DIY több kiemelt robot Arduino -val: 13 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ezt a robotot elsősorban az Arduino megértésére és az Arduino különböző projektjeinek egyesítésére hozták létre, hogy több kiemelt Arduino robotot alkossanak. Továbbá, ki ne szeretne házi robotot? Így elneveztem a BLUE ROVIER 316 -ot. Vásárolhattam volna egy gyönyörű lánctalpas alvázat, de a semmiből elkészítve többet tanít és büszkeséggel tölt el, miután befejezte. A robot képes megérteni a hangutasításokat, válaszolni az egyszerű kérdésekre, irányítani egy RC autó és még az akadályok elkerülése is mozgás közben. Főként Android -telefonon keresztül vezérelhető, amely Bluetooth -on keresztül csatlakozik hozzá. Az Android olyan funkciói alapján, mint a Google Voice Recognition és a Tilt Sensing, valóban úgy viselkedhet, mint egy aranyos, okos robot. Azért adtam hozzá a KÉKET a nevéhez, mert főleg Bluetooth -on alapul. Valójában ez volt az első Arduino projektem, és azt akartam, hogy egyedi legyen. Ha tetszik a projekt, kérjük, szavazzon rám a Robotika Versenyen!

1. lépés: Bemutató videó

A robot bemutatóját ezen az oldalon tekintheti meg:

2. lépés: A ROVIER története

Ugorhat a következő lépésre, ha nem akarja végigolvasni a BLUE ROVIER 316 aranyos kis történetét. Körülbelül egy évvel ezelőtt kaptam ajándékba apámtól egy Arduino UNO -t. Mivel ez volt az első lépés az Arduino területén, valami mást és egyedit akartam létrehozni az általános Arduino projektekből. Aranyos és okos robotnak kellett lennie, amely képes megérteni a hangutasításokat, és sok intelligensebb dolgot képes végrehajtani, mint például a távirányító, a vonalak követése, az akadályok elkerülése stb. A kérdés az volt, hogyan lehet őket kombinálni. És miután igazán szép ideig szörföztem a neten, arra a következtetésre jutottam, hogy a Bluetooth lenne a legolcsóbb mód. Így a BLUE ROVIER elindult. De olyan helyzet állt elő, hogy ki kellett zárnom a robot számos olyan tulajdonságát, amelyekre számítottam, főleg az Arduino UNO memóriahiánya miatt (még kevesebb digitális csapok az UNO -n). Nem számít, folytattam. Igazán jó időbe telt, amíg elkészítettem a Robot végleges verzióját. És így sok kísérlet és kudarc után végre létrejött a BLUE ROVIER. És most továbbléphetünk a robot készítéséhez.

3. lépés: Alkatrészek és alkatrészek

Csak a következő összetevőkre lesz szüksége: 1. Android rendszer 2. Arduino Uno 3. wtv020-sd-16p modul és 8ohm hangszóró4. 2x L293d motorvezérlő áramkör 5. 4x bo motorok és kerekek6. HC SR04 ultrahangos érzékelő 7. 9g szervo8. 8 AA elemtartó és elemek 9. 1 GB -os micro SD kártya 10. kis kapcsolószekrény az alvázhoz.11. HC 05 Bluetooth modulTudom, hogy költségesnek tűnik! De ne aggódjon, ez csak körülbelül két -háromezer rúpiába kerül. Ha az Androidról beszélünk, akkor nem lesz nagy probléma a birtoklása, mert a legtöbbnek ez van manapság. De az újabb verziók (5.0 felett) növelhetik a teljesítményt. Próbáljon mérsékelt (60-100) fordulatszámú motorokat vásárolni. Ez segítene a robot sebességének ellenőrzés alatt tartásában, mivel nincs más sebességszabályozó áramkör telepítve. És a 8 aa elem elegendő ahhoz, hogy jó időre táplálja a robotot. A Bluetooth -ot figyelembe véve a HC 05 alkalmas a robotra, mert elég olcsó, és a teljesítménye is kiemelkedő. Az 1 GB -os micro SD kártya szükséges a hangfájlok tárolásához, amelyeket akkor játszik le, amikor bármilyen kérdést tesz fel a robotnak [Részletesen tárgyaljuk az intstructable későbbi részében]. A többi komponenst részletesen tárgyaljuk a megfelelő lépésben.

Most térjünk át néhány egyszerű "elméletre", amelyeket ebben a robotban használnak.

4. lépés: Hangvezérlés elmélete

A robot megértheti a hangutasításokat egy androidos telefonon keresztül. Azt hiszem, mindenki ismeri a Google hangfelismerést, az Android funkcióját, ahol kimondjuk a szót, és a Google írja be. Ugyanezt a funkciót használják itt a hangutasítások felismerésére és szöveges parancsokká alakítására. Az itt található alkalmazás a beszédet szöveggé alakítja a Google -on keresztül, és Bluetooth -on keresztül elküldi a robotnak. A robot úgy van programozva, hogy kövesse ezeket a Bluetooth -on keresztül kapott parancsokat. Ezenkívül számos kérdés megválaszolására is alkalmas. Még néhány parancsot is hozzáadhat a kódhoz, hogy a robot valami fantasztikusabb dolgot végezzen. Itt van az Android alkalmazás:

5. lépés: A gesztusvezérlés elmélete

A gesztusvezérlés vagy a mozgásvezérlő mód szintén az Androidon keresztül történik. Ebben a módban a robot RC autóként vezérelhető, ha az Androidot kormánykerékként használja. Minden androidban van egy "gyorsulásmérő" nevű érzékelő, amelyet ebben az üzemmódban használnak. Ez a gyorsulásmérő az Androidra ható gyorsulási erők mérésével képes meghatározni a telefon címét. Ez az érzékelő teszi az Androidot forgatni a képernyőjét, amikor megdöntjük a telefont. Az alkalmazás itt a telefon gyorsulásmérőjével határozza meg a telefon dőlési szögét. Ezután egy karaktert (A, B…) Bluetooth -on keresztül elküld a robotnak. Az arduino programozva a kapott adatoknak megfelelően működik. Ha a telefont előre billentik, az A karakter elküldésre kerül, és a robot előre lép. Ha hátra döntik, a B karakter elküldésre kerül, és a robot hátrafelé mozog balra és jobbra. Ha az Androidot vízszintesen helyezi el, az E karakter elküldésre kerül, és a robot leáll.

6. lépés: Bluetooth -vezérlés elmélete

Ebben a módban a robot általános RC autóként működik. Ebben az üzemmódban semmi új, csak ugyanaz, mint a piacon kapható általános távirányítású autó, az egyetlen különbség az, hogy Android -alkalmazást használunk a robot vezérlésére. Az alkalmazásban különböző gombok vannak, amelyek mindegyike különböző karakterekkel rendelkezik társul hozzá. Ha bármelyik gombot megérinti, egy karaktert küld a robotnak a Bluetooth -on keresztül, akárcsak a gesztusvezérlési módot. Továbbá ugyanazokat a karaktereket küldi a megfelelő gombok megérintésekor, és a robot követi a bejövő karaktereket. Az alkalmazás 360 és -360 fokos gombjaival jobbra és balra néztem. Megváltoztathatja a kódban, ha más dolgokat akar rávenni a robotra.

7. lépés: Az akadályok elkerülésének elmélete

Ebben a módban a robot akadálymentesítő robotként működik, megakadályozva, hogy bármilyen tárgyba ütközzen. Ez a HC SR04 érzékelővel történik. Gondolom, tud a SONAR -ról (Sound Navigation And Ranging). A HC SR04 érzékelő folyamatosan ultrahangos hanghullámokat bocsát ki. Ezek a hullámok visszapattannak, miután szilárd felületre ütköznek, és visszatérnek az érzékelőhöz. A hullámok által az érzékelőhöz való visszatéréshez szükséges idő rögzítésre kerül. Mivel a hang kb. 340 m/s sebességgel halad, és tudjuk, hogy SPEED × TIME = DISTANCE, meg tudjuk határozni az előttünk álló távolságot. Például, ha a hang 2 másodpercet vesz igénybe hogy visszatérjünk, a fenti képlet segítségével meghatározhatjuk a távolságot, azaz 340 × 2 = 680 m. Így tudja a robot mérni az előtte lévő távolságot az érzékelőn keresztül. Mozgás közben a robot folyamatosan méri az előrehaladó távolságot az érzékelőn keresztül. Ha azt érzékeli, hogy az előtte lévő szabad tér kevesebb, mint 30 cm, akkor leáll. Ezután balra és jobbra néz, és összehasonlítja az egyes oldalak távolságát. Ha a bal oldalon nagyobb a távolság, a robot balra fordul. Máskülönben, ha a jobb oldal nagyobb, a robot jobbra fordul. Ha mindkét oldal egyenlő távolságban van, a robot visszafordul. Ez az egyszerű mechanizmus segít a robotnak elkerülni az akadályokat.

8. lépés: Az alváz összeszerelése

Ha önállóan készíti el az alvázat, akkor nagyon óvatosnak kell lennie a mérések és beállítások során. Azért döntöttem így, mert a neten nem találtam olyat, amely kielégített volna. Alvázként általános tápellátáshoz használt kapcsolószekrényt használnak. Gondolom, könnyen beszerezhet egy elektromos készülék boltban. Először rögzítse a négy motort alul néhány ragasztóval vagy bilincsekkel, majd rögzítse a kerekeket. Ezután meg kell készítenie a robot fejét (a szervó és a HC SR04 érzékelő). A fejhez vágjon egy kis darab perfboardot, és rögzítse a szervóhoz egy csavaron keresztül. Ezután rögzítse az ultrahangos érzékelőt a perfboardhoz valamilyen ragasztóval. Vágjon ki egy kis négyzet alakú lyukat a doboz tetején, és rögzítse benne a szervót. Ezután rögzítse az elemtartót a robot hátulján egy csavaron keresztül. Tegye az áramköröket és a többi alkatrészt a dobozba, és az alváz készen áll. Ne felejtsen el lyukakat tenni a hangszóró elé, hogy a hang kijöjjön és jobb minőséget biztosítson.

9. lépés: A hangmodul előkészítése

A robot beszédmódját a WTV 020 SD modul teljesíti. A modul hangfájlok lejátszására szolgál a robot számára. Ha bármilyen kérdés felmerül, az arduino a modult a megfelelő hangfájl lejátszására készteti az SD -kártyán. A modulon négy soros adatvonal található az arduino -val való kommunikációhoz, az alaphelyzetbe állításhoz, az órához, az adatokhoz és a foglalt tűkhöz. Ne feledje, hogy a fájlok nevét tizedes számjegyekkel kell megadni (0001, 0002…). És hogy a fájloknak AD4 vagy WAV formátumban kell lenniük. Továbbá a modul csak 1 GB -os micro SD kártyán működik. Néhány modul akár 2 GB -os kártyákon is működik, és a kártya legfeljebb 504 hangfájlt tud tárolni. Tehát számos hangfájlt tartalmazhat a lejátszáshoz számos kérdésre. Akár saját AD4 hangfájlokat is készíthet (kihagyhatja ezt a részt, ha beállíthatja a hangfájlokkal együtt, amelyeket nem lehet ellenőrizni). Először is, rendelkeznie kell két szoftverrel, egy hangszerkesztő szoftverrel és egy 4D SOMO TOOL nevű szoftverrel, amely a fájlokat AD4 formátumba konvertálja. Másodszor, elő kell készítenie a Robot Hangokat. A szöveget beszéddé alakíthatja, vagy akár saját hangját is rögzítheti, és megszólaltathatja a robothangokat. Mindkettő elvégezhető a Hangszerkesztő szoftverben. De a robotok biztosan nem néznek ki jól, ha emberi hangokat beszélnek. Tehát jobb lenne a szöveget beszéddé alakítani. Különböző motorok, például a Microsoft Anna és a Microsoft Sam your Computer segítenek ebben. A hangfájlok előkészítése után 32000 Hz -en és WAV formátumban kell mentenie. Ez azért van, mert a modul képes lejátszani a hangfájlokat 32000 Hz -ig. Ezután a 4D SOMO TOOL eszközzel konvertálja a fájlokat AD4 formátumba. Ehhez nyissa meg a SOMO TOOL eszközt, válassza ki a fájlokat, majd kattintson az AD4 kódolás gombra, és a hangfájlok készen állnak. Referenciaként ellenőrizheti a fenti képet. Ha további részleteket szeretne megtudni a robothangok létrehozásáról, kattintson ide:

[Robotikus hangok készítése] Íme az eredeti hangfájlok és a szoftver:

10. lépés: A kapcsolatok létrehozása

Rövidítse össze az egyes modulok Vcc csapjait, és csatlakoztassa az arduino 5 V -os csatlakozójához. Tegye ugyanezt a gnd csapokhoz. Itt találhatók a különböző modulok csatlakozásai. HC 05 modul: RX tű-arduino dig pin 0 modul: pin1 (pin pin) az arduino dig pin2. pin4 a hangszóróhoz +pin5 a hangszóróhoz -pin7 (óra) az arduino dig pin3.pin8 to gnd.pin10 (adatok) az arduino dig pin4.pin15 (foglalt) az arduino dig pin5.pin16 - 3.3v Ezután csatlakoztassa a szervo jel (sárga) vezetéket és a 12 -es ásótűhöz. L293d motorvezérlő: A1 -es érintkező - arduino dig pin 8. pin A2 to arduino dig pin 9. pin B1 to arduino dig pin 10. pin B2 az arduino dig pin 11 -hez. Ne feledje, hogy ebben a robotban két L293d modult használunk. Ennek oka az, hogy egy modul kapacitása legfeljebb két motor. Négy motor vezérléséhez két motorhajtót használunk. Tehát ne felejtse el, hogy mindkét motorvezérlő modulon dupla csatlakozást kell létrehoznia. Például csatlakoztassa az Arduino 8 -as érintkezőt mindkét illesztőprogram modul A1 -es tűjéhez. Ne felejtse el csatlakoztatni az egyik modul kimenetét két motorhoz, a másik modult pedig a másik két motorhoz. További hivatkozás céljából ellenőrizze a diagramot.

11. lépés: Az Arduino kód

Izgalmas időszak volt a kód elkészítése. Ez egyáltalán nem bonyolult kód, csak néhány könyvtárat használ az Android és a hangmodul közötti kommunikációhoz. A munka nagy részét az Androidon végzik, és nem az Arduino -n. A kód a Bluetooth kommunikáción és a Bluetooth -ról érkező adatokon alapul. A kódot úgy készítettük el, hogy hangutasításokat kell adnunk a robotnak a különböző módok végrehajtásához, és az Arduino folyamatosan ellenőrzi a bejövő Bluetooth jeleket. Bármely mód leállításához csak azt kell mondanunk, hogy "stop". A kóddal csak az a probléma, hogy manuálisan ki kell kapcsolnunk a robotot, amikor az Akadálykerülő módban van. Ebben az üzemmódban nem használhatjuk a "stop" parancsot. Ennek a funkciónak a bekapcsolása ugyanis befolyásolja az objektumok távolságának beolvasási sebességét. Az Arduino -nak egyszerre kell leolvasnia mind az objektum távolságát, mind a bejövő Bluetooth jeleket. Ez zavarja az üzemmódot, és a robot nem tudja teljesen megvédeni magát az akadályoktól. Előfordulhat, hogy a robot nem tud azonnal megállni, még akkor sem, ha az előtte lévő távolság kisebb, mint 30 cm. Tehát jó lenne, ha ezt a funkciót nem tartalmazza ebben a módban. Csak töltse le a könyvtárakat és a kódot, és töltse fel az Arduino -ba. De ne felejtse el, hogy a feltöltés előtt vegye ki a TX és RX (0, 1) csapokat az Arduino -ból. Ezeket a csapokat soros kommunikációra használják, és a kód feltöltése során használják. És ebben a robotban ezeket a csapokat a Bluetooth modul csatlakoztatására használják. Tehát ne felejtse el levenni őket, különben akadályozhatja a Bluetooth -modult. Íme a kód és a könyvtárak:

12. lépés: A problémák rendezése és javítás

Ezt a lépést kihagyhatja, mert csak a robot fejlesztéseivel foglalkozik. A WTV-020-SD-16p modulban számos probléma merül fel a memóriakártya kapacitásával kapcsolatban. Ennek oka az, hogy egyes modulok 2 GB -os kártyákon működnek, míg mások nem. Tehát jobb, ha 1 GB -os micro SD kártyát használ. Az összetevők különböző verzióinak használatával nem lenne sok probléma. Megemlíthetők a wtv 020 sd modul különböző verziói. Ennek az az oka, hogy a modulok között csak csomagolási különbség van, míg a többi belső dolog nagy része változatlan. Egy másik fontos dolog, ha egy PCB -t használ a robothoz, nagymértékben csökkenti az áramfogyasztást. Ha ugyanúgy csatlakoztatja a különböző alkatrészeket, mint én, akkor némi áramba kerülne, mert jó része elveszik a vezetékekben, nagy ellenállással. Ez azért van, mert az áramkör elég nagy. Ez a nem kezelhető nem tartalmazza a NYÁK tervezését (mert én nem csináltam ilyet), de növelheti a robot energiahatékonyságát. De a BLUE ROVIER 316 még nincs kész! Arra gondoltam, hogy néhány további funkciót is beépítek, például sorok követését, labirintusok megoldását és sok más dolgot. De ez álom maradt, mert nincsenek csapok az Arduino UNO -n (a BLUE ROVIER valóban megeszi az Arduino sok csapját). Ezért úgy gondolom, hogy továbbfejlesztem ennek a robotnak az összes funkcióját, és összekapcsolom őket, hogy kifinomultabb és hasznosabb Arduino robotot hozzanak létre. Tehát készen áll arra, hogy néhány hónap múlva megnézze a ROVIER módosított nézetét !!! Még azt is szeretném látni, hogy a robot más módosított verzióit más emberek látják, akik kreatívabbak, mint az enyém !!!!

13. lépés: Játék a robottal

Kapcsolja be a robotot, és nézze meg, hogyan fogadja, játszik veled. Tegyen fel bármilyen kérdést (ne hülyeségeket!), És nézze meg a választ. Mondhatja, hogy kövesse a sorokat, vagy lépjen tovább. Csak mondja ki a „stop” gombot, amikor meg akarja állítani a robotot.

Második helyezett a robotika versenyen 2017