Az Arduino Mothbot: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

A projekt célja egy egyszerű fénykövető robot tervezése és kivitelezése Arduino Duemilanove mikrokontroller kártya segítségével. Nagyon szerettem volna megosztani egy robotprojektet, amely olcsó, egyszerűen megépíthető és teljes utasításkészlettel rendelkezik a különböző lépésekhez. Remélem, sikerült, és szívesen fogadok megjegyzéseket arról, hogy ez az oktatható még jobb legyen.

Ennek a robotnak a tervezése Massimo Banzi "Az első lépések az Arduino -val" című könyvét használta, amelyet a [makezine.com Make] kiadott. A szervók futtatásához használtam egy kódot is egy projektből: Hogyan készítsünk Arduino vezérelt szervobotot (SERB). Az Arduino Mothbot összességében meglehetősen gyors robot. Feltételezve, hogy az összes alkatrésszel kezdi, és nem kell improvizálnia, a projekt összességében talán egy órát vesz igénybe. Ez az, ha követi az utasításokat, és lemásolja a kódot. Ha azonban egyszerre csak egy funkciót épít és tesztel, akkor ez a projekt jelentősen tovább tarthat. A hosszabb pálya előnye, hogy valószínűleg sokkal többet fog tanulni, és szórakozni fog az út során.

1. lépés: Gyűjtse össze alkatrészeit és eszközeit

Ennek a robotnak az elkészítése nagyjából 80 dollárba kerül, ha még soha nem csinált ilyesmit. A költségek számomra lényegesen alacsonyabbak voltak, mivel sok elektronika hever a munkám során. Viszont tudom, milyen frusztráló lehet, ha megpróbálok követni egy utasítást anélkül, hogy tudnám, mely alkatrészeket kell beszerezni, honnan kell rendelni, és mennyibe kerül minden előre, ezért mindent megtettem érted. Miután az összes rész négyzetre került, pillanatok alatt el kell végezni ezt a projektet. Kövesse az alábbi linket a projekt wikimhez a teljes alkatrészlista megtekintéséhez. Arduino Mothbot alkatrészlistája

Most érdemes beszereznie néhány eszközt. Mivel ez a projekt forrasztás nélküli kenyértáblát használ, sok divatos elektronikai berendezés nélkül is megteheti. Remélhetőleg a garázsban megtalálhatja a többi szükséges dolgot: 1. tűfogó 2. huzalvágók 3. laposfejű csavarhúzó 4. kis Phillips (4 oldalas) csavarhúzó 5. Állítható csavarkulcs vagy 11/32 " hatlapfejű csavarkulcs 6. Fúró 7 1/16 ", 5/32" és 7/32 "fúrószárak 8. Fűrész (opcionális) 9. Védőszemüveg Bármilyen elektromos szerszám használatakor alkalmazzon biztonságos gyakorlatot.

2. lépés: A tervezési szakasz

Mielőtt elkezdtem ezt a projektet, sok más projektben körülnéztem az Instructables -ben. Időt töltöttem Massimo Banzi "Első lépések az Arduino -val" című könyvével is. Ebben a projektben szinte minden a webhelyen vagy a könyvben található példa alapján történik. A projektet így terveztem, hogy hozzáférhető legyen a kezdő robotikus számára.

Tervezési fázisomban nem csak a hardvert és a kódolást néztem, hanem az elektronikai házi feladatomat is. Egy egyszerű elektronikai vázlatot akartam készíteni ehhez a projekthez, hogy az építkezés során követhessem a történteket. A képen láthatja a különböző alkatrészeket, elektromos vezetékeket és az Arduino csapokat. Remélhetőleg ez egy világos diagram, és azt is illusztrálja, hogy milyen egyszerű az elektronika ehhez a projekthez.

3. lépés: A szervók csatlakoztatása az Arduino -hoz

Ha robotot fog építeni, akkor az első dolog, amit valószínűleg ki kell dolgoznia, az, hogyan kell mozgatni. Valószínűleg előre, hátra, jobbra, balra szeretné küldeni, és leállítani. Ha nem tudja kitalálni, hogyan kell parancsolni, hogy megfelelően mozogjon, akkor nem valószínű, hogy képes lesz arra, hogy bármit is tegyen, ha csatlakoztatja az összes érzékelőt. Az alábbiakban bemutatjuk a motor csatlakoztatását az Arduino -hoz.

1. A forrasztás nélküli kenyértábla beállításakor az első dolog, amit a szervók földjének (GND) és áramellátásának (+6 V) beállításával kell elvégezni. Úgy döntöttem, hogy a táblán lévő két hosszú csíkot használom, amelyek legközelebb állnak az Arduino -hoz. 2. Miután azonosította a földet és az elektromos vezetékeket, csatlakoztassa az Arduino tábla földjét a forrasztás nélküli kenyértáblán lévő földelősávhoz. Még ne csatlakoztassa a tápellátást a forrasztás nélküli kenyértáblához. 3. Minden szervónak három huzalja van, amelyek kijönnek belőlük. Az enyémben fekete, piros és fehér drót van. A fekete a földhöz, a piros az áramellátáshoz, a fehér pedig a vezérlő vezeték. Vágjon el három áthidaló vezetéket minden azonos méretű szervóhoz (tehát összesen 6 db). 4. Csatlakoztassa az áthidaló vezetékeket a szervo vezetékek végéhez, majd mindegyik szervót a forrasztás nélküli kenyértáblához. 5. Most jumperekkel kösse össze a talajt és az egyes szervók tápellátását a forrasztás nélküli kenyértábla földjével és teljesítményével. 6. Most csatlakoztassa a vezérlő vezetékeket minden szervóról az Arduino -hoz. Csatlakoztassa a bal szervót a digitális kimenethez (PWM) 3, a jobb oldali szervót pedig a digitális kimenethez (PWM) 11. 7. Végül csatlakoztassa a földet és a tápellátást a 4AA elemekről a forrasztás nélküli kenyérsütő földeléshez és áramellátáshoz. Ne aggódjon, ha a szervók elkezdenek mozogni, amikor az Arduino nincs áram alatt, vagy még nincs programozva. 8. A kód használatával mostantól képesnek kell lennie a motorok előre, hátra, balra vagy jobbra irányítására a mellékelt funkciók használatával.

4. lépés: A motorok tesztelése

Fontosnak tartom, hogy tartalmazzon néhány tesztkódot, amelyet az Arduino Mothbot összeállításakor használtam. Ha érdekli, és hajlandó időt szánni a bütykölésre, azt hiszem, ezeket a kódrészleteket oktatónak és hasznosnak találja más projektekben. Mielőtt bármilyen kódot közzé tennék, szeretném tudatni, hogy a következők egy másik nagyszerű projekten alapulnak, a How to Arduino Controlled Servo Robot (SERB) létrehozása. Sokat tanultam abból, hogy követtem az utasításokat, és szeretnék hitelt adni, amikor esedékes.

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

5. lépés: A Be/Ki gomb integrálása

Most lehet, hogy egy gombnyomással szeretné be- és kikapcsolni a robotját. Maga az Arduino végtelen ciklusban futtatja a kódot, amíg ki nem húzza a konnektorból, ami elég frusztráló tud lenni, ha csatlakoztatja a robotot az asztalhoz, és elkezd menekülni előled! A gomb integrálása nagyszerű lépés ebben a folyamatban, mert megtanulja a gombok más célokra történő használatát is, például egy lökhárító létrehozását annak érzékelésére, hogy a robot mikor ütközik a falnak. Megjegyzésként észreveheti, hogy eltávolítottam a szervókat a legtöbb képem forrasztás nélküli kenyértáblája. Ez csak segít abban, hogy a kép világosabb legyen, amikor különböző lépéseket mutatok. A munka megkezdése előtt kapcsolja le a szervomotorokat. Ne felejtse el ezt megtenni minden alkalommal, amikor hozzáad valamit a projekthez. Most érdemes lehet be- és kikapcsolni a robotot, szemben azzal, hogy a robot azonnal elindul, amikor csatlakoztatja az áramellátást. A be/ki gomb (és később az érzékelők) tápellátásaként azonosítson egy csíkot a forrasztás nélküli kenyértábla másik oldalán. Hosszú áthidaló vezetékkel csatlakoztassa az áramot (+5 V) az Arduino -ról az imént azonosított csíkra. Csatlakoztasson két áthidaló vezetéket a pillanatkapcsolóhoz, és az egyik végét csatlakoztassa a (+5V) tápellátáshoz6. Dugja be a pillanatkapcsoló másik végét egy kisebb csíkba a forrasztás nélküli kenyértábla közepén.7. Ugyanebből a csíkból csatlakoztasson egy 10K ohmos ellenállást a szalaghoz, a másik végét pedig a földhöz8. Végül csatlakoztasson egy vezetéket a szalagból a kapcsolóval és az ellenállással az egyik végén, és helyezze a másik végét az Arduino 7 digitális bemenetére. Most a kóddal a gomb segítségével be- és kikapcsolhatja a robotot. Ha a kódot a LED-del (13. digitális kimenet) használja, látni fogja, hogy a fedélzeti LED ki- és bekapcsol a robottal. Ez nagyszerű módja annak, hogy tesztelje az Arduino kódot, ha a motorok áramellátása le van kapcsolva.

6. lépés: A be/ki gomb tesztelése

Ez az új kód tartalmazza a Be/Ki gomb használatára és a fedélzeti LED villogására vonatkozó információkat.

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

7. lépés: A fényérzékelők integrálása

Mi lenne egy Arduino Mothbot, ha nem lenne fényérzékelője? Ennek az egyszerű projektnek az a lényege, hogy olyan robotot készítsen, amelyet vonz a legfényesebb fény. Ehhez integrálnunk kell néhány fényérzékelőt, más néven fotóellenállást.

1. Ismét válassza le a szervomotorokat az áramellátásról, mielőtt ezt a lépést megtenné. 2. A fényérzékelők beállítása kétszer történik. Szinte ugyanaz a beállítás, mint a pillanatkapcsoló. Valójában ugyanaz a beállítás, de ezúttal a fényérzékelőt (fotóellenállást) fogja használni a pillanatnyi kapcsoló helyett. 3. Mivel ez a robot a két fényérzékelőt használja a menetirány kiválasztásához, ajánlatos minden fényérzékelőt a forrasztás nélküli kenyértábla ellentétes oldalain vagy a lehető legtávolabb elhelyezni. 4. Csatlakoztassa a fényérzékelő egyik végét a (+5 V) hálózati vezetékhez, a másik végét pedig egy kis csíkhoz a tábla közepén. 5. Csatlakoztasson egy 10 k ohmos ellenállást ugyanahhoz a szalaghoz, a másik végét pedig a földhöz. 6. Most csatlakoztassa a jumper vezetéket a kis csíkból (ahol a fotóellenállás és a hagyományos ellenállás csatlakozik), és csatlakoztassa a másik végét egy analóg bemenethez. 7. Csatlakoztassa a bal oldali érzékelőt az Arduino 0. analóg bemenetéhez, a jobb oldali érzékelőt pedig az 1. analóg bemenethez. 8. Most már képesnek kell lennie a fényérzékelők segítségével a szervók mozgatására.

8. lépés: A végső kód

Itt található az Arduino Mothbot futtatásához használt végső kód. A kódba nyomtatási utasításokat illesztettem az Arduino soros portjához. Ha a számítógép USB -portján keresztül csatlakoztatta az Arduino -t, akkor látnia kell a nyomtatási utasításokat, amelyek megmondják, hogy a robot milyen irányba kíván haladni. Érdemes beállítani a fényérzékelő küszöbértékét a robot viselkedésének finomhangolásához. A küszöbérték elsősorban az érzékelőitől és a tartózkodási helyének környezeti fényétől függ.

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

9. lépés: Építse fel a Mothbot testet

Az Ön által épített robot valójában nem jó, ha nem tudja összetartani magát. Ezért testre van szüksége. Mindent megpróbáltam, hogy ez a lehető legegyszerűbb építési projekt legyen. Önnek azonban egy kis munkát kell végeznie, hogy kitalálja a megfelelő méréseket. Javaslom az öreg "kétszer mérj, egyszer vágj" módszert.1. A robot teste egy kis nyárfa lapból készült, amelyet a hardverboltban vásároltam 6 "x 24" méretűre. Az enyémet 6 "x 8" -ra vágtam le a hardverboltban található fűrész segítségével.2. Ezután lyukakat fúrtam a tábla eleje felé, hogy minden szervóhoz rögzítsem a szervo konzolokat. Ehhez egy 5/32 "méretű fúrót használtam.3. A tábla hátulján lévő lyukba is fúrtam a robotot kiegyensúlyozó görgő kerekét. Ehhez 7/32" méretű fúrót használtam. Úgy döntöttem, hogy egy kicsit kisebb fúrót használok, hogy szoros súrlódást érhessek el a görgővel, mivel nem anya és csavar kombinációt használtam a rögzítéséhez. Ezután rögzítettem a konzolokat a táblához az anyákkal és csavarokkal. Ez a laposfejű csavarhúzó és az állítható csavarkulcs segítségével történt.5. A konzolok felhelyezése után minden szervót az anyákkal és csavarokkal rögzítettem a konzolokhoz. 6. Végül az egészbe nyomtam a görgő kereket.

10. lépés: A kerekek készítése

A kerekek egy trükkös problémát jelentettek számomra. Voltak botjaim néhány hitelesített robogókerékkel, de rájöttem, hogy a) túl nehézek és b) nem tudtam őket rögzíteni a választott szervóimhoz. Ekkor jutott eszembe, hogy a gimnáziumban használtam üvegfedelet egy hasonló projekthez. Így elment a boltba, hogy megfelelő robotkerék -alternatívát keressen. Minden kerék a Ziploc Twist 'n Loc tartály fedeléből készül. Más jó fedelek a mogyoróvajas üvegek vagy más élelmiszerek. Nem javaslom az élelmiszerpazarlást, de takarítson meg fedőlapot, és előfordulhat, hogy az egyik megfelelő méretű lesz a robotprojekthez. A megmaradt tartályokat az összegyűjtött részek tartására használtam.1. Az első dolog, amit kiválasztottam, a szervókürtöt akartam a kerekekhez. Azokat választottam, amelyeknek négy szarvuk volt, és amelyeket megvettem a szervóimmal, amikor megvettem őket. Mielőtt bármit csinálna, fúrjon lyukat a kerék közepébe. Azt javaslom, hogy ezt az 5/32 "-os fúrószárral végezze. Szüksége lesz erre, hogy elérje a csavart, amely a kürtöt a szervóhoz köti. 4. Most csavarja le a fedelet a kürthöz. szervó a fedelek és a szarvak csatlakoztatásához. Könnyebb lehet, ha apró lyukakat fúr a fedélen keresztül, mint én. Ehhez 1/16 "-os fúrót használtam. De légy óvatos, nehéz fúrni ezt a műanyagot egy nehéz fúróval és egy pici fúróval. Most csatlakoztassa a szarvakat a szervókhoz a kis Phillips (4 oldalas) csavarhúzó segítségével. Végül tekerje be a gumírokat minden kerék köré, hogy nagyobb tapadást biztosítson. A gumiszalagomat az élelmiszerboltban vásárolt termékekből kaptam. Remélhetőleg néhányan heverésznek.7. Ekkor a teljes karosszériát és a kerekeket össze kell szerelni.

11. lépés: Az Arduino Mothbot befejezése

Összeszerelt karosszériával és kerekekkel könnyű elhelyezni az Arduino -t és a forrasztás nélküli kenyértáblát a robottest tetején. Győződjön meg arról, hogy továbbra is elérheti az Arduino USB -bemenetét, ha módosítania kell a programozást. Mindegyik alatt fekete elektromos szalagot használtam a testhez való ragasztáshoz. Az elektromos szalagot könnyű eltávolítani, és meglehetősen jól tart. Ragassza fel az Arduino -t és a forrasztás nélküli kenyértáblát az Ön által felépített robottest tetejére. A szalag újbóli használata jó ötlet, ha a 4AA elemtartót és a 9 V -os elemet a testhez csatlakoztatja. Ügyeljen arra, hogy a vezetékek elérjék.3. Csatlakoztassa a szervohuzalokat a forrasztás nélküli kenyértáblához, ha korábban eltávolította őket. Csatlakoztassa az Arduino tápellátását5. Csatlakoztassa a szervomotor tápellátását6. Most helyezze a robotot a földre, és nyomja meg a ki/be kapcsolót! Ennek most kell életre kelnie, és kergetnie kell a fényt a szobában:) Jövőbeni kiegészítő projektként egy egyszerű lökhárítót vagy falérzékelőt tartalmaznék. Ez egy kapcsoló lenne, hasonlóan a projektben használt Be/Ki gombhoz. Amikor azonban megnyomta a gombot, azt mondta a robotnak, hogy fordítson irányt, forduljon balra vagy jobbra, és folytassa a programmal. Ha ez elkészült, ez a robot remek kis tesztplatform lenne más érzékelők és eszközök számára.