Ռոբոտ -մեքենա ՝ Bluetooth- ով, տեսախցիկով և MIT հավելվածի գյուտարարով 2: 12 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Երբևէ ցանկացե՞լ եք սեփական ռոբոտ -մեքենա կառուցել: Դե… սա քո հնարավորությունն է !!

Այս Ուղեցույցում ես կխոսեմ այն մասին, թե ինչպես պատրաստել ռոբոտ -մեքենա, որը կառավարվում է Bluetooth- ի և MIT App Inventor2- ի միջոցով: Տեղյակ եղեք, որ ես նորեկ եմ, և որ սա իմ առաջին խրատն է, ուստի խնդրում եմ լինել մեղմ ձեր մեկնաբանություններում:

Կան շատ հրահանգներ, բայց այս մեկում ես փորձել եմ համատեղել բազմաթիվ հնարավորություններ, ինչպիսիք են ՝ տեսախցիկի հոսքը, խոչընդոտներից խուսափելը, ուլտրաձայնային տիրույթի սենսորը, Լարսոնի սկաները (charlieplexing- ով) և մարտկոցի մոնիտորինգը Android հավելվածին:

Այսպիսով, եկեք սկսենք և հանդիպենք Ֆրենկիին (այն օգտագործում է գաղափարներ բազմաթիվ վայրերից…. Որից հետո Ռոբո Ֆրանկենշտեյնը)

Քայլ 1: Մասեր և ծրագրակազմ

Այստեղ, իմ հայրենի քաղաքում, դժվար է ձեռք բերել բոլոր մասերը, հետևաբար ես կարողացա դրանց մեծ մասը ստանալ www.aliexpress.com- ից

Ես գնահատում եմ, որ նախագիծը կարելի է կառուցել 25-30 ԱՄՆ դոլարով ՝ առանց հին բջջային հեռախոսը հաշվի առնելու:

• Ավտոմեքենայի շասսի ՝ 3 անիվ, 2 շարժիչ 6 Վ (9 ԱՄՆ դոլար)
• Arduino Nano (2 ԱՄՆ դոլար)
• Bluetooth HC-05 (3-ից 4 ԱՄՆ դոլար)
• L293D շարժիչի վարորդ ՝ անիվի շարժիչներ վարելու համար (1,50 ԱՄՆ դոլար ՝ 5 հատ լոտի համար)
• Հին բջջային հեռախոս ՝ տեսախցիկով և Wi-Fi- ով
• Ուլտրաձայնային տվիչ HC-SR04 մոտակա օբյեկտի չափման համար (1 ԱՄՆ դոլար)
• 6 լուսադիոդ Լարսոնի սկաների համար
• ATtiny85 Լարսոնի սկաների համար (1 ԱՄՆ դոլար)
• Հացաթուղթ (1 ԱՄՆ դոլար)
• Լարերը
• 100K Օմ դիմադրություն (4)
• 1K Ohm դիմադրություն (2)
• 2K Ohm դիմադրություն (1)
• 270 Օմ դիմադրություն (3)
• Բզզոց

Softwareրագրային ապահովում:

• Arduino IDE
• IP վեբ -տեսախցիկ (հին բջջային Android- ի համար)
• MIT App Inventor2: Այս ծրագիրը հիանալի է, բայց աշխատում է միայն Android օպերացիոն համակարգի համար (առանց iPhone- ների … կներեք)

Քայլ 2: Շինարարական գործընթաց

Ավտոմեքենայի շասսի հավաքելը շատ հեշտ է. այն ունի 2 շարժիչ 6V, որոնք ապահովում են հետևի անիվները և 4 մարտկոց:

Robot մեքենան կառավարվում է Bluetooth- ի և Wi-Fi- ի միջոցով: Bluetooth- ը վերահսկում է Car և MIT App գյուտարարի միջև սերիական հաղորդակցությունները, իսկ Wi-Fi- ն օգտագործվում է մեքենայի դիմաց տեղադրված տեսախցիկի (հին բջջային հեռախոսի) հետ հաղորդակցվելու համար:

Այս նախագծի համար ես օգտագործել եմ երկու մարտկոց ՝ արդուինոն սնուցվում է 9 Վ մարտկոցով, իսկ մեքենայի շարժիչները ՝ 6 Վ (չորս 1.5 Վ AA մարտկոց):

Arduino Nano- ն այս նախագծի ուղեղն է, որը վերահսկում է մեքենան, ազդանշանը, ուլտրաձայնային միջակայքի տվիչը HC-SR04, Bluetooth HC-05- ը, Larson սկաները (ATtiny85) և վերահսկում մարտկոցները: 9 Վ մարտկոցը անցնում է Vin (փին 30), իսկ Arduino- ի 27 փին տալիս է 5 Վ կարգավորվող հզորություն տախտակին: Պետք է միացնել բոլոր հիմքերը բոլոր IC- ներից և մարտկոցներից միասին:

Կցված, սխեմայի սխեման կազմեց այն Excel- ում (ներողություն…. Հաջորդ անգամ կփորձեմ Fritzing- ը): Ես ամեն ինչ միացրել եմ սեղանի և արուների միջոցով արական մետաղալարերի միակցիչներին, իմը նման է առնետների բույնի:

Քայլ 3: L293D շարժիչ

L293D- ը քառակի բարձր հոսանքի կես H- շարժիչ է, որը նախատեսված է ապահովել երկկողմանի շարժիչ հոսանք մինչև 600 մԱ 4,5V- ից մինչև 36V լարման դեպքում: Այն օգտագործվում է մեքենայի անիվները վարելու համար:

Այն սնուցվում է 6 Վ մարտկոցով (չորս 1.5 Վ AA) շարժիչների համար և օգտագործում է 5 Վ տրամաբանության համար, որը գալիս է Arduino Nano- ի կարգավորվող 5 Վ -ից (փին 27): Կապերը ներկայացված են կից սխեմատիկայում:

Heatերմամեկուսիչ սարքում տեղադրելու կարիք չկար:

Քայլ 4: HC-05 Bluetooth

HC-05 Bluetooth- ը սնուցվում է 5 Վ լամպով (arduino pin 27), սակայն կարևոր է հասկանալ, որ տրամաբանական մակարդակը 3.3 Վ է, այսինքն ՝ հաղորդակցությունները (Tx և Rx) ՝ 3.3 Վ: Այդ իսկ պատճառով Rx- ը պետք է կազմաձևվի առավելագույնը 3.3 Վ -ով, որը կարելի է հասնել մակարդակի փոխարկիչով կամ, ինչպես այս դեպքում, լարման բաժանարարով `օգտագործելով 1K և 2K ռեզիստորներ, ինչպես երևում է շղթայում:

Քայլ 5: Մարտկոցի մոնիտոր

Մարտկոցի մակարդակը վերահսկելու համար ես սահմանել եմ լարման բաժանարարներ `լարման մակարդակը 5 Վ -ից ցածր հասցնելու համար (Arduino- ի առավելագույն տիրույթը): Լարման բաժանարարը նվազեցնում է չափվող լարումը մինչև Arduino անալոգային մուտքերի տիրույթում:

Օգտագործվում են A4 և A6 անալոգային մուտքերը և օգտագործվում են բարձր ռեզիստորներ (100K ohms) `չափման գործընթացում մարտկոցները շատ չլցնելու համար: Մենք պետք է փոխզիջման գնանք, եթե դիմադրողները չափազանց ցածր են (10K ohms), ավելի քիչ բեռնման ազդեցություն, լարման ընթերցումը ավելի ճշգրիտ է, բայց ավելի ընթացիկ գծապատկեր; եթե դրանք չափազանց բարձր են (1M ohms), ավելի շատ բեռնման ազդեցություն, լարման ընթերցումը ավելի քիչ ճշգրիտ է, բայց ավելի քիչ ընթացիկ գծագիր:

Մարտկոցի մոնիտորինգը կատարվում է յուրաքանչյուր 10 վայրկյանում և ցուցադրվում անմիջապես ձեր վերահսկիչի բջջային հեռախոսում:

Վստահ եմ, որ այս հատվածում բարելավման շատ տեղ կա, քանի որ կարդում եմ երկու անալոգային կապումներից, և ներքին MUX- ը փոխանակվում է դրանց միջև: Ես միջինում չեմ չափում բազմաթիվ չափումներ, և գուցե դա այն է, ինչ ես պետք է անեի:

Թույլ տվեք բացատրել հետևյալ բանաձևը.

// Կարդացեք լարումը անալոգային A4 պինից և չափագրեք Arduino- ի համար.

լարման 1 = (analogRead (A4)*5.0/1024.0)*2.0; //8.0V

Arduino նանո տախտակը պարունակում է 8 ալիք, 10-բիթանոց անալոգային թվային փոխարկիչ: Function analogRead () վերադարձնում է 0 -ից 1023 -ի միջև ընկած թիվը, որը համաչափ է քորոցին կիրառվող լարման չափին: Սա տալիս է լուծում ՝ 5 վոլտ / 1024 միավոր կամ, 0.0049 վոլտ (4.9 մՎ) մեկ միավորի ընթերցումների միջև:

Լարման բաժանարարը կիսով չափ նվազեցնում է լարումը և, իսկական լարում ստանալու համար, պետք է բազմապատկել 2 !!

ԿԱՐԵՎՈՐ. Համոզված եմ, որ կա արդուինոյի հզորացման ավելի արդյունավետ միջոց, քան այն, ինչ ես անում եմ դա: Որպես սկսնակ ՝ ես սովորել եմ դժվարին ճանապարհը: Arduino Vin քորոցն օգտագործում է գծային լարման կարգավորիչ, ինչը նշանակում է, որ 9 Վ մարտկոցով դուք կայրեք էներգիայի մի մեծ հատված հենց գծային կարգավորիչում: Ոչ լավ. Ես դա արեցի այսպես, քանի որ այն արագ էր և պարզապես այն պատճառով, որ ավելի լավ չգիտեի … բայց վստահ եղեք, որ Robo Frankie 2.0 տարբերակում ես, անշուշտ, այլ կերպ կանեմ:

Ես մտածում եմ (բարձրաձայն), որ DC DC Step Up Switching Power Supply- ը և Li-ion վերալիցքավորվող մարտկոցը կարող են ավելի լավ միջոց լինել: Ձեր բարի առաջարկն ավելի քան ողջունելի կլինի…

Քայլ 6. HC-SR04 ուլտրաձայնային տիրույթի ցուցիչ

HC-SR04- ը ուլտրաձայնային տիրույթի ցուցիչ է: Այս սենսորը ապահովում է 2 սմ -ից մինչև 400 սմ չափումներ ՝ մինչև 3 մմ տատանվող ճշգրտությամբ: Այս նախագծում այն օգտագործվում է խոչընդոտներից խուսափելու համար, երբ այն հասնում է 20 սմ կամ ավելի քիչ, ինչպես նաև չափում է հեռավորությունը ցանկացած օբյեկտից, որը հետ է ուղարկվում ձեր բջջային հեռախոս:

Ձեր բջջային հեռախոսի էկրանին կա մի կոճակ, որը պետք է սեղմել ՝ մոտակա օբյեկտից հեռավորություն պահանջելու համար:

Քայլ 7: Larson Scanner

Ես ուզում էի ինչ -որ զվարճալի բան ներառել, ուստի ես ներառեցի Larson սկաները, որը նման է K. I. T. T. Knight Rider- ից:

Լարսոնի սկաների համար ես օգտագործել եմ ATtiny85- ը charlieplexing- ով: Charlieplexing- ը մուլտիպլեքս էկրան վարելու տեխնիկա է, որի դեպքում միկրոկոնտրոլերի վրա համեմատաբար քիչ I/O կապեր են օգտագործվում մի շարք LED լուսարձակներ վարելու համար: Մեթոդը օգտագործում է միկրոկառավարիչների եռաստիճան տրամաբանական հնարավորությունները `ավանդական մուլտիպլեքսավորման նկատմամբ արդյունավետություն ձեռք բերելու համար:

Այս դեպքում ես օգտագործում եմ 3 կապում ATtiny85- ից մինչև 6 LED լուսավորող !!

Դուք կարող եք լուսավորել «X» LED- ները N կապումներով: Օգտագործեք հետևյալ բանաձևը ՝ պարզելու համար, թե քանի LED կարող եք վարել.

X = N (N-1) LED- ներ `N կապումներով.

3 կապում `6 LED;

4 կապում `12 LED;

5 կապում ՝ 20 լուսադիոդային լուսավորություն … գաղափար եք ստանում;-)

Ընթացիկը հոսում է դրականից (անոդից) դեպի բացասական (կաթոդ): Սլաքի ծայրը կաթոդ է:

Կարևոր է նշել, որ PIN 1 -ը (Arduino IDE կոդում) վերաբերում է ATtiny85- ի ֆիզիկական 6 -րդ կապին (խնդրում ենք դիմել կցված pinout- ին):

Կից խնդրում ենք գտնել այն ծածկագիրը, որը պետք է վերբեռնվի ATtiny85- ում, որը վերահսկում է Լարսոնի սկաները: Ես չեմ նկարագրում, թե ինչպես կարելի է ծածկագիր ներբեռնել ATtiny85- ում, քանի որ կան շատ հրահանգներ, որոնք նման բան են անում:

Քայլ 8: Կոդ

Ես կցում եմ այն կոդը, որը պետք է վերբեռնվի ATtiny85- ում, որը վերահսկում է Larson սկաները և Arduino nano- ի ծածկագիրը:

Ինչ վերաբերում է Arduino nano- ին, ես օգտագործել եմ այլ հրահանգների կոդերի մի մասը (այստեղ) և փոփոխություններ եմ կատարել `իմ կարիքներին համապատասխան: Ես ներառել եմ ծածկագրի հոսքագիծը (նաև ՝ ավելի հստակ պատկերի համար) `ավելի լավ հասկանալու համար, թե ինչպես է աշխատում Switch - Case- ը:

Կարևոր. CarBluetooth ծածկագիրը Arduino nano- ում վերբեռնելու համար հարկավոր է անջատել Rx և Tx- ը HC-05 Bluetooth մոդուլից:

Քայլ 9: Տեսախցիկ

IP Webcam ծրագիրը պետք է ներբեռնվի play store- ից և տեղադրվի ձեր հին բջջային հեռախոսում: Ստուգեք տեսանյութի նախապատվությունները, համապատասխանաբար կարգավորեք լուծաչափը և վերջապես իջեք վերջին հրամանին ՝ «Սկսել սերվերը» ՝ փոխանցումը սկսելու համար: Մի մոռացեք բջջային հեռախոսում միացնել Wi-Fi- ը:

Քայլ 10: MIT հավելվածի գյուտարար 2

MIT App inventor2- ը ամպի վրա հիմնված գործիք է, որն օգնում է ծրագրեր կազմել ձեր վեբ դիտարկիչում: Այս ծրագիրը (միայն android- ի վրա հիմնված բջջայինի համար) կարող է վերբեռնվել ձեր բջիջ և կառավարել ձեր ռոբոտ -մեքենան:

Ես կցում եմ.apk և.aia ծածկագիրը, որպեսզի տեսնեք, թե ինչ եմ արել և կարող եք փոփոխել այն, ինչպես ցանկանում եք: Ես օգտագործել եմ ինտերնետից ստացված ծածկագիրը (MIT հավելված) և կատարել եմ իմ սեփական փոփոխությունները: Այս ծածկագիրը վերահսկում է ռոբոտ -մեքենայի շարժը, ազդանշան է ստանում ուլտրաձայնային տվիչից, միացնում է լույսերը և ազդանշան հնչեցնում: Այն նաև ազդանշան է ստանում մարտկոցներից ՝ մեզ տեղեկացնելով լարման մակարդակի մասին:

Այս ծածկագրով մենք կկարողանանք երկու տարբեր ազդանշաններ ստանալ մեքենայից ՝ 1) հեռավորությունը մոտակա օբյեկտից և 2) լարումը շարժիչի և arduino- ի մարտկոցներից:

Ստացված սերիական տողը նույնականացնելու համար ես Arduino- ի ծածկագրում ներառել եմ մի դրոշ, որը սահմանում է ուղարկված տողի տեսակը: Եթե Arduino- ն ուղարկում է ուլտրաձայնային տվիչից չափված հեռավորությունը, ապա այն լարի դիմաց ուղարկում է «A» նշան: Ամեն անգամ, երբ Arduino- ն ուղարկում է մարտկոցի մակարդակը, այն ուղարկում է «B» նշանով դրոշ: MIT հավելվածի գյուտարարների 2 ծածկագրում ես վերլուծել եմ Arduino- ից եկող սերիական տողը և ստուգել այս դրոշները: Ինչպես ասացի, ես նորեկ եմ և վստահ եմ, որ կան դրա ավելի արդյունավետ եղանակներ, և ես հույս ունեմ, որ ինչ -որ մեկը կարող է ինձ ավելի լավ լուսավորել:

Ուղարկեք Arduino_Bluetooth_Car.apk ձեր բջջային հեռախոսին (էլ. Փոստով կամ Google Drive- ով) և տեղադրեք այն:

Քայլ 11: Միացրեք ձեր բջջային հեռախոսը ձեր RC մեքենային

Առաջին հերթին, միացրեք wi-fi- ը հին բջջային հեռախոսում (այն RC ռոբոտում):

Ձեր վերահսկիչի բջջային հեռախոսում միացրեք ձեր wi-fi- ը, Bluetooth- ը և բացեք նոր տեղադրված Arduino_Bluetooth_Car.apk ֆայլը: Էկրանի վերջում (ոլորեք ներքև, եթե չեք տեսնում այն) կտեսնեք երկու կոճակ ՝ Սարքեր և ՄԻԱԵԼ: Սեղմեք Սարքեր և ընտրեք Bluetooth- ը ձեր RC մեքենայից (պետք է լինի ինչ -որ բան HC 05), այնուհետև կտտացրեք ՄԻԱԵԼ և ձեր էկրանին ձախ ներքևում պետք է տեսնեք ՄԻԱՎԱ message հաղորդագրությունը: Առաջին անգամ ձեզանից գաղտնաբառ կպահանջվի (մուտքագրեք 0000 կամ 1234):

Կա մի տուփ, որտեղ դուք պետք է մուտքագրեք ձեր հին բջջի IP հասցեն (բջջային հեռախոս, որը գտնվում է ձեր RC մեքենայում), իմ դեպքում դա ՝

Այս IP համարը կարող է հայտնաբերվել ձեր Wi-Fi երթուղիչում: Դուք պետք է մտնեք ձեր երթուղիչի կազմաձևում, ընտրեք «Սարքերի ցուցակ» (կամ նման մի բան ՝ կախված ձեր երթուղիչի ապրանքանիշից) և պետք է կարողանաք տեսնել ձեր հին բջջային սարքը, կտտացնել դրա վրա և այս վանդակում մուտքագրել այս IP համարը:

Այնուհետև ընտրեք CAMERA, և դուք պետք է սկսեք դիտել տեսախցիկի հոսքը ձեր RC մեքենայից:

Քայլ 12: Դուք կատարված եք:

Դուք ավարտեցիք: Սկսեք խաղալ դրա հետ:

Ապագա փոփոխություններ. Ես կփոխեմ 9 Վ մարտկոցը Li-ion մարտկոցներով `դրանք լիցքավորելու և DC-DC լարման կարգավորիչ օգտագործելու համար, ինչպես նաև ցանկանում եմ ուժեղացնել մարտկոցի մոնիտորը` ներառելով անալոգային ընթերցումների հարթեցում (միջինացում): Չի նախատեսում ներառել A. I. դեռ…;-)

Ես մտել եմ իմ առաջին ուսանելի մրցույթը … ուստի խնդրում եմ քվեարկել;-)