Apa yang Anda Butuhkan untuk Membangun Robot Otonom Anda Sendiri

Pernahkah Anda ingin membuat robot Anda sendiri? Ini tidak sesulit yang Anda bayangkan, baik menggunakan kit atau berbagai komponen elektronik standar.

Rintangan utama adalah menavigasi sejumlah opsi membingungkan yang tersedia untuk membangun robot beroda, termasuk mikrokontroler, sasis, motor, dan sensornya. Opsi termudah adalah membeli kit robot lengkap, tetapi jika Anda ingin membuat robot yang dibuat khusus, kami akan memandu Anda langkah demi langkah melalui pilihan utama yang harus dibuat.

1. Mikrokontroler / SBC

Robot Anda akan membutuhkan 'otak' elektronik untuk mengontrol semua fungsinya, termasuk gerakan. Dua opsi yang paling populer adalah Raspberry Pi dan Arduino.

Raspberry Pi adalah komputer papan tunggal (SBC) dengan mikroprosesor Arm yang dapat menjalankan sistem operasi Linux penuh. Manfaat utama pembuatan robot adalah is lebih kuat daripada mikrokontroler seperti Arduino, memungkinkan Anda menjalankan program yang lebih kompleks. Ini sangat ideal untuk pengenalan wajah dan bentuk AI lainnya, sehingga Anda dapat membuat robot yang sangat cerdas.

Keuntungan lainnya adalah Anda dapat memprogramnya dalam hampir semua bahasa. Salah satu yang paling populer untuk robotika di Python, yang kurang menakutkan daripada C untuk pemula dalam pengkodean.

Arduino, di sisi lain, sangat ideal untuk proyek robotika yang lebih sederhana. Selain biasanya berbiaya lebih rendah, ia menggunakan lebih sedikit daya, sehingga membutuhkan waktu lebih lama untuk menguras bank daya portabel atau paket baterai.

Meskipun biasanya diprogram dalam C menggunakan Arduino IDE di komputer, dimungkinkan untuk menggunakan IDE grafis yang disebut Xod untuk mengontrol robot Arduino.

Mikrokontroler lain juga cocok untuk robotika, termasuk Teensy, BeagleBone, mikro: bit, dan Raspberry Pi Pico.

2. Casis

Untuk robot beroda Anda, Anda memerlukan sasis untuk membentuk tubuhnya, menampung elektronik, dan memasang motor (menggunakan tanda kurung).

Ada banyak kit sasis tersedia, dalam berbagai ukuran dan bahan, biasanya untuk robot roda dua atau empat – terkadang roda enam. Sebagian besar adalah platform sederhana untuk memasang elektronik dan motor; pilihan yang lebih mahal mungkin termasuk sistem suspensi.

Atau, Anda dapat membuat sasis DIY sendiri, dari bahan seperti plastik, logam, kayu, bata Lego, atau bahkan karton. Pertimbangan penting adalah seberapa kasar robot yang Anda inginkan. Jika perlu menghadapi medan yang sulit, Anda akan menginginkan sasis yang lebih tahan lama.

3. Motor

Untuk membuat robot Anda bergerak, Anda memerlukan motor. Untuk robot beroda, ini akan menjadi motor DC standar yang – tidak seperti servos atau motor stepper – berputar bebas pada kecepatan tinggi.

Beberapa motor dilengkapi gearbox built-in untuk meningkatkan torsi dan mendorong beban yang lebih berat. Periksa rasio roda gigi (atau pengurangan kecepatan): semakin tinggi, semakin besar torsi dan turunkan kecepatan. Rasio yang lebih tinggi direkomendasikan untuk proyek pemula.

Jika Anda memerlukan pembacaan dan kontrol kecepatan motor yang akurat, ada juga opsi untuk menambahkan a encoder kecepatan magnetik atau optik ke setiap poros motor, yang akan mengembalikan data ke Anda mikrokontroler.

Setiap kecepatan motor biasanya dikendalikan oleh PWM (modulasi lebar pulsa), yang melibatkan pengiriman aliran pulsa on-off digital: semakin banyak pulsa dalam satu siklus, semakin cepat putarannya.

4. Pengemudi Motor

Anda tidak dapat menghubungkan motor DC langsung ke komputer papan tunggal atau papan mikrokontroler Anda, karena yang terakhir tidak akan dapat memasok daya yang cukup untuk motor dan Anda dapat merusak papan tersebut.

Sebagai gantinya, Anda memerlukan driver/papan pengontrol motor yang terhubung antara motor dan mikrokontroler Anda, dan juga ke sumber listrik. Papan driver berbiaya rendah sering kali didasarkan pada chip H-bridge saluran ganda L298N atau DRV8833. Jumlah saluran menentukan berapa banyak motor yang dapat dikontrol secara independen, sehingga Anda memerlukan lebih banyak saluran (dan driver) untuk 4WD atau 6WD.

Meskipun mungkin bagi seseorang yang memiliki pengetahuan elektronik untuk membuat driver motor H-bridge mereka sendiri, lebih mudah untuk membeli papan driver. Ada banyak HAT yang tersedia untuk dipasang di Raspberry Pi, dan yang berdedikasi Pelindung Motor untuk Arduino.

Faktor kunci ketika memilih driver motor adalah untuk memastikan dapat menangani tegangan yang dibutuhkan oleh motor, serta arus operasi terus menerus mereka. Jika Anda tidak dapat menemukan yang terakhir dalam spesifikasi motor, biasanya 20% hingga 25% lebih rendah dari arus mati. Arus maksimum pengemudi motor harus sekitar dua kali lipat arus kontinu motor.

5. roda

Secara alami, ini sangat penting untuk robot beroda! Robot beroda dua sederhana paling mudah untuk pemula, biasanya menampilkan kastor, roda, atau selip kecil yang tidak bertenaga di bagian depan untuk membantunya menjaga keseimbangan.

Robot beroda empat adalah langkah selanjutnya, memberikan stabilitas dan kontrol ekstra. Jika Anda menginginkan kontrol independen dari setiap motor/roda untuk 4WD sejati, Anda memerlukan dua chip driver motor saluran ganda di papan Anda. Atau, Anda dapat menggunakan satu driver untuk mengontrol dua motor di setiap saluran, asalkan memiliki kapasitas arus maksimum yang cukup untuk menangani semuanya.

Untuk medan off-road, Anda bahkan mungkin ingin naik hingga enam roda, tetapi Anda memerlukan sasis yang lebih panjang untuk mengakomodasinya. Anda dapat menambahkan trek ulat untuk pegangan ekstra, atau bahkan sistem rocker-bogie seperti yang ditampilkan pada penjelajah Mars Perseverance NASA.

Meskipun dimungkinkan untuk memiliki roda yang dapat dikendalikan menggunakan servo untuk memutarnya dan motornya, metode paling umum untuk mengemudikan robot adalah dengan menjalankan roda di satu sisi lebih cepat daripada yang lain.

Pilihan lain yang menarik adalah menggunakan roda Mecanum, yang roller khusus memungkinkan mereka untuk bergerak ke samping ketika keempat roda diputar dalam pola tertentu. Bagus untuk parkir paralel!

6. Kekuasaan

Membuat robot Anda ditambatkan ke stopkontak listrik akan sedikit membatasi, jadi Anda memerlukan sumber daya portabel. Ada dua metode utama:

1. Gunakan sumber daya terpisah untuk motor dan elektronik.
2. Gunakan sumber daya tunggal yang terhubung ke keduanya melalui BEC (sirkuit eliminator baterai). Papan driver motor Anda mungkin termasuk BEC.

Opsi mana pun yang Anda pilih, kemungkinan sumber daya termasuk bank daya USB, paket baterai (misalnya 4x AA), dan baterai LiPo. Pastikan Anda menyediakan voltase dan level arus yang benar. Banyak papan driver motor menawarkan perlindungan terhadap arus berlebih dan polaritas terbalik.

7. Sensor

Meskipun memungkinkan untuk memprogram robot Anda untuk bergerak dalam pola yang ditetapkan atau mengontrolnya secara manual dari perangkat jarak jauh, menambahkan sensor akan memungkinkannya untuk bertindak secara mandiri.

Sensor jarak ultrasonik, seperti HC-SR04, akan memungkinkan robot untuk merasakan dinding atau penghalang lain di depannya sehingga dapat mengambil tindakan mengelak.

Mendapatkan robot untuk mengikuti jalan di lantai adalah pilihan populer lainnya. Satu atau lebih sensor IR line-following yang dipasang di bagian depan memungkinkannya mendeteksi garis gelap di lantai dan mengarahkannya.

Anda bahkan dapat memberi robot Anda 'mata' dengan tambahan kamera kecil. Gambar dapat diinterpretasikan menggunakan perpustakaan visi komputer seperti OpenCV untuk mendeteksi objek atau bahkan wajah.

Bangun Robot Otonom Anda Sendiri: Sukses

Anda sekarang memiliki gambaran umum tentang cara membuat robot beroda Anda sendiri. Kami harap ini menginspirasi Anda untuk terjun pertama ke dunia robotika yang indah. Setelah Anda membuat robot pertama Anda, Anda mungkin ingin membuat jenis yang berbeda, seperti robot dengan kaki atau lengan robot.

Peramban Web Gelap Terbaik untuk Perangkat Anda

Ingin mengakses web gelap? Anda perlu menggunakan browser web gelap yang dapat membawa Anda ke sana dan melindungi privasi Anda juga.

Baca Selanjutnya

Tentang Penulis