我們之前介紹PVC機(jī)器人的運動過程都是不可控的,本期我們介紹一款簡易的線控器,可以讓你實現(xiàn)操控機(jī)器人運動。我們將這款線控器稱為“單路雙通有線控制器”,它其實就是通過一根雙線的電纜輸出一組電源,可以控制電源電纜的兩根導(dǎo)線之間正負(fù)極性的切換,從而控制機(jī)器人的運動狀態(tài),比如控制連線的振動機(jī)器昆蟲的活動或靜止,控制連線的機(jī)器小車的前進(jìn)或停止等。這款線控器雖然拖著一條長長的電線,但可以把不可控的機(jī)器人變?yōu)榭煽氐臋C(jī)器人,實現(xiàn)了質(zhì)的提升,同時制作起來比較簡單,非常適合初學(xué)者入門學(xué)習(xí)。
原理簡介
線控器通過切換電源極性對機(jī)器人進(jìn)行操控,根據(jù)這一原理設(shè)計了線控器的電路(如下圖)。對于操縱開關(guān),為了便于操作,把普通的兩狀態(tài)的選擇開關(guān)改為一個擁有三個狀態(tài)的復(fù)位開關(guān),用于控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止三個狀態(tài);同時增加一個電源總開關(guān),用于防止誤操縱。
準(zhǔn) 備 材 料
制作線控器的主要材料包括:PVC線槽、電池/電池盒、撥動開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、PH插頭/插座、螺絲、導(dǎo)線等。
制 作 過 程
? 首先是安裝操縱開關(guān)。如圖所示,把3×6的洞洞板橫向最邊上兩側(cè)的兩個小孔用錐子撐大到直徑2mm,作為安裝孔,使得M2的螺絲可以穿過。把復(fù)位開關(guān)如圖所示插到洞洞板上,并將5個引腳全部焊接到洞洞板上。
? 取寬度為4cm的PVC線槽凹槽部分,剪出長約8cm的一段,作為線控器外殼的底部。對著洞洞板上的兩個安裝孔在外殼底部打兩個直徑2mm的固定孔,要求使得復(fù)位開關(guān)正好處于外殼底部的中間位置。用螺桿從外殼底面一側(cè)穿過兩個固定孔,在每顆螺桿上各套3片M3墊片,然后再把洞洞板用螺母固定好。
? 把電池盒放置在外殼內(nèi),確定好電池盒的固定孔在外殼底部的位置,并在對應(yīng)位置各打一個直徑2mm的小孔。在電池盒上沒有導(dǎo)線輸出的一端的電極上焊一根導(dǎo)線,然后如圖用螺絲將電池盒固定到外殼上。
? 在外殼底面的頂部側(cè)壁,開一個寬度和撥動開關(guān)一樣的卡槽,使得撥動開關(guān)剛好能夠卡在槽中。同時,用尖嘴鉗把撥動開關(guān)的3根引腳前端折成直角。在卡槽四周以及內(nèi)側(cè)面涂上502膠水,然后趁膠水未干迅速把撥動開關(guān)裝入卡槽中,其中讓撥動開關(guān)的引腳平面按壓到卡槽內(nèi)側(cè)平面上,即把撥動開關(guān)的引腳粘貼在外殼上。
? 在外殼底部大約中心位置打一個直徑2mm的小孔,作為電纜孔(圖中另外兩個小孔是固定復(fù)位開關(guān)電路板的固定孔)。在電纜一側(cè)約4cm的地方打好一個結(jié),然后如圖所示把導(dǎo)線穿過電纜孔。
? 參照電路原理圖或者焊接示意圖把電路焊接好,作為操縱桿的復(fù)位開關(guān)焊接在洞洞板上。完成電路的焊接,再把焊接了復(fù)位開關(guān)的洞洞板用螺絲、螺母固定到外殼底面上。
? 裁一段長約9.5cm左右的PVC線槽頂蓋部分,然后直接套入外殼底部的PVC線槽的卡槽上。
沿著PVC線槽卡槽把頂蓋一直往里推,直到頂蓋抵住高出的復(fù)位開關(guān)為止。對著復(fù)位開關(guān)的位置,在頂蓋上做好標(biāo)識,并且在頂蓋上用剪刀開出正好可以容納復(fù)位開關(guān)的凹槽。把頂蓋四邊以及四角修剪成斜角。
? 為了讓外殼更牢固和更具密封性,給外殼底部前后兩端加上封板。再用4段1cmX 0.5cm的PVC方片,折成直角,作為外殼前后兩塊封板的支撐架。在支撐架上涂上502膠水,然后粘貼在外殼前后兩片封板和外殼底部之間,即把外殼前后封板固定起來,最后重新把外殼頂蓋裝上。
? 選用PH2.0的插接件作為可拔插的接口,“PH”是一種連接器件,包括插頭、插座、端子三個部分,“2.0”代表引腳之間的間距為2mm。把電纜前端的膠皮撥掉,用烙鐵上好錫;準(zhǔn)備好PH2.0-2P(2P代表2個連線端口)的插頭以及端子,用烙鐵直接給端子凹槽中央上錫,然后把電纜導(dǎo)線焊接到凹槽中。注意凹槽中央兩側(cè)各有一段突起的彎折片,在焊接好導(dǎo)線后用尖嘴鉗使兩側(cè)的彎折片夾住導(dǎo)線的焊接點。再用尖嘴鉗把端子后部兩側(cè)的突起也向內(nèi)按下,夾住電纜的導(dǎo)線膠皮部分,避免因拉扯導(dǎo)致導(dǎo)線斷路。把連接好電纜導(dǎo)線的端子插入到PH的塑料插頭中,最后端子頭部頂上有一個小突起可以卡住插頭前端槽口上的卡片,讓端子不至于脫落。
? 把外殼頂蓋推開,裝入2節(jié)7號電池,準(zhǔn)備開始調(diào)試。由于PH插頭的金屬端子內(nèi)嵌在插頭內(nèi)部,不方便引出測量調(diào)試,所以給PH插頭套上PH插座,這樣就可以把電纜導(dǎo)線引出進(jìn)行測試了。用萬用表來測量電纜的電流輸出是否正常。
把萬用表調(diào)到直流電壓檔(如DCV-20V),把萬用表的表針接在PH插座的兩根引腳上。打開撥動開關(guān)接通電源,默認(rèn)操縱桿處于中間位置,萬用表的讀數(shù)為0V。用手分別朝兩邊撥動操縱開關(guān),可以看到指針有讀數(shù),一次是正讀數(shù)(沒有負(fù)號),另一次是負(fù)讀數(shù)(前面顯示負(fù)號)。如果沒有出現(xiàn)讀數(shù),檢查一下電路連接是否正確。
到這一步,整個線控器的制作就完成了,把線控器上的PH插件接到機(jī)器人的PH插頭上,就可以進(jìn)行操控了。