用 Arduino 打造电动《我的世界》苦力怕机器人
在新书《Make: Minecraft for Makers》中,作者收录了一个巨型苦力怕项目,将真实机器人变成一个可爱、不爆炸的伙伴。本指南将带你制作一个电动苦力怕,拥有金属骨架、木质外皮、可旋转的头部和发光的 NeoPixel 眼睛——全部由 Arduino Uno 驱动。
设计概览
苦力怕在游戏中的尺寸很简单:8 像素立方体头部、4×8×12 的身体,以及四条 4×8×4 的腿。采用 1 英寸/像素的比例,实体机器人高 12 英寸,身体宽 8 英寸、深 4 英寸;头部为 8 英寸立方体;腿部为 6×4×4 英寸。因为机器人是滚动而非行走,前后腿合并为 8 英寸宽的整体块。
底盘选用 Actobotics Bogie Runt Rover 套件,约 70 美元。组装后的底盘尺寸 6×9 英寸,离地间隙 6 英寸,可容纳所有所需组件。
材料与工具
- Actobotics Bogie Runt Rover 套件(底盘、6 个电机、6 个轮子)
- 3¾ 英寸槽钢、9 英寸槽钢、双螺丝板、轴承、D 型杆、¼ 英寸和 ⅛ 英寸胶合板(用于外皮和头部)
- Arduino Uno + 电机扩展板
- 标准舵机、舵机安装板、联轴器
- NeoPixel Jewel(两个)
- 9V 电池和 4 节 AA 电池盒
- 电钻、螺丝、颜料(绿、黑、白)、画笔、6 英尺导线(用于手柄)
分步制作
- 组装 Rover 套件
参考 servocity.com/bogie 上的组装视频搭建底座。 - 安装身体底座
用大方螺丝板和四颗螺丝(从下方)将 3¾ 英寸槽钢固定在 Rover 的中心安装孔上。 - 安装头部舵机
用舵机安装板将舵机安装在槽钢上;将 D 型杆联轴器连接到舵机轴。 - 安装身体槽钢
用双螺丝板将 9 英寸槽钢固定在 3¾ 英寸槽钢上。 - 添加支撑梁
在 9 英寸槽钢顶部用另一块双螺丝板安装第二根 3¾ 英寸槽钢。 - 安装轴承
将轴承与舵机轴对齐。 - 固定 D 型杆
将 D 型杆穿过轴承并锁入舵机联轴器。 - 制作脚部与外皮
激光切割(或手工切割)胶合板零件——⅛ 英寸胶合板做外皮,¼ 英寸胶合板做头部底座。设计模块通过重力扣在机器人上。 - 给身体和脚部上色
涂一层苦力怕绿漆,待干后继续。 - 安装外皮
将上色的外皮套在机器人上;¼ 英寸杆应紧贴顶部。 - 制作头部底座
切割 8×8 英寸的 ¼ 英寸胶合板,钻中心 ¼ 英寸孔和安装孔,用小方螺丝板固定。 - 组装头部
组装胶合板头部面板,为 NeoPixel 眼睛钻孔。 - 给头部上色
外部涂绿,面部涂黑,内部涂黑以加深眼睛颜色。 - 安装 Arduino
用 #4 螺丝将 Arduino 固定在机器人底部——可钻在 ABS 底盘上或利用现有安装孔。 - 安装电机扩展板
将扩展板直接插在 Arduino 顶部,连接公母排针。 - 连接舵机
将舵机导线插入电机扩展板的 Servo 1 引脚。 - 安装 9V 电池
将 9V 电池固定在底盘上(暂不接线)。 - 安装电池盒
将 4×AA 电池盒固定在底盘上,插入扩展板的电源端子。 - 接线电机
左侧电机接 M3 端子,右侧电机接 M4,确保扩展板能承受负载。 - 接线 NeoPixel 眼睛
连接两个 NeoPixel Jewel:VIN 接 Arduino 5V,GND 接 GND,数据线从数字引脚 6 到 Jewel 1 IN,Jewel 1 OUT 接 Jewel 2 IN。 - 接线手柄连接
从苦力怕的 Arduino(数字引脚 0、1 和 GND)引三根线到手柄 Arduino。6 英尺线缆通常足够。
编程苦力怕
机器人代码很简单,控制电机速度和舵机头部运动。详细说明见《Make: Minecraft for Makers》书籍或 GitHub 仓库(第 9 章文件夹)。完整演练见“阅读更多信息”部分。
组装并编程后,你的苦力怕将四处滚动、转动头部,并在“爆炸”时闪烁红灯——一个安全、有趣的致敬,向深受喜爱的《我的世界》生物致敬。
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