C’est un emoji animatronique abordable et facile à construire conçu pour être assis sur votre bureau !

Desktop Pal assemblé

Desktop Pal assemblé

Tous les robots ne courent pas sur le sol, ne volent pas dans le ciel, ni ne ratissent la pelouse avec des lames tranchantes. Certains aiment rester immobiles, divertir les visiteurs et réaliser des tours adorables pour leurs fabricants.

C’est l’idée à la base de Deskbot Pal, un robot stationnaire – il reste dans un seul endroit – et abordable, qui est super simple à construire. Desktop Pal est conçu pour être personnalisé. Décorez votre Pal en utilisant votre style et votre goût artistique.

Qu’est-ce que Desktop Pal ?

Desktop Pal est essentiellement une boîte comportant une paire de petits servomoteurs collés sur le dessus. Les servomoteurs sont orientés dans un mécanisme panoramique et inclinaison simple qui fait tourner une « tête » constituée d’une balle en mousse. Le « cerveau dans la boîte » est un microcontrôleur Arduino auquel sont reliés une multitude de capteurs et d’autres accessoires permettant de créer un robot entièrement réactif.

Desktop Pal diffère de beaucoup d’autres projets de construction de robot, car il ne nécessite pas d’outil de construction spécial ni de soudure ! Bien sûr, vous pouvez souder des éléments si vous le voulez, mais le projet est conçu de telle sorte que vous n’ayez pas à utiliser de fer à souder. C’est pourquoi il constitue le projet parfait pour les jeunes constructeurs, ou pour ceux qui se trouvent dans un milieu scolaire où les fers à souder ne sont pas autorisés.

Ce que vous apprendrez

Dans cette nouvelle série de blogs, je vais vous montrer comment construire votre propre Desktop Pal. Cet article vous informera des matériaux dont vous avez besoin et vous montrera comment assembler votre robot à l’aide uniquement d’un pistolet à colle thermofusible et d’un couteau de bricolage.

Dans les prochains articles, je vous montrerai comment connecter différents capteurs pour permettre à votre Pal de réagir à son environnement. Votre Pal remarque lorsque quelqu’un entre dans la pièce, se trouve en face de lui, fait un signe de la main, ou même parle ! Et en retour, Desktop Pal sonne, bipe, émet des sons enjoués et joyeux, clignote et joue votre musique préférée.

Alors, commençons !

Liste des pièces élémentaires

Principaux composants de Desktop Pal

Principaux composants de Desktop Pal

Desktop Pal ne nécessite pas beaucoup de pièces. Ajoutez à cela un petit nombre d’autres bricoles, dont certaines se trouvent déjà chez vous.

Conseil : Vous pouvez obtenir toutes les pièces électroniques ici sur RobotShop. Vous pouvez vous procurer le boîtier, la balle en mousse et les décorations dans le magasin d’artisanat ou de bricolage de votre quartier.

  • Le Microcontrôleur Itead Leonardo, une carte compatible à 100 % avec Arduino et équipée de connexions servomoteur/capteur. Cette carte formidable permet de connecter très facilement des servomoteurs et des capteurs à votre Arduino, sans avoir à utiliser de blindage moteur séparé.
  • Deux micro servomoteurs de 9 grammes. J’utilise les moteurs moteurs RB-Fit-03 parce que leurs fils sont suffisamment longs, ce qui fait que je n’ai pas besoin d’utiliser d’extensions de servomoteurs séparées.
  • Deux Modules Sonar HC-SR04. Ces capteurs permettent au Desktop Pal de voir les objets en face de lui. (Le projet utilise deux capteurs, bien qu’un seul soit installé pour l’instant. Vous ajouterez le second plus tard.)
  • Un Capteur de Collision (Gauche), qui est un commutateur à lames à ressort utilisé pour l’interaction de base avec le Desktop Pal. Par exemple, si vous appuyez sur le commutateur lorsque votre Pal est éveillé, il se mettra en veille et cessera de jacasser. Si vous appuyez à nouveau sur le commutateur, votre Pal se réveillera.
  • Un Transformateur Mural 7,5 VCC 1 A. Comme le Desktop Pal est un robot stationnaire, vous pouvez utiliser un transformateur pratique plutôt qu’un ensemble de batteries pour l’alimenter en électricité.
  • Un Ensemble Premium de 20 Fils Cavaliers 6  » F/F. Ce sont des fils cavaliers sur lesquels des connecteurs femelles-femelles sont sertis. Vous en utiliserez seulement quatre pour ce projet ; il vous en restera donc pour le prochain…
  • Un boîtier. Pour mon prototype, j’ai utilisé une boîte en papier mâché de 7 ” x 7 ” x 4 ” / 17,78 cm x 17,78 cm x 10,16 cm, que j’ai achetée au magasin d’artisanat Michael’s local. Si vous ne trouvez pas exactement ce type, vous pouvez utiliser une autre boîte de même taille.
  • Une balle en mousse de faible densité (douce) de 4  » / 10,16 cm. La balle servira de tête à votre Pal. Elle doit être de faible masse pour minimiser le poids de Pal. Vous devrez y épingler des éléments, alors n’achetez pas de balle gonflable à l’air. Si vous ne trouvez pas exactement le genre de balle que j’ai utilisée, vous pouvez choisir à la place une balle de styromousse blanche utilisée pour les décorations florales et artisanales.
  • Un boulon à tête hexagonale de 2  » de long par 1/4 « -20 (5 cm par 0,63 cm) (achetez-le dans votre magasin de matériel local). Le boulon sert de tige reliant la tête de votre Pal à son corps de servomoteur.
  • Divers éléments de décoration pour personnaliser votre Pal. J’en trouvé en quantité au magasin « tout à un Euro » local, et dans d’autres boutiques à proximité.

Les outils et fournitures dont vous avez besoin :

  • Un pistolet à colle thermofusible, à basse ou haute température.
  • Un petit tournevis Philips (PH00) cruciforme.
  • Des carrés de ruban adhésif mousse double face de 1  » x 1  » (25,4 mm x 25,4 mm).
  • Un couteau de bricolage (attention : il est tranchant).
  • Une règle, pour mesurer.

Préparation du boîtier

Les principaux composants électroniques utilisés pour fabriquer le DeskBot Pal, y compris la carte Itead Leonardo, se placent à l’intérieur du boîtier. Nous devons donc percer quelques trous dans la boîte pour les fils et les différents capteurs.

Perçage de trous pour le capteur à ultrasons

Perçage de trous pour le capteur à ultrasons

1. Percez deux grands trous pour le capteur à ultrasons en haut à droite du devant de la boîte. Utilisez votre capteur à ultrasons comme modèle pour l’espacement et la taille des trous. Pour mon prototype, j’ai percé (soigneusement) les trous en perforant le papier mâché avec le couteau de bricolage, puis je les ai agrandis en faisant tourner la lame. Vous pouvez couvrir la rugosité des trous avec une décoration ou une lunette en plastique, comme indiqué plus loin dans cet article.

2. Percez un trou de 3/8  » (9,52 mm) de diamètre sur le dessus de la boîte pour faire passer les fils des servomoteurs. Percez ce trou à quelques pouces (cm) de l’arrière de la boîte.

3. Percez un autre trou d’un diamètre de 3/8  » (9,52 mm) dans la partie arrière de la boîte, pour faire passer le câble d’alimentation du transformateur mural.

Perçage d'un trou pour le cordon d'alimentation

Perçage d’un trou pour le cordon d’alimentation

4. Et percez un dernier trou de 3/8  » (9,52 mm) de diamètre sur le côté droit de la boîte, à mi-distance entre l’avant et l’arrière. Ce trou est pour le commutateur.

À ce stade, vous pouvez peindre votre boîtier, ou le décorer avec du papier de contact ou tout autre revêtement.

Préparation des servomoteurs panoramique et d’inclinaison

Deux servomoteurs animent la tête de DeskBot Pal, en la faisant bouger en va-et-vient et tourner d’un côté à l’autre. Vous avez besoin d’un pistolet à colle thermofusible pour ces étapes. Vous pouvez utiliser un pistolet à basse ou à haute température, mais rappelez-vous que la colle qui coule d’un pistolet à haute température est particulièrement chaude. Ces deux types de pistolets à colle peuvent vous brûler, mais la colle fondue d’un pistolet à haute température peut provoquer des brûlures graves.

En montant deux servomoteurs à 90 degrés l’un de l’autre, l’un joue le rôle de moteur d’inclinaison, et l’autre sert de moteur panoramique.

Montage d'un avertisseur sonore sur le servomoteur panoramique

Montage d’un avertisseur sonore sur le servomoteur panoramique

1. Collez un avertisseur sonore demi-bras sur le côté d’un servomoteur (l’avertisseur sonore est livré avec le servomoteur). Le servomoteur sur lequel vous le collez est le servomoteur d’inclinaison. Veillez à ce qu’il n’y ait pas de colle dans la partie cannelée de l’avertisseur sonore qui est attachée à l’arbre du servomoteur. .

Montage de l'avertisseur sonore sur le boulon

Montage de l’avertisseur sonore sur le boulon

2. Collez un autre avertisseur sonore demi-bras sur la partie supérieure d’un boulon à tête hexagonale de 2  » x 1/4 « -20 (5 cm x 0,63 cm). Comme auparavant, assurez-vous qu’il n’y a pas de colle dans la partie cannelée.

Le boulon est inséré dans la balle en mousse

Le boulon est inséré dans la balle en mousse

3. Utilisez le boulon pour percer un trou dans la balle. Assurez-vous que le trou est droit.

Remarque : Si vous utilisez une balle de styromousse à haute densité, essayez de percer le trou en vissant le boulon, plutôt qu’en poussant simplement le boulon à l’intérieur de la balle. Sinon, le boulon peut briser la mousse et créer un grand trou (inutile !).

Servomoteurs panoramique/inclinaison assemblés

Servomoteur panoramique/inclinaison assemblé

4. Attachez temporairement un avertisseur sonore de rechange aux servomoteurs panoramique et d’inclinaison, et utilisez-le pour faire tourner le servomoteur lentement jusqu’à son point milieu de rotation approximatif. Pour cela, faites-le tourner (lentement) complètement dans un sens, puis dans l’autre. Replacez le servomoteur environ à mi-distance des deux. Retirez les avertisseurs sonores lorsque vous avez terminé.

5. À l’aide de la vis livrée avec votre servomoteur et du petit tournevis cruciforme, attachez le moteur d’inclinaison à l’avertisseur sonore que vous avez collé sur le côté du moteur panoramique.

6. En utilisant à nouveau la vis livrée avec votre servomoteur, attachez l’avertisseur sonore, avec le boulon collé sur celui-ci, sur la partie supérieure du moteur panoramique.

Servomoteurs panoramique/inclinaison collés à l'enceinte

Servomoteurs panoramique/inclinaison collés au boîtier

7. Appliquez la colle généreusement sur la face inférieure du moteur d’inclinaison, et montez l’ensemble du mécanisme panoramique/inclinaison de telle sorte que le boulon se trouve approximativement au centre gauche/droite de la boîte. Sur mon prototype, j’ai placé les servomoteurs à quelques pouces (centimètres) de l’avant de la boîte, de sorte que lorsqu’il est décoré, mon Desktop Pal semble assis à l’avant de sa boîte.

Conseil : Rappelez-vous de coller les servomoteurs de telle sorte que le moteur d’inclinaison se trouve au centre de la boîte. Ne collez pas le moteur d’inclinaison au centre, sinon votre Pal sera assis sur la boîte de guingois !

Câblage des servomoteurs panoramique et d’inclinaison

Les servomoteurs étant montés sur le boîtier :

1. Faites passer les fils des deux servomoteurs dans la boîte à travers le trou que vous avez percé sur le dessus.

2. Appliquez un carré de ruban adhésif mousse double face de 1  » sur 1  » (25,4 mm sur 25,4 mm) sur la face inférieure de la carte Itead Leonardo et utilisez-le pour coller la carte approximativement au centre de la boîte. Placez la longue barrette de connecteurs à 3 broches près du trou situé sur le dessus de la boîte. Assurez-vous, bien sûr, de ne pas couvrir les trous.

Branchement électrique pour les servomoteurs

Câblage des servomoteurs panoramique et d’inclinaison

3. Connectez le fil du servomoteur panoramique à la carte Itead Leonardo comme indiqué sur le schéma. Attachez les fils du servomoteur panoramique au connecteur à trois broches de la Broche 8.

4. Répétez ceci pour le servomoteur d’inclinaison, qui se raccorde au connecteur à trois broches de la Broche 9.

Conseil : Un code couleur est utilisé pour différencier les fils des servomoteurs. Le fil marron (ou noir sur certains servomoteurs) se raccorde sur la broche « G » du connecteur à 3 broches. G signifie ground/terre.

Montage et câblage du capteur à ultrasons

Comme pour les servomoteurs, vous utiliserez un pistolet à colle thermofusible pour monter le capteur à ultrasons dans le boîtier. Pour cette première version du DeskBot Pal, vous câblerez un seul capteur à ultrasons ; dans une prochaine séance, vous en ajouterez un second, pour doter votre Pal d’une vision stéréo.

Branchement électrique du capteur à ultrasons

Montage et câblage du capteur à ultrasons

1. Utilisez quatre fils cavaliers femelle-femelle de 6  » (15,24 cm) pour connecter l’un des capteurs à ultrasons à la carte Itead Leonardo, comme indiqué dans le schéma de câblage. Assurez-vous d’utiliser les connecteurs à 3 broches des Broches 5 et 6..

Attention : Assurez-vous de ne pas croiser les connexions au capteur. En particulièrement, assurez-vous de ne pas confondre les broches G et V du connecteur à 3 broches, sinon vous pourriez endommager le capteur et peut-être même votre carte Itead Leonardo ! Le G (pour ground/terre) et V (V+) sont les connexions électriques, et si vous les confondez, vous risquez de rencontrer des problèmes.

2. Placez le capteur à ultrasons à l’intérieur du boîtier de telle sorte que ses émetteurs-récepteurs pointent à travers les trous que vous avez préalablement percés. Le connecteur à 4 broches du capteur doit pointer vers le bas pour faciliter l’accès au câblage.

3. Appliquez une très petite goutte de colle thermofusible sur l’un ou les deux côtés du capteur pour le maintenir en place.

4. Vous pouvez couvrir les trous de montage utilisés pour le capteur à ultrasons à l’aide d’une lunette ou d’un autre élément décoratif. Pour mon prototype, j’ai conçu la lunette moi-même, mais RobotShop offre une version acrylique découpée au laser pratique.

Ajout d'une lunette pour le capteur à ultrasons

Lunette pour le capteur à ultrasons

Montage et câblage du commutateur de côté

Un commutateur monté sur le côté du Desktop Pal sert à définir le mode. Je vous détaillerai son utilisation complète dans un futur article de blog. Pour l’instant, nous allons seulement l’installer !

1. Faites passer le fil du commutateur du Capteur de Collusion à travers le trou que vous avez percé sur le côté du boîtier.

2. Découpez un morceau de ruban adhésif en mousse double face de 1/2  » sur 1/2  » (12,7 mm sur 12,7 mm), et appliquez l’un des côtés sur la partie inférieure plane du commutateur.

3. Utilisez le ruban adhésif pour fixer le commutateur sur le côté de la boîte. Le rouleau du commutateur doit être monté de telle sorte qu’il sorte légèrement de l’avant de la boîte.

Commutateur de connexion électrique

Connexion électrique du commutateur

4. Branchez le commutateur du Capteur de Collusion de la carte Itead Leonardo comme indiqué dans le schéma de câblage. Le commutateur se connecte au connecteur à 3 broches de la Broche 2.

Conseil : Des fils de couleur codés sont utilisés pour le commutateur. Le fil noir doit être raccordé à la broche G (ou ground/terre) du connecteur à 3 broches.

Insertion du fil du transformateur

Votre Desktop Pal doit être alimenté en électricité et celle-ci provient d’un petit transformateur mural de 7,5 V.

1. Insérez l’extrémité du canon du transformateur à travers le trou que vous avez préalablement percé à l’arrière de la boîte.

2. Branchez le canon dans la prise d’alimentation sur le côté de la carte Itead Leonardo.

3. Pour vous assurer qu’il ait suffisamment de mou, appliquez de la colle thermofusible sur le fil avant de l’insérer à l’arrière de la boîte.

Attention   Ne branchez pas encore le transformateur.

Vérification du câblage

Avant de poursuivre, vérifiez à ce stade que tous les composants sont connectés aux éléments appropriés.

Vérification du câblage intérieur

Câblage interne

Vérifiez :

  • Les raccords des servomoteurs panoramique et d’inclinaison
  • Le raccord du capteur à ultrasons
  • Le raccord du commutateur du Capteur de Collusion
  • Le transformateur

Conseil : C’est maintenant un bon moment pour insérer un câble de programmation dans la carte Itead Leonardo. Étant donné que ces câbles sont assez bon marché, vous pouvez le laisser connecté à la carte. Lorsque vous n’utilisez pas le câble, enroulez-le et placez-le dans la boîte.

Décoration et installation de la Balle Tête

Desktop Pal est décoré avec des éléments de votre choix ; cette partie est donc entièrement libre à vous. Pour mon prototype, j’ai d’abord coupé les jambes d’un animal en peluche et je les ai épinglées – à l’aide d’épingles de sûreté – à la face inférieure de la balle en mousse.

Utilisez de vieux jouets pour la décoration

Utilisez de vieux jouets pour la décoration

Ensuite, j’ai trouvé des jouets divers dans le magasin « tout à un Euro », notamment des moustaches en tissu et une paire de lunettes d’eau pour enfants bon marché, que j’ai utilisés pour « habiller » la balle et donner un visage amical à mon Pal.

Tête du Desktop Pal, prête à fonctionner

Tête de Desktop Pal

Une fois que vous avez décoré la tête, vous pouvez la faire glisser (en utilisant le trou que vous avez préalablement percé dans la tête) sur le boulon de 1/4 « -20 (6,35 mm).

Prochainement…

Lors de la prochaine séance, vous apprendrez à calibrer et à tester les servomoteurs, le capteur à ultrasons et le commutateur, et à programmer votre Desktop Pal pour qu’il puisse effectuer des fonctions rudimentaires.

Comme ce sera peut-être la première fois que vous utiliserez un microcontrôleur Arduino, je vous expliquerai en détail comment tout installer, afin que vous puissiez commencer à l’utiliser pour programmer. L’Itead Leonardo est une carte compatible à 100 % avec Arduino, mais sa configuration est un peu différente de l’Arduino typique.