Պարզ «Ռոբոտների հավաքածու» ակումբների, ուսուցիչների ստեղծման տարածքների համար և այլն. 18 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Գաղափարն այն էր, որ կառուցենք փոքրիկ, բայց ընդլայնվող, հանդերձանք «Middle TN Robotic Arts Society» - ի մեր անդամների համար: Մենք պլանավորում ենք սեմինարներ հանդերձանքի շուրջ, հատկապես մրցումների համար, ինչպիսիք են գծի հետևելը և արագ ճանապարհորդությունը:

Մենք ներառել ենք Arduino Nano- ն իր փոքր չափի, բայց միևնույն ժամանակ I/O մեծ քանակի պատճառով: Breakout տախտակի ավելացմամբ, բոլոր կապումներն հեշտությամբ հասանելի են և ծառայում են սերվոյին: Մենք լքեցինք ստանդարտ մարտկոցները և ընտրեցինք 3350mAh Power Bank, որը ներառում է USB լիցքավորման մալուխ և էներգիայի LED կարգավիճակ: USB մալուխը կրկնապատկվում է որպես ծրագրավորման մալուխ: Շարունակական պտտման երկու ծառայություն ՝ շարժիչներին ՝ շինարարներին արագ և հեշտ գլորելու համար: Մի փոքրիկ տախտակ թույլ է տալիս արագ և հեշտությամբ նախատիպ պատրաստել: 3 մմ անցքեր են գծում տախտակի պարագծին `թույլ տալով ավելացնել բաղադրիչներ:

Մեր ակումբի անդամների համար մենք վաճառում ենք հանդերձանքը ԳՆՈՄ, և դուք պետք է ներկա լինեք այն ձեռք բերելու համար: Իրականում մենք կորցնում ենք գումարը, եթե հաշվի առնենք դիզայնի, ուսումնական պլանի պատրաստման համար անհրաժեշտ ժամանակը, մասերը (3D տպագրություն, լազերային կտրում և այլն) պատրաստելը և այդ ամենը միասին հավաքելը: Մենք ձեռք բերեցինք մեր հանդերձանքի արժեքը մինչև $ 29.99: Դուք կարող եք ավելի ցածր գին ստանալ, եթե ավելի երկար առաքման մասեր պատվիրեք: Մենք գիտակցում ենք, որ դա ամենաէժան հավաքածուն չէ, բայց մենք շեշտը դնում ենք այնպիսի հեշտ բան կառուցելու և ընդլայնելու համար, որը հավաքելու համար օրեր չեն պահանջվում: Իրականում, այս հավաքածուն պետք է մեկ ժամից պակաս տևի շարժվելու համար:

Պարագաներ

Հիմնական մասեր.

• Արդուինո Նանո
• Մարտկոցի հզորության բանկ
• Ռոբոտների շրջանակ
• SliderM-F ցատկողներ
• Ուլտրաձայնային տվիչ
• Քանակ 3 - 3 մմ x10 մմ 3 մ պտուտակներ ընկույզով
• Չափ 3 - 3 մմ x 3 մմ հեռավորություն
• Քանակ 2 - Շարունակական պտույտ SF90R Servo
• Քանակ 2 - Անիվներ ՝ 52 մմ մմ Անիվներ
• 4 - 6 "Zip Ties (ձեռք բերեք բարակները մոտ 3,5 մմ լայնությամբ) Harbor Freight- ի բազմազան փաթեթը լավ է աշխատում:
• Մինի Breadboard
• Արդուինո Նանո վահան

Լրացուցիչ:

Մալուխի փաթեթավորում

Գործիքներ:

• Sոդման երկաթ ՝ Նանոյի վրա գլխիկները զոդելու համար
• Սոսինձ ատրճանակ
• Հիմնական պտուտակահան

Քայլ 1: Շրջանակ

Շինարարների արագ առաջընթացին օգնելու համար մենք շրջանակի յուրաքանչյուր կողմում տեքստով փորագրեցինք մի ուրվագիծ `նշելու, թե որտեղ պետք է տեղադրվեն մասերը:

Մեզ բախտ վիճակվեց ունենալ լազերային կտրիչ սարք: Եթե դա չեք անում, մենք առաջարկում ենք դիմել տեղական արտադրական տարածքներին `տեսնելու, թե արդյոք նրանք ունեն մեկը, որը կարող եք օգտագործել, կամ նրանք պատրաստ կլինեն կտրել շրջանակը ձեզ համար:

Հիմքը տպելու համար կարող է օգտագործվել նաև 3D տպիչ: Մենք ներառեցինք SVG- ն և STL- ը, որոնք կարող եք օգտագործել որևէ մեկի հետ:

Մեր հավաքածուների համար մենք օգտագործեցինք 3 մմ ակրիլ: Դուք կարող եք օգտագործել այլ միջոցներ, ինչպիսիք են փայտը, ստվարաթուղթը, փրփուրի տախտակը և այլն:

Քայլ 2: Պատրաստեք Arduino- ն

Վերնագրերը Arduino- ին զոդելն ավելի հեշտ դարձնելու համար արու վերնագրերը տեղադրեք Arduino վահանի մեջ: Վերնագրերով շարեք Arduino Nano- ն: Ուշադրություն դարձրեք տախտակի և վահանի գծանշումներին: Sոդեք բոլոր կապերը և վերջացրեք:

Քայլ 3. Տեղադրեք Arduino վահանը

1. 3 դեղին բացատները հավասարեցրեք նախնական կամ 3D տպված Arduino անցքերով:
2. Arduino վահանը ամրացնելու համար օգտագործեք M3x10 պտուտակներ և ընկույզներ: Պինդ, ոչ ամուր: Եթե ձեզ անհանգստացնում է պտուտակների թուլացումը, պարզապես ավելացրեք տաք սոսինձի մի հպում ընկույզի ծայրին: Մի անհանգստացեք վահանի 4 -րդ անցքի համար, քանի որ դրա կարիքը չի զգացվի և խանգարում է Power Bank- ին շինարարության ընթացքում:

Քայլ 4: Տեղադրեք Սերվոսը

1. Նշեք շրջանակի վրա Servo- ի ուրվագծի կողմնորոշումը: (Ցուցադրված չէ 3D տպագիր տարբերակում, բայց հղում է նկարներին)
2. Ուղղանկյուն բացերի միջով երկու զեպ կապեք, իսկ շրջանակի վերևում ՝ Zip Tie- ի գլուխը:
3. Տեղադրեք սպասարկիչներ և մետաղալարերը ամրացրեք ուղղանկյուն անցքերով դեպի հետևը: Ամրացրեք Zip Ties ամուր: Եթե servo- ն իրեն ապահով չի զգում, կարող եք մի փոքր տաք սոսինձ ավելացնել այն կողմերում, որտեղ սերվոտները դիպչում են շրջանակին:

Քայլ 5: Power Bank Mount

1. Գործարկեք Zip Tie Arduino- ի և Breadboard- ի գտնվելու վայրի միջև այն կողմնորոշման մեջ, որը ցուցադրված է Zip Tie- ի գլուխը վերևի մասում: Ազատ մնացեք:
2. Վազեք Zip Tie հետևի միջով: Ազատ մնացեք:
3. Սահեցրեք Power Bank- ում և ամուր ամրացրեք Zip Ties- ը: Ուշադրություն դարձրեք կողմնորոշմանը:

Նշում. Մենք օգտագործում ենք 3D տպված «սահող» առջևի մասում, որը երևում է պատկերներում: Այնուամենայնիվ, մենք պարզեցինք, որ դա չափազանց մեծ շփում է առաջացնում, ուստի գուցե ցանկանաք փորձարկել այլ գաղափարներ, ինչպիսիք են շշի կափարիչը, պլաստմասե կահույքի սահիկը և այլն:

Քայլ 6: Անիվներ

Մենք օգտագործել ենք լազերային դանակ ՝ մեր անիվները EVA փրփուրից կտրելու համար: Դուք կարող եք օգտագործել այն, ինչ ցանկանում եք: Կափարիչներ բանկաներից, 3D տպագրությամբ, հին խաղալիք անիվներով և այլն: Փորձեք գտնել մոտավորապես 52 մմ տրամագծով անիվներ:

1. Համոզվեք, որ ձեր անիվի կենտրոնն ունի բացվածք, որը թույլ կտա փոքրիկ ֆիլփս պտուտակին ամրացնել շրջանաձև սերվո եղջյուրը:
2. Կենտրոնացրեք սերվոյի եղջյուրը ՝ ներառված ձեր սերվերի հետ և սոսնձեք անիվներին: Carefulգույշ եղեք, որ սոսինձ չմտնեք կենտրոնական անցքի մեջ և անիվը պահեք նույնիսկ սերվոյի եղջյուրով `թրթռումը նվազեցնելու համար:
3. Փոքրիկ ֆիլիպսի պտուտակով անիվները միացրեք սերվերին: Փափուկ չէ ամուր:

Քայլ 7: Գրատախտակ

Հեռացրեք թիկնոցը հացաթղթից: Հավասարեցրեք շրջանակի վերևի փորագրությամբ և ամրացրեք: Եթե օգտագործում եք 3D տպագիր շրջանակ, ապա օգտագործեք տպագրության ուղղանկյուն փակուղի հատվածը:

Քայլ 8: Timeամանակն է շարժվել

Տեղափոխելու համար միացրեք SERVOS- ը:

1. Կցեք մետաղալարերը ձախ սերվոյից (Servo ձախ, եթե հետևից եք նայում) դեպի Pin 10 -ը Arduino- ին ամենամոտ նարնջագույն մետաղալարով:
2. Կցեք մետաղալարերը աջ սերվոյից (Servo- ն ՝ աջից, եթե հետևից եք նայում) դեպի 11 -րդ կապիչը Arduino- ին ամենամոտ նարնջագույն մետաղալարով:

Քայլ 9. Հավելված. Ձեր բոտին տեսողություն տալը

Այժմ մենք պետք է ինչ -որ բան ավելացնենք, որպեսզի բոտը չընկնի իրերի մեջ: Օգտագործեք ուլտրաձայնային տվիչ: Կցեք սենսորը Breadboard- ին, ինչպես ցույց է տրված նկարում:

*Տեղադրեք էլեկտրագծերի գծապատկերն ավելի ներքև ՝ հրահանգի մեջ, թե ինչպես պետք է միացնել լարերը:

Քայլ 10. Ավելացում - սահմանի հայտնաբերում IR սենսորի միջոցով

Որպեսզի ձեր բոտը խուսափի սեղանի, ասպարեզի և այլնի եզրից ընկնելուց, եկեք ավելացնենք գծի ցուցիչ: Մենք օգտագործում ենք QTR-MD-06RC Reflectance Sensor Array: Վեց ինֆրակարմիր ճառագայթիչ/դետեկտոր դեմքով դեպի ներքև և չափում են մակերևույթից դեպի սենսոր հեռավորությունը:

Սենսորին ավելացնելու համար բռնեք 4 մմ տրամագծով 4 փոքր պտուտակները ՝ IR սենսորի անջատումը (ileպիտների դեմք): Theիշտ կողմնորոշման համար հղեք նկարները:

*Տեղադրեք էլեկտրագծերի գծապատկերը ավելի ներքև ՝ հրահանգի մեջ, թե ինչպես պետք է միացնել լարերը:

Քայլ 11: mingրագրավորում - կարգավորում

Ներբեռնեք Arduino ծրագիրը:

Հետևեք ստանդարտ հրահանգներին:

Տեղադրելուց հետո բացեք ծրագրակազմը և տեղադրեք Arduino Nano- ի համար: Սա կարող է տարբեր լինել տարբեր արտադրողների միջև, բայց եթե մասերի ցուցակից ունեք մեկը.

1. Բացեք «Գործիքներ»
2. Որպես տախտակի տեսակ ընտրեք «Arduino Nano»
3. Ընտրեք Atmega328P (Old Bootloader) որպես Պրոցեսորի տեսակը
4. Arduino Nano- ն միացրեք Micro USB մալուխը, որը ներառված է ձեր լիցքավորիչին ձեր համակարգչի ցանկացած USB պորտին: Եթե «Անհայտ սարքի» նման սխալ ստանաք, գուցե անհրաժեշտ լինի տեղադրել ճիշտ վարորդները: Տեսեք այս հավելվածի օգտակար մասը:

Քայլ 12: Ուլտրաձայնային տվիչի կոդի ակնարկ

Կոդը շատ հիմնական է և օգտագործում է երկու գրադարան ՝ Servo.h և NewPing.h: Servo.h- ն ներկառուցված գրադարան է, որը տրամադրվել է Arduino հիմնադրամի կողմից և օգտագործվում է յուրաքանչյուր սերվոսին PWM (զարկերակի լայնությամբ մոդուլացված) ազդանշանները վերահսկելու համար: Այս գրադարանին հղումը կարելի է գտնել այստեղ ՝

NewPing.h- ն, ինչպես արդեն նշվեց, 3 -րդ կողմի գրադարան է ՝ Թիմ Էքելի կողմից: Այն օգտագործվում է մեզ պարզ ինտերֆեյս հաղորդելու ժամանակի վրա հիմնված չափումների աշխարհում: Այս գրադարանին հղումը կարելի է գտնել այստեղ ՝

Այս կարգավորման համար մենք ստեղծել ենք հիմնական առաջ, ձախ, աջ, կրկնվող օրինակ: Մենք ցանկանում էինք մեր անդամներին տալ ելակետ, որը ցույց կտար, թե ինչպես օգտագործել ինչպես ուլտրաձայնային տվիչը, այնպես էլ երկու շարունակական ռոտացիայի սերվերները (մեկը մյուսի հակառակ): Մեր օղակում ռոբոտը սկանավորում է առաջ և եթե պարզ է, շարունակում է առաջ շարժվել: Այնուամենայնիվ, եթե զգում է, որ այն մոտ է և առարկա է (պինգի ժամանակը մեր ընտրած նվազագույնից կարճ է), ապա կանգ է առնում, թեքվում ձախ, սկանավորում, թեքվում աջ, նորից սկանավորում և գնում այն ուղղությամբ, որն ավելի բաց է:

Դուք կարող եք նկատել, որ երկու սերվոներից յուրաքանչյուրին տրվում են տարբեր հրամաններ առաջ շարժվելու համար. Դա տեղի է ունենում այն պատճառով, որ սպասարկողները տեղադրված են շասսիի վրա ՝ ուղղված հակառակ ուղղություններով: Դրա պատճառով յուրաքանչյուր սերվո պետք է շարժվի հակառակ ուղղություններով, որպեսզի բոտը առաջ շարժվի, ի տարբերություն շրջանագծի: Նույնը վերաբերում է, եթե ցանկանում եք հակառակ ուղղությամբ շարժվել:

Այս օրինակը ցույց է տալիս շատ հիմնական խոչընդոտներից խուսափելը, բայց կարելի է մեծապես բարելավել: Ձեզ համար «տնային աշխատանք» օրինակ կարող է լինել սկզբնական շրջանում տարածքի ամբողջական 360 աստիճան մաքրումը և ընտրել ամենաբաց ճանապարհը: Սկանավորեք ավելի լայն ՝ կողքից և տեսեք, թե արդյոք բոտը «տուփի մեջ է ընկնում»: Լաբիրինթոս լուծելու համար միացեք այլ տվիչների հետ:

Քայլ 13. SUMO կոդի միջոցով հաջորդող տողերի ծածկագրի ակնարկ

Շուտով.

Քայլ 14. mingրագրավորում - գրադարաններ

Սկսեք ՝ համոզվելով, որ տեղադրված են ճիշտ գրադարանները:

Servos- ի համար Servo.h գրադարանը պետք է լինի կանխադրված:

Ուլտրաձայնային տվիչի համար HC-SR04:

1. Theրագրային ապահովման մեջ անցեք ուրվագիծ> Ներառել գրադարան> Կառավարեք գրադարանները:
2. Որոնեք Թիմ Էկելի «NewPing»:
3. Ընտրեք վերջին տարբերակը և տեղադրեք:

QTR-MD-06RC անդրադարձման սենսորային զանգվածի համար.

1. Theրագրային ապահովման մեջ անցեք ուրվագիծ> Ներառել գրադարան> Կառավարեք գրադարանները:
2. Որոնեք Pololu- ի «QTRSensors»:
3. Ընտրեք վերջին տարբերակը և տեղադրեք:

Քայլ 15: Programրագիր

1. Պարզապես Ping սենսորի համար ներբեռնեք MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino ֆայլը:
2. SUMO- ի համար ծրագրավորված Ping սենսորով գծի տվիչի համար ներբեռնեք MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino ֆայլը:
3. Միացրեք ձեր Arduino- ն USB- ի միջոցով:
4. Ընտրեք COM նավահանգիստը (տես նկարը): Ձեր COM նավահանգիստը կարող է տարբեր լինել:
5. Կտտացրեք չեկի նշանը `համոզվելու համար, որ սխալներ չկան:
6. Եթե ամեն ինչ ստուգված է, կտտացրեք աջ սլաքին ՝ ծրագիրը Arduino- ում ներբեռնելու համար:
7. Ամբողջությամբ մեկ անգամ անջատեք USB մալուխը և միացրեք Power Bank- ին:

Քայլ 16: Էլեկտրագծերի դիագրամ

Օգտագործեք հետևյալ պատկերը ՝ ձեր ռոբոտին լարելու համար:

• Ուլտրաձայնային տվիչի համար օգտագործեք m-f jumper լարերը:
• Գծի տվիչի համար օգտագործեք m-m jumper լարերը:
• Servos- ի համար կարող եք միացնել 3 փին միակցիչը անմիջապես կապումներին:

Քայլ 17: Շնորհավորում ենք !!! Դուք կառուցել եք ռոբոտ:

Ուլտրաձայնային կոդի համար ռոբոտը պետք է սկսի շրջել: Ամեն անգամ, երբ նա զգա առարկան 35 սմ -ի սահմաններում, այն կդադարի, կտեղափոխվի ձախ և արագ չափումներ կկատարի, այնուհետև կշարժվի դեպի աջ և կանի նույնը: Այն որոշում է, թե որ կողմն է ունեցել ամենաբարձր հեռավորությունը և շարժվում է այդ ուղղությամբ: