Robot Rover: 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Sziasztok, Proxy303 vagyok, robotikai szakember. Ebben az oktatóanyagban megtanítom, hogyan kell saját robotot építeni, mint az enyém.

Nem beszélek az egyik túlságosan dicsőített távirányítású autóról, amelyet az emberek robotoknak neveznek. A robotok egyik meghatározása az, hogy nem lehet távirányító. A robotot, amelyet ma megépít, megépítheti, bekötheti és programozhatja. Akkor autonóm. Ez azt jelenti, hogy nem ellenőrzik kívülről. Irányítja magát. Felépítése és programozása után a robot minden mást maga végez.

Minden robotnak öt fő összetevője van:

• Alváz, amely a robot teste. Ezeket online megvásárolhatja előre összeszerelve, vagy elkészítheti saját készletéből vagy a semmiből.
• Egy mikrovezérlő, amely a robot „agya”. Ez egy sokoldalú áramkör, amely szinte mindenre programozható.
• Néhány motor, amely lehetővé teszi a robot számára a mozgást. Mikrovezérlővel nem lehet hatékonyan közvetlenül vezérelni a motorokat, ezért szüksége van…
• Motorvezérlő, amely lehetővé teszi egy magasabb feszültségű motor vezérlését alacsony feszültségű logikai jelzéssel.
• Erőforrás, amely mindent megtesz. Hordozható vagy mozgó robotok esetén használjon elemeket. Ellenkező esetben használhat egy tápegység modult, például egy számítógépből.

Kellékek

Szükséged lesz:

• Robot alváz (javaslom az Actobotics Runt Rover Whippersnappert, mert annyi jó tulajdonsága van, mint például az univerzális mikrovezérlő-tartó, vagy az érzékelőtartók, vagy az, hogy minden csak összecsukódik.) Bármilyen anyag működik, próbálja ki a műanyagot, fa, vagy akár karton. Legyen óvatos a fém használata közben, mivel rövidre zárhatja az áramköri lapok alatti forrasztási kötéseket, de ha tudja, mit csinál, akkor hajtsa végre és próbálja ki. A robotváz meglehetősen drága lehet, 15 és néhány száz dollár között.
• Mikrovezérlő (én egy Arduino Mega 2560-at használtam, de a Raspberry Pi is jól működik.) Ezeket megvásárolhatja az elektronikai üzletekben, a hobbiboltokban, az interneten, vagy bárhol, ahol robot alkatrészeket árulnak. Bár ezek a robotok egyik legfontosabb része, valójában meglehetősen olcsók, 10-40 dollár közöttiek.
• Motoros meghajtó (én az L298N kettős motoros meghajtót használtam) Ezek meglehetősen drágák lehetnek, ezért óvatosan bánjon a sajátjával. Ezeket a rosszfiúkat arra tervezték, hogy sok energiát szivattyúzzanak a motorokba, és így nagyon felmelegednek. Győződjön meg arról, hogy a vásárolt hűtőbordával rendelkezik, vagy ha nem, akkor ragasztja rá. Biztosan nem akarja, hogy a motorvezető túlmelegedjen és eltörjön, és 20 -tól néhány száz dollárba kerül egy új autóért.
• Néhány kenyeretábla vezeték. Itt nem kell sok magyarázat, mert ezeket szinte bárhol megtalálhatja.
• Néhány M-F DuPont vezeték. A kenyeretábla vezetékek helyett, amelyek mindkét végén fém "tűk" vannak, ezek egyik végén "tű", a másik végén foglalat található.
• Egy maroknyi rögzítőcsavar. Ismétlem, nem kell sok magyarázat. Szerezzen be kis méretű, normál méretű Phillips fejű csavarokat.
• Elsődleges áramforrás a mikrovezérlő tápellátásához (Nagyon olcsó újratölthető lítium-ion akkumulátorokat talál az interneten. Általában a telefonok töltéséhez használt tápegységeket használom.)
• Motoros áramforrás (6 db AA elem kiválóan alkalmas erre, de ha szeretne, használhat másik áramforrást is. NE használjon 9V -os elemet; egyszerűen nincs áramuk az ilyesmihez. ne feledje, hogy füstérzékelők működtetésére tervezték őket, nem robotokra.) Ha lehetséges, próbálja meg újratölthető áramforrást beszerezni. Eleinte kicsit drágább, de higgye el. Ha egyszer használatos elemeket használ, azon találja magát, hogy nagyon gyorsan átmegy rajtuk, és sok elem ára gyorsan felülmúlja néhány újratölthető elem költségeit.

Lehet, hogy szeretné:

• Ultrahangos érzékelő. Hagyja, hogy a robot lássa az előtte lévő tárgyakat.
• Néhány szervomotor. Ahelyett, hogy folyamatosan forogna, ezek a hasznos motorok programozhatók úgy, hogy meghatározott szögbe mozogjanak és ott maradjanak.
• Egy marék LED. Nincs szükség magyarázatra. Bekapcsolod a hatalmat, világítanak. Egyszerű.
• Vagy bármilyen más mellékletet. Miért nem ad hozzá robotkart? Vagy valami más érzékelő?

1. lépés: Készítse el a robotvázat

Szerelje össze a vásárolt robotvázat. Győződjön meg arról, hogy minden megfelelően van összeszerelve.

A Runt Rover Whippersnapperrel minden csak összepattan. Ha az alvázat csavarok tartják össze, akkor győződjön meg arról, hogy szorosak, és hogy botja erős. Hidd el, nincs annál rosszabb, ha a projekted csak szétesik - néha szó szerint! Győződjön meg arról is, hogy van hely a házon belül. Képzeld el, hogy mindent megvásárolsz, több mint 70 dollárt költesz, és csak azt tapasztalod, hogy az egyik fő összetevőd nem fér bele a botba!

Győződjön meg arról is, hogy a motorok megfelelően vannak rögzítve és szabadon foroghatnak. Néha az alváz egy része kilóghat a motorokból, ezért győződjön meg arról, hogy semmi sem akadályozhatja a motorok forgását.

2. lépés: Alapvezetékek

Csatlakoztassa a bal oldali motorokat egymással párhuzamosan. Tegye ugyanezt a megfelelő motoroknál. Győződjön meg arról, hogy a bal oldali piros vezetékek a bal oldali fekete vezetékekkel vannak csoportosítva, és a jobb oldali vezetékekkel azonosak. Csatlakoztasson egy piros vezetéket a jobb oldali mindkét PIROS vezetékhez. Csatlakoztasson egy másik piros vezetéket a bal oldali FEKETE vezetékekhez (tudom, a bal oldalon hátrafelé tűnik, de ez figyelembe veszi azt a tényt, hogy az ellenkező oldalú motorok ellenkező irányba forognak.) Ismételje meg a fekete vezetékeknél. Ügyeljen arra, hogy az oldalak vezetékeit csoportosítsa. Ezenkívül győződjön meg arról, hogy a BAL oldali motorok megfordultak a szokásos módon.

3. lépés: Csatlakoztassa a motorvezérlőt

Mielőtt motorhajtót használna, tudnia kell, hogyan működik. HA ROSSZEN CSATLAKOZTATJA, ELTÖRHETI A MIKROVEZÉRLŐT ÉS/VAGY A MOTORVEZETŐT!

A motorvezérlő egy elszigetelt áramkör -vezérlő, ami azt jelenti, hogy nincs fizikai kapcsolat a motor teljesítményterülete és a logikai vezérlőterület között. A legtöbb jót úgy tervezték, hogy elkerülje az elektromos szivárgást a mikrovezérlőbe (ez károsíthatja vagy megsemmisítheti.) A legtöbb jó általában legalább 15 dollár, tehát ha 2 dollárt talál online, ne vásárolja meg! Én személy szerint találtam egy ilyet, és csak kísérletként ragasztottam rá egy hűtőbordát, és bekötöttem. Az eladó azt mondta, hogy a vezetőt 12V -ra értékelték. Csatlakoztattam 9V -ra, és elkezdett füstölni. Kiderült, hogy az általuk használt chipet csak 3 V -ra értékelték!

A motorvezérlőnek két bemeneti területe van: a teljesítménybemenetek és a logikai bemenetek. Két kimeneti területe is van: a jobb és a bal oldal. Íme az összes csap és mit csinálnak:

• Logikai bemenetek:

  • Ezek 3.3V -os logikai jelet vesznek fel, és a motorok vezérlésére használják. Soha ne csatlakoztasson nagy feszültséget ezekhez a tűkhöz.
  • Csatlakoztassa ezeket a mikro-vezérlő digitális logikai kimeneteihez.

• A teljesítmény bemenetek:

  • A Power In csap, a motorok táplálására szolgál. Az itt megadott energiamennyiség a vezető által a motorokba szivattyúzott teljesítmény.
  • A GND csap, amelyet közös földelésként használnak. Tápellátásként és a logikai bemenetek visszatéréseként egyaránt használható. A GND csap általában diódákkal van összekötve, hogy megakadályozza az elektromos szivárgást a logikai és tápcsapokba.
  • Az 5V -os tű, amelyet bizonyos típusú motorok táplálására használnak. 5 V -os kimenetet ad ki, ezért ne tévessze meg a tápellátást. Nem kell mást tennie, mint egy áramütés a mikrovezérlő rossz tűjébe, hogy csendben és azonnal megsemmisítse azt.

• A kimenetek:

  • 1A és 1B, egy motorra vagy motorkészletre.
  • 2A és 2B, a másik motorra vagy azok készletére.

A motorvezérlő lehetővé teszi a nagyfeszültségű motor vezérlését alacsony feszültségű logikai jellel. Azért van két bemenet motoronként, mert az irányt is szabályozhatja.

Csatlakoztassa a motorvezérlő 1A és 1B kimeneteit a jobb oldali motorokhoz. Csatlakoztassa a 2A és 2B kimeneteket a bal oldali motorokhoz (Ne feledje! VISSZA!)

Helyezze be a motor akkumulátort valahová a robot alvázába, és csatlakoztassa a motorvezérlő tápellátásához, a + -al a tápellátáshoz és - a GND -hez.

Ha előre összeszerelt modult használ, akkor jó.

Ha csak IC -t használ, győződjön meg róla, hogy megfelelően van bekötve, és tegyen rá hűtőbordát! Ezek a chipek nagyon felforrósodnak, ezért a legtöbb jó illesztőprogram rendelkezik hűtőbordával.

4. lépés: Csatlakoztassa a mikrovezérlőt

Csatlakoztassa a mikrovezérlőt a robothoz. Az Arduino Uno Rev3 -at használtam. Csatlakoztassa a mikrovezérlő négy digitális kimenetét a motorvezérlő logikai bemenetéhez. Csatlakoztassa a mikrovezérlő földelőcsapját a motorvezérlő GND nyílásához. Ne csatlakoztassa a motorvezérlő 5V-os tüskéjét a mikrovezérlőhöz! Ezt bizonyos típusú motorok tápellátására használják, nem tápellátásként és természetesen nem mikrovezérlőként. Ha ezt teszi, károsíthatja a mikrovezérlőt. Csak a logikai csapokat és a motorvezérlő közös földelőcsapját kösse össze a mikrovezérlővel.

Ezeket a csatlakozásokat a motorok vezérlésére használják a meghajtó logikai bemeneteinek használatával.

5. lépés: Győződjön meg arról, hogy minden rendben van

Menj vissza, és győződj meg róla, hogy minden rendben van. Ellenőrizze a vezetékeket, győződjön meg arról, hogy a bal motorok vissza vannak kapcsolva, győződjön meg arról, hogy a mikrovezérlő 5 V-os kimenete nincs csatlakoztatva a motorvezérlő 5 V-os kimenetéhez, és ellenőrizze az egyéb problémákat. Győződjön meg arról, hogy az összes csavar meg van húzva, a vezetékek be vannak dugva, a motorok nincsenek blokkolva, és a vezetékek nincsenek eltörve.

Ha minden rendben van, akkor folytassa a következő lépéssel.

6. lépés: Helyezze be az akkumulátort

Helyezze be az elemeket a robotházba. Ha kiesnek, lelassíthatják vagy leállíthatják a robotot, ezért ügyeljen arra, hogy rögzítse őket az alvázon belül. Használjon rögzítőkeretet, ragasztót, vagy csak ragasztószalaggal rögzítse őket, ha gyakran kiveszi őket. Ezenkívül győződjön meg arról, hogy az akkumulátor csatlakozásai megfelelőek. Volt egyszer egy robotom, amely nem volt hajlandó mozogni, és órákig körbejártam, ellenőriztem a programozást, átkötöttem a motorokat, és nem tudtam megtalálni a problémát. Végül még egy új mikrovezérlőt is vettem, csak azt tapasztaltam, hogy a motor akkumulátorának egyik vezetéke kilazult a házban. Ez egy tökéletes példa arra, hogy miért kell mindig ellenőrizni az egyéb problémákat, mielőtt kicserél egy alkatrészt!

7. lépés: Mindent csatoljon

Kis rögzítőcsavarokkal rögzítse mindent biztonságosan. Csavarja fel a motor meghajtóját és a mikrovezérlőt a robot alvázára, és győződjön meg arról, hogy a motorok biztonságban vannak. Győződjön meg arról is, hogy a kenyértábla biztonságosan rögzítve van.

Használjon cipzárat vagy kis darab szalagot a vezetékek rendszerezéséhez. Ezt nem kell megtennie, de ettől minden bizonnyal jobban néz ki a robot, és könnyebben nyomon követheti, hogy a vezetékek mire mennek. Továbbá, ha nincs cipzárja, vagy egyszerűen ki kell cserélnie a vezetékeket, akkor szín szerint csoportosíthatja őket. Például használhat zöld vezetékeket a mikrovezérlőtől a motorvezérlőhöz, piros vezetékeket az áramellátáshoz, fekete vezetékeket a GND-hez, és kék vezetékeket a motorvezérlőtől a motorokhoz.

8. lépés: Programozás

Csatlakoztassa a mikrovezérlőt a számítógéphez, és programozza be. Kezdje egyszerűen, és ne terhelje túl magát. Kezdje valami olyan egyszerűvel, mint a robot haladása. Meg tudod fordítani? Vissza menni? Pörgetés körökben? Vigyázat, a programozás sok türelmet igényel, és általában a leghosszabb. Lásd a fenti grafikont.

Tőled függ!

9. lépés: Mellékletek

Most, hogy egy egyszerű robotot állított be, itt az ideje, hogy hozzáadjon néhány extra funkciót. Csatlakoztasson egy ultrahangos érzékelőt, hogy a robot elkerülje az akadályokat. Vagy szervomotor, valami hűvös a tetején. Vagy néhány villogó LED, hogy felderítse a botot. Ne feledje, ez a robotja, tehát rajtatok múlik!

10. lépés: Kész

Gratula! Most van egy működő robotja! Kérjük, írja meg a megjegyzésekben, ha elkészítette, és milyen mellékleteket adott hozzá.

Ha valami nem sikerül, olvassa el az alábbi hibaelhárítási súgót:

A robot egyáltalán nem kapcsol be

Tudja, hogy a robot be van kapcsolva, mert a legtöbb motorvezérlőn és mikrovezérlőn fények jelzik, hogy be vannak kapcsolva. Ha nem kapcsolnak be, akkor:

• Lehet, hogy a fő akkumulátor lemerült vagy lemerült. Ha újratölthető akkumulátort használ, töltse fel. Ha normál akkumulátort használ, cserélje ki.
• Lehet, hogy a vezetékek rosszul vannak csatlakoztatva. Ellenőrizze a kapcsolatokat. Egyetlen rossz helyen elhelyezett vezeték megszakíthatja az áramot az egész robot számára.
• A vezetékek megszakadhatnak. Úgy tűnik, valami olyasmi, amire nem számítana, hogy megtalálja, de azt tapasztaltam, hogy a törött vezetékek valójában meglehetősen gyakoriak. Keresse meg a törött vagy kopott szigetelést, a kis fém "tűket", amelyek kilógnak a huzalcsatlakozóból (amikor a vezeték végén lévő csap lejön és elakad), vagy a megszakadt vezetékeket.
• Probléma lehet a motorvezérlővel vagy a mikrovezérlővel. A gyártási hibák miatt a rendszer nem kapcsol be. Ebben az esetben cserélje ki a mikrovezérlőt vagy a motorvezérlőt. Ez az utolsó megoldás, mert a mikrovezérlők és különösen a motorvezérlők néha meglehetősen drágák lehetnek.

A robot bekapcsol, de nem mozdul

Ha megerősítette, hogy a robot be van kapcsolva, de egyáltalán nem mozog, akkor:

• A motor áramforrása alacsony vagy üres lehet. Cserélje ki az akkumulátort. Tapasztalataim szerint ezek az akkumulátorok elég gyorsan lemerülnek, mert a motorok működtetéséhez nagy áram szükséges.
• Lehet, hogy huzalozási probléma van. Nézze meg a fenti részt, és ellenőrizze, hogy nincsenek -e rosszul elhelyezett vagy törött vezetékek.
• A motorok rövidre záródhatnak vagy kiéghetnek. Ez elég gyakori, ezért érdemes keresni. A motorokat közvetlenül táplálja, és nézze meg, hogy mozognak -e.
• A motor meghajtója megsérülhet. Ellenőrizze a feszültséget a kimeneteken. Ha a vezetőfény nem világít, ez egyértelmű jele a hibás egységnek. FIGYELJEN MEGTUDNI MINDENT! Az alvázon kívül a motor meghajtója tipikusan a robot legdrágább darabja.
• Programozási probléma lehet. Számomra ez a leggyakoribb probléma. A kis- és nagybetűk között (az Arduino-ban használatos nyelven) egyetlen hiba tönkreteheti az egész programot. A Python (a Raspberry Pi nyelve) is problémákat okozhat.
• A mikrovezérlő megsérülhet. Néha a logikai jel még a motorvezérlőt sem éri el (oka van arra, hogy ne ugorjunk rögtön a rossz vezető következtetéseire). Ebben az esetben csak cserélje ki.

A robot bekapcsol, de rendellenes módon mozog

Ha a robot bekapcsol, de nem kívánt módon elkezd mozogni (például körbe megy, amikor előre kell mennie), akkor:

• Valószínűleg kábelezési probléma van. ELŐTT ELLENŐRIZZE! Emlékeztek arra, hogy az egyik oldalt felcserélték?
• Lehet programozási hiba. Ellenőrizze a kódot, hogy nincs -e probléma.
• Néha a sérült mikrovezérlő megbolondulhat, többször is véletlenszerű jeleket küldve. Ha ezt egy mikrovezérlő teszi, akkor ne próbálja meg kijavítani. Ez egyértelmű jele annak a chipnek, amely javíthatatlanul megsérült, ezért csak lépjen tovább, és cserélje ki az egészet. Hidd el, ezeket a chipeket robotok készítik egy laborban. Az emberek egyszerűen nem tudják megjavítani.
• A motor megsérülhet. Ha a motor nem jár, vagy lassabban működik, akkor a robot lassan "sodródik" mozgatás közben. Ennek megoldására három módszer létezik. Ha teheti, csak növelje a feszültséget az adott motorhoz, hogy felgyorsítsa azt, mint az összes többi. Ha nem, próbálja meg az ellenállásokat elhelyezni az összes motoron, kivéve a sérültet. Ez lelassítja a többi motort a sérült sebességére. Végül cserélheted. A robot hajtóművek általában olcsók, általában 2-3 dollár. Hasonlítsa össze ezt egy motoros sofőrrel, amely 10-200 dollár között lehet.

Ha a robot nem reagál az érzékelőkre

Ha a robot bekapcsol és normál módon mozog, de nem "hallgat" az érzékelőkre, vagy nem reagál megfelelően, akkor ez szinte mindig a két dolog egyike.

• Valószínűleg programozási hiba van. Az érzékelőket gondosan kalibrálni és programozni kell. Egyszer egy robot irányíthatatlanul pörgött körülöttem, csak azt tapasztaltam, hogy véletlenül elfordítottam, amikor 100 centiméter helyett 100 méteren belül lát valamit. Folyamatosan látta a falakat, ezért folyamatosan forogni kezdett.
• A másik leggyakoribb probléma a rossz vezeték. Még egy hiányzó vezeték is működésképtelenné teheti az érzékelőt.

Bármilyen más segítségért nézze meg a fenti szakaszokat, vagy google -olja a konkrét problémát. Továbbá, ha kérdése van, vegye fel velem a kapcsolatot a [email protected] címen.

Kérlek kommentelj róla!