомпонентов на отмеченные позиции ориентируйтесь по фото.9 и фото.10. Для каждого радиокомпонента проделайте отверстия шилом точно по круглым отметкам. Чтобы радиокомпоненты не выпадали немного подогните их выводы. Ни в коем случае не укорачивайте выводы деталей, соединения между ними будут выполняться за счёт пайки этих выводов! Самое крупное отверстие необходимо проделать рядом со светодиодом обозначенное "прицелом". Через это отверстие будет проходить провод клипсы-разъёма.
 
нажимайте фото для просмотра в полном размере

Фото.9

Фото.10
 
Переверните тыльной стороной корпус робота (детали со стороны выводов) и начинайте выполнять соединения между выводами. Для этого воспользуйтесь фото.11 и фото.12. Позиции радиокомпонентов на фото.12 закрашены для облегчения монтажа. Дополнительно используйте электрическую схему на рис.1.
 
Отогните вывод затвора (З) транзистора VT1 (КП505) в сторону минусового вывода конденсатора. Припаяйте вывод затвора транзистора  к минусовому выводу конденсатора С1. Так же к минусовому выводу конденсатора припаяйте один вывод резистора R1 (1Мом) и один вывод кнопки SB1. Ориентируйтесь по фото.12.
 
Далее, запаяйте вместе вывод истока (И) транзистора, плюсовой вывод конденсатора С1 и второй вывод резистора R1. Минусовой вывод мигающего светодиода HL1 припаивайте ко второму выводу кнопки SB1. А плюсовой вывод светодиода HL1  к рядом расположенному выводу резистора R2 (270 Ом).
 
Соединяем и запаиваем оставшиеся выводы. Вывод стока (С) транзистора VT1 соединяйте с левым выводом резистора R2 как на фото.13. Не лишним будет, если эти выводы вы изолируете изоляционной лентой.
 
нажимайте фото для просмотра в полном размере

Фото.11

 Фото.12

Фото.13
 
 
 


Шаг.3.Крепёж нижних боковых поверхностей.

Выполните соединения боковых поверхностей. Для этого отогните нижние плоскости и скрипте их прозрачным скотчем (фото.14). Делать это нужно аккуратно, так как вкось прикреплённый скотч сложно переклеить, он будет отходить вместе с бумагой. На фото.15 вид на сборку снизу. На фото.16 вид на сборку под углом, приближенно. Обратите внимание на отогнутые вверх части корпуса, это боковые поверхности предназначенные для установки батареи.

нажимайте фото для просмотра в полном размере

Фото.14

Фото.15

Фото.16
 
 


Шаг.4.Подключение периферии, разъёмов.

Чтобы соединить источник питания и схему воспользуйтесь клип-разъёмом. Его красный провод -это плюс, а чёрный провод минус. Продевайте провод через отверстие (фото.17) и припаивайте красный провод к плюсовому выводу светодиода, а черный провод клип-разъёма к минусовому выводу конденсатора C1 (фото.18).

нажимайте фото для просмотра в полном размере

Фото.17

Фото.18

Фото.19
 
 


Соедините левую и правую боковые поверхности в П-образную (мостик) раму как на фото.19. Чтобы надёжно соединить эти части друг с другом используйте скобу от степлера. На фото.19 на скобу указывает белая стрелка. Проделайте два отверстия шилом установите в них скобу и прижмите плоскогубцами с противоположной стороны.

Шаг.5.Установка и подключение мотора.

  Чтобы робот передвигался по прямой, необходимо соблюсти два условия: во-первых мотор необходимо установить под углом, во-вторых вал мотора не должен быть ниже нижней границы боковых поверхностей. Иначе говоря при установке робота на ровную поверхность он должен стоять на картонных боковых частях. А вал мотора с протектором должен соприкасаться с поверхностью.

Для создания тяговых усилий вал мотора должен иметь хорошее сцепление с поверхностью для этих целей на вал необходимо одеть протектор. В качестве протектора используйте резиновый фиксатор от нового гелиевого стержня (им закрывают стержень со стороны пишущего узла чтобы не вытек). Стрелкой на фото.20 помечен протектор.

Смажьте клеем полукруглую поверхность показанную белой стрелкой на фото.21. Для склеивания рекомендуется обыкновенный клей. Перед установкой двигателя необходимо выждать некоторое время. Подождите пока клей загустеет и станет кашеобразным. Если прислонить мотор сразу, то жидкий клей может проникнуть внутрь мотора, что приведёт к его порче!


После того как мотор будет установлен на позицию, обмотайте его несколько раз прозрачным скотчем проделав дырку для вала. На фото.22 обмотка скотчем помечена белыми стрелками. Обратите внимание на то, что сверху скотч должен обматывать П-образную раму. Скотч и клей в совокупности обеспечивают надёжное крепление двигателя на позиции.

нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.20
Фото.21
Фото.22
 
 


Угол наклона мотора хорошо виден на фото.23. Направление перемещения робота показано белой стрелкой на фото.24. Уровень установки вала мотора показан стрелками на фото.25, не превышает границы боковых частей.

нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.23
 Фото.24
Фото.25
 
 


Подключите выводы мотора к плюсу источника питания и к стоку (С) транзистора VT1. На фото.26 места подключений показаны стрелками.


Фото.26. нажимайте фото для увеличения..

Шаг.6.Установка и подключение батарейки.
 
Батарейка устанавливается на П-образную раму. Для крепежа батарейки на раме воспользуйтесь изоляционной лентой (фото.27). Робот конструктивно продуман так, что рама в центральной части снизу подпирается мотором и является одновременно для него амортизатором.


Если возникнет необходимость полностью обесточить робота, например при переноске, то используйте клипсу-разъём как выключатель вращая её вокруг одного из контактов (фото.28).

 
 нажимайте фото для просмотра в полном размере
Фото.27
Фото.28

Шаг.7.Изготовление ринга.

Для проведения соревнований-поединков изготовьте ринг. Ринг должен быть двухслойным, толщиной не менее 3мм. Если это условие не будет соблюдено робот не остановиться на краю ринга. Диаметр ринга 250мм. Первый нижний слой тонкий гофрокартон, второй верхний слой чёрный тонкий картон. Оба слоя склеивают при помощи клея и дают высохнуть. Когда ринг будет готов можно приступать к соревнованиям. СБОРКА ОКОНЧЕНА!
 
Скачать архив
Если у ВАС возникли вопросы пишите на ФОРУМЕ или в Online чат по робототехнике мы их обсудим!
автор Алексей Высоковольтный www.servodroid.ru
© Внимание! Полное либо частичное копирование материала без разрешения администрации запрещено!

 

 

 

 

Категория: Роботы для начинающих ! | Просмотров: 17407 | Добавил: MSA-Beam-Robotics | Теги: робот сумоист, сумоист из бумаги, сумоист | Рейтинг: 4.0/2
Всего комментариев: 361 2 3 »
avatar
1 Tomas • 21:02, 24.06.2011
Круто! Построил бы! Но вот только не могу у себя что-то найти КП505А. Может можно чем-нибудь заменить?
avatar
2 Droid • 20:39, 27.06.2011
Вариантов замены несколько.. Один из вариантов, замена на импортный аналог BSS295. Ещё можно попробовать заменить на менее мощный (и следовательно рассчитанный на меньший ток) BS170P (300мА номинальная нагрузка, пиковая нагрузка 1,2А). Как вариант можно попробовать составной импортный транзистор, например BC517 (нагрузка 500мА, пиковая нагрузка 800мА).
avatar
3 4a4ik • 14:10, 09.07.2011
Спасибо за статью. Деталей мало и сделать просто :DD
avatar
4 Tomas • 02:48, 10.07.2011
Droid, огромное спасибо за помощь! Буду искать эти компоненты! В Самаре КП505А нигде не нашел... sad
avatar
5 Tomas • 02:56, 10.07.2011
А вот такой вопрос: а можно ли использовать в схеме транзистор ВС548В, заместо КП505А?
avatar
8 Droid • 23:58, 17.07.2011
Нет такую замену не рекомендую! Во-первых, транзистор BC548 маломощный и будет слабо "тянуть" двигатель. А робот всё-таки предназначен для проведения соревнований "сумо". Во-вторых, BC548-это биполярный транзистор, поэтому такой задержки на выключение не получиться. В данной схеме полевой транзистор КП505 выполняет две функции сразу; с цепями R1C1 организована задержка на выключение, а на выход стока подключен мотор и организовано управление.
avatar
6 zavuch • 17:06, 15.07.2011
Хочу с детьми в кружке Вашу конструкцию повторить, а как с запрещением использования?
avatar
7 MSA-Beam-Robotics • 15:38, 16.07.2011
Мы разрешаем использовать наши конструкции в кружках. Пользуйтесь и собирайте ! smile
avatar
9 игорь • 08:34, 26.09.2011
это получился таймер на 20-секунд.ПРИКОЛЬНО!!! google google
avatar
10 Kizuca • 21:18, 31.10.2011
мне понравился , для картонки очень даже ничего .
avatar
11 семён • 17:31, 19.02.2012
я собрал этого робота с 4 попытки .крутой робот!!!!!!!!!!!!!(мне 10 лет) biggrin cool wacko
avatar
12 семён • 17:37, 19.02.2012
таймер мне кажется что таймер не очень правельный не всегда работает по 20 сек. cry tongue surprised sad
1-10 11-20 21-21
avatar