Robot me shumë veçori DIY me Arduino: 13 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Ky robot u krijua kryesisht për të kuptuar Arduino dhe për të kombinuar projekte të ndryshme të Arduino për të formuar një Robot Arduino me shumë veçori. Dhe më tej, kush nuk dëshiron të ketë një robot të përkëdhelur? Kështu që unë e quaj BLUE ROVIER 316. Mund të kisha blerë një shasi të bukur të gjurmuar, por bërja nga e para të mëson më shumë dhe të jep më shumë krenari pasi ta kesh përfunduar. Roboti është i aftë të kuptojë komandat zanore, t'u përgjigjet pyetjeve të thjeshta, të kontrollojë si një makinë RC dhe madje duke shmangur pengesat gjatë lëvizjes. Kryesisht kontrollohet përmes një telefoni Android i cili lidhet me të përmes Bluetooth. Bazuar në veçoritë e Android si Google Voice Recognition dhe Tilt sensing, ai me të vërtetë mund të sillet si një robot i lezetshëm, i zgjuar. Shtova BLUE në emrin e saj sepse bazohet kryesisht në Bluetooth. Ishte në fakt projekti im i parë Arduino dhe doja që ai të ishte unik. Nëse ju pëlqen projekti, ju lutemi votoni për mua në Konkursin e Robotikës!

Hapi 1: Video demonstruese

Ju mund të shikoni demonstrimin e robotit në këtë faqe:

Hapi 2: Historia e ROVIER

Mund të hidheni në hapin tjetër nëse nuk doni të kaloni nëpër historinë e bukur të BLUE ROVIER 316. Rreth një vit më parë, unë mora një Arduino UNO si dhuratë nga babai im. Meqenëse ishte hapi im i parë në fushën e Arduino, doja të krijoja diçka të ndryshme dhe unike nga projektet e përgjithshme të Arduino. Duhej të ishte një robot i lezetshëm dhe i zgjuar i cili mund të kuptonte komandat zanore dhe të bënte shumë gjëra më inteligjente siç janë telekomanda, ndjekja e linjave, shmangia e pengesave etj. Pyetja ishte se si t'i kombinojmë ato së bashku. Dhe pasi shfletova në internet për një kohë vërtet të bukur, arrita në përfundimin se Bluetooth do të ishte mënyra më e lirë. Dhe kështu, BLUE ROVIER u vu në lëvizje. Por u krijua një situatë ku më duhej të përjashtoja shumë tipare të robotit që prisja të posedonte, kryesisht për shkak të mungesës së kujtesës në Arduino UNO (edhe më pak numri i kunjat dixhitale në UNO). Nuk ka rëndësi, unë vazhdova. M'u desh vërtet një kohë e mirë për të krijuar versionin përfundimtar të Robotit. Dhe kështu, pas shumë sprovash dhe dështimesh, BLUE ROVIER më në fund u krijua. Dhe tani e tutje ne mund të kalojmë në krijimin e robotit.

Hapi 3: Përbërësit dhe Pjesët

Ju do të keni nevojë vetëm për përbërësit e mëposhtëm: 1. Sistemi Android 2. Arduino Uno 3. moduli wtv020-sd-16p dhe altoparlanti 8ohm4. Qarku i kontrolluesit të motorit 2x L293d 5. motorët dhe rrotat 4x bo. Sensori tejzanor HC SR04 7. 9g servo8. 8 Mbajtës baterie AA dhe bateri 9. Kartë micro SD 1gb 10. kuti e vogël kalimi për shasi.11. HC 05 Moduli Bluetooth E di që duket i kushtueshëm! Por mos u shqetësoni, do të kushtojë vetëm rreth dy ose tre mijë rupi. Duke folur për Android, nuk do të jetë një çështje e madhe të kesh një të tillë sepse shumica e kanë atë në ditët e sotme. Por të kesh versione më të reja (mbi 5.0) mund të rrisë performancën. Përpiquni të blini motorë që kanë rpm të moderuar (60 në 100). Kjo do të ndihmonte në mbajtjen nën kontroll të shpejtësisë së robotit, pasi nuk është instaluar asnjë qark tjetër i kontrollit të shpejtësisë. Dhe 8 bateri aa janë të mjaftueshme për të fuqizuar robotin për një kohë të mirë. Dhe duke pasur parasysh Bluetooth, HC 05 është i përshtatshëm për robotin sepse është mjaft i lirë, dhe performanca është gjithashtu e jashtëzakonshme. Karta micro SD 1 GB është e nevojshme për të ruajtur skedarët zanorë të cilët luhen kur i bëhet ndonjë pyetje robotit [Diskutuar në detaje në pjesën e mëvonshme të intstructable]. Komponentët e tjerë diskutohen në detaje në hapin e tyre përkatës.

Tani le të kalojmë në disa "Teori" të thjeshta që përdoren në këtë robot.

Hapi 4: Teoria e Kontrollit të Zërit

Roboti mund të kuptojë komandat zanore përmes një telefoni android. Unë mendoj se të gjithë janë të njohur me Google Voice Recognition, veçori në Android ku ne themi fjalën dhe Google e shtyp atë. E njëjta veçori përdoret këtu për njohjen e komandave zanore dhe shndërrimin e tyre në komanda teksti. Aplikacioni këtu konverton fjalimin në tekst përmes Google dhe ia dërgon robotit përmes Bluetooth. Roboti është programuar të ndjekë këto komanda të marra përmes Bluetooth. Shtë gjithashtu në gjendje t'i përgjigjet një numri të mirë pyetjesh. Ju madje mund të shtoni disa komanda të tjera në kod për ta bërë robotin të bëjë disa gjëra më të mrekullueshme. Këtu është Aplikacioni Android:

Hapi 5: Teoria e Kontrollit të Gjesteve

Kontrolli i gjesteve ose mënyra e kontrollit të lëvizjes bëhet gjithashtu përmes Android. Në këtë mënyrë, roboti mund të kontrollohet si një makinë RC duke përdorur Android si timon. Ekziston një sensor i quajtur "Accelerometer" në të gjitha Androids i cili përdoret në këtë mënyrë. Ky akselerometër mund të përcaktojë këndin në të cilin titullohet telefoni duke matur forcat e nxitimit që veprojnë në Android. Sensorshtë ky sensor që e bën Android të rrotullojë ekranin e tij kur ne anojmë telefonin. Aplikacioni këtu përdor përshpejtuesin e telefonit për të përcaktuar këndin në të cilin anohet telefoni. Pastaj një personazh (A, B….) I dërgohet robotit përmes Bluetooth. Arduino është programuar të punojë sipas të dhënave të marra. Nëse telefoni është i përkulur përpara, karakteri A dërgohet dhe roboti lëviz përpara. Kur anohet mbrapsht, personazhi B dërgohet dhe roboti lëviz prapa dhe kështu me radhë për të majtë dhe të djathtë. Kur Android vendoset horizontalisht, karakteri E dërgohet dhe roboti ndalon së lëvizuri.

Hapi 6: Teoria e Kontrollit Bluetooth

Në këtë mënyrë, roboti punon si një makinë e përgjithshme RC. Asgjë e re në këtë mënyrë, është njësoj si një makinë e përgjithshme me telekomandë e disponueshme në treg, ndryshimi i vetëm është se ne po përdorim një aplikacion Android për të kontrolluar robotin. Ka butona të ndryshëm në aplikacion, secila me karaktere të ndryshme lidhur me të. Kur preket ndonjë çelës, një personazh i dërgohet robotit përmes Bluetooth, ashtu si mënyra e kontrollit të gjesteve. Më tej, të njëjtat karaktere dërgohen kur preken çelësat përkatës dhe roboti ndjek karakteret që vijnë. Unë kam përdorur butonat 360 dhe -360 gradë në aplikacion për ta bërë robotin të duket djathtas dhe majtas. Mund ta ndryshoni në kod nëse doni ta bëni robotin të bëjë disa gjëra të tjera.

Hapi 7: Teoria e shmangies së pengesave

Në këtë mënyrë, roboti punon si një robot për shmangien e pengesave, duke parandaluar që ai të mos përplaset me ndonjë objekt. Kjo bëhet me sensorin HC SR04. Unë mendoj se ju dini për SONAR (Sound Navigation And Ranging). Sensori HC SR04 lëshon vazhdimisht valë zanore tejzanor. Këto valë kthehen mbrapsht pasi godasin një sipërfaqe të fortë dhe kthehen përsëri në sensor. Koha e marrë nga valët për t'u kthyer në sensor regjistrohet. Meqenëse tingulli udhëton me afërsisht 340 m/s dhe ne e dimë se SPEED × KOHA = DISTANCA, ne mund të përcaktojmë distancën përpara. Për shembull, nëse tingulli zgjat 2 sekonda për t'u kthyer, ne mund të përcaktojmë distancën përmes formulës së mësipërme dmth 340 × 2 = 680 m. Kjo është mënyra se si roboti mund të masë distancën përpara tij përmes sensorit. Ndërsa lëviz, roboti mat vazhdimisht distancën përpara përmes sensorit. Nëse ndjen se hapësira e qartë përpara saj është më pak se 30 cm, ajo ndalon së lëvizuri. Pastaj duket majtas dhe djathtas dhe krahason distancën e secilës anë. Nëse ana e majtë ka një distancë më të madhe, roboti kthehet majtas. Përndryshe, nëse ana e djathtë është më e madhe, roboti kthehet djathtas. Nëse të dy palët kanë distanca të barabarta, roboti kthehet prapa. Ky mekanizëm i thjeshtë ndihmon robotin të shmangë pengesat.

Hapi 8: Montimi i Shasisë

Duke bërë shasinë tuaj, duhet të jeni shumë të kujdesshëm në lidhje me matjet dhe shtrirjet. Zgjodha ta bëj këtë sepse nuk mund të gjeja një në rrjet që të më kënaqte. Një kuti e përgjithshme ndërprerëse e përdorur për qëllime të furnizimit me energji elektrike po përdoret si shasi. Unë mendoj, ju lehtë mund ta merrni një nga një dyqan pajisjesh elektrike. Së pari, lidhni katër motorët në pjesën e poshtme me disa zam ose kapës dhe pastaj bashkoni rrotat. Pastaj ju duhet të bëni kokën e robotit (servo dhe sensori HC SR04). Për kokën, prerë një copë të vogël të tabelës dhe ngjiteni atë në servo përmes një vidhe. Pastaj bashkëngjitni sensorin tejzanor në tabelën e perfit me pak zam. Pritini një vrimë të vogël katrore në krye të kutisë dhe rregulloni servo në të. Pastaj lidhni mbajtësen e baterisë në pjesën e pasme të robotit përmes një vidhe. Vendosni qarqet dhe përbërësit e tjerë brenda kutisë dhe shasia juaj është gati. Mos harroni të bëni disa vrima para altoparlantit që tingulli të dalë dhe të prodhojë një cilësi më të mirë.

Hapi 9: Përgatitja e modulit të zërit

Mënyra e të folurit të robotit plotësohet nga moduli WTV 020 SD. Moduli përdoret për të luajtur skedarë zanorë për robotin. Kur të bëhet ndonjë pyetje, arduino do ta bëjë modulin të luajë skedarin përkatës të zërit në kartën SD. Ekzistojnë katër linja serike të të dhënave në modul për komunikimin me arduino, rivendosjen, orën, të dhënat dhe kunjat e zënë. Mos harroni se emrat e skedarëve duhet të jenë në numër dhjetor (0001, 0002…). Dhe që skedarët ose duhet të jenë në formatin AD4 ose WAV. Më tej moduli punon vetëm në një kartë mikro SD 1gb. Disa module funksionojnë edhe në kartat 2gb dhe karta mund të mbajë një maksimum prej 504 skedarësh zanorë. Kështu që ju mund të përfshini një numër të mirë të skedarëve zanorë për të luajtur për një numër të mirë pyetjesh. Ju madje mund të bëni skedarët tuaj AD4 me zë (Ju mund ta kaloni këtë pjesë nëse mund të përshtateni me skedarët zanorë të dhënë së bashku me këtë të pandreqshëm)., duhet të keni dy softuerë, një softuer për redaktimin e zërit dhe një softuer të quajtur 4D SOMO TOOL i cili do t'i konvertonte skedarët në formatin AD4. Së dyti, ju duhet të përgatitni Zërat Robot. Ju ose mund të konvertoni tekstin në të folur ose madje të regjistroni zërin tuaj dhe të bëni zërat e Robotit. Të dyja këto mund të bëhen në Softuerin e Redaktimit të Zërit. Por me siguri, robotët nuk duken mirë nëse flasin zëra njerëzorë. Pra, duhet të jetë më mirë të konvertohet teksti në të folur. Ka motorë të ndryshëm si Microsoft Anna dhe Microsoft Sam Kompjuteri juaj që do të ndihmonin për ta bërë këtë. Pas përgatitjes së skedarëve zanorë, duhet t'i ruani në 32000 Hz dhe në formatin WAV. Kjo ndodh sepse moduli mund të luajë skedarë zanorë deri në 32000 Hz. Pastaj përdorni 4D SOMO TOOL për të kthyer skedarët në formatin AD4. Për ta bërë këtë, thjesht hapni SOMO TOOL, zgjidhni skedarët dhe klikoni AD4 Encode dhe skedarët tuaj zanorë janë gati. Ju mund të kontrolloni figurën e mësipërme për referencë. Nëse doni detaje të mëtejshme në bërjen e zërave robotikë, mund të shkoni këtu:

[Marrja e zërave robotikë] Këtu janë skedarët origjinalë të zërit dhe softueri:

Hapi 10: Krijimi i lidhjeve

Shkurtoni të gjitha kunjat Vcc të moduleve përkatëse së bashku dhe lidheni atë me pinin 5v në arduino. Bëni të njëjtën gjë për kunjat gnd. Këtu janë lidhjet e moduleve të ndryshme. Moduli HC 05: Kunja RX në arduino dig pin 0. TX kunja në arduino dig pin 1. Sensori HC SR04: Kunja jehonë në arduino gropë 6. Kunja provë në arduino gropë 7WTV020-SD moduli: pin1 (rivendos pin) në arduino dig pin2.pin4 në altoparlant +pin5 në altoparlant -pin7 (orë) në arduino dig pin3.pin8 në gnd.pin10 (të dhëna) në arduino dig pin4.pin15 (i zënë) në arduino dig pin5.pin16 në 3.3vPastaj, lidhni telin e sinjalit servo (të verdhë) dhe gërmoni pinin 12. L293d kontrolluesi i motorit: kunja A1 tek arduino dig pin 8.pin A2 tek arduino kunja e gdhendjes 9.pin B1 tek arduino gërmoj pin 10.kunga B2 për të arduino gërmoj pin 11. Mos harroni se në këtë robot, ne po përdorim dy module L293d. Kjo ndodh sepse një modul ka kapacitet për të fuqizuar deri në dy motorë. Për të kontrolluar katër motorë, ne po përdorim dy drejtues motorësh. Pra, mos harroni të bëni lidhje të dyfishta në të dy modulet e kontrolluesit të motorit. Për shembull, lidhni pinin Arduino 8 me kunjin A1 të të dy moduleve të drejtuesit. Mos harroni të lidhni daljen e një moduli në dy motorë dhe modulin tjetër në dy motorët e tjerë. Kontrolloni diagramin për referencë të mëtejshme.

Hapi 11: Kodi Arduino

Ishte një kohë emocionuese për të bërë kodin. Nuk është aspak një kod i komplikuar, ai thjesht përdor disa biblioteka për të komunikuar me Android dhe modulin e zërit. Një pjesë e madhe e punës bëhet në Android dhe jo në Arduino. Kodi bazohet në komunikimin Bluetooth dhe të dhënat e ardhura nga Bluetooth. Kodi është bërë në atë mënyrë që ne duhet t'i japim komandat zanore robotit për të ekzekutuar mënyra të ndryshme dhe Arduino kontrollon vazhdimisht për sinjalet hyrëse të Bluetooth. Për të ndaluar çdo mënyrë, ne vetëm duhet të themi "ndal". Problemi i vetëm me kodin është se ne duhet ta fikim manualisht robotin kur ai është në mënyrën e shmangies së pengesave. Ne nuk mund të përdorim komandën "stop" në këtë mënyrë. Kjo ndodh sepse aktivizimi i kësaj veçorie ndikon në shpejtësinë e skanimit të distancës së objekteve. Arduino do të duhet të lexojë njëkohësisht distancën e një objekti si dhe sinjalet hyrëse të Bluetooth. Kjo ndërhyn në modalitetin dhe roboti nuk arrin të mbrohet plotësisht nga pengesat. Roboti mund të dështojë të ndalet menjëherë edhe nëse distanca përpara është më pak se 30 cm. Pra, do të ishte mirë të mos e përfshini këtë veçori në këtë mënyrë. Thjesht shkarkoni bibliotekat dhe kodin dhe ngarkojeni atë në Arduino. Por mos harroni të hiqni kunjat TX dhe RX (0, 1) nga Arduino para se të ngarkoni. Këto kunja përdoren për komunikim serik dhe janë në përdorim gjatë ngarkimit të kodit. Dhe në këtë robot, këto kunja përdoren për lidhjen e modulit Bluetooth. Pra, mos harroni t'i hiqni ato përndryshe mund të pengojë modulin tuaj Bluetooth. Këtu janë kodi dhe bibliotekat:

Hapi 12: Renditja e problemeve dhe bërja e përmirësimeve

Ju mund ta kaloni këtë hap sepse merret vetëm me përmirësimet e robotit. Shumë probleme lindin në modulin WTV-020-SD-16p, në lidhje me kapacitetin e kartës së kujtesës. Kjo ndodh sepse disa module punojnë në kartat 2 GB ndërsa disa jo. Pra, është më mirë të përdorni një kartë mikro SD 1 GB. Nuk do të ketë shumë problem në përdorimin e versioneve të ndryshme të përbërësve. Mund të përmenden versionet e ndryshme të modulit wtv 020 sd. Kjo ndodh sepse ekziston vetëm ndryshimi i paketimit midis moduleve, ndërsa shumica e gjërave të tjera të brendshme mbeten të njëjta. Një gjë tjetër e rëndësishme, përdorimi i një PCB për robotin do të ndihmojë në zvogëlimin e konsumit aktual në një masë të madhe. Nëse jeni duke lidhur përbërës të ndryshëm ashtu si unë, do t'ju kushtonte një rrymë sepse një sasi e mirë e tij do të humbet në tela, duke pasur një rezistencë të lartë. Kjo ndodh sepse qarku është mjaft i madh. Ky udhëzues nuk përfshin hartimin e një PCB (sepse nuk e kam bërë), por mund të rrisë efikasitetin e fuqisë së robotit. Por BLUE ROVIER 316 nuk është bërë ende! Mendova të përfshija disa veçori të tjera të tilla si vijimi i linjave, zgjidhja e labirintëve dhe shumë gjëra të tjera. Por ajo mbeti një ëndërr për shkak të mungesës së kunjave në Arduino UNO (BLUE ROVIER me të vërtetë ha shumë kunja të Arduino). Kështu që unë mendoj të përmirësoj të gjitha tiparet e këtij roboti dhe t'i kombinoj ato së bashku për të formuar një Robot më të sofistikuar dhe të dobishëm Arduino. Pra bëhuni gati për të parë pamjen e modifikuar të ROVIER brenda pak muajsh !!! Unë madje dëshiroj të shoh versione të tjera të modifikuara të robotit nga disa njerëz të tjerë që posedojnë më shumë kreativitet sesa imi !!!!

Hapi 13: Duke luajtur me Robotin

Ndizni robotin dhe shihni se si ju përshëndet, luan me ju. Bëni çdo pyetje (jo budalla!) Dhe shikoni përgjigjen e saj. Mund të thuash të ndjekësh linjat ose të vazhdosh përpara. Thjesht thuaj "ndal" kur doni të ndaloni robotin.

Vrapues në Konkursin e Robotikës 2017