Byggnaden små robotar: Att göra en kubik tums mikro-Sumo robotar och mindre (3 / 5 steg)

Steg 3: Robot Building Tips och Tricks

Separat strömförsörjning
Om du har utrymme, kommer att du spara dig en massa problem om du använder separat strömförsörjning för mikrokontroller och dess kretsar och motorer. Till varierande spänning och elektriska störningar som motorerna producera kan utlösa förödelse med mikrokontroller och sensor ingångar att producera mycket inkonsekvent svaren i din robot.

Felsökning
Jag tycker att det är bäst att först bygga kompletta kretsen av robot på en skärbräda. Komponenter sällan misslyckas eller är defekta. Om din design är giltig, och kretsen fungerar inte, är det nästan alltid ett misstag i dina ledningar. För information om hur du snabb krets prototyper, se här: http://www.inklesspress.com/fast_circuits.htm

Jag sedan montera alla motorer och sensorer på robot kroppen och programmera mikrokontroller att styra dem. Först efter att allt fungerar bra, jag prova och göra en permanent lödde version av kretsen. Jag testa då detta även om det är fortfarande separat från robot kroppen. Om det fungerar, montera jag sedan den permanent på roboten. Om den slutar fungera, är det ofta fel av bullerproblem.

Bullerproblem
En av de största problemen har jag stött på är elektriska störningar som gör en krets värdelös. Detta orsakas ofta av den elektriska eller magnetiska ljud som kan härröra från DC-motorer. Detta buller kan överbelasta sensoringångar och även mikrokontroller. För att lösa detta, kan du kontrollera motorerna och kablarna till dem, inte är nära någon ingående linjer kommer att din mikrokontroller.

Bild 7 visar gnista, R-12, en robot som jag gjort som använder en basic Stamp 2 som mikrokontroller. Jag testade det först med de viktigaste kretskortet från roboten och efter att göra de grundläggande programmering, allting arbetat böter. När jag monterade den precis ovanför motorerna, det blev galen och var helt inkonsekvent. Jag försökte lägga till en jordad koppar pläterad styrelse mellan motorerna och krets men det gjorde ingen skillnad. Jag fick så småningom att fysiskt höja banan 3/4"(se blå pilar) innan roboten skulle fungera igen.

En annan vanlig källa till förödande buller i små robotar kan vara pulserande signaler. Om du skickar PWM signaler till servon eller motorer, kan trådarna agera som antenner och skicka signaler som kan förvirra din ingående linjer. Att undvika detta, hålla microcontroller inkommande och utgående ledningar separerade så mycket som möjligt. Också hålla ledningar med makt att motorer från ingående linjer.

Magneten binder
Problemet med tråd tjocklek i mycket små kretsar kan lösas med hjälp av 30-36 gauge magnet tråd. Jag har använt 36 gauge tråd för vissa projekt, men fann det så stripig, det var svårt att tömma och använda. En bra kompromiss är 30 gauge magnet tråd. Regelbundna magneten binder kan användas, men jag föredrar värme strippable magneten binder. Denna tråd har en beläggning som kan vara av enbart lödning med tillräckligt mycket värme smälta isoleringen. Det tar upp till 10 sekunder att strippa beläggning medan lödning. För vissa känsliga komponenter såsom lödning till lysdioder eller Internet-anslutningsdelning, kan detta vara en skadlig värme.

Den bästa kompromissen för mig, är att använda denna värme strippable magneten binder, men band den något först. Jag tar först en vass kniv och skjut den över magneten binder klockringning off beläggning och sedan rotera kabeln runt tills det är strippad ganska väl runt dess diameter. Sedan löda jag avisolerade tråd slutet tills det är väl konserverad. Sedan, du kan löda det snabbt till alla känsliga komponenter med mindre risk för värmeskador.

Tunn lödtenn
När komponenterna är mycket nära varandra så kan det vara svårt att löda utan blobbing över och kortslutning i närheten kuddar och sladdar. Den bästa lösningen är att använda en liten tippas justerbar värme lödkolv (1/32") och den tunnaste löd du kan hitta. Standard löda är oftast. 032" i diameter som fungerar bra för det mesta. Med hjälp av tunnare. 015" diameter löda kan du enkelt styra mängden lödtenn på gemensamma. Om du använder minst mängd lödtenn nödvändigt, det tar inte bara upp den minsta volymen, men du löda skarv så snabbt som möjligt kan också. Detta minskar risken för överhettning och skadar känsliga komponenter som ICs och surface mount lysdioder.

Surface Mount komponenter
Ytmontering komponenter är ultimat miniatyrisering. Om du vill använda SOIC storlek ICs jag brukar använda tunn lödtenn och magnet tråd. För att se ett ganska lätt sätt att göra SOIC breakout styrelser eller kretsar se här: http://www.inklesspress.com/robot_surface_mount.htm

Limma på komponenter i stället för lödning
Vissa komponenter för ytmontering kan också limmas direkt på kretskort. Du kan göra din egen elektriskt ledande lim och använda den för att limma på lysdioder och ICs. Se:

Detta fungerar, kan det vara ganska svårt eftersom kapillärkraften tenderar att veken elektriskt ledande lim under ytan montera lysdioder och andra komponenter och kort dem.

Limma på komponenter med icke-ledande lim
Jag har nyligen experimenterat med limma på components koppar kretsar styrelser och ledande tyger med lim som icke-ledande.

Se Pic 8 för en bild av en 12 volt light bar (släckt och upplysta) med hjälp av yta mount lysdioder som limmades på med icke-ledande lim. Jag upptäckte att om du lägger en tunn film av tydliga nagellack på koppar spår och sedan fysiskt klämma på LED och låt den torka i 24 timmar, du kommer att hamna med god mekanisk skarv som är elektriskt ledande. Nagellack lim effektivt krymper och klämmor ledde kontakterna till koppar spår bildar en bra mekanisk anslutning. Det måste spännas för full 24 timmar. Efter det, kan du testa det för konduktivitet. När det lyser, kan du sedan lägga till det andra lagret av lim. För det andra lagret använder jag en tydlig kontakta cement som svetsare eller Goop. Denna tjockare lim omger komponenterna och också krymper när den torkar för att tryggt försäkra en bra fast anslutning till koppar spår. Vänta 24 timmar för den att torka före testet igen.

Att vara tveksamma till hur länge det skulle pågå, lämnade jag den blå LED ljusa bar i bild 8 på i sju dagar och nätter. Motståndet i kretsen faktiskt minskat över tiden. Månader senare, baren fortfarande fullt ljus utan tecken på ökad resistens. Med denna metod, har jag framgångsrikt limmade mycket liten yta mount lysdioderna--0805-- och större på koppar pläterad perfboard. Denna teknik visar några löfte att göra riktigt små kretsar, LED-displayer och robotar.