Il existe de nombreux types de robots différents, mais chacun utilise les mêmes éléments fondamentaux. Les quatre parties de base de chaque robot sont la mécanique, l’électronique et la programmation. Les constructeurs doivent déterminer le but d’un projet robotique et combiner les composants de ces quatre catégories afin de terminer l’assemblage.
Les constructeurs débutants n’ont généralement pas besoin de kits complexes ou de grosses sommes d’argent pour fabriquer un robot, car un simple projet robotique autonome peut être réalisé à peu de frais. 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 pour le projet robotique.
La mécanique d’un robot doit être construite avec un objectif global spécifique à l’esprit. Un cadre robotique est nécessaire et doit être suffisamment grand et solide pour supporter les composants critiques du robot, mais aussi aussi léger que possible. Les roues doivent être sélectionnées en fonction de la surface prévue. Un robot qui sera utilisé à l’extérieur doit avoir de grandes roues avec des bandes de roulement, tandis que les roues des robots d’intérieur peuvent généralement être plus petites et plus légères.
Les constructeurs doivent également choisir un système de roues simple à contrôler. Un robot avec seulement 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 mécanismes de direction, mais peuvent être contrôlés en arrêtant ou en inversant l’une des roues. La simplicité est souvent meilleure pour les nouvelles conceptions robotiques.
L’éventail nécessaire de pièces électroniques peut sembler intimidant et compliqué pour les amateurs travaillant à la fabrication d’un robot. Comme pour le matériel, cependant, l’électronique du robot n’a pas besoin d’être trop complexe et la simplicité est souvent un avantage. Les composants électroniques minimum requis pour un projet robotique comprennent des moteurs, des batteries, des capteurs et un microcontrôleur.
Les moteurs pour robots sont presque toujours du type à courant continu (CC). Ceux-ci doivent être reliés directement aux roues ou reliés aux arbres de transmission à l’aide d’engrenages. Les robots à deux roues ont souvent aussi deux moteurs, avec un moteur placé de chaque côté du châssis. L’engagement des deux moteurs fait avancer le robot, tandis que l’arrêt du moteur gauche ou droit fait tourner le robot dans cette direction.
Les batteries sont généralement utilisées pour alimenter les composants électroniques. Les constructeurs qui fabriquent un robot doivent choisir des batteries légères tout en fournissant une puissance suffisante. Les piles rechargeables sont souvent recommandées. Les piles alcalines courantes, comme celles que l’on trouve dans les lampes de poche, sont souvent trop lourdes et coûteuses pour être constamment remplacées.
La plupart des robots nécessitent un microcontrôleur. Cet appareil est un simple ordinateur qui agit comme le cerveau d’un robot. Les microcontrôleurs contiennent une programmation ou un ensemble d’instructions. La plupart des programmes de microcontrôleurs 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 reliés directement au microcontrôleur. Les constructeurs qui fabriquent un robot doivent sélectionner des capteurs qui répondent aux objectifs spécifiques du projet. Un robot cherchant la lumière du soleil, par exemple, peut avoir besoin d’un capteur photo 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 de heurter des obstacles.