Hardware

Hardware voor het maken van robots: elektronische componenten, solderen, lasercutten, 3D-printen en meer

Naast allerlei roboticakennis heb je ook gereedschap en materiaal nodig om een robot te maken. Goede spullen kunnen de ontwikkeling een stuk vereenvoudigen. Hierbij enkele suggesties die in de industrie gebruikt worden. Deze pagina behandelt hardware, zie hier voor software.

Elektronicamateriaal #

Nuttig om beschikbaar te hebben:

  • breadboard
  • assortiment jump wires met solid tips (male-male, male-female en female-female)
  • perfboard of stripboard
  • 5V en 3V3 spanningsregelaars (bijvoorbeeld de 7805 en LD1117V33 IC’s)
  • male en female pin headers met pitch 0.1”
  • 1N4001 diodes
  • NPN en PNP transistors (BC547…BC550 en BC557…BC560)
  • L298N dubbele H-brug (motordriver) IC
  • assortiment weerstanden 1/8 W
  • assortiment LEDs
  • drukknoppen
  • potentiometer 10 kOhm
  • DC jacks (male voor aan draad, female voor op PCB)
  • paar meter servodraad (zoals gebruikt in de modelbouw)
  • assortiment krimpkous (meerdere kleine maten, bij voorkeur transparante)
  • fijne knip- en knijptangen, bijvoorbeeld deze en deze

Mechanisch materiaal #

Handig om binnen bereik te hebben:

  • Boutjes en moertjes M3
  • Standoffs M3
  • Staalboor 3 mm
  • Kleine metaalzaag
  • Epoxy tweecomponentenlijm, bij voorkeur in twee hersluitbare potten
  • Lijmklemmen

Solderen #

Er zijn twee soorten soldeer, met en zonder lood. Deze zonder lood heeft een wat hogere smelttemperatuur. Een soldeerbout met een niet-instelbare temperatuur is dus maar voor één van de twee goed geschikt. Veel hobbyisten solderen met loodsoldeer omdat dit makkelijker werkt. Soldeerdampen moeten sowieso niet ingeademd worden, gebruik een afzuiger of blazer.

Soldeerbouten zijn alom verkrijgbaar bij elektronicazaken evenals gespecialiseerde aanbieders zoals Eleshop. Voor de meeste projecten volstaat een niet-instelbare temperatuur bout van een 30 à 40 euro.

Naast de bout zijn nuttig (soms inbegrepen in de set):

  • paar reserve tippen
  • spons (speciale spons, kan tegen hoge temperaturen tip)
  • metaalwol (speciale wol, om punt schoon te maken)
  • staander
  • afzuiger of blazer (bv. PC ventilator)
  • derde hand

Ter bescherming van de (werk)tafel tegen krassen en brandplekken kan een houten plaat gebruikt worden.

Lasercutten #

Lasercutters zijn ideaal om in enkele minuten met zeer hoge nauwkeurigheid (< 0.1 mm) plaatmateriaal te snijden. Populaire materialen voor hobbytoepassingen zijn MDF en plexiglas (let op: gekleurd plexiglas varieert soms in dikte). Mits een goed ontwerp kun je op goedkope wijze lichte, stijve, accurate en vrij grote constructies verwezenlijken. Zelf een lasercutmachine aanschaffen is vrij kostelijk (> 2000 euro), maar deze machines worden hier en daar opengesteld voor particulier gebruik. Het ontwerp wordt typisch via 3D CAD-software uitgevoerd, maar kan ook met een vectortekenprogramma (zoals Inkscape) getekend worden.

Lasercuttermachine
Lasercutter
Robotbenen gemaakt met gelasercut plexiglas
Robotbenen gemaakt met gelasercut plexiglas

3D-printen #

3D-printers bieden de mogelijkheid om verder te gaan dan platte stukken maar brengen ook enkele nadelen met zich mee. Er zijn ontwerpbeperkingen omwille van overhang. Daarnaast zijn de resulterende stukken redelijk sterk behalve loodrecht op de printlagen (de verbinding tussen printlagen is vrij zwak). Ook is de printprecisie vrij beperkt, zeker als de printer onvoldoende gekalibreerd is. Tenslotte is 3D-printen een vrij traag proces dat makkelijk een paar uur per stuk in beslag neemt. Het printontwerp wordt typisch met CAD-software uitgevoerd.

FDM 3D-printertoestel
FDM 3D-printer
Robotbenen gemaakt met gelasercut plexiglas
Stukken geprint met FDM 3D-printer

Er bestaan meerdere 3D-print technologieën. De goedkoopste en onder hobbyisten de populairste is FDM (Fused Deposition Modeling). Hierbij wordt het materiaal (vaak PLA, ABS of nylon) aangevoerd als een draad en vervolgens door het bewegende printerhoofd gesmolten op het werkstuk.

De initiële kost van een printer is met een paar honderd euro haalbaar voor de enthousiasteling en wil je veel printen is dit een goede keuze. Is het echter voor slechts een paar stukken, dan is het financieel vaak interessanter om (tegen vergoeding) de printer van iemand anders te gebruiken.

Makerspaces / hackerspaces / FabLabs / openbare werkplaatsen #

Materiaal (3D-printers, lasercutters, soldeergerief) kun je vinden in makerspaces en gelijkaardige initiatieven. De kostprijs is vaak zeer schappelijk. Op fabzero.eu en in de MakeInBe makerlijstjes vind je lijsten van zulke plaatsen in Vlaanderen. Daarnaast is er een lijst op fablabs.io, maar deze is wat verouderd. Neem bij twijfel of ze open zijn even contact op met het lab.