Arduino Mothbot: 11 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:53

Այս նախագծի նպատակն է նախագծել և կառուցել պարզ հետևող ռոբոտ ՝ օգտագործելով Arduino Duemilanove միկրոկառավարիչի տախտակը: Ես իսկապես ուզում էի կիսվել ռոբոտի նախագծով, որն էժան էր, պարզ կառուցման և բոլոր տարբեր քայլերի վերաբերյալ հրահանգների ամբողջական փաթեթ: Հուսով եմ, որ ինձ հաջողվել է, և ես կցանկանայի մեկնաբանություններ ստանալ այս ուսուցումն ավելի լավը դարձնելու մասին:

Այս ռոբոտի դիզայնը կենտրոնացած էր Մասսիմո Բանզիի «Սկսելու Arduino- ով» գրքի օգտագործման վրա և հրապարակված [makezine.com Make] - ի հետ: Ես նաև ծառայություններ գործարկեցի սերվերի գործարկման համար `« Ինչպես պատրաստել Arduino վերահսկվող սերվո ռոբոտ (SERB) »նախագծից: Arduino Mothbot- ը ընդհանուր առմամբ բավականին արագ պատրաստվող ռոբոտ է: Ենթադրելով, որ դուք սկսում եք բոլոր մասերից և կարիք չունեք իմպրովիզացիայի, ընդհանուր առմամբ, նախագծի կառուցումը պետք է տևի գուցե մեկ ժամ: Դա այն է, եթե հետևեք հրահանգներին և պատճենեք ծածկագիրը: Այնուամենայնիվ, եթե դուք միաժամանակ կառուցում եք միայն մեկ գործառույթ և փորձարկում եք ճանապարհին, ապա այս նախագիծը կարող է զգալիորեն ավելի երկար տևել: Ավելի երկար ուղու առավելությունն այն է, որ դուք, հավանաբար, շատ ավելին կսովորեք և մի փոքր կզվարճանաք ճանապարհին:

Քայլ 1: Հավաքեք ձեր մասերն ու գործիքները

Այս ռոբոտը կառուցելը կարժենա ձեզ մոտ $ 80 մաս -մաս, եթե նախկինում նման բան չեք արել: Արժեքն ինձ համար զգալիորեն ավելի փոքր էր, քանի որ աշխատելու համար շատ էլեկտրոնիկա ունեի: Այնուամենայնիվ, ես գիտեմ, թե որքան հիասթափեցնող է փորձել և հետևել հրահանգին ՝ առանց իմանալու, թե որ մասերից պետք է գնեք, որտեղից պատվիրեք և որքան կարժենա ամեն ինչ նախապես, այնպես որ ես արել եմ այդ աշխատանքը ձեզ համար: Երբ բոլոր մասերը քառակուսի դնեք, այս նախագիծը կատարելը պետք է արագ լինի: Հետևեք իմ նախագծի վիքի հետևյալ հղմանը ՝ մասերի ամբողջական ցուցակ ստանալու համար: Arduino Mothbot մասերի ցուցակ

Այժմ դուք կարող եք ձեռք բերել որոշ գործիքներ: Քանի որ այս նախագծում աշխատում է առանց զոդման տախտակ, դուք կարող եք դա անել առանց բազմաթիվ էլեկտրոնիկայի շքեղ սարքավորումների: Հուսանք, որ ավտոտնակում կարող եք գտնել մնացած անհրաժեշտ իրերը. վեցանկյուն բանալին 6. Գայլիկոն 7. 1/16 ", 5/32" և 7/32 "փորվածքներ 8. Սղոց (ըստ ցանկության) 9. Անվտանգության ակնոցներ Խնդրում ենք օգտագործել ցանկացած տեսակի էլեկտրական գործիքներ օգտագործելիս:

Քայլ 2: Պլանավորման փուլ

Նախքան այս նախագիծը սկսելը, ես նայեցի Instructables- ի շուրջը բազմաթիվ այլ նախագծերի: Նաև որոշ ժամանակ տրամադրեցի Մասիմո Բանզիի «Սկսելու համար Արդուինոյով» գիրքը կարդալուն: Այս նախագծում գրեթե ամեն ինչ արված է այս վեբ կայքի կամ գրքի օրինակով: Ես նախագիծը նախագծեցի այս կերպ ՝ փորձելով այն հասանելի դարձնել սկսնակ ռոբոտիստին:

Պլանավորման փուլում ես ոչ միայն նայեցի ապարատային և կոդավորմանը, այլև կատարեցի իմ էլեկտրոնիկայի տնային աշխատանքը: Ես ուզում էի այս նախագծի համար կազմել մի պարզ էլեկտրոնային սխեմատիկա, որպեսզի կարողանայի հետևել այն, ինչ կատարվում էր այն կառուցելիս: Նկարում կարող եք տեսնել տարբեր բաղադրիչներ, էլեկտրահաղորդման գծեր և Arduino կապում: Հուսանք, որ դա հստակ դիագրամ է և նաև ցույց է տալիս, թե որքան պարզ է այս նախագծի էլեկտրոնիկան:

Քայլ 3. Servos- ը Arduino- ին միացնելը

Եթե դուք պատրաստվում եք ռոբոտ կառուցել, առաջին բանը, որ հավանաբար ցանկանում եք մշակել, այն է, թե ինչպես այն շարժել: Ամենայն հավանականությամբ, դուք ցանկանում եք, որ կարողանաք այն ուղարկել առաջ, հետ, աջ, ձախ և ստիպել կանգ առնել: Եթե չեք կարողանում պարզել, թե ինչպես կարգադրել այն ճիշտ շարժվել, ապա ամենայն հավանականությամբ չեք կարողանա ստիպել նրան որևէ բան անել, երբ միացնում եք բոլոր տվիչները: Ստորև ներկայացված են շարժիչը Arduino- ին միացնելու քայլերը:

1. Առաջին բանը, որ պետք է անել, երբ առանց զոդման տախտակ տեղադրելը սպասարկողների համար հիմք (GND) և հզորություն (+6V) է: Ես ընտրեցի տախտակի վրա օգտագործել երկու երկար ժապավենները, որոնք ամենամոտ կլինեն Արդուինոյին: 2. Երբ գետնին և հոսանքի գծերը նույնականացվեն, Arduino- ի տախտակը միացրեք գետնին `առանց զոդման տախտակի վրա: Էլեկտրաէներգիան միացրեք առանց զոդման տախտակին: 3. Յուրաքանչյուր սերվո ունի երեք լար, որոնք դուրս են գալիս դրանցից: Իմը յուրաքանչյուրի համար ունի սև, կարմիր և սպիտակ մետաղալարեր: Սևը գետնի համար է, կարմիրը ՝ ուժի, իսկ սպիտակը ՝ կառավարման լար: Կտրեք երեք jumper լարեր նույն չափի յուրաքանչյուր servo- ի համար (այսինքն `6 ընդհանուր): 4. Կցեք թռչկոտող լարերը servo լարերի ծայրին, այնուհետև յուրաքանչյուր servo առանց զոդման տախտակին: 5. Այժմ օգտագործեք թռիչքներ `յուրաքանչյուր սերվոյից գետնին և ուժը միացնելու համար գետնին և առանց զոդվող տախտակի հզորությանը: 6. Այժմ միացրեք յուրաքանչյուր սերվոյի կառավարման լարերը Arduino- ին: Ձախ սերվերը միացրեք թվային ելքին (PWM) 3, իսկ աջը ՝ թվային ելքին (PWM) 11. 7. Վերջապես, 4AA մարտկոցներից միացրեք գետնին և հոսանքին առանց սալիկի առանցքի և հոսանքի: Մի անհանգստացեք, եթե սերվոները սկսեն շարժվել, երբ ձեր Arduino- ն էներգիա չունի կամ դեռ ծրագրավորված չէ: 8. Օգտագործելով ծածկագիրը ՝ այժմ պետք է կարողանաք շարժիչները գործարկել առաջ, հետ, ձախ կամ աջ ուղղություններով ՝ օգտագործելով ներառված գործառույթները:

Քայլ 4: Փորձարկեք շարժիչները

Կարծում եմ, որ կարևոր է ներառել որոշ թեստային կոդեր, որոնք ես օգտագործել եմ Arduino Mothbot- ը հավաքելիս: Եթե դուք հետաքրքրված եք և ցանկանում եք ժամանակ տրամադրել մանրուքներին, ես կարծում եմ, որ այս ծածկագրի հատվածները կրթական և օգտակար կլինեն այլ նախագծերում: Ստորև որևէ ծածկագիր տեղադրելուց առաջ ուզում եմ հայտնի դարձնել, որ հետևյալը հիմնված է մեկ այլ հիանալի ծրագրի վրա, որը կոչվում է Ինչպես պատրաստել Arduino վերահսկվող սերվո ռոբոտ (SERB): Ես շատ բան եմ սովորել ՝ հետևելով այդ ուսանելի աշխատանքի վրա և ցանկանում եմ արժանին մատուցել այնտեղ, որտեղ պետք է:

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test1.pde

Քայլ 5: Միացնել/անջատել կոճակը

Այժմ դուք կարող եք ցանկանալ միացնել և անջատել ձեր ռոբոտը կոճակի սեղմումով: Arduino- ն ինքնուրույն կգործարկի ծածկագիրը անվերջ հանգույցում, մինչև այն անջատեք վարդակից, ինչը կարող է բավականին հիասթափեցնել, երբ ձեր ռոբոտը միացնում եք սեղանին և այն սկսում է փախչել ձեզանից: Կոճակի ինտեգրումը հիանալի քայլ է այս գործընթացում, քանի որ դուք նաև կսովորեք, թե ինչպես օգտագործել կոճակները այլ բաների համար, օրինակ ՝ բամպեր ստեղծելը, որը կբացահայտի, երբ ռոբոտը հարվածում է պատին: իմ նկարների մեծ մասի համար առանց զոդման տախտակ: Սա պարզապես օգնում է պատկերն ավելի հստակ դարձնել, երբ ես ցույց եմ տալիս տարբեր քայլեր: 1. Սկսելու համար անջատեք սերվորի շարժիչներից սնունդը ՝ այլ աշխատանքներ կատարելուց առաջ: Հիշեք, որ դա անեք ամեն անգամ, երբ ինչ -որ բան ավելացնում եք այս նախագծին: Այժմ դուք կարող եք ցանկանալ, որ կարողանաք միացնել և անջատել ձեր ռոբոտը, ի տարբերություն այն բանի, որ ռոբոտը անմիջապես սկսի շարժվել, երբ միացնում եք հոսանքը: Նշեք ժապավենը, որը զոդման տախտակի հակառակ կողմում է, միացման/անջատման կոճակի համար (և հետագայում `տվիչների): Օգտագործելով երկար ցատկող մետաղալար ՝ միացրեք հոսանքը (+5V) Arduino- ից ձեր իսկ կողմից հայտնաբերված ժապավենին: 5. Միացրեք երկու ցատկող լարերը վայրկենական անջատիչին և մի ծայրը միացրեք (+5V) հզորությանը 6: Միացրեք վայրկենական անջատիչի մյուս ծայրը մի փոքր ժապավենի մեջ ՝ առանց զոդման տախտակի մեջտեղում: Այդ նույն ժապավենից միացրեք 10K օմ դիմադրիչը ժապավենին, իսկ մյուս ծայրը `գետնին 8: Վերջապես, մի ծայրից միացրեք լարն անջատիչով և դիմադրիչով, իսկ մյուս ծայրը տեղադրեք Arduino- ի թվային մուտքագրման մեջ 7: Այժմ, ծածկագրով դուք պետք է կարողանաք օգտագործել կոճակը ՝ ռոբոտը միացնելու և անջատելու համար: Եթե դուք օգտագործում եք ծածկագիրը LED- ով (թվային ելք 13), ապա կտեսնեք, որ ներսից LED- ն միանում և անջատվում է ռոբոտի հետ: Սա հիանալի միջոց է Arduino ծածկագիրը փորձարկելու համար, եթե անջատված շարժիչների հզորություն ունեք:

Քայլ 6: Միացման/անջատման կոճակի փորձարկում

Այս նոր ծածկագիրը ներառում է միացման/անջատման կոճակը օգտագործելու և ինքնաթիռի LED- ը թարթելու տեղեկատվությունը:

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test2.pde

Քայլ 7: Լույսի տվիչների ինտեգրում

Ի՞նչ կլիներ Arduino Mothbot- ը, եթե այն չունենար լուսային տվիչներ: Այս պարզ նախագծի իմաստը ռոբոտի պատրաստումն է, որը գրավում է ամենապայծառ լույսը: Դրա համար մենք պետք է ինտեգրենք որոշ լուսային տվիչներ, որոնք հայտնի են նաև որպես ֆոտո-դիմադրիչներ:

1. Կրկին անջատեք հոսանքը servo շարժիչներից, նախքան այս քայլը կատարելը: 2. Լույսի տվիչների կարգավորումը կկատարվի երկու անգամ: Դա գրեթե նույն կարգավորումն է, ինչ պահի անջատիչը: Փաստորեն, դա նույն կարգավորումն է, բայց այս անգամ դուք վայրկենական անջատիչի փոխարեն կօգտագործեք լույսի ցուցիչը (ֆոտո-դիմադրություն): 3. Քանի որ այս ռոբոտը երկու լույսի սենսորների միջոցով կընտրի քշելու ուղղություն, խորհուրդ է տրվում տեղադրել յուրաքանչյուր լուսային սենսոր `առանց զոդման տախտակի հակառակ կողմերում կամ հնարավորինս հեռու: 4. Լույսի սենսորի մի ծայրը միացրեք (+5V) էլեկտրահաղորդման գծին, իսկ մյուս ծայրը ՝ տախտակի կենտրոնում գտնվող փոքր ժապավենի մեջ: 5. Միացրեք 10 կիլոմետրանոց դիմադրիչը այդ նույն ժապավենին, իսկ մյուս ծայրը `գետնին: 6. Այժմ միացրեք փոքր ժապավենից թռչկոտող մետաղալարը (որտեղ միացված են լուսանկարների դիմադրիչը և սովորական ռեզիստորը) և միացրեք մյուս ծայրը անալոգային մուտքի: 7. Ձախ սենսորը միացրեք Arduino- ի 0 անալոգային մուտքին, իսկ աջ սենսորը `անալոգային մուտքին 1. 8. Այժմ դուք պետք է կարողանաք օգտագործել լույսի տվիչները` սերվերը տեղափոխելու համար:

Քայլ 8: Վերջնական ծածկագիր

Ահա վերջնական կոդը, որն օգտագործվում է Arduino Mothbot- ի գործարկման համար: Կոդում ես ներառել եմ Arduino սերիալային նավահանգստի տպագիր հայտարարություններ: Եթե ձեր համակարգչի USB պորտի միջոցով միացված է Arduino- ն, դուք պետք է կարողանաք տեսնել տպագիր հայտարարությունները, որոնք ձեզ հուշում են, թե ինչ ճանապարհով է նախատեսում գնալ ռոբոտը: Գուցե ցանկանաք հարմարեցնել լույսի ցուցիչի շեմի արժեքը `ռոբոտի վարքագիծը ճշգրտորեն կարգավորելու համար: Շեմը հիմնականում կախված է ձեր տվիչներից և այն վայրի շրջակա լուսավորությունից, որտեղ գտնվում եք:

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/mothbot.pde

Քայլ 9. Կառուցեք ցեցի մարմինը

Ձեր ստեղծած ռոբոտը, իրոք, լավ չէ, եթե չկարողանա ինքն իրեն պահել: Այդ պատճառով այն մարմնի կարիք ունի: Ես ամեն ինչ արեցի, որպեսզի սա հնարավորինս պարզ շինարարական նախագիծ լինի: Այնուամենայնիվ, դուք պետք է ինքնուրույն մի փոքր աշխատանք կատարեք ՝ ճիշտ չափումները պարզելու համար: Ես առաջարկում եմ տարիքային «չափել երկու անգամ, մեկ անգամ կտրել» մեթոդը: 1. Ռոբոտի մարմինը պատրաստված է բարդու փայտից, որը ես գնել եմ շինարարական խանութում, որը գերազանցում էր 6 "x 24" չափսը: Ես կտրեցի իմը մինչև 6 "x 8" ՝ օգտագործելով շինանյութի խանութում տրամադրված սղոցը: Հաջորդը ես անցքեր բացեցի դեպի տախտակի առջևը ՝ յուրաքանչյուր սերվոյի համար սերվոյի փակագծերը ամրացնելու համար: Դրա համար ես օգտագործել եմ 5/32 դյույմ չափի հորատիչ 3: Ես նաև փորել եմ տախտակի հետևի մասում ռոբոտը հավասարակշռող պտտվող անիվի համար: Դրա համար ես օգտագործել եմ 7/32 դյույմ չափի հորատիչ: Ես որոշեցի օգտագործել մի փոքր ավելի փոքր փորվածք, որպեսզի կարողանամ սերտորեն շփվել իմ պտտվող անիվի հետ, քանի որ այն ամրացնելու համար ընկույզի և պտուտակի համադրություն չէի օգտագործում: 4. Հետո փակագծերը ամրացրեցի տախտակին ՝ ընկույզով ու պտուտակներով: Դա արվել է ՝ օգտագործելով հարթ գլխով պտուտակահանը և կարգավորվող բանալին: Փակագծերը ամրացնելուց հետո ես յուրաքանչյուր սերվո ամրացրի փակագծերին ՝ ընկույզով և պտուտակներով: 6. Վերջապես, ես պտուտակի անիվը մղեցի ամբողջի մեջ:

Քայլ 10: Անիվների պատրաստում

Անիվներն ինձ համար բարդ խնդիր էին: Ես իրականում բոտեր ունեի վավերացված ռոբոտների անիվների վրա, բայց հասկացա, որ դրանք ա) չափազանց ծանր են և բ) ես ոչ մի կերպ չեմ կարող դրանք կցել իմ ընտրած սերվոներին: Այդ ժամանակ ես հիշեցի, որ ավագ դպրոցում նման նախագծի համար բանկաների կափարիչներ էի օգտագործում: Այսպիսով, այն գնաց խանութ ՝ ռոբոտի անիվի այլընտրանք գտնելու համար: Յուրաքանչյուր անիվ պատրաստված է Ziploc Twist 'n Loc տարայի կափարիչից: Մյուս լավ կափարիչներն են գետնանուշի կարագների կամ այլ սննդամթերքի վրա դրված կափարիչները: Ես կողմնակից չեմ սնունդ վատնելուն, բայց խնայեք ձեր կոպերը, և դուք կարող եք գտնել, որ մեկը ճիշտ է ձեր ռոբոտների նախագծի համար: Ես օգտագործել եմ մնացած տարաները ՝ հավաքած մասերը պահելու համար: Առաջին բանը, որ ես արեցի, անիվների համար իմ ուզած սերվոյի եղջյուրն էր: Ես ընտրեցի չորս եղջյուր ունեցող եղջյուրները և դրանք գնելու դեպքում ներառված էին իմ սերվոյի մեջ: 2. Նախքան որևէ բան անելը, անիվի կենտրոնում անցք բացեք: Ես խորհուրդ եմ տալիս դա անել ձեր 5/32 դյույմ հորատիչով: Դա ձեզ հարկավոր կլինի, որպեսզի կարողանաք հասնել պտուտակին, որը միացնում է եղջյուրը սերվոյին: 4. Այժմ կափարիչը պտուտակով պտուտակեք: Յուրաքանչյուրի հետ ես օգտագործել եմ չորս ներառված պտուտակ: servo ՝ կափարիչները եղջյուրներին միացնելու համար: Հնարավոր է, որ ավելի հեշտ լինի, եթե կափարիչով փոքր անցքեր նախապես փորեք, ինչպես ես: Ես դրա համար օգտագործեցի 1/16 դյույմանոց հորատիչ: Բայց զգույշ եղեք, այս պլաստիկի միջոցով հորատումը ծանր փորվածքով և փոքր կտորով կարող է դժվար լինել: Այժմ միացրեք եղջյուրները սերվերին ՝ օգտագործելով փոքր Phillips (4 կողմ) պտուտակահանը: 6. Ի վերջո, յուրաքանչյուր անիվի վրա ռետինե ժապավեններ փաթաթեք ՝ ավելի մեծ քաշքշուկ ապահովելու համար: Ես իմ ռետինե ժապավենները ստացել եմ մթերային խանութից գնած ապրանքներից: Հուսով եմ, որ ձեր շուրջը մի քանի հոգի պառկած են: Այս պահին ամբողջ մարմինը և անիվները պետք է հավաքվեն:

Քայլ 11: Ավարտելով Arduino Mothbot- ը

Մարմնի և անիվների հավաքման դեպքում հեշտ է տեղադրել Arduino- ն և առանց զոդման տախտակը ՝ ռոբոտի մարմնի վերևում: Համոզվեք, որ դեռ կարող եք հասնել Arduino- ի USB մուտքագրմանը, եթե անհրաժեշտ լինի փոխել ծրագրավորումը: Յուրաքանչյուրի տակ ես օգտագործել եմ մի քանի սև էլեկտրական ժապավեն ՝ դրանք մարմնին կպցնելու համար: Էլեկտրական ժապավենը հեշտությամբ հեռացվում է և բավականին լավ է պահվում: Կպցրեք Arduino- ն և առանց զոդման տախտակը ձեր կառուցած ռոբոտի մարմնի վերևում: Նորից ժապավեն օգտագործելով, լավ գաղափար է 4AA մարտկոցի կրիչը և 9 Վ մարտկոցը միացնել մարմնին: Համոզվեք, որ լարերը հասնում են: 3. Սերվո լարերը միացրեք առանց զոդման տախտակին, եթե դրանք նախկինում հեռացրել եք: 4. Միացրեք Arduino power5- ը: Միացրեք servo շարժիչի հզորությունը 6: Այժմ տեղադրեք ձեր ռոբոտը գետնին և սեղմեք միացման/անջատման անջատիչը: Այն այժմ պետք է կյանքի կոչվի և հետապնդի լույսը սենյակում:) Որպես ապագա լրացուցիչ ծրագիր ես կներառեի մի պարզ բամպեր կամ պատի ցուցիչ: Սա կլինի անջատիչ, շատ նման է այս նախագծում օգտագործվող Միացման/Անջատման կոճակին: Այնուամենայնիվ, երբ կոճակը սեղմվում էր, այն ռոբոտին ասում էր, որ հակառակ ուղղությամբ շրջվի, թեքվի ձախ կամ աջ և շարունակի ծրագրով: Ավարտելուց հետո այս ռոբոտը հիանալի փոքրիկ հարթակ կլինի այլ սենսորների և սարքերի համար: