Makina juaj e zgjuar dhe përtej HyperDuino+R V3.5R me Funduino/Arduino: 4 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Kjo është një kopje e drejtpërdrejtë nga ky grup udhëzimesh KERTU. Për më shumë informacion drejtohuni në HyperDuino.com.

Me HyperDuino+R v4.0R ju mund të filloni një rrugë eksplorimi në shumë drejtime të ndryshme, nga kontrolli i motorëve në eksplorimin e elektronikës, nga programimi (kodimi) deri në të kuptuarit se si mund të ndërveprojnë botët fizike dhe dixhitale. Me çdo gjë të re që mësoni, mundësitë tuaja për shpikje, novacion dhe zbulime të mëtejshme përforcohen dhjetëfish dhe më shumë.

Ky tutorial i veçantë merr rrugën për ta kthyer një kuti kartoni plus disa rrota dhe motorë në një "makinë të zgjuar". Kjo shpesh quhet robotikë, por është një temë e vlefshme për t’u marrë parasysh se çfarë dallon një automat (automata), makina të zgjuara dhe një «robot» (shiko gjithashtu, origjinën e fjalës "robot"). Për shembull, a është ky "robot i rrëzuar" me të vërtetë një "robot", apo thjesht një automat?

Mund të duket se fjalët janë të parëndësishme, megjithatë për qëllimet tona, ne i konsiderojmë ndryshimet se një automat është diçka që nuk ndryshon sjelljen e tij bazuar në një hyrje të jashtme. Ai përsërit të njëjtin kurs të veprimeve të programuara pa pushim. Një robot është diçka që kryen veprime të ndryshme në përgjigje të inputeve të ndryshme. Në formë të avancuar, nivelet e hyrjeve të shumta mund të rezultojnë në veprime të ndryshme. Kjo do të thotë, jo vetëm një dalje për hyrje, por veprime të ndryshme të bazuara në një analizë të programuar të hyrjeve të shumta.

"Makina e zgjuar" eksploron këtë gamë. Në formën më të thjeshtë, një makinë e zgjuar është para-programuar për të lëvizur në një rrugë të paracaktuar. Sfida në këtë rast mund të jetë lëvizja e makinës përmes një "labirinti" të paracaktuar. Sidoqoftë, në atë pikë, suksesi i misionit përcaktohet tërësisht nga grupi i veprimeve të para-programuara, për shembull, përpara 10, djathtas, përpara 5, majtas, etj.

Në nivelin tjetër, një hyrje e tillë si ajo nga një sensor rrezeje mund ta nxisë makinën të ndalet para se të kontaktojë atë pengesë dhe të bëjë një kthesë për të marrë një drejtim të ri. Ky do të ishte një shembull i një kontributi, një veprimi. Kjo do të thotë, e njëjta hyrje (një pengesë) gjithmonë rezulton në të njëjtën dalje (një kthesë nga pengesa).

Në një nivel më të avancuar, programi mund të monitorojë hyrje të shumta, të tilla si niveli i baterisë së bashku me ndjekjen e rrugës dhe/ose shmangien e pengesave, dhe t'i kombinojë të gjitha këto në një veprim të ardhshëm optimal.

Në rastin e parë, programi është vetëm një sekuencë lëvizjesh. Në shembujt e dytë dhe të tretë, programi përfshin një strukturë "nëse-atëherë" që e lejon atë të bëjë pjesë të ndryshme të programit në përgjigje të hyrjeve nga sensorët.

Hapi 1: Materialet

Kuti HyperDuino ose të ngjashme

HyperDuino + R v3.5R + Funduino/Arduino

Filmi transparent me mbështetës ngjitës (OL175WJ) me model të shtypur. (ose përdorni këtë udhëzues vetëm për motorët dhe enët që mund të printohen në letër)

Kutia e baterisë 4-AA plus 4 bateri AA

2 motorë me ingranazhe reduktuese

2 rrota

1 rrotull topi

Vida makineri 4 #4 x 40 1 ½”me rondele dhe arrë #4s

2 vida makine 2 #4 x 40 ⅜”me rondele dhe arrë #4s

1 kaçavidë filipi/e sheshtë

1 HC SR-04 Sensori me rreze tejzanor

1 servo 9g

1 kuti baterie 4xAA

4 bateri AA

1 bateri 9v

1 telekomandë IR dhe marrës IR

1 modul i marrësit SH-HC-08 bluetooth 4.0 BLE

Sensor tejzanor 1HC-SR04

2 kabllo lidhës me 3 tela.

2 Kabllo lidhës me 4 tela të pajtueshëm me Grove.

1 Lidhës Grove me prizat kabllo

1 etiketë e bardhë ngjitëse e bardhë

1 kaçavidë HyperDuino (ose e ngjashme)

Hapi 2: Ndërtimi i një makine të zgjuar

(Të gjitha fotografitë e dhëna më lart)

Përgatitni Kutinë

Edhe pse kompleti HyperDuino Robotics mund të kishte përfshirë një bazë plastike të quajtur "shasi" (shqiptohet "shass-ee"), ne mendojmë se është shumë më e kënaqshme të jesh sa më afër ndërtimit "nga e para" të makinës suaj të zgjuar. Për atë arsye, ne do të fillojmë duke ripërdorur kutinë e kartonit të vetë kompletit HyperDuino Robotics.

Në kutinë HyperDuino+R, do të gjeni një copë letër të bardhë të mbështetur në ngjitës dhe një pjesë të materialit transparent të mbështetur në ngjitës me skica që tregojnë pozicionet për HyperDuino, kutinë e baterisë dhe motorët.

Ekzistojnë gjithashtu rrathë që tregojnë se ku të vendosen rrathët velkro të mbështetur në ngjitës.

1. Hiqeni shtresën ngjitëse në etiketën e letrës së bardhë dhe vendoseni mbi etiketën HyperDuino në krye të kutisë. Shënim: ky model ngjitës sigurohet për të dhënë një udhëzues të paraqitjes për një kuti të veçantë, kutinë e kartonit MakerBit. Pasi ta keni përdorur atë kuti lart, ose nëse dëshironi të përdorni një kuti tjetër, mund të përdorni këtë skedar modeli pdf të destinuar për t'u shtypur në letër, dhe më pas prerë udhëzuesit e motorit (lart dhe poshtë = majtas dhe djathtas) dhe një të udhëzuesve të rrotave rrotulluese. Mund ta ngjitni letrën në vend ndërsa bëni vrima, pastaj pasi të jenë bërë hiqni modelin e letrës.

2. Shpalosni kutinë HyperDuino+R në mënyrë që të qëndrojë e sheshtë. Kjo është ndoshta pjesa më e vështirë e projektit. Ju do të duhet të shtypni dhe ngrini skedat në secilën anë të kutisë nga hapësirat në pjesën e poshtme të kutisë. Ju mund të zbuloni se përdorimi i kaçavidës HyperDuino për të shtyrë nga brenda flapit në një drejtim të jashtëm do të ndihmojë në lirimin e fletëve.

3. Hiqeni gjysmën e mbështjellësit ngjitës në materialin transparent në anën e majtë (nëse logoja e HyperDuino është "lart"), dhe vendoseni atë brenda kutisë HyperDuino me gjysmë konturet e lojërave elektronike që përputhen me prerjet në kuti Bëni më të mirën që mundeni për të rreshtuar dy linjat horizontale me palosjet e pjesës së poshtme të kutisë HyperDuino+R.

4. Pasi të poziciononi anën e majtë të filmit transparent, hiqni mbështetësen e letrës nga gjysma e djathtë dhe përfundoni ngjitjen e modelit.

5. Përdorni majën e phillips të kaçavidës HyperDuino të përfshirë në kompletin tuaj për të bërë vrima të vogla për vidhat e makinës që do të mbajnë motorët në vend. Ekzistojnë dy vrima për secilin motor, plus një vrimë për boshtin e motorit.

6. Vazhdoni dhe bëni dy vrima të tjera për topin e rulit.

7. Për boshtet e motorëve, përdorni mjetin blu të krijimit të vrimave plastike të kompletit HyperDuino për të bërë vrimën e parë të vogël që përputhet me boshtet e motorëve. Pastaj përdorni një stilolaps plastik ose të ngjashëm për të zmadhuar vrimën në diametër rreth ¼”inç.

8. Vendosni një rondele në secilën prej vidhave të gjata (1 ½”) të makinës dhe shtyni nëpër vrimat për motorët nga jashtë kutisë. (Duhet pak presion i fortë, por vidhat duhet të futen mirë nëpër vrima.)

9. Vendoseni motorin, i cili ka 2 vrima të vogla që përputhen me vidhat e makinës, në vida dhe sigurohuni në vend me arra. Kaçavida HyperDuino do të jetë e dobishme në shtrëngimin e vidhave, por mos e shtrëngoni shumë deri në atë pikë sa kartoni të jetë i grimcuar.

10. Përsëriteni për motorin tjetër.

11. Gjeni qarqet velcro. Çiftoni qarqet me grep dhe lak (të paqartë) së bashku me mbështetësen ende të bashkangjitur. Pastaj hiqni mbështetësen nga rrethi i lakut (i paqartë) dhe bashkëngjitni secilin rreth ku shihni 3 skicat secila për tabelën HyperDuino dhe kutinë e baterisë. Pas vendosjes, hiqni mbështetësen nga rrethi i grepit.

12. Tani vendoseni me kujdes HyperDuino me shtresën e tij të shkumës dhe kutinë e baterisë (të mbyllur dhe me anën e ndërprerës "lart") në rrathët velcro. Shtypini ato me forcë të mjaftueshme që të ngjiten në pjesën e pasme ngjitëse të qarqeve.

13. Tani mund të lidhni baterinë dhe telat e motorit. Nëse shikoni nga afër, mund të shihni etiketa pranë secilit prej 8 terminaleve motorikë, të etiketuar A01, A02, B01 dhe B02. Lidhni tela të zezë të motorit të sipërm ("B") në B02, dhe tela të kuq në B01. Për motorin e poshtëm ("A"), lidhni telin e kuq të motorit të poshtëm ("A") në A02, dhe tela të zi në A01. Për të bërë lidhjen, futni butësisht tela në vrimë derisa ta ndjeni se ndalet, dhe pastaj ngrini levën e portokallit dhe mbajeni të hapur ndërsa e shtyni tela edhe 2 mm ose më shumë në vrimë. Pastaj lëshoni levën. Nëse tela është e siguruar siç duhet, nuk do të dalë kur t'i jepni një tërheqje të butë.

14. Për telat e baterisë, lidhni tela të kuq në Vm të lidhësit të fuqisë së motorit, dhe tela e zezë në Gnd. Motorët e vegjël mund të mundësohen nga bateria Arduino 9v, por një bateri shtesë si katër bateri AA, mund të përdoret për të fuqizuar motorët dhe është e lidhur duke përdorur 2 terminalet në pjesën e sipërme të majtë të bordit HyperDuino+R. Zgjedhja varet nga ju për aplikimin tuaj të veçantë dhe konfigurohet duke lëvizur "kërcyesin" në një pozicion ose në tjetrin. Pozicioni i paracaktuar është në të djathtë, për të fuqizuar motorët nga bateria 9v. Për këto aktivitete, ku keni shtuar kutinë e katër baterive AA, do të dëshironi ta zhvendosni kërcyesin në pozicionin "majtas".

15. Në fund paloseni kutinë të gjitha së bashku siç tregohet në një nga fotografitë e fundit të mbetura.

16. Tani është një kohë e mirë për të futur dy vida makineri ⅜”me rondele nga brenda kutisë përmes vrimave dhe për të bashkuar montimin e topit të rulit me rondele.

17. Tani bashkoni rrotat thjesht duke i shtypur ato mbi boshtet. Kushtojini vëmendje rrotave në boshtet e motorit, në mënyrë që rrotat të jenë bukur pingul me boshtet, dhe të mos kenë kënd më shumë nga sa mund të shmangni. Rrotat e rreshtuara mirë do t'i japin makinës një udhë më të drejtë kur lëviz përpara.

18. Gjëja e fundit për të bërë tani është të bëni një vrimë për kabllon USB. Kjo nuk është aq e lehtë për tu bërë në një mënyrë të bukur, por me pak vendosmëri, do të jeni në gjendje ta përfundoni punën. Shikoni lidhësin USB në bordin HyperDuino dhe kutinë e përshkruar të etiketuar "kabllo USB". Ndiqeni atë vizualisht në anën e kutisë dhe përdorni majën e kaçavidës HyperDuino phillips për të bërë një vrimë që është rreth 1”mbi pjesën e poshtme të kutisë dhe sa më mirë të rreshtohet në qendër të shtegut të kabllit USB sa të keni mundësi. Nëse kjo është jashtë qendrës, do ta bëjë pak më të vështirë më vonë lidhjen e kabllit USB përmes vrimës. Pasi të filloni vrimën me kaçavidë, zmadhojeni më tej me mjetin e krijimit të vrimave blu, pastaj një fuçi plastike të stilolapsit, dhe më në fund shkoni deri në një Sharpie ose çfarëdo mjeti tjetër me diametër më të madh që mund të gjeni. Nëse keni një thikë Xacto, kjo do të jetë më e mira, por ato mund të mos jenë të disponueshme në mjediset e klasës.

19. Provoni madhësinë e vrimës me fundin e lidhësit katror të kabllit USB HyperDuino. Vrima nuk do të jetë shumë e bukur, por do t'ju duhet ta bëni atë mjaft të madhe që lidhësi katror të jetë në gjendje të kalojë. Shënim: Pas bërjes së vrimës, lëngu korrektues ("White-out") është një mënyrë për të pikturuar mbi kartonin më të errët të ekspozuar nga bërja e vrimave.

20. Për të mbyllur kapakun e kutisë, do t'ju duhet të bëni 2 prerje me gërshërë ku përplasja përndryshe do të binte në motor, ose ose paloseni përplasjen që rezulton pak mbrapa, ose priteni plotësisht.

Hapi 3: Kodimi i një Programi të Thjeshtë "Maze-Running"

Sfida e parë e programimit do të jetë krijimi i një programi që mund të "drejtojë" makinën përmes një modeli.

Për ta bërë këtë, do të duhet të mësoni se si të përdorni gjuhën e programimit të bllokut iForge për të krijuar funksione që do të kontrollojnë motorët në unison për të ecur përpara dhe prapa, dhe gjithashtu të bëjnë kthesa në të majtë dhe të djathtë. Distanca e lëvizur nga makina në secilën pjesë të udhëtimit të saj përcaktohet nga sa kohë funksionojnë motorët dhe me çfarë shpejtësie, kështu që ju do të mësoni se si t'i kontrolloni ato gjithashtu.

Në interes të efikasitetit në këtë tutorial, ne tani do t'ju drejtojmë te dokumenti "Kodimi me HyperDuino & iForge".

Kjo do t'ju tregojë se si të instaloni shtesën iForge për Chrome, të krijoni një llogari dhe të krijoni programe bllok që kontrollojnë kunjat në HyperDuino.

Kur ta keni mbaruar atë, kthehuni këtu dhe vazhdoni me këtë tutorial dhe mësoni se si të kontrolloni motorët duke përdorur HyperDuino.

Hapi 4: Kontrolli bazë i motorit

Në krye të tabelës HyperDuino "R" janë terminale me lidhje të lehtë që ju lejojnë të futni një tel të zhveshur nga një motor ose bateri. Kjo është kështu që nuk kërkohen lidhje speciale, dhe ka shumë të ngjarë që të jeni në gjendje të lidhni bateritë dhe motorët "jashtë kutisë".

Shënim i rëndësishëm: Emrat "A01" dhe "A02" për lidhësit e motorit NUK nënkuptojnë që kunjat analoge A01 dhe A02 i kontrollojnë ato. "A" dhe "B" përdoren vetëm për të përcaktuar motorët "A" dhe "B". Kunjat dixhitale I/O 3 deri në 9 përdoren për të kontrolluar çdo motor të bashkangjitur në terminalet e bordit HyperDuino+R.

Bateria duhet të zgjidhet me një kapacitet energjie (miliampë-orë) dhe tension të përshtatshëm për motorët që po përdorni. 4 ose 6 bateri AA në një kuti si kjo janë tipike:

Shembull nga Amazon: Mbajtës baterie 6 AA me lidhës 2.1mm x 5.5mm Prodhim 9V (Figura 2)

Importantshtë e rëndësishme të lidhni siç duhet polaritetin (pozitiv dhe negativ) me Vm (pozitiv) dhe Gnd ("tokë" = negativ). Nëse lidhni prizën pozitive të një burimi energjie me hyrjen negative (Gnd) të lidhjes së jashtme të energjisë, ekziston një diodë mbrojtëse që bllokon qarkun e shkurtër, dhe në të njëjtën kohë, motorët nuk do të aktivizohen.

Kontrolluesi i motorit mund të kontrollojë ose:

Katër motorë DC me një drejtim të lidhur me A01/Gnd, A02/Gnd, B01/Gnd, B02/Gnd

Shënim: vetëm një motor "A" dhe një motor "B" mund të ndizen në të njëjtën kohë. Nuk është e mundur të ndizni të katër motorët me një drejtim në të njëjtën kohë.

Pin 8: i lartë, Pin 9: i ulët = Motor A01 "i ndezur"

Pin 8: i ulët, Pin 9: i lartë = Motor A02 "i ndezur"

(Kunjat 8, 9: i ulët = të dy motorët B të fikur)

Pin 12: i ulët, Pin 13: i lartë = Motor B01 "i ndezur"

Pin 12: i lartë, Pin 13: i ulët = Motor B02 "i ndezur"

(Kunjat 12, 13: të ulët = të dy motorët B të fikur)

Dy motorë DC me dy drejtime të lidhur me A01/A02 dhe B01/B02

Pin 8 = i lartë, pin 9 = i ulët = Motor A "përpara*"

Pin 8 = i ulët, pin 9 = i lartë = Motori A "i kundërt*"

(Pin 8 = i ulët, pin 9 = i ulët = Motor A "i fikur")

Pin 12 = e lartë, pin 13 = e ulët = Motor B "përpara*"

Kunja 12 = e ulët, kunja 13 = e lartë = Motori B "i kundërt*"

(Kunja 12 = e ulët, kunja 13 = e ulët = Motori B "i fikur")

(*në varësi të polaritetit të instalimeve elektrike të motorit dhe orientimit të motorit, timonit dhe makinës robotike.)

Një motor stepper i lidhur me A01/A02/B01/B02 dhe Gnd

Kufijtë e tensionit dhe rrymës së kontrolluesit të motorit HyperDuino janë 15v dhe 1.2 A (mesatar) /3.2 A (pik) bazuar në IC të kontrolluesit të motorit Toshiba TB6612FNG.

Motori "A": Lidhuni me A01 & A02

(Shikoni dy fotografitë e fundit për demonstrim)

Shpejtësia e motorit

Shpejtësia e motorëve A dhe B kontrollohet me kunjat 10 dhe 11, respektivisht:

Shpejtësia e motorit A: Pin 10 = PWM 0-255 (ose vendosni pin 10 = HIGH)

Shpejtësia e motorit B: Pin 11 = PWM 0-255 (ose vendosni pin 11 = HIGH)

Në funksionimin me një drejtim (katër motorë), kontrolli i shpejtësisë së pin 10 funksionon për të dy motorët "A", dhe pin 11 për të dy motorët "B". Nuk është e mundur të kontrolloni në mënyrë të pavarur shpejtësinë e të katër motorëve.

Motorë me fuqi të ulët (më pak se 400ma)

Kontrolluesi i motorit mund të përdorë një burim të jashtëm të baterisë deri në 15v dhe 1.5 amps (2.5 amper në çast). Sidoqoftë, nëse përdorni një motor që mund të funksionojë në 5-9v dhe përdor më pak se 400ma, mund të përdorni bluzën e zezë pranë lidhësve të fuqisë së motorit dhe ta zhvendosni atë në pozicionin "Vin". Pozicioni alternativ, "+VM" është për energji të jashtme.

Aktiviteti i makinave të zgjuara

Me makinën tuaj të mençur të montuar, tani mund të vazhdoni në Aktivitetin e Smart Makinave ku do të mësoni se si të programoni makinën tuaj.