"Kit Robot" i thjeshtë për Klubet, Mësuesit Makerspaces etj.: 18 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Ideja ishte të ndërtonim një komplet të vogël, por të zgjerueshëm, për anëtarët tanë të "Shoqërisë së Arteve Robotike TN të Mesme". Ne planifikojmë punëtori rreth kompletit, veçanërisht për garat, të tilla si ndjekja e linjës dhe udhëtimi i shpejtë.

Ne kemi inkorporuar një Arduino Nano për shkak të madhësisë së tij të vogël, por akoma të madhe të hyrjes/daljes. Me shtimin e një bordi Breakout, të gjitha kunjat janë lehtësisht të arritshme dhe miqësore me shërbimin. Ne hoqëm bateritë standarde dhe zgjodhëm një Power Bank 3350mAh e cila përfshin një kabllo karikimi USB dhe status LED të energjisë. Kablloja USB dyfishohet si kabllo programimi. Dy servos me rrotullim të vazhdueshëm për të lëvizur me shpejtësi dhe lehtësi. Një tabelë e vogël bukë ju lejon të prototiponi shpejt dhe me lehtësi. Vrimat 3 mm rreshtojnë perimetrin e tabelës për t'ju lejuar të shtoni përbërës.

Për anëtarët e klubit tonë ne shesim kompletin me kosto dhe ju duhet të jeni të pranishëm për të marrë një të tillë. Në fakt ne po humbasim para nëse merren parasysh koha që duhet për të hartuar, ndërtuar një kurrikulë, për të bërë pjesët (printim 3D, prerje me lazer etj) dhe i vendosni të gjitha së bashku. Ne morëm koston tonë të kompletit deri në 29.99 dollarë. Ju mund ta merrni këtë çmim më të ulët nëse porositni pjesë me kohë më të gjatë transporti. Ne e kuptojmë se nuk është kompleti më i lirë atje, por ne i kushtojmë një rëndësi krijimit të diçkaje të lehtë për tu ndërtuar dhe zgjeruar, e cila nuk kërkon ditë për t'u bashkuar. Në fakt, kjo pajisje duhet të marrë më pak se një orë për të lëvizur.

Furnizimet

Pjesët kryesore:

• Arduino Nano
• Banka e energjisë e baterisë
• Kornizë robotike
• Kërcimtarët SliderM-F
• Sensor tejzanor
• Sasia 3 - 3mmx10mm 3m Vida me arra
• Sasia 3 - 3mmx3mm spacer
• Sasia 2 - Servo e rrotullimit të vazhdueshëm SF90R
• Sasia 2 - Rrota 52ish mm Rrota
• Sasia 4 - 6 "Zip Tie (Merrni ato të holla rreth 3.5 mm të gjera) Paketa e shumëllojshmërisë nga Harbor Freight funksionon mirë.
• Mini Breadboard
• Arduino Nano Shield

Opsionale:

Mbështjellës kabllor

Mjetet:

• Hekuri i saldimit për të bashkuar titujt në Nano
• Armë ngjitëse
• Kaçavidë bazë

Hapi 1: Kornizë

Për të ndihmuar ndërtuesit të ecin shpejt, ne gdhendëm një skicë me tekst në secilën anë të kornizës për të treguar se ku duhet të vendosen pjesët.

Ne ishim me fat që kishim akses me prerës lazer. Nëse nuk e bëni këtë, ju sugjerojmë të kontaktoni hapësirat vendore të krijimit për të parë nëse ata kanë një që mund të përdorni ose nëse ata do të ishin të gatshëm të shkurtonin kornizën për ju.

Një printer 3D mund të përdoret gjithashtu për të printuar bazën. Ne kemi përfshirë SVG dhe STL për t'u përdorur me njërën.

Ne përdorëm akrilik 3 mm për pajisjet tona. Ju mund të përdorni media të tjera si druri, kartoni, pllaka shkumë, etj.

Hapi 2: Përgatitni Arduino

Për ta bërë më të lehtë lidhjen e titujve në Arduino, futni titujt meshkuj në mburojën Arduino. Rreshtoni Arduino Nano me titujt. Vini re shenjat në tabelë kundër mburojës. Lidhni të gjitha kunjat dhe mbaroni.

Hapi 3: Montoni Mburojën Arduino

1. Rreshtoni 3 ndarësit e verdhë me vrimat e paracaktuara ose të printuara 3D të Arduino.
2. Përdorni vida dhe arra M3x10 për të bashkuar mburojën Arduino. I qetë, jo i ngushtë. Nëse jeni të shqetësuar për heqjen e vidhave, thjesht shtoni një prekje zam të nxehtë në fund të arrës. Mos u shqetësoni për vrimën e 4 -të në mburojë, pasi ajo nuk do të jetë e nevojshme dhe ndërhyn me Power Bank më vonë gjatë ndërtimit.

Hapi 4: Montoni Servos

1. Vini re orientimin e skicës Servo në kornizë. (Nuk tregohet në versionin e printuar 3D por referojuni fotografive)
2. Kaloni dy lidhëse me zinxhir nëpër çarë drejtkëndore me kokën e Zip Tie në anën e sipërme të kornizës.
3. Vendosni servos dhe drejtojeni parzmoren e telave përmes foleve drejtkëndore drejt pjesës së pasme. Shtrëngoni lidhëset e zinxhirit fort. Nëse servo nuk ndihet i sigurt, mund të shtoni pak ngjitës të nxehtë në anët ku servot prekin kornizën.

Hapi 5: Montimi i Bankës së Fuqisë

1. Drejtoni një Zip Tie midis vendndodhjes Arduino dhe Breadboard në orientimin e treguar me kokën e Zip Tie në anën e sipërme. Mbani lirshëm.
2. Drejtoni një kravatë Zip përmes shpinës. Mbani lirshëm.
3. Rrëshqiteni në Power Bank dhe shtrëngoni fort Zip Ties. Vini re orientimin.

Shënim: Ne po përdorim një rrëshqitës të printuar 3D për pjesën e përparme, të parë në imazhe. Sidoqoftë, ne zbuluam se po shkaktonte shumë fërkime, kështu që ju mund të dëshironi të eksperimentoni me ide të tjera si një kapak shishe, rrëshqitës mobiljesh plastike, etj.

Hapi 6: Rrota

Ne përdorëm një prestar lazer për të prerë rrotat tona nga shkuma EVA. Ju mund të përdorni gjithçka që ju pëlqen. Kapakë nga kavanoza, të shtypura në 3D, rrota lodrash të vjetra, etj. Mundohuni të gjeni rrota me diametër afërsisht 52mm.

1. Sigurohuni që qendra e rrotës tuaj të ketë një hapje për të lejuar që vida e vogël e kokës filps të montojë bririn rrethor servo.
2. Vendoseni qendrën lart servisit të servo të përfshirë me servos tuaj dhe ngjiteni në rrota. Kini kujdes të mos futni zam në vrimën qendrore dhe mbajeni timonin edhe me brizin e servo për të zvogëluar lëkundjet.
3. Duke përdorur vidën e vogël phillips lidhni rrotat me servos. I shtrënguar jo i ngushtë.

Hapi 7: Breadboard

Qëroni mbështetësen nga dërrasa e bukës. Rreshtoni me gdhendjen në krye të kornizës dhe ngjiteni. Nëse përdorni kornizën e printuar 3D, përdorni pjesën drejtkëndore të futur të printimit.

Hapi 8: Koha për të lëvizur

Lidhni SERVOS për të lëvizur.

1. Bashkangjitni parzmoren e telit nga servo e majtë (Servo në të majtë nëse shikoni nga mbrapa) në Pin 10 me tela portokalli më të afërt me Arduino.
2. Bashkangjitni parzmoren e telit nga servo e djathtë (Servo në të djathtë nëse shikoni nga mbrapa) në Pin 11 me tela portokalli më të afërt me Arduino.

Hapi 9: Shtesa: Dhënia e shikimit të botit tuaj

Tani duhet të shtojmë diçka për të mos lejuar që boti të futet në gjëra. Përdorni sensorin tejzanor. Bashkangjisni sensorin në Breadboard siç tregohet në figurë.

*Referojuni diagramit të instalimeve elektrike më poshtë në udhëzuesin se si të lidheni.

Hapi 10: Shtesa: Zbulimi i kufirit përmes sensorit IR

Në mënyrë që boti juaj të shmangë rënien nga buza e një tryeze, arene etj., Le të shtojmë një sensor të linjës. Ne po përdorim një grup sensorësh reflektimi QTR-MD-06RC. Gjashtë emetues/detektorë infra të kuqe me fytyrë poshtë dhe matin distancën nga sipërfaqja prapa në sensor.

Për të shtuar sensorin kapni 4 vidhat e vogla 2mm, ndalesa e sensorit IR (Smiley Face). Referojini fotot për orientimin e duhur.

*Referojuni diagramit të instalimeve elektrike më poshtë në udhëzuesin se si të lidheni.

Hapi 11: Programimi - Konfigurimi

Shkarkoni programin Arduino.

Ndiqni udhëzimet standarde.

Pasi ta keni instaluar, hapni softuerin dhe konfiguroni për një Arduino Nano. Kjo mund të ndryshojë midis prodhuesve të ndryshëm, por nëse e keni atë nga lista e pjesëve:

1. Hapni "Mjetet"
2. Zgjidhni "Arduino Nano" si lloj Bordi
3. Zgjidhni Atmega328P (Old Bootloader) si lloji i procesorit
4. Lidhni Arduino Nano duke përdorur kabllon Micro USB të përfshirë me karikuesin tuaj në çdo port USB në kompjuterin tuaj. Nëse merrni një gabim si "Pajisja e Panjohur", mund t'ju duhet të instaloni drejtuesit e duhur. Shihni pjesën Shtesë të këtij udhëzimi për të ndihmuar.

Hapi 12: Vështrim i Kodit për Sensorin tejzanor

Kodi është shumë themelor dhe përdor dy biblioteka - Servo.h dhe NewPing.h. Servo.h është një bibliotekë e ndërtuar nga fondacioni Arduino dhe përdoret për të kontrolluar sinjalet PWM (modulimi i gjerësisë së impulsit) për secilën nga servos. Referenca për këtë bibliotekë mund të gjendet këtu:

NewPing.h, siç u përmend më parë, është një bibliotekë e palëve të treta nga Tim Eckel. Përdoret për të na dhënë një ndërfaqe të thjeshtë në botën e matjeve të bazuara në kohë. Referenca për këtë bibliotekë mund të gjendet këtu:

Për këtë konfigurim ne kemi krijuar një shembull bazë përpara, majtas, djathtas, përsëritni. Ne donim t'u jepnim anëtarëve tanë një pikënisje që do të demonstronte mënyrën e përdorimit të sensorit tejzanor dhe dy serverave të vazhdueshëm të rrotullimit (njëri në anën e kundërt të tjetrit). Në lakun tonë, roboti skanon përpara dhe nëse është i qartë vazhdon të ecë përpara. Sidoqoftë, nëse ndjen se është afër dhe objekt (koha e ping -ut është më e shkurtër se minimumi ynë i zgjedhur), atëherë ndalet, kthehet majtas, skanon, kthehet djathtas, skanon përsëri dhe shkon në drejtimin që është më i hapur.

Ju mund të vini re se secilit prej dy servove u jepen komanda të ndryshme për përpara - kjo ndodh sepse servot janë montuar në shasi duke treguar në drejtime të kundërta. Për shkak të kësaj, çdo servo duhet të lëvizë në drejtime të kundërta që boti të ecë përpara në krahasim me një rreth. E njëjta gjë është e vërtetë nëse dëshironi të lëvizni në të kundërt.

Ky shembull demonstron shmangien e pengesave shumë themelore, por mund të përmirësohet shumë. Shembull "detyrë shtëpie" për ju mund të jetë të bëni një spastrim të plotë 360 gradë të zonës në fillimin dhe të zgjidhni rrugën më të hapur. Skanoni më gjerë nga njëra anë në tjetrën dhe shihni nëse bota po "futet" në kuti. Kombinoni me sensorë të tjerë për të zgjidhur një labirint.

Hapi 13: Vështrim i Kodit për Linjën që Ndiqni Duke përdorur Kodin SUMO

Vjen së shpejti.

Hapi 14: Programimi - Bibliotekat

Filloni duke u siguruar që keni të instaluar bibliotekat e duhura.

Për Servos biblioteka Servo.h duhet të jetë e parazgjedhur.

Për sensorin tejzanor HC-SR04:

1. Në softuer shkoni te Sketch> Include Library> Manage Bibliotekat.
2. Kërkoni për "NewPing" nga Tim Eckel.
3. Zgjidhni versionin e fundit dhe instaloni.

Për grupin e sensorëve të reflektimit QTR-MD-06RC:

1. Në softuer shkoni te Sketch> Include Library> Manage Bibliotekat.
2. Kërkoni për "QTRSensorët" nga Pololu.
3. Zgjidhni versionin e fundit dhe instaloni.

Hapi 15: Programi

1. Vetëm për Sensorin Ping shkarkoni skedarin MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino.
2. Për Sensorin e Linjës me Sensor Ping të programuar për SUMO shkarkoni skedarin MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino.
3. Lidheni Arduino -n tuaj nëpërmjet USB.
4. Zgjidhni portën COM (Shih figurën). Porta juaj COM mund të ndryshojë.
5. Klikoni në shenjën e kontrollit për t'u siguruar që nuk ka gabime.
6. Nëse gjithçka është kontrolluar, klikoni në shigjetën e djathtë për të shkarkuar programin në Arduino.
7. Pasi të keni përfunduar, shkëputni kabllon USB dhe futeni në Power Bank.

Hapi 16: Diagrami i telave

Përdorni imazhin e mëposhtëm për të lidhur robotin tuaj.

• Për sensorin tejzanor përdorni tela bluzë m-f.
• Për sensorin e linjës përdorni telat e kërcyesit m-m.
• Për Servos mund të lidhni lidhësin me 3 kunja direkt në kunjat.

Hapi 17: Urime !!! Ju keni ndërtuar një robot

Për kodin tejzanor, roboti duhet të fillojë të lëvizë. Sa herë që ndjen një objekt brenda 35 cm ai do të ndalet, lëviz në të majtë dhe merr një matje të shpejtë, pastaj lëviz në të djathtë dhe bëj të njëjtën gjë. Ajo përcakton se cila anë kishte distancën më të madhe dhe lëviz në atë drejtim.