Comment puis-je faire un robot?
Il existe de nombreux types de robots, mais chacun utilise les mêmes éléments fondamentaux. Les quatre éléments de base de chaque robot sont la mécanique, l’électronique et la programmation. Les constructeurs doivent déterminer l'objectif d'un projet robotique et combiner des composants de ces quatre catégories afin de compléter l'assemblage.
Les constructeurs débutants n'ont généralement pas besoin de kits complexes ni de grosses sommes d'argent pour fabriquer un robot, car un simple projet robotique autonome peut être réalisé à moindre coût. Les nouveaux amateurs devraient choisir un objectif pour le robot qui ne soit pas trop ambitieux ou avancé. De nombreux robots simples sont conçus pour se déplacer dans une pièce et éviter les objets, tandis que d'autres sont programmés pour rechercher la lumière du soleil et éviter l'obscurité. Un objectif simple permet aux amateurs de rester concentrés sur un objectif global du projet robotique.
La mécanique d'un robot doit être construite avec un objectif global spécifique. Un cadre robotique est nécessaire et doit être suffisamment grand et solide pour supporter les composants critiques du robot, mais aussi léger que possible. Les roues doivent être sélectionnées en fonction de la surface prévue. Un robot qui sera utilisé à l'extérieur devrait avoir de grandes roues avec des bandes de roulement, tandis que les roues pour les robots d'intérieur peuvent généralement être plus petites et plus légères.
Les constructeurs doivent également choisir un système de roue simple à contrôler. Un robot à deux roues, par exemple, est beaucoup plus facile à construire et à contrôler qu'un projet à quatre roues. Les robots à deux roues ne nécessitent pas de mécanisme de direction, mais peuvent être contrôlés en arrêtant ou en inversant l'une des roues. Simple est souvent préférable pour les nouvelles conceptions robotiques.
L'éventail nécessaire de composants électroniques peut sembler intimidant et compliqué pour les amateurs qui travaillent à la fabrication d'un robot. Comme pour le matériel, les composants électroniques des robots n’ont pas besoin d’être trop complexes et la simplicité est souvent un avantage. Les composants électroniques minimum requis pour un projet robotique incluent des moteurs, des batteries, des capteurs et un micro-contrôleur.
Les moteurs de robots sont presque toujours du type à courant continu (DC). Ceux-ci doivent être reliés directement aux roues ou aux arbres d’entraînement à l’aide d’engrenages. Les robots à deux roues ont souvent aussi deux moteurs, un moteur étant placé de chaque côté du châssis. L'engagement des deux moteurs entraîne le robot vers l'avant, tandis que l'arrêt du moteur gauche ou droit force le robot à tourner dans cette direction.
Les piles sont généralement utilisées pour alimenter les composants électroniques. Les constructeurs qui fabriquent un robot doivent choisir des batteries légères tout en offrant une puissance suffisante. Les piles rechargeables sont souvent recommandées. Les piles alcalines courantes, telles que celles que l'on trouve dans les lampes de poche, sont souvent trop lourdes et coûteuses à remplacer en permanence.
La plupart des robots nécessitent un micro-contrôleur. Cet appareil est un simple ordinateur qui fait office de cerveau de robot. Les micro-contrôleurs contiennent de la programmation ou un ensemble d'instructions. La plupart des programmes de micro-contrôleurs peuvent être facilement mis à jour à l'aide d'un ordinateur.
Des capteurs sont généralement nécessaires pour permettre l'interaction d'un robot avec l'environnement. Ils sont généralement liés directement au micro-contrôleur. Les constructeurs qui fabriquent un robot doivent sélectionner des capteurs qui répondent aux objectifs spécifiques du projet. Un robot à la recherche de lumière solaire, par exemple, peut avoir besoin d'un photodétecteur pour détecter les niveaux de lumière. Les projets robotiques plus complexes utilisent souvent des capteurs à ultrasons et infrarouges pour déterminer les distances entre les objets et éviter les collisions avec des obstacles.