Էժան Arduino մարտական ռոբոտների կառավարում. 10 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Նահանգներում Battlebots- ի և Մեծ Բրիտանիայի Robot Wars- ի վերածնունդը կրկին բորբոքեց իմ սերը մարտական ռոբոտաշինության նկատմամբ: Այսպիսով, ես գտա բոտերի ստեղծողների տեղական խումբ և անմիջապես սուզվեցի:

Մենք պայքարում ենք Մեծ Բրիտանիայի մրջյունների քաշի սանդղակում (150 գրամ քաշի սահմանափակում), և ես արագ հասկացա RC հանդերձանք, որը ներառում է ռոբոտի կառուցման ավանդական եղանակը. Թանկարժեք RC հաղորդիչ, զանգվածային կամ թանկարժեք ընդունիչ և ESC (արագության էլեկտրոնային կարգավորիչներ), որոնք կախարդական տուփեր են: որը կարող է ավելի ընթացիկ աշխատել, քան անհրաժեշտ է այս չափի բոտի համար:

Նախկինում օգտագործելով Arduino- ն, ես ուզում էի ամեն ինչ այլ կերպ փորձել և ինքս ինձ դրել Arduino համակարգի նպատակ, որը կարող է ստանալ մարտական ազդանշան և կառավարել երկու շարժիչ ՝ մոտ 5 ԱՄՆ դոլարով (էժան ESC- ի արժեքի կեսը):

Այս նպատակին հասնելու համար ես վերափոխեցի այս RC մեքենան հրահանգելի ՝ նվազեցնելով ստացողի քաշը/արժեքը և ստեղծելով 4 PWM ազդանշան `էժան h-Bridge չիպ գործարկելու համար:

Այս հրահանգը կկենտրոնանա Arduino կառավարման համակարգի վրա, բայց ես լրացուցիչ տեղեկություններ կավելացնեմ, որոնք կօգնեն նոր մարդկանց ստեղծել իրենց առաջին բոտը

Հրաժարում.

Նույնիսկ փոքր մասշտաբով մարտական ռոբոտի կառուցումը/մարտը կարող է վտանգավոր լինել, ձեռնարկեք ձեր ռիսկով

Քայլ 1: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր է

Նյութեր:

Կառավարման համակարգի համար

• 1x Arduino pro mini 5v (1.70 ԱՄՆ դոլար)
• 1x nRF24L01 մոդուլ ($ 1.14)
• 1x 3.3 վ կարգավորիչ մոդուլ (0.32 դոլար)
• 1x երկակի h-Bridge մոդուլ* ($ 0.90)

Մնացած հիմնական սեպ բոտի համար

• 2x միկրո փոխանցման շարժիչներ ** (էժան տարբերակ, հուսալի տարբերակ)
• 1x 2s լիթիում պոլիմերային մարտկոց
• 1x մնացորդի լիցքավորիչ
• 1x լիպո լիցքավորման պայուսակ
• 1x անջատիչ
• 1x մարտկոցի միակցիչ
• misc մետաղալար (ես օգտագործեցի որոշ Arduino jumper լարեր, որոնց շուրջս պառկած էի)
• փոքր պտուտակներ
• (ըստ ցանկության) էպոքսիդ
• (ըստ ցանկության) ալյումին (զովացուցիչ ըմպելիքից)
• (ըստ ցանկության) լրացուցիչ LED- ներ

Հիմնական վերահսկիչի համար

• 1x Arduino pro մինի 5 վ
• 1x nRF24L01 մոդուլ
• 1x 3.3v կարգավորիչ մոդուլ
• 1x Arduino-joystick

Գործիքներ:

• Պտուտակահան
• Sոդման երկաթ
• Տափակաբերան աքցան
• 3D տպիչ (ըստ ցանկության, բայց դա հեշտացնում է կյանքը)

*h-Bridge մոդուլներին նայելիս փնտրեք մոդուլ ՝ ազդանշանի բոլոր 4 մուտքերով մեկը մյուսի կողքին, դա ավելի հեշտ կդարձնի Arduino- ին միանալը հետագայում

** Ստուգեք վերջին քայլը ՝ շարժիչի արագություն ընտրելու որոշ խորհուրդների համար

Քայլ 2: Տպեք շասսի

Նախքան կառավարման համակարգին անցնելը, նայեք կառուցվելիք բոտի դիզայնին: Միշտ լավագույնն է զենքից դուրս բոտ նախագծելը: Սկսնակների համար ես առաջարկում եմ սկսել հիմնական սեպով, դրանք նախատեսված են լինել ամուր և հակառակորդներին դուրս մղել ճանապարհից, ինչը նշանակում է, որ դուք ավելի քիչ հավանական է, որ առաջին մենամարտում ոչնչացվեք, գումարած ՝ ավելի հեշտ է զգալ մեքենա վարելիս, երբ չես անում: Պետք չէ անհանգստանալ ակտիվ զենքի մասին:

Ես նախագծել եմ սեպ բոտ ՝ «Մի փոքր անմշակ», որը մարտական փորձարկումների է ենթարկվել և զրահապատ, և անզեն: Դա լավ առաջին բոտ է, հեշտ է տպել և կարող է միացվել 8 պտուտակով: Ստուգեք այն Thingiverse- ում ՝ այլ լավագույն դիզայնի համար

Եթե դուք չունեք 3D տպիչ, փորձեք տեղական գրադարան, հաքերային տարածք կամ արտադրող տարածք

Լրացուցիչ զրահ ավելացնելը հեշտ է տպիչից թարմացնել, ինչպես սեպը, այնպես էլ զովացուցիչ ըմպելիքը կարող են ալյումին քսել հղկաթուղթով, մաքրել հղկող փոշին, քսել էպոքսիդ ինչպես պլաստիկի, այնպես էլ ալյումինի վրա, սեղմակների կամ ռետինե ժապավենների հետ միասին: 12-24 ժամվա ընթացքում

Ես ներկայումս անիվների հանրային ձևավորում չունեմ, քանի որ ես օգտագործում էի ռետինե անվադողեր կրթական ռոբոտաշինության հավաքածուից ՝ 3D տպագիր հանգույցների վրա: Առաջիկա շաբաթների ընթացքում ես նախագծելու եմ մի հանգույց, որը բռնելու համար կօգտագործի O-rings- ը: Անիվներն ավարտելուց հետո ես կթարմացնեմ այս էջը և Thingiverse էջը

Քայլ 3: Պատրաստեք H կամուրջը

Տարբեր h-Bridge շարժիչային վարորդներ տարբեր կարգավորումներով են հանդես գալիս, սակայն սկզբնական ցուցակում միացված մոդուլը թողարկումով ունի 2 տերմինալային բլոկ: Այս տերմինալային բլոկները ծանր և զանգվածային են, ուստի ավելի լավ է դրանք հեռացնել:

Դա անելու ամենահեշտ ձևն այն է, որ միաժամանակ երկու բարձիկները տաքացնեն զոդման երկաթով և զգուշորեն դուրս հանեն բլոկները մի տափակաբերան աքցանով:

Շարունակելուց առաջ որոշեք, արդյոք ցանկանում եք կարողանալ փոխանակել ձեր տեղադրած շարժիչները: Եթե այդպես է, Arduino jumper մալուխները կարող են զոդվել մոդուլի ելքի մեջ, ապա հակառակ մալուխը կարող է կպցվել շարժիչին ՝ դրանք անհրաժեշտության դեպքում դարձնելով շարժական:

Քայլ 4: Մոդուլների միացում

Մոդուլների էլեկտրամոնտաժը կարող է իրականացվել 3 տարբեր եղանակներով, այդ իսկ պատճառով նախագծման քայլը կարևոր է: Apենքի ընտրությունը կազդի բոտի ձևի և լարերի ընտրության վրա:

3 ընտրությունն է.

1. Չամրացված լարեր (թեթև, բայց ավելի փխրուն) (պատկեր 1)
2. Տախտակամած (1 -ից ավելի ծանր, բայց ավելի ամուր ՝ ավելի մեծ հետքերով) (պատկեր 2)
3. Պատվերով տպատախտակ (1 -ից ծանր, բայց ամուր ՝ փոքր ոտնահետքով) տախտակի ձևավորում կցված է (պատկեր 3)

անկախ կատարված ընտրությունից, իրական կապերը նույնն են:

Կատարեք հետևյալ միացումները երկու անգամ (մեկ անգամ վերահսկիչի և մեկ անգամ ստացողի համար)

nRF24L01 (PIN համարակալման պատկեր 4 **):

• Պին 1 -> GND
• Պին 2 -> 3.3 վ մոդուլի դուրս փին
• Պին 3 -> Arduino կապ 9
• Պին 4 -> Arduino կապ 10
• Պին 5 -> Arduino կապ 13
• Պին 6 -> Arduino փին 11
• Պին 7 -> Arduino փին 12

3.3v մոդուլ:

• Vin քորոց -> Vcc*
• Ելք պին -> pin 2 nRF (ինչպես վերը նշված)
• GND քորոց -> GND

Arduino:

• 9-13 կապում -> միացեք nRF- ին, ինչպես վերևում
• Հում -> Vcc*
• GND -> GND

Կատարեք հետևյալ կապերը մեկ անգամ `վերահսկիչն ու ընդունիչը տարբերելու համար

Վերահսկիչի համար

Joystick:

• +5v -> Arduino 5v
• vrx -> Arduino քորոց A2
• vry -> Arduino քորոց A3
• GND -> GND

Ստացողի համար

h-Bridge մոդուլ:

• Vcc -> Vcc*
• B -IB -> Arduino կապ 2
• B -IA -> Arduino կապ 3
• A -IB -> Arduino քորոց 4
• A -IA -> Arduino քորոց 5
• GND -> GND

Դա ամենահեշտն է ՝ Vcc- ի և GND- ի կապումներն մետաղալարով փոխարինելով, այնուհետև տախտակը գլխիվայր շուռ տալով և կապումներն ուղղակիորեն Arduino- ով զոդելով, սա հեշտացնում է զոդումը և շարժիչի վարորդի համար ապահով ամրացում է ստեղծում:

*մարտական ռոբոտը օրինական լինելու համար մարտկոցի և միացման միջև պետք է ավելացվի մեկուսացման կետ (անջատիչ կամ շարժական կապ): Սա նշանակում է, որ մարտկոցի պոզիտիվը պետք է միացված լինի անջատիչին, այնուհետև անջատիչը միացված լինի Vcc- ին

** պատկերը https://arduino-info.wikispaces.com/Nrf24L01-2.4GHz-HowTo- ից, որը հիանալի ռեսուրս է nRF24L01 մոդուլի համար

Քայլ 5: Կառավարիչի տեղադրում

Երբ ամեն ինչ միացված է, ժամանակն է ինչ -որ կոդի համար:

Սկսած վերահսկիչից, պոտենցիոմետրի որոշ արժեքներ են անհրաժեշտ `ապահովելու համար, որ ճշգրիտ միացված ջոյսթիկը կաշխատի փոխանցող կոդի հետ:

Բեռնեք «joystickTestVals2» ծածկագրում: Այս ծածկագիրը օգտագործվում է պոտենցիոմետրի արժեքները կարդալու և դրանք սերիայի միջոցով ցուցադրելու համար

Երբ ծածկագիրը գործարկվում է և սերիական պատուհանը բացվում է ՝ նայելով «UP» արժեքին, ջիշտիկը մղեք լիովին առաջ դիրքի, «UP» արժեքը, ամենայն հավանականությամբ, կթռնի մի քանի մեծ թվերի միջև և կընտրի ձեր տեսած արժեքներից ամենափոքրը:, դրանից հանեք 10 -ը (սա կապահովի, որ փայտը մինչև վերջ հրելը կտա լիարժեք ուժ) և գրեք այն որպես «Up Max», ինչը թույլ է տալիս, որ ջոյսթիկը նորից վերադառնա կենտրոն: Այժմ ընտրեք ձեր տեսած ամենամեծ արժեքը, դրան ավելացրեք 20 և գրեք այն որպես «UpRestMax»: Կրկնեք գործընթացը ՝ փայտը ներքև մղելով և հակադարձելով ՝ ավելացնելով/հանելով «UpMin» և «UpRestMin» արժեքները:

Կրկնեք ամբողջ գործընթացը նորից ձախ և աջ ՝ սկսելով փայտը աջ սեղմելով, ձայնագրելով «SideMax» - ը, այնուհետև «SideRestMax» - ը ՝ հետ գալով և ձախը սեղմելով ՝ «SideMin» - ը և «SideRestMin» - ը ձայնագրելու համար:

Այս արժեքները չափազանց կարևոր են, հատկապես «Հանգիստ» բառը պարունակող բոլոր արժեքները: այս արժեքները ստեղծում են «մահացած գոտի» փայտի կենտրոնում այնպես, որ բոտը տեղից չի շարժվի, երբ փայտը կենտրոնում հանգստանում է, համոզվեք, որ երբ փայտը կենտրոնանում է, արժեքները ընկնում են «restMin» - ի և «restMax» - ի միջև: երկու առանցքների համար

Քայլ 6: Կոդ

Տրված ծածկագիրը ամեն ինչ անում է հիմնական կառուցվածքով հիմնական սեպ-բոտի համար, որը թույլ է տալիս նաև զենքի pwm արժեք ուղարկել:

Անհրաժեշտ գրադարաններ

• nRF24L01 Գրադարան այստեղից ՝ GitHub
• Softwareրագրային ապահովման PWM այստեղից ՝ Google Code

Կարգավորեք ձեր վերահսկիչը

բացեք txMix կոդը և փոխեք փայտի սահմանային արժեքները վերջին քայլին գրած արժեքներին: Սա կապահովի, որ կոդը ճիշտ արձագանքի ձեր ջոյստիկին (Պատկեր 1)

Անհատականացրեք խողովակը

Ապահովելու համար, որ դուք չեք միջամտում որևէ մեկին ձեր միջոցառմանը, ձեզ հարկավոր է փոխել ռադիո խողովակը: Սա իրականում նույնացուցիչ է, և ստացողը գործելու է միայն ճիշտ խողովակի ազդանշանների վրա, այնպես որ համոզվեք, որ խողովակը երկու կոդերում փոխեք նույն բանի:

Նկարում խողովակի 2 վեցանիշ թվերն ընդգծված են: Սրանք այն երկու թվանշաններն են, որոնք պետք է փոխվեն `խողովակը հարմարեցնելու համար: Փոխեք «E1» - ը ցանկացած այլ երկնիշ վեցանկյուն արժեքի և գրեք այն, որպեսզի իրադարձության ժամանակ այն հեշտությամբ կարողանաք ստուգել հակառակորդների խողովակներից:

Վերբեռնում

• txMix- ը վերահսկիչին
• ստանալ ստացողի մոդուլին

Գործարկեք ծածկագիրը

txMix:

Codeոյսթիկի դիրքում ծածկագիրը կարդացվում է որպես «UP» և «side» արժեք: Այս արժեքները սահմանափակվում են `ելնելով տրամադրված առավելագույն արժեքից` ապահովելու համար, որ ամբողջ հզորությունը կտրվի ձողիկի առավելագույն դիրքում:

Այս արժեքները այնուհետև ստուգվում են `ապահովելու համար, որ ձողը դուրս է եկել չեզոք դիրքից, եթե այն զրո չի ուղարկվում:

Արժեքներն այնուհետև առանձին -առանձին խառնվում են երկու փոփոխականի ՝ մեկը ձախ շարժիչի և աջ շարժիչի արագության համար: Այս փոփոխականներում բացասական արժեք է օգտագործվում նշելու համար, որ շարժիչը հետ է շարժվում, քանի որ այն հեշտացնում է խառնուրդը:

Ձախ և աջ արագության արժեքները բաժանվում են չորս արժեքի pwm արժեքների ՝ մեկը յուրաքանչյուրի համար ՝ շարժիչ աջ առաջ, շարժիչ ձախ առաջ, շարժիչ աջ ետ, շարժիչ ձախ հետընթաց:

Չորս pwm արժեքներն այնուհետ ուղարկվում են ստացողին:

ստանալ:

Պարզապես ազդանշաններ է ստանում վերահսկիչից, ստուգում է, որ ազդանշանը չի պարունակում pwm արժեքներ մեկ շարժիչի վրա առաջ և հետ, այնուհետև կիրառում է pwm- ը:

Ստացողը նաև խափանում է չհրկիզվող պահարանները, երբ ազդանշանը չի ստացվում վերահսկիչից

Քայլ 7: Բոլորը պտտեցրեք Togheter- ում

Շարժիչներին միացրեք միակցիչները կամ շարժիչները միացրեք ուղղակիորեն h-bridge- ին: (Ես նախընտրում եմ միակցիչները, որպեսզի կարողանամ պարզապես փոխել վարդակները, եթե շարժիչները սխալ եմ միացրել)

Batteryոդեք մարտկոցի միակցիչից ստացված դրական կապը դեպի անջատիչի միջին քորոցը և անջատիչի արտաքին կապակցներից մեկը միացված մոդուլների Vcc- ին:

Theոդեք մարտկոցի միակցիչից բացասական կապը միացված մոդուլների GND- ին:

(Ըստ ցանկության) ավելացնել լրացուցիչ լուսադիոդներ Vcc- ի և GND- ի միջև: Բոլոր մարտական ռոբոտներին անհրաժեշտ է մի լույս, որը միացված է մինչ համակարգի հզորությունը, կախված այն բաղադրիչներից, որոնք այս համակարգն ունի Arduino- ում, 3.3v մոդուլում և h-bridge- ում, քանի դեռ դրանցից առնվազն մեկը տեսանելի է դրսից: բոտ, այս կանոնը պահպանված է: Լրացուցիչ LED- ները կարող են օգտագործվել `համոզվելու համար, որ այս կանոնը պահպանված է և արտաքին տեսքը հարմարեցնելու համար

Slightly Crude- ը հեշտ է պտուտակել, սկզբում ամրացրեք շարժիչի ամրակները, ավելացրեք էլեկտրոնիկան, այնուհետև կափարիչը ամրացրեք տեղում, փոքր քանակությամբ velcro- ն կօգնի անջատիչը պահել կափարիչին:

Կառավարիչը ձերն է ՝ նախագծելու և տպելու համար: Փորձարկման համար ես օգտագործում եմ կցված վերահսկիչը, որը փոփոխվել է Brեյմս Բրուտոնի BB8 V3 վերահսկիչից

Քայլ 8. Խոսք ռոբոտների մարտական կանոնների մասին

Տարբեր երկրներ, նահանգներ և խմբեր ռոբոտների մարտական միջոցառումներ են իրականացնում տարբեր կանոններով:

Ես ստեղծել եմ այս համակարգը և գրում եմ, որ հնարավորինս ընդհանրական լինեմ, մինչդեռ հարվածում եմ RC համակարգերին վերաբերող հիմնական կանոններին (ամենակարևորը համակարգը պետք է լինի 2.4 ԳՀց թվային և ունենա մարտկոցի մեկուսացման կետ): Այս համակարգը գործարկելու և ձեր առաջին բոտը նախագծելու համար լավագույնն է կապ հաստատել ձեր տեղական խմբի հետ և ստանալ դրանց կանոնների պատճենը:

Կանոնները, որոնք վարում է ձեր տեղական խումբը, բացարձակ են, մի՛ ընդունեք իմ խոսքը ձեր խմբի կանոնների նկատմամբ:

Քանի որ Arduino- ի այս համակարգը նորություն է համայնքի համար, ամենայն հավանականությամբ ձեզանից կպահանջվի փորձարկել այն նախքան միջոցառումներում օգտագործելը: Ես բազմիցս փորձարկել եմ այս համակարգը ստանդարտ RC սարքավորումների և իր դեմ ՝ առանց որևէ միջամտության խնդիրների, այնպես որ այն պետք է անցնի ցանկացած փորձություն, այնուամենայնիվ, ձեր տեղական միջոցառման կազմակերպիչները վերջին խոսքն են ասում ՝ հարգեք նրանց որոշումը: Եթե նրանք մերժեն դրա օգտագործումը, հարցրեք ՝ կա՞ վարկային բոտ, որի հետ կարող եք պայքարել, կամ խնդրեք պարզաբանում, թե ինչու է այն մերժվել և փորձեք հարցը շտկել հաջորդ իրադարձության համար

Քայլ 9. Լրացուցիչ տեղեկություններ շարժիչների մասին

Մրջյունների դասում օգտագործվող միկրո շարժիչների շարժիչները գալիս են մեծ արագությամբ և նշվում են RPM կամ Gear հարաբերակցության միջոցով: Ստորև բերված է կոպիտ փոխակերպում:

Բոտերի մեծ մասն օգտագործում է շարժիչներ 75: 1 -ից 30: 1 սահմաններում (որոշ բացառություններով `10: 1): Մեծ պտտվող զենք ունեցող բոտերը կարող են օգուտ քաղել 75: 1 դանդաղ շարժիչներից, քանի որ ավելի դանդաղ արագությունը թույլ է տալիս ավելի շատ վերահսկողություն սահմանել: Imարպիկ սեպերը, բարձրացնողները և թաթերը լավագույնն են 30: 1 -ի դեպքում `հմուտ վարորդի ձեռքում: Ես խորհուրդ եմ տալիս 50: 1 շարժիչներ սեպով առաջին մի քանի մենամարտերի համար `պարզապես համակարգին վարժվելու և մեքենա վարելու համար

• 12V 2000 RPM (կամ 6V 1000RPM) -> 30: 1
• 6V 300RPM -> 50: 1

Քայլ 10: Թարմացումներ և բարելավումներ

Մի քանի տարի է, ինչ ես տեղադրել եմ այս «իբլը» և ես շատ բան եմ սովորել այս համակարգի մասին, ուստի ժամանակն է դրանք թարմացնել այստեղ: Ամենակարևորը բաղադրիչների ընտրությունն է, սկզբնական բաղադրիչները համեմատաբար լավ էին աշխատում, բայց երբեմն ձախողվում էին մարտերի ընթացքում: Երկու խոշոր հանցագործներն են H-Bridge- ը և nrf24l01 մոդուլը, ինչի շնորհիվ ես ընտրել եմ բացարձակ ամենաէժան մասերը, որոնք կարող էի գտնել: Դրանք կարող են ամրագրվել ՝

• 0.5 Ա H կամուրջի բարձրացում մինչև 1.5 Ա H կամուրջ, ինչպես այս մեկը ՝ 1.5 Ա H կամուրջ
• Nrf24l01 մոդուլի արդիականացում մինչև ամբողջությամբ SMD ձևավորում. Բացեք խելացի NRF24l01

Նոր բաղադրիչի արդիականացման հետ մեկտեղ ես նախագծել եմ մի քանի նոր PCB, որոնք օգնում են կոմպակտ RX- ին և ավելի շատ հնարավորություններ ավելացնել TX- ին

Ես նաև որոշ փոփոխություններ եմ ունենում, այնպես որ հետևեք դրանց