Kontroll i lirë i robotit Arduino Combat: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ringjallja e Battlebots në Shtetet dhe Robot Wars në Mbretërinë e Bashkuar ringjalli dashurinë time për robotikën luftarake. Kështu që gjeta një grup lokal të krijuesve të botëve dhe u zhyta menjëherë.

Ne luftojmë në peshën e milingonave në Mbretërinë e Bashkuar (kufiri i peshës 150 gram) dhe unë shpejt kuptova mënyrën tradicionale për të ndërtuar një pajisje RC të përfshirë në bot: një transmetues i shtrenjtë RC, një marrës i rëndë ose i shtrenjtë dhe ESC (kontrollues elektronikë të shpejtësisë) të cilat janë kuti magjike që mund të trajtojë shumë më tepër sesa është e nevojshme për një bot të kësaj madhësie.

Duke përdorur Arduino në të kaluarën, doja të provoja dhe t'i bëja gjërat ndryshe dhe t'i vendosja vetes një qëllim të një sistemi Arduino që mund të marrë një sinjal ligjor luftarak dhe të kontrollojë dy motorë me makinë për rreth 5 dollarë (gjysma e kostos së një ESC të lirë)

Për të ndihmuar në arritjen e këtij qëllimi, unë e kam përzier këtë makinë RC të udhëzueshme, duke zvogëluar peshën/koston e marrësit dhe duke gjeneruar 4 sinjale PWM për të drejtuar një çip të lirë të urës h

Ky udhëzues do të përqëndrohet në sistemin e kontrollit Arduino, por unë do të shtoj informacion shtesë për të ndihmuar njerëzit e rinj të ndërtojnë botin e tyre të parë

Disclaimer:

Edhe në një shkallë të vogël ndërtimi/luftimi i robotëve luftarak mund të jetë i rrezikshëm, ndërmerrni përgjegjësinë tuaj

Hapi 1: Ajo që ju nevojitet

Materiale:

Për sistemin e kontrollit:

• 1x Arduino pro mini 5v (1.70 dollarë amerikanë)
• 1x modul nRF24L01 (1.14 dollarë)
• Moduli rregullator 1x 3.3v (0.32 dollarë)
• 1x modul i dyfishtë h-urë* (0.90 dollarë)

Për pjesën tjetër të një boti pykë bazë:

• 2x motorë me mikro ingranazhe ** (version i lirë, version i besueshëm)
• Bateri polimer litium 1x 2s
• 1 x karikues bilanci
• 1 x qese me ngarkesë lipo
• Kaloni 1x
• 1 x lidhje baterie
• tel misc (kam përdorur disa tela bluzë Arduino që kisha të shtrirë përreth)
• vida të vogla
• epoksi (opsionale)
• (opsionale) Alumini (nga një kanaçe për pije të buta)
• (opsionale) LED shtesë

Për një kontrollues bazë:

• 1x Arduino pro mini 5v
• 1x modul nRF24L01
• Moduli rregullator 1x 3.3v
• 1x Arduino-levë

Mjetet:

• Vidhosës
• Makine per ngjitjen e metalit
• Pincë
• Printer 3d (opsional, por e bën jetën më të lehtë)

*kur shikoni modulet h-Bridge, kërkoni një modul me të katër hyrjet e sinjalit pranë njëri-tjetrit, kjo do ta bëjë më të lehtë lidhjen me Arduino më vonë

** shikoni hapin përfundimtar për disa këshilla për zgjedhjen e shpejtësive të motorit

Hapi 2: Shtypni një Shasi

Para se të filloni me sistemin e kontrollit, shikoni modelin e botit që do të ndërtohet. Alwaysshtë gjithmonë më mirë të krijosh një bot nga arma jashtë. Për një fillestar, unë sugjeroj të filloni me një pykë bazë, ato janë krijuar për të qenë të fuqishme dhe për të larguar kundërshtarët nga rruga që do të thotë se ju keni më pak të ngjarë të shkatërroheni në luftën tuaj të parë, plus është më e lehtë të ndjeni një ndjenjë të vozitjes kur nuk doni Nuk duhet të shqetësohesh për një armë aktive.

Unë kam krijuar një bot pykë: "Sightly Crude" i cili është testuar në betejë si i blinduar ashtu edhe i pa armatosur. Ashtë një bot i mirë i parë, i lehtë për tu printuar dhe mund të vendoset së bashku me 8 vida. Shikoni atë në Thingiverse për një dizajn të ndryshëm të lartë

Nëse nuk zotëroni një printer 3d, provoni një bibliotekë lokale, hackerspace ose hapësirë krijuese

Shtimi i armaturës shtesë është i lehtë për tu bërë i freskët nga printeri, lëmojeni si pykën ashtu edhe pijen e butë mund të aluminoni me një letër zmerile, pastroni çdo pluhur lëmues, aplikoni epoksi si në plastikë ashtu edhe në alumin, mbajeni së bashku me kapëse ose shirita gome për 12-24 orë

Aktualisht nuk kam një dizajn publik të rrotave pasi kam përdorur goma gome nga një çantë arsimore robotike mbi shpërndarës të printuar 3D. Në javët e ardhshme, unë do të krijoj një qendër që do të përdorë unaza O për kontroll. Pasi rrotat të kenë mbaruar unë do të azhurnoj këtë faqe dhe faqen Thingiverse

Hapi 3: Përgatitni urën H

Drejtues të ndryshëm motorësh h-Bridge vijnë në ngritje të ndryshme, por moduli i lidhur në listën fillestare vjen me 2 blloqe terminalë si dalje. Këto blloqe terminale janë të rënda dhe të mëdha, kështu që është mirë t'i hiqni ato.

Mënyra më e lehtë për ta bërë këtë është të ngrohni të dy jastëkët në të njëjtën kohë me një hekur saldimi dhe të nxirrni me kujdes blloqet me një palë pincë

Para se të vazhdoni, vendosni nëse doni të jeni në gjendje të ndërroni motorët në konfigurimin tuaj. Nëse është kështu, kabllot bluzë Arduino mund të ngjiten në daljen e modulit, atëherë kablloja e kundërt mund të ngjitet në motor, duke i bërë ato të lëvizshëm sipas nevojës.

Hapi 4: Instalimi i moduleve

Instalimi i moduleve mund të bëhet në 3 mënyra të ndryshme, prandaj hapi i projektimit është kritik. Zgjedhja e armëve do të ndikojë në formën e botit dhe zgjedhjen e instalimeve elektrike.

3 zgjedhjet jane:

1. Tela të lirshëm (me peshë të lehtë por më të brishtë) (imazhi 1)
2. Pllakë pllake (më e rëndë se 1 por më e fortë me një gjurmë më të madhe) (imazhi 2)
3. Bordi i qarkut të personalizuar (më i rëndë se 1 por i fortë me një gjurmë të vogël) dizajni i bordit të bashkangjitur (imazhi 3)

pavarësisht nga zgjedhja e bërë, lidhjet aktuale janë të njëjta.

Bëni lidhjet e mëposhtme dy herë (një herë për kontrolluesin dhe një herë për marrësin)

nRF24L01 (imazhi i numërimit të pinit 4 **):

• Pin 1 -> GND
• Pin 2 -> kunja jashtë e modulit 3.3v
• Pin 3 -> pin Arduino 9
• Pin 4 -> pin Arduino 10
• Pin 5 -> pin Arduino 13
• Pin 6 -> Arduino pin 11
• Pin 7 -> Pin Arduino 12

Moduli 3.3v:

• Vin pin -> Vcc*
• Pin jashtë -> pin 2 nRF (si më sipër)
• PIN GND -> GND

Arduino:

• Kunjat 9-13 -> lidheni me nRF si më sipër
• I papërpunuar -> Vcc*
• GND -> GND

Bëni lidhjet e mëposhtme një herë për të bërë dallimin midis kontrolluesit dhe marrësit

Për kontrolluesin:

Xhojstik:

• +5v -> Arduino 5v
• vrx -> pin Arduino A2
• vry -> pin Arduino A3
• GND -> GND

Për marrësin:

moduli h-Bridge:

• Vcc -> Vcc*
• B -IB -> pin Arduino 2
• B -IA -> pin Arduino 3
• A -IB -> pin Arduino 4
• A -IA -> pin Arduino 5
• GND -> GND

Kjo bëhet më e lehtë duke zëvendësuar kunjat për Vcc dhe GND me tela, pastaj duke e kthyer bordin me kokë poshtë dhe duke i bashkuar kunjat direkt në Arduino, kjo thjeshton bashkimin dhe krijon një montim të sigurt për drejtuesin e motorit.

*që një robot luftarak të jetë i ligjshëm, duhet të shtohet një pikë izolimi (ndërprerës ose lidhje e lëvizshme) midis baterisë dhe qarkut. Kjo do të thotë që pozitiviteti i baterisë duhet të lidhet me një ndërprerës, pastaj çelësin të lidhur me Vcc

** imazh nga https://arduino-info.wikispaces.com/Nrf24L01-2.4GHz-HowTo i cili është një burim i madh për modulin nRF24L01

Hapi 5: Vendosja e kontrolluesit

Pasi të jetë lidhur gjithçka, koha e tij për ndonjë kod.

Duke filluar me kontrolluesin, nevojiten disa vlera të potenciometrit për të siguruar që xhojstiku i saktë i lidhur do të funksionojë me kodin transmetues.

Ngarko në kodin "joystickTestVals2". Ky kod përdoret për të lexuar vlerat e potenciometrit dhe për t'i shfaqur ato përmes serisë

Me kodin që funksionon dhe një dritare serike fillon duke shikuar vlerën "UP", shtyjeni levën në pozicionin plotësisht përpara, vlera "UP" ka të ngjarë të hidhet midis disa numrave të mëdhenj, zgjidhni më të voglin nga vlerat që shihni, zbres 10 prej tij (kjo do të sigurojë që shtytja e shkopit gjatë gjithë rrugës do të japë fuqi të plotë) dhe shkruajeni atë si "Up Max" lejoni që levën të kthehet përsëri në qendër. Tani zgjidhni vlerën më të madhe që shihni, shtoni 20 në të dhe shkruajeni si "UpRestMax". Përsëriteni procesin duke e shtyrë shkopin poshtë dhe duke përmbysur shtimin/zbritjen e regjistrimit të vlerave si "UpMin" dhe "UpRestMin"

Përsëriteni të gjithë procesin përsëri për të majtë dhe të djathtë, duke filluar duke e shtyrë shkopin djathtas, duke regjistruar "SideMax" pastaj "SideRestMax" ndërsa kthehet mbrapa dhe duke e shtyrë majtas për të regjistruar "SideMin" dhe "SideRestMin"

Këto vlera janë super të rëndësishme, veçanërisht të gjitha vlerat që përmbajnë fjalën "Pusho". këto vlera krijojnë "zonën e vdekur" në qendër të shkopit të tillë që boti të mos lëvizë kur shkopi të pushojë në qendër, sigurohuni që kur shkopi të jetë i përqendruar vlerat bien midis "restMin" dhe "restMax" për të dy akset

Hapi 6: Kodi

Kodi i dhënë bën gjithçka për një pykë-bot bazë me një strukturë në vend që të lejojë që të dërgohet edhe një vlerë e armës pwm.

Bibliotekat e nevojshme:

• Biblioteka nRF24L01 nga këtu: GitHub
• Softueri PWM nga këtu: Kodi i Google

Vendosni kontrolluesin tuaj:

hapni kodin txMix dhe ndryshoni vlerat kufitare të shkopit në vlerat që keni shkruar në hapin e fundit. Kjo do të sigurojë që kodi të reagojë drejt në levën tuaj (Imazhi 1)

Përshtatni tubin:

Për të siguruar që nuk po ndërhyni me askënd tjetër në ngjarjen tuaj, do t'ju duhet të ndryshoni tubin e radios. Ky është në të vërtetë një identifikues, dhe marrësi do të veprojë vetëm në sinjale nga tubi i saktë, prandaj sigurohuni që ta ndryshoni tubin në të dy kodet në të njëjtën gjë.

Në figurën 2 janë theksuar shifrat gjashtëkëndore të tubit. Këto janë dy shifrat që duhet të ndryshohen për të personalizuar tubin. Ndryshoni "E1" në çdo vlerë tjetër 2 -shifrore gjashtëkëndëshe dhe shkruajeni atë në mënyrë që ta kontrolloni me lehtësi kundër tubave të kundërshtarëve në një ngjarje

Ngarkoni:

• txMix me kontrolluesin
• merrni në modulin e marrësit

Shkarkoni kodin:

txMix:

Kodi lexohet në pozicionin e levës si një vlerë "UP" dhe një vlerë "anësore". këto vlera kufizohen në bazë të vlerës maksimale të siguruar për të siguruar që fuqia e plotë do të jepet në pozicionin maksimal të shkopit.

Këto vlera pastaj kontrollohen për të siguruar që shkopi të ketë lëvizur nga pozicioni neutral, nëse nuk ka zero, dërgohen.

Vlerat pastaj përzihen individualisht në dy ndryshore, një për shpejtësinë e motorit të majtë dhe një për shpejtësinë e motorit të djathtë. Në këto variabla një vlerë negative përdoret për të treguar që motori po lëviz prapa pasi thjeshton përzierjen.

Vlerat e shpejtësisë së majtë dhe të djathtë ndahen më pas në katër vlera pwm, një për secilën: motori djathtas përpara, motori majtas përpara, motori djathtas prapa, motori majtas prapa.

Katër vlerat pwm i dërgohen më pas marrësit.

marr:

Thjesht merr sinjale nga kontrolluesi, kontrollon që sinjali nuk përmban vlera pwm për përpara dhe prapa në një motor të vetëm, pastaj aplikon pwm.

Marrësi gjithashtu dështon kasafortat për të fikur motorët kur një sinjal nuk merret nga kontrolluesi

Hapi 7: Mbërtheni gjithçka Togheter

Lidhni lidhësat me motorët ose lidhni motorët drejtpërdrejt në urën h. (Unë preferoj lidhëset në mënyrë që thjesht të ndryshoj prizat nëse i kam lidhur motorët gabimisht)

Ngjitni plumbin pozitiv nga lidhësi i baterisë në kunjin e mesëm të ndërprerësit dhe një nga kunjat e jashtëm në kaloni në Vcc të moduleve të lidhura.

Ngjitni plumbin negativ nga lidhësi i baterisë në GND të moduleve të lidhura.

(Opsionale) shtoni LED shtesë midis Vcc dhe GND. Të gjithë robotët luftarakë kërkojnë një dritë që ndizet ndërsa sistemi ka fuqi, në varësi të komponentëve që ky sistem ka LED në Arduino, modulin 3.3v dhe urën h për aq kohë sa të paktën njëra prej tyre është e dukshme nga jashtë bot ky rregull është plotësuar. LED shtesë mund të përdoren për t'u siguruar që ky rregull është përmbushur dhe për të personalizuar pamjen

Sightly Crude është e thjeshtë të lidhet së bashku, së pari fiksoni motorin në vend, shtoni elektronikën, pastaj fiksoni kapakun në vend, një sasi e vogël velcro do të ndihmojë në mbajtjen e kalimit në kapak

Kontrolluesi është i juaji për të hartuar dhe printuar. Për testim, unë kam përdorur kontrolluesin e bashkangjitur i cili është modifikuar nga kontrolluesi BB8 V3 i James Bruton

Hapi 8: Një fjalë për rregullat e luftimit të robotëve

Vende, shtete dhe grupe të ndryshme drejtojnë ngjarje luftarake me robotë me rregulla të ndryshme.

Unë e kam krijuar këtë sistem dhe e kam shkruar që të jetë sa më i përgjithshëm të jetë e mundur duke goditur rregullat kryesore që kanë të bëjnë me sistemet RC (më së shumti sistemi duhet të jetë dixhital 2.4GHz dhe të ketë një pikë izolimi të baterisë). Për të drejtuar këtë sistem dhe ose për të hartuar botin tuaj të parë është më mirë të kontaktoni me grupin tuaj lokal dhe të merrni një kopje të rregullave të tyre.

Rregullat që drejton grupi juaj lokal janë absolute, mos e merrni fjalën time në këtë udhëzues mbi rregullat e grupit tuaj.

Meqenëse ky sistem Arduino është i ri për komunitetin, ka shumë të ngjarë që do t'ju kërkohet ta testoni para se ta përdorni në një ngjarje. Unë e kam testuar këtë sistem në mënyrë të përsëritur kundër pajisjeve standarde RC dhe kundër vetes pa ndonjë çështje ndërhyrjeje, kështu që duhet të kalojë çdo provë, megjithatë, organizatorët në ngjarjen tuaj lokale kanë fjalën e fundit, respektoni vendimin e tyre. Nëse ata refuzojnë përdorimin e tij, pyesni nëse ka ndonjë bot kredie me të cilin mund të luftoni, ose kërkoni një sqarim pse u refuzua dhe përpiquni ta rregulloni çështjen për ngjarjen e ardhshme

Hapi 9: Informacion shtesë mbi motorët

Motorët e mikro -ingranazheve të përdorur në klasën e milingonave vijnë në një sërë shpejtësish të mëdha dhe ose shënohen duke përdorur raportin RPM ose Gear. Më poshtë është një konvertim i përafërt.

Shumica e botëve përdorin motorë midis 75: 1 dhe 30: 1 (me disa përjashtime duke përdorur 10: 1). Botët me armë të mëdha rrotulluese mund të përfitojnë nga motorë më të ngadalshëm 75: 1 pasi shpejtësia më e ngadaltë lejon më shumë kontroll. Pykat, ngritëset dhe rrokullisjet e shkathëta janë më të mirat në 30: 1 në duart e një shoferi të aftë. Unë rekomandoj motorë 50: 1 në një pykë për luftimet e para vetëm për t'u mësuar me sistemin dhe vozitjen

• 12V 2000 RPM (ose 6V 1000RPM) -> 30: 1
• 6V 300RPM -> 50: 1

Hapi 10: Përditësimet dhe Përmirësimet

Kanë kaluar disa vjet që kur e postova këtë "ible" dhe kam mësuar shumë për këtë sistem, kështu që është koha për t'i përditësuar ato këtu. Më e rëndësishmja është zgjedhja e përbërësit, përbërësit origjinalë punuan relativisht mirë, por ndonjëherë do të dështonin gjatë luftimeve. 2 autorët e mëdhenj janë H-Bridge dhe moduli nrf24l01, për shkak se kam zgjedhur pjesët absolute më të lira që mund të gjeja. Këto mund të rregullohen nga:

• Përmirësimi i urës 0.5A H në një urë 1.5A H, si kjo: ura H 1.5A
• Përmirësimi i modulit nrf24l01 në një dizajn plotësisht SMD: Hapni zgjuar NRF24l01

Së bashku me azhurnimet e reja të komponentëve, unë kam hartuar disa PCB të reja që ndihmojnë në kompaktësimin e RX dhe shtimin e më shumë veçorive në TX

Unë gjithashtu kam disa ndryshime të kodit që vijnë, kështu që qëndroni të sintonizuar për ato