Come costruire robot
Sei affascinato dalla robotica? Hai il desiderio di creare il tuo robot personalizzato, arricchendolo con delle funzionalità uniche? Se ti sei mai chiesto come costruire un robot, allora sei nel posto giusto! Costruire un robot è un'attività avvincente che offre non solo l'opportunità di mettere in pratica le proprie abilità tecniche ma anche di esplorare un mondo affascinante e in continua evoluzione, fatto di intelligenze artificiali, sensori e movimenti comandati.
Si tratta di una sfida appassionante ma complessa, consigliata solo a chi è disposto ad apprendere e a dedicare il giusto tempo al processo. In questo articolo, ti guiderò attraverso i primi passi necessari per iniziare il tuo viaggio nella costruzione di robot, aprendo così la porta a infinite possibilità di apprendimento e creatività. Che tu sia uno studente entusiasta, un appassionato del fai-da-te o semplicemente un curioso, dopo questa lettura avrai a disposizione dei validi strumenti per cimentarti nella tua opera.
Non preoccuparti se non hai esperienza in robotica o programmazione, perché questo articolo è progettato per essere un punto di partenza per i principianti, un'occasione per scoprire le basi fondamentali di questa disciplina e, soprattutto, per divertirsi. Scoprirai che costruire un robot non è solo una sfida emozionante, ma un modo eccellente per imparare nuove competenze e stimolare la tua creatività.
Indice
Come costruire robot fai da te
Hai sempre sognato di creare il tuo robot? O magari sei un appassionato di fai da te in cerca di un nuovo progetto stimolante? La costruzione di robot è un'attività appagante che unisce creatività e ingegneria. In questo capitolo, ti guiderò attraverso i passi fondamentali su come costruire robot fai da te.
Prima di immergerti nel mondo affascinante della costruzione di robot, preparati a scoprire i componenti chiave, gli strumenti necessari e alcune delle sfide che potresti affrontare lungo il percorso. La robotica fai da te è un viaggio appassionante e creativo che ti consentirà di esplorare le tue capacità di progettazione, ingegneria e risoluzione dei problemi. Quindi, mettiti comodo e preparati a iniziare il tuo viaggio nel mondo dei robot autocostruiti.
Introduzione alla robotica fai da te
La robotica è un campo affascinante che combina scienza e inventiva per creare macchine capaci di compiere azioni autonome e interagire con l'ambiente circostante. Il risultato di tale processo prende il nome di robot, una macchina programmabile in grado di eseguire una serie di compiti in modo autonomo o semiautonomo e che possono variare notevolmente in dimensioni e complessità.
Quando affronti il compito di costruire un robot fai da te, la prima decisione da prendere è decidere il tipo di robot che vuoi realizzare. Questa decisione è fondamentale e dovresti dedicare del tempo a valutare le opzioni disponibili (anche perché la costruzione di ciascun tipo di robot può richiedere conoscenze specializzate e competenze specifiche). I robot su ruote, ad esempio, sono una scelta comune per i principianti e vengono spesso utilizzati per scopi di movimento e esplorazione. Sono ideali se desideri che il tuo robot si sposti in modo indipendente, ma tieni presente che richiedono la progettazione di un telaio stabile, motori per il movimento e sensori per evitare ostacoli. In questa mia guida mi dedicherò principalmente a questo genere di macchine, più semplici da creare e da comandare.
Se il tuo interesse è concentrato sulla manipolazione di oggetti, potresti voler costruire un braccio robotico. Questi robot sono dotati di giunti e attuatori che consentono di controllare il movimento in modo preciso. Esistono poi i robot da competizione. Questa tipologia è molto comune per le cosiddette “battaglie tra robot”, in cui l'obiettivo è competere con altre creazioni e spingerle ad esempio fuori da un anello o ring.
La lista di robot è molto vasta, comprende robot sociali che hanno un elevato sviluppo della parte comunicativa e dell'intelligenza artificiale o, ancora, robot capaci di eseguire esplorazioni in spazi angusti. Ovviamente si tratta di costruzioni estremamente complesse e non replicabili in ambiente domestico. Subito dopo questa necessaria introduzione alla robotica fai da te, nelle righe che stai per leggere, troverai dei consigli universali e di massima che ti torneranno utili nella costruzione delle più diverse tipologie di robot. Farò riferimento in particolare a robot di tipo modulare, cioè progettati in modo che i vari moduli possano essere facilmente rimossi o sostituiti, consentendo una maggiore flessibilità nella progettazione e nell'utilizzo. e soprattutto realizzabili con attrezzature non professionali e con un po' di fai da te.
Materiali necessari
La costruzione di un robot fai da te richiede una buona pianificazione e una conoscenza dei materiali necessari per realizzare il tuo progetto. In questo capitolo, ti fornirò una disamina sulle componenti chiave di cui avrai bisogno per avviare il tuo robot. Preparati a scoprire e assemblare il cuore meccanico del tuo futuro compagno di avventure!
La prima importante componente è il telaio, lo “scheletro” del tuo robot, la struttura che tiene insieme tutti gli altri componenti. È fondamentale scegliere un telaio che sia adatto al tipo di robot che desideri costruire. Puoi trovare telaio in vari materiali, tra cui alluminio, plastica e legno. Per un'iniziazione alla robotica, potresti optare per kit di telaio pronti all'uso come il Elegoo UNO R3 Smart Robot Car Kit o il Makeblock mBot Robot Kit.
ELEGOO UNO Project Kit Robot per Auto Intelligente V4.0 con Modulo di ...
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I motori sono l'elemento propulsore del tuo robot. Ne esistono vari tipi, ma i motori più comunemente usati nei robot fai-da-te sono i motori elettrici a corrente continua (DC), spesso preferiti per la loro semplicità d'uso e sono ampiamente disponibili. Marche come Pololu, Adafruit e DFRobot offrono una vasta gamma di motori DC adatti a progetti robotici. Assicurati che i motori scelti siano compatibili con la tensione della tua batteria e siano abbastanza potenti per muovere il tuo robot in modo efficace. Vuoi una scelta maggiore? In Rete trovi un sacco di video dedicati, puoi dare un occhiata a questo qui per cominciare.
Adafruit DC Stepper Motor Hat for Raspberry Pi - Mini Kit
AdaFruit MotorShield v2.3 (Assembly Kit) – Motor/Stepper/Servo Shield ...
Una fonte di alimentazione affidabile è essenziale. Le batterie al nichel-cadmio (NiCd) e al nichel-metallo-idruro (NiMH) sono spesso utilizzate per applicazioni di robotica, ma le batterie al litio (LiPo) stanno diventando sempre più popolari grazie alla loro maggiore capacità e leggerezza. Assicurati di scegliere una batteria che fornisca la tensione necessaria per alimentare i tuoi motori e circuiti. Gecoty e Tenergy costituiscono una scelta affidabile e a buon mercato.
Gecoty® Pacco Batteria 4.8 v, Pacco Batteria Ni MH, Batterie Ricaricab...
Se desideri controllare il tuo robot da lontano, avrai bisogno di un trasmettitore e di un ricevitore. I sistemi radio a 2,4 GHz sono diffusi nella robotica fai da te grazie alla loro affidabilità e alla bassa interferenza. Brand come Flysky e Futaba offrono trasmettitori e ricevitori di alta qualità, adatti a diverse applicazioni.
GoolRC, ricevitore e trasmettitore ad alta precisioneR6-B, Flysky FS-T...
Questi sono solo alcuni dei componenti fondamentali necessari per costruire un robot fai da te. A seconda del tuo progetto e delle tue esigenze, potresti dover aggiungere sensori, microcontroller e altri componenti specializzati. Pianificare attentamente i materiali è un passo cruciale verso la realizzazione di un robot di successo, quindi prenditi tutto il tempo necessario per capire quali componenti si adattano meglio al tuo obiettivo.
Costruzione del robot
Ora che hai pianificato il tuo robot e hai tutti i materiali necessari a portata di mano, è il momento di passare alla fase di costruzione del robot. Questa è la parte più entusiasmante del processo, in cui vedrai il tuo robot prendere forma. Ecco come procedere.
In primo luogo ti ricordo che è necessaria un'adeguata progettazione. La progettazione è la base su cui costruire il tuo robot e garantirà che rispetti tutti i requisiti e le specifiche che hai stabilito. Un metodo efficace per progettare il tuo robot in modo dettagliato è utilizzare il software CAD (Computer-Aided Design). Questi programmi consentono di creare modelli tridimensionali del tuo robot, esaminarne il design da ogni angolazione e anticipare i potenziali problemi prima di iniziare la costruzione pratica. Ti spiego meglio come usarne uno in questa mia guida dedicata.
Dopo aver studiato la progettazione del tuo robot e acquistato i materiali necessari per la sua costruzione, comincia ora l'iter relativo alla sua concreta costruzione. Ecco dunque i passaggi di massima che dovrai seguire per costruire al meglio la maggior parte dei robot elementari. Nota come ogni passaggio sia dedicato a una specifica componente. In ogni caso ti consiglio di apprendere le basi della robotica e della costruzione di robot leggendo un libro introduttivo al settore o dando un occhiata a qualche tutorial su YouTube.
Costruisci il tuo robot. Progetta e realizza il tuo primo robot
Introduzione alla robotica
Robot Building For Dummies
- Assemblaggio del Telaio — inizia con la creazione del telaio del robot. Questa è la sua struttura portante, che può variare in forma e dimensioni in base al tuo design. Assicurati che il telaio sia robusto e che possa sostenere tutti i componenti del robot. Usa gli strumenti appropriati per assemblare il telaio, come viti, bulloni o morsetti. Hai dubbi su come effettuare operazioni sul telaio? Non preoccuparti, su YouTube puoi trovare un sacco di tutorial dedicati, te ne consiglio qui uno in italiano.
- Installazione dei Motori — i motori sono il cuore del tuo robot e sono responsabili del suo movimento. Assicurati di montare i motori in modo che siano ben fissati al telaio e posizionati correttamente per ottenere il movimento desiderato. Collega i motori al sistema di alimentazione seguendo uno schema elettrico accurato.
- Alimentazione del Robot — ora è il momento di installare la batteria o la fonte di alimentazione principale. Assicurati che la batteria sia fissata in modo sicuro e che i collegamenti siano saldi. La batteria dovrebbe essere facilmente accessibile per consentire una futura ricarica o sostituzione.
- Integrazione del Trasmettitore — il trasmettitore o telecomando è ciò che utilizzerai per controllare il tuo robot. Assicurati che sia compatibile con il ricevitore a bordo del robot. Questa è un'area in cui la precisione è fondamentale, poiché qualsiasi errore potrebbe influenzare il controllo del robot.
- Cablaggio e Connettori — collega tutti i componenti elettronici, come motori, sensori e circuiti, utilizzando cavi di buona qualità. I connettori dovrebbero essere solidi e assicurati in modo che non si sfili durante il movimento del robot.
- Programmazione (Se Necessario) — se il tuo robot richiede programmazione, carica il codice appropriato sul microcontrollore o la scheda di controllo. Questo passaggio è cruciale per definire il comportamento del tuo robot. Verifica che il codice sia privo di errori e compatibile con l'hardware. Trattandosi di una fase particolarmente complessa te ne parlo meglio nel prossimo capitolo. Ad ogni modo è bene arrivare preparati, ti consiglio dunque un'infarinatura generale sulla programmazione in C++ connessa alla robotica come illustrato in questo video.
- Test e Ottimizzazione — testa attentamente il tuo robot. Assicurati che si muova come previsto, che risponda correttamente ai comandi e che tutti i componenti funzionino senza intoppi. Qualora si presentino problemi, apporta le necessarie correzioni e ottimizzazioni.
- Finitura e Personalizzazione — una volta che il tuo robot funziona in modo soddisfacente, puoi dedicarti alla sua finitura. Aggiungi accessori, colori o dettagli che riflettano la personalità del tuo robot. Questa è l'occasione per renderlo unico e distintivo.
Ti ricordo che questo mio tutorial vuole essere solo una prima introduzione alla robotica per principianti. Non si finisce mai di imparare e, in questo settore in particolare, è la pratica a permettere di affinare la tecnica. Se sei interessato all'argomento e vuoi fare un salto di qualità ti consiglio di investire in qualche corso avanzato, ad esempio dando un'occhiata alla piattaforma Udemy, che contiene numerosi corsi, sia in italiano che in inglese, da seguire online (spesso a pagamento, ma non sempre). Quanto agli attestati, potrebbe interessarti conseguire un patentino un robotica come quello offerto da makerDOJO.
Programmazione del robot
Una parte fondamentale nella costruzione di un robot fai-da-te è la programmazione. La programmazione è ciò che consente al tuo robot di eseguire azioni specifiche, reagire all'ambiente circostante e interagire con il mondo. Esistono vari linguaggi di programmazione adatti a progetti di robotica, uno dei più accessibili per i principianti è il linguaggio Arduino. L'ambiente di sviluppo Arduino offre un'ampia gamma di risorse, ed è noto per la sua semplicità e flessibilità. La programmazione in Arduino si basa su una variante semplificata di C/C ++.
Arduino Starter Kit Ufficiale per principianti K010007 [manuale in lin...
Il codice definisce esattamente come il tuo robot dovrà comportarsi. Ad esempio, puoi specificare come i motori devono muoversi in risposta a input del trasmettitore, oppure come i sensori dovrebbero rilevare ostacoli e reagire. Puoi controllare ogni aspetto del tuo robot attraverso il codice: motori, sensori, luci e altro. È come insegnare al tuo robot come interagire con il mondo circostante.Trattandosi di una materia piuttosto complessa ti consiglio di approfondire con la lettura di un manuale dedicato all'argomento.
Costruire un robot con Arduino
Man mano che acquisisci esperienza, potrai creare sequenze di azioni complesse e far sì che il tuo robot affronti sfide sempre più impegnative. Inoltre, potrai ampliare il tuo repertorio di linguaggi di programmazione, esplorando altre opzioni come Python, adatto all'uso con schede come il Raspberry Pi, o addirittura affacciandoti a piattaforme più avanzate come ROS (Robot Operating System).
STUUC Raspberry Pi 4 Modello B Kit da 4GB con 32GB Class10, Raspberry ...
Se vuoi cimentarti nella programmazione di Raspberry Pi, ecco un video ben fatto che può esserti di supporto. Ti consiglio in ogni caso di leggere di più sull'argomento, cominciando da questa mia guida su come programmare.
Programmazione in C++
In conclusione, la programmazione è un elemento avanzato ma spesso essenziale nella costruzione di robot fai-da-te. È il cuore pulsante che dà vita al tuo robot, permettendogli di esplorare, interagire e apprendere. Con la pratica costante e la passione, potrai raggiungere traguardi sorprendenti nell'arte della robotica fai-da-te.
Come fare robot in casa
La costruzione di un robot in casa è un'attività affascinante e accessibile che può coinvolgere tutta la famiglia. Se hai una buona dose di creatività e alcuni materiali di base, puoi iniziare a esplorare il mondo della robotica. Ecco dunque qualche dritta su come fare robot in casa, ti avverto però che non potrai aspettarti alcun risultato professionale, si tratta infatti di giocattoli un po' più evoluti o spesso soltanto di esperimenti per divertirsi un po' e poco altro!
Immagina di avere una scatola di LEGO, i famosi mattoncini colorati, icona del gioco e dell'apprendimento per generazioni. Ora, immagina di poterli utilizzare non solo per costruire castelli e veicoli fantastici, ma anche per costruire un robot. Questo è il punto di partenza di come fare un robot LEGO. Avrai bisogno ovviamente di alcuni materiali chiave: un kit di mattoncini LEGO, un microcontrollore programmabile (come una scheda Arduino), motori e sensori. Questi componenti consentiranno al tuo robot di muoversi e di rispondere all'ambiente circostante.
LEGO Classic Scatola Mattoncini Creativi Grande, Set per Costruire Mac...
Puoi liberamente esplorare forme e dimensioni diverse in base alle tue preferenze. I motori e i sensori devono essere quindi montati in posizioni strategiche, permettendo al robot di muoversi e reagire a ciò che lo circonda. Un microcontrollore, come la scheda Arduino, funge da “cervello” del robot. Devi scrivere un codice specifico per il microcontrollore. Questo codice dirà al robot come comportarsi, come muoversi e come rispondere agli input dei sensori. Ad esempio, potresti programmare il tuo robot per seguire una linea tracciata sul pavimento o per evitare ostacoli.
Se vuoi qualcosa di più semplice e creativo, o se sei un amante delle sfide impossibili, puoi considerare di cimentarti nell'impresa di come fare un robot di carta! Per questo, avrai bisogno di materiali ancora più comuni: cartoncino o carta spessa, forbici, una matita, una moneta (per fare le ruote) e una molletta da bucato. Il disegno è il primo passo. Puoi disegnare il tuo robot su un pezzo di cartoncino, tenendo presente come intendi farlo muovere. Successivamente, ritaglia le parti del robot, piegando alcune sezioni per creare le articolazioni. Utilizza la moneta per creare delle piccole ruote e incollale alle gambe del robot.
A differenza del robot precedente, il robot di carta non è automatizzato. Sarai tu a muoverlo con le mani, ma la manualità è parte del divertimento. In alternativa sostituisci le ruote a moneta con dei rotori e sperimenta movimenti e azioni automatizzate. Ricorda, usa la tua creatività per inventare sempre nuove storie e giochi! Se esaurisci le idee dai pure un'occhiata al libro che ti consiglio qui in basso; è ricco di spunti e di progetti alla portata dei più piccoli!
Robot. Creazioni mobili in carta. Stacca, costruisci, gioca. Ediz. a c...
Entrambi questi metodi offrono una base eccellente per iniziare a esplorare il mondo della robotica. Puoi costruire e sperimentare con materiali familiari, imparare sulla progettazione, l'ingegneria e la programmazione, e soprattutto, divertirti nel farlo. Con il tempo, se vuoi andare oltre, potresti voler esplorare progetti più complessi, aggiungendo schede e motori per un livello superiore di automazione e programmazione.
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Autore
Salvatore Aranzulla
Salvatore Aranzulla è il blogger e divulgatore informatico più letto in Italia. Noto per aver scoperto delle vulnerabilità nei siti di Google e Microsoft. Collabora con riviste di informatica e cura la rubrica tecnologica del quotidiano Il Messaggero. È il fondatore di Aranzulla.it, uno dei trenta siti più visitati d'Italia, nel quale risponde con semplicità a migliaia di dubbi di tipo informatico. Ha pubblicato per Mondadori e Mondadori Informatica.
