机器人/设计基础/工具与设备
你不能在没有至少一些工具的情况下建造机器人。本页将介绍一些有用的工具和设备。
为了构建你的机器人，你需要一些工具来制作机身。
- 小型虎钳：你不需要这个。
- 锤子：锤子是你的标准工具之一。
- 螺丝刀和扳手：它们的使用很明显。需要两个尺寸相同的扳手来拧紧螺母。
- 锯子：金属锯和木锯。斜切锯非常方便，但价格昂贵。斜切盒可以满足很多用途。
- 直角尺、卷尺、划线器和其他划线工具。
- 游标卡尺：可以实现非常精确的划线和测量。也可以用来在没有专门的螺距规的情况下检查机器螺钉的螺距。
- 锉刀：尤其是在使用金属时，因为粗糙的金属边缘很锋利。
- 中心冲：在金属上钻孔时，确保准确性，防止钻头在表面滑移。
- 钻床：（小型桌面版本就足够了）非常适合钻精确的孔。也可以提供低速，用于在金属上钻大孔，而手持钻无法轻松完成。
- 手工工具：在很多情况下都很实用。
- 锋利的万能刀：主要在使用塑料时使用。
- 热熔胶枪：方便快速安装零件。结合不牢固，但在很多应用中都很实用。
- 电弧焊机：仅在大型项目中处理厚钢板时才有用（对于薄金属，使用气焊炬；电弧焊机往往会直接烧穿工件）。铝不能用普通焊机焊接。（除非你拥有 MIG/MAG 或 TIG 焊机）
- 油漆剥离剂/电热枪：就像一种功率更大的吹风机。用于弯曲塑料，以及在低功率下将热缩管套在电缆上。
- 安全眼镜：你只有一双眼睛，机床可能很危险。安全眼镜对于使用除手动工具之外的任何东西都至关重要。
烙铁是组装电子电路和连接铜线的一个非常有用的工具。
对于电子电路，你需要一个轻便的烙铁（~25W），并配有一个小尖头（形状像铅笔尖）。特别是 SMD 元件需要小尖头（或者更好的是：专用的 SMD 烙铁尖）。
焊接电子元件使用“软焊”：低温（低于 300°C）。通常，用于电子元件的焊料熔点约为 238°C。购买焊料时，请选择具有非腐蚀性助焊剂的焊锡丝（60% 铅，40% 锡）。（还有“共晶焊料” - 63% 铅，37% 锡，它立即从液态转变为固态，没有中间的塑性状态。）选择你所能找到的最细的焊锡丝（<=1mm）。
查看 此页面，了解详细的焊接电子元件说明。
为了连接金属线，你需要更强大的东西（30W-100W），比如焊接枪，但普通的烙铁也可以做到。注意：并非所有材料都适合焊接。铜易于焊接，并且结合强度合理。铝的结合强度很弱。
为了获得更强的连接，最好使用钎焊而不是软焊。钎焊涉及更高的温度（典型温度介于 450°C 和 1000°C 之间）和不同的助焊剂（“硼砂”）和焊料（铜和锌或银合金），它还需要使用焊接炬而不是烙铁。
查看 此在线书籍，了解更详细的钎焊信息。
如果你需要更强的强度，你可以使用焊接。但是，焊接仅用于钢合金等重型材料，而这些材料在大多数情况下对于机器人来说太重了（除非你要建造一个非常大或工业化的机器人）。铝可以焊接，但它不像焊接钢合金那样简单。
查看 此网站以获取基本的焊接信息.
这些板允许你立即构建一个临时的电路。特别适合测试新电路。连接使用普通细硬线（端部去除绝缘层）或带更牢固尖端的专用面包板线来实现。需要带鳄鱼夹的线来连接信号发生器、示波器、DMM 等。较大的板具有连接器（通常是香蕉插头）用于电源。
有一些小型面包板，底部带有粘性条。这些可以安装在微控制器板的空闲部分，并用于构建小型电路。
- 注意：当你构建一个敏感的模拟电路时，它在面包板上的表现可能与作为 PCB 构建时不同。这是因为存在寄生元件：连接板上元件的线充当电阻、电容和线圈的组合（所有值都很低）。请记住，在某些情况下，这可能会影响电路的工作。通常，这只有在处理低幅度和/或高频率时才会成为问题。
- 万用表：测量电压、电流和电阻。许多可以测量晶体管和二极管特性、频率和电容。有些可以测量温度或光照强度。
- 注意：测量交流电源的电压和电流不像测量直流电那样简单。但是，由于机器人很少使用交流电，因此这不在范围之内。
- 示波器：使电信号可视化。在处理更复杂的电子电路时非常有用，尤其是模拟信号和数据通信。示波器作为独立设备或作为 PC 的附加模块存在。后者提供了额外的功能，例如频谱分析和信号记录。
- 可调电源：具有可调输出的电源。交流或直流。输出电压或电流都可以调节，尽管大多数电源允许你设置最大电流。
- 信号发生器：生成不同形状的信号（正弦波、方波、锯齿波和三角波），具有可变频率（1Hz 至 100MHz）和幅度。
- 逻辑探头：笔状设备，检测逻辑电平（TTL 或 CMOS）。大多数可以检测脉冲信号。在处理数字电子电路时非常方便。
- 频率计：测量信号的频率。也可以用作脉冲计数器。示波器可以用来测量频率，存储示波器可以将波形冻结在屏幕上，允许手动计数脉冲，但如果需要经常这样做，频率计是一个不错的投资。
- LED：对于数字电路来说是一个被低估的测试设备。在某些情况下，LED 远比电压表更适合数字电路，因为你可以同时看到许多输入和输出值，而无需连接大量的电压表或不断使用逻辑探头检查所有内容。特别是，它们可以立即显示多个逻辑信号的状态，这对于逻辑探头来说是不可能的。良好的面包板构建实践还包括为每个面包板设置一个 LED 来显示它已正确通电 - 这有助于避免在逻辑电路实际上完好无损的情况下进行故障排除的令人沮丧的情况，但电源存在间歇性故障或噪声。它也是在操作过程中任何时间出现元件短路的极佳指示器，因为 LED 可能会变暗或熄灭。
从色带和 IDC 连接器组装平行色带线
实用技巧
- 请注意，IDC 色带线通常不提供多色或“彩虹”绝缘，而是提供单色绝缘 - 通常为灰色或白色。但是，它也有一条彩色墨水或油漆（红色或黑色）条纹，沿着一边，以指导你进行连接器方向。如果你需要剥离一些多线电缆的线以适应 IDC，
如果您正在使用连接器，请从远离墨条的一侧将其移除，以便墨条仍然出现在电线上。
- 通常将 IDC 连接器安装到电线上，以便其第 1 脚端位于色带的墨条侧。这也
有助于您在将电缆连接器与设备上的连接器配对时进行引导，因为您知道墨条对应于第 1 脚。
- 在将 IDC 连接器夹到色带电缆上之前，请确保电缆槽口与触点钳口尖端对齐，并且它们也与夹紧条下侧模制成的波纹对齐。
- 还要确保连接器针脚/钳口轴线尽可能接近于色带电缆线轴线的 90°。如果连接器/色带角度不接近 90°，则某些连接可能无法正确建立。如果连接器安装在色带电缆的末端，则先将色带末端切成干净的正方形，就可以将其用作引导。
- 尝试尽可能均匀地挤压 IDC 连接器及其夹紧条，以便它们在操作过程中尽可能地保持平行。这也确保所有接头都正确连接。最简单的挤压方法是使用小型机器虎钳或特殊的复合动作夹紧工具。
- 如果 IDC 连接器有第二个电缆夹紧条，请不要尝试将其作为主装配的一部分安装。首先在色带电缆上组装连接器的主要部件，然后再安装第二个夹紧条。
- 在安装第二个夹紧条之前，将色带电缆弯曲时，不要用力拉扯。这可能会松动 IDC 连接器内部的某些连接。只需轻轻地弯曲色带——少许松弛不会造成任何伤害，实际上可能保护 IDC 连接免受拉力。
正确组装的 IDC 连接器插图
http://www1.electusdistribution.com.au/images_uploaded/IDCconnE.pdf
实际应用
常用的 IDC 电缆是 IDC D9 插座到 IDC 2 x 5 针头插座。这种电缆通常用于将 PC 串行 (RS232) 端口连接到微控制器开发板。板上会有一个 2 x 5 针头。
这些是 UTP 网络电缆上使用的连接器。较小的版本 (RJ11) 用于电话。您需要一个压接工具将连接器连接到电缆。这些连接器非常适合将不同的 PCB 连接在一起。RJ45 连接器的良好用途是用于为小型嵌入式系统制作串行 (RS232) 编程电缆（许多信用卡终端在开发过程中使用 DB9 到 RJ45 电缆从 PC 下载软件）。如果您正在构建小型嵌入式控制器板，则 RJ45 可以是一个方便使用的连接器尺寸。