Ndërtoni një kokë roboti që flet me fuqinë Arduino !: 26 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:34

Ky kokë roboti u ndërtua fillimisht si projekt i fundit të vitit për klasën time të llogaritjes fizike, por gjatë verës ai ka "mësuar" si të flasë. Koka mundësohet nga dy Freeduinos, 3 patate të skuqura TLC5940NT dhe një Mburojë Vala e Adafruit Industries që gjenden këtu: www.ladyada.net/make/waveshield/. Koka aktualisht është e lidhur me një kompjuter me dy kabllo USB, një për energji, një për dërgimin e komandave serike mbi atë që duhet thënë/emotuar. Sapo kreu të marrë komandat e shtypura se çfarë të thotë/emotojë, ai riprodhon skedarët individualë të fjalëve në mënyrë që të krijojë një fjali ose fjali të shumta. Ai gjithashtu ndryshon emocionet e tij sipas komandave emocionale të dërguara nga kompjuteri. Kjo kokë roboti është një bazë për shumë aplikime të mundshme pasi mund të thotë gjithçka për të cilën ka fjalorin. Tani për tani unë jam duke punuar për ta lidhur atë me internetin dhe për ta bërë atë të kontrollojë dhe lexojë emailin tim përmes skriptit PHP. Unë do ta përditësoj këtë Instructable ndërsa përparoj së bashku me të. Këtu është një video e tij në veprim: Kreu është ende një projekt në vazhdim, kështu që çdo koment për ndonjë gjë këtu është më se i mirëpritur! Faleminderit special Liz Arum që më ndihmoi me gjithçka! Përditëso: Për shkak të kërkesës popullore tani kam shtuar tani një video e robotit duke folur dhe shprehur veten! Kënaquni në kohën tuaj të lirë!

Hapi 1: Përpiloni të gjitha materialet/pjesët/elektronikën

Kjo kokë roboti përdor: 1 Breadboard (Duhet të jetë më shumë se 48 rreshta të gjatë me një hendek që zbret në qendër të bordit për të lidhur patate të skuqura IC. Një autobus energjie dhe tokësor që lëviz përgjatë anës së pjatës është gjithashtu një domosdoshmëri.) 2 LED RGB (Për sytë shumëngjyrësh) Anode e zakonshme. 1,50 dollarë - 1,95 dollarë secila. 2 X 1.75 dollarë = 3.5036 dollarë Red Leds (Për gojën) diku rreth intervalit të çmimeve 40-50 cent për secilën. 36 X $.45 = 16.202 $ HXT900 Mikro Servos (Për lëvizjen e vetullave) Mund të gjenden në: https://www.hobbycity.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=662 2 X $ 3.65 = 7.303 $ TLC5940NT's (Për drejtoni/ndizni të gjitha Led-et dhe kontrolloni servot) mund të gjenden në Digi-key https://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=296-17732-5-ND ku çmohen në 4.28 dollarë 3 X $ 4.28 = 12.84 $ ose Mouser https://www.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/TLC5940NT/?qs=sGAEpiMZZMu8%252bGBKj8XSFEjwsgnt5grMZ49G/W4nR14%3 (hekur hekuri dhe (servos) Shpëtuar nga një furnizim me energji kompjuteri i vjetër. Free2 Origjinal Freeduinos ose Arduinos. Freeduinos mund të blihen në https://www.freeduino.org/buy.html Ato janë me çmim 23.99 secila. 2 X 23,99 $ = 47,98 $ Ose www.sparkfun.com/commerce/product_info.php për Arduinos. Çmimi 29.95 dollarë secila. 2 X 29,95 dollarë = 59,90 dollarë. Paralajmërim: Freeduinos kërkojnë disa njohuri për lidhjen, nëse dëshironi të mos i lidhni dërrasat tuaja atëherë blini një Arduino. Paralajmërim: Ky udhëzues kërkon disa njohuri për saldimin gjithsesi, kështu që pse të mos filloni tani?:) 1 Waveshield nga Adafruit Industries (Për të lejuar robotin të flasë) Mund të blihet në: https://www.ladyada.net/make/waveshield/ Çmimi 22 dollarë secila. Kostoja totale e parashikuar e të gjitha pjesëve të teknologjisë së lartë (duke mos përfshirë transporti) nëse keni blerë Freeduinos në vend të Arduinos është…. 109.82 dollarë! Kostoja totale e të gjitha pjesëve të teknologjisë së lartë nëse keni blerë Arduinos në vend të Freeduinos është…. 121.74 dollarë! Dhe sa i përket materialeve të teknologjisë së ulët do t'ju duhet: Një kuti kartoni me të njëjtën madhësi sa dëshironi të jetë koka juaj. Një copë e vogël kartoni TapeGlueBreadboard tel i pajtueshëm (22 matës, i fortë) Tela për fiksimin e sendeve në sende të tjera Një bllok i vogël prej druri Stërvitja e energjisë. Heat Tkurrja e tubave për izolimin e prizave të telit të ekspozuar dhe diçka që fryn ajrin e nxehtë për ta zvogëluar me (Armë me ajër të nxehtë) Prerës kuti.

Hapi 2: Mblidhni dhe bashkoni të gjitha bordet dhe mburojat

Saldoni Freeduinos (si unë), ose mos e përfillni këtë linjë nëse blini një Arduino. Këtu është lidhja me udhëzimet e tyre të montimit për të gjithë njerëzit që blenë Freeduinos: mcukits.com/2009/03/12/assembling-the-freeduino-board-kit/Solder the Waveshields. Zonja Ada ka një udhëzues shumë të mirë se si ta bëni këtë në faqen e saj të internetit në https://www.ladyada.net/make/waveshield/solder.htmlShënim: Përveç bashkimit të Waveshield -it siç është përshkruar. Shtoni një tel të gjatë të ngjitur në rezistencën R7 në anën më të afërt me çipin e amplifikatorit. Kjo do të lidhet me Anputin Analog 1 në Freeduino që kontrollon LED -të e kokës së robotit. (Mos u shqetësoni se ku ta lidhni skajin tjetër të telit tani për tani, kjo do të shpjegohet në detaje më vonë.) Shikoni foton për sqarime se ku të lidhni tela.

Hapi 3: Dizajnoni kokën e robotit

Merrni kutinë e kartonit që keni zgjedhur të jetë koka juaj dhe shënoni vendet që dëshironi të prisni për sytë dhe gojën duke prerë copa letre dhe duke i vendosur ato mbi kutinë tuaj. Kur të jeni të kënaqur me rregullimin, mund të kaloni në prerjen e sendeve.

Hapi 4: Dizajnoni kokën tuaj të robotit: Prerja e syve

Ngjitini ose shënoni pjesët në pozicionet e tyre përfundimtare në kuti dhe pritini ato. (Mbani copën e letrës që keni përdorur për të përfaqësuar gojën, do t'ju duhet më vonë.)

Hapi 5: Dizajnoni kokën tuaj të robotit: Krijimi i një matricë LED për gojën

Çdo LED në gojë do të ndizet në mënyrë të pavarur. Për ta bërë këtë ju duhet të bëni një matricë LED për gojën. (Për një ide se çfarë është një matricë LED, shihni figurën 1) Merrni copën e letrës që supozohet të jetë goja dhe, me laps dhe vizore, ndajeni copën e letrës në 36 pjesë (9 X 4), Një për secilën LED në rrjet. Pasi ta keni bërë këtë, ngjiteni copën e letrës në një copë druri dhe duke qenë të kujdesshëm që të mos shponi në dysheme (Kjo më ka ndodhur mua kështu që unë rekomandoj shpimin në krye të një kutie kartoni.) Shponi vrima ku linjat kryqëzohen me një stërvitje 1/4 inç, në mënyrë që LED -et tuaja të përshtaten mirë. Madhësia e stërvitjes varet qartë nga madhësia e LED -ve tuaj, kështu që përdorni një stërvitje më të vogël për LED më të vegjël. (Filloni nga e vogla dhe vazhdoni rrugën tuaj lart!) Shikoni fotot 2 dhe 3 për sqarime mbi shpimin/shënimin.

Hapi 6: Bërja e matricës LED të gojës: Bashkimi në LED

Para se të bëni ndonjë gjë tjetër, kontrolloni që të gjitha LED -et tuaja të mos jenë të djegura ose të zbehta. Ju mund ta bëni këtë duke gjetur një bateri të vogël me butona 3V dhe duke i mbajtur këmbët e LED -ve në bateri (Mos harroni se këmba e gjatë është pozitive, e shkurtër negative). Më pas futni LED -të një rresht në rresht në bashkimin tuaj të rrjetit të shpuar. Palosni këmbët e gjata në mënyrë që të jenë paralele me njëra -tjetrën dhe ngjitini ato rresht pas rreshti (Shih fotot 2 dhe 3). Lidhni së bashku këmbët e gjata pasi do të përdorni TLC për të kontrolluar këto LED, dhe TLC janë lavaman energjie. Kjo do të thotë që ata kontrollojnë LED -të duke ndryshuar diferencën e tensionit midis fuqisë dhe tokës.

Hapi 7: Marrja e Matricës LED të Gojës: Telat e Kontrollit të Saldimit në LED

Lidhni tela të gjatë që mund të futen në një dërrasë buke (matës 22) në të gjitha prizat e katodës LED. Këto tela do të kontrollojnë LED -të. Më pas sigurohuni që të izoloni të gjithë telat individualë me shirit elektrik (jo argëtues) ose tuba të tkurrjes së nxehtësisë (rekomandohet). Përveç lidhjes së telave në të gjitha kabllot LED të LED -ve, lidhni 2 ose 3 tela në pjesën Anode të rrjetit (Pjesa që është ngjitur e gjitha së bashku). Këto tela do të shërbejnë si pajisje shtesë që shpërndajnë energji në të gjithë rrjetin. Ata do të lidhen me 5V.

Hapi 8: Instaloni Servos që lëvizin vetullat brenda kokës së robotit

Para se të instaloni mini-servot tuaj brenda kokës së robotit tuaj, ngjitni një tel të gjatë të fortë (por ende të lakueshëm) në krahun servo. Ky tel do të ngjitet brenda robotit tuaj, do të dalë nga maja dhe do të zvarritet përsëri poshtë për të lëvizur vetullat. (Shikoni fotot për sqarim.) Merrni mini-servot tuaj (me telat e bashkangjitur) dhe ngjitini ato në pjesën e brendshme të kokës tuaj të robotit, pikërisht nën sy, duke u siguruar që telat mund të lëvizin nga njëra anë në tjetrën.

Hapi 9: Instaloni rrjetën brenda kokës së robotit

Ngjiteni nxehtësisht rrjetën në një copë kartoni në të cilën keni shpuar vrima dhe ngjiteni nxehtë në pjesën e brendshme të kokës së robotit.

Hapi 10: Bashkoni LED -et RGB

Ngjiteni pllakën LED të Anodës RGB të zakonshme në një tel të gjatë. Pastaj lidhni një tel me ngjyrë (të kuqe, jeshile, blu) në plumbin LED RGB që korrespondon me të (Ngjyra e një plumbi individual mund të zbulohet duke përdorur një bateri me buton 3V për të ndezur secilën plumb LED me radhë). Mos harroni të izoloni telat!

Hapi 11: Instaloni LED -të RGB brenda kokës së robotit

Instaloni LED -et brenda kokës së robotit duke i vendosur aty ku dëshironi dhe pastaj palosni dhe ngjitni telat në pjesën e brendshme të kutisë. Vendosja e një kashte të pijshëm nën LED gjithashtu ndihmon për ta mbajtur atë në vend. (Shikoni fotot për sqarim)

Hapi 12: Përfundoni të Bëni Sytë

Ngjitni një copë letër katrore që është pak më e madhe se vrima që keni prerë. Ngjiteni atë mbi vrimë për të mbuluar vrimën dhe LED pas saj. Ju gjithashtu mund të dëshironi të ngjitni disa fletë peshqir letre në brendësi të vrimave të syve për të shpërndarë dritën që vjen nga LED -të.

Hapi 13: Lidhni patate të skuqura TLC5940NT

Në këtë hap do t'ju duhet të lidhni zinxhir 3 TLC5940NT së bashku për të drejtuar një total prej 42 daljesh LED (36 për gojën, 6 për sytë shumëngjyrësh). Njerëzit në sheshin e lojërave Arduino kanë një udhëzues lidhës të dokumentuar shumë mirë se si të marrim margaritar zinxhir 3 TLC5940NT së bashku. Këtu është në formë të ngjeshur: Arduino pin 13 -> SCLK (pin TLC 25) Arduino pin 11 -> SIN (pin TLC26) Arduino pin 10 -> Bosh (pin TLC 23) Arduino pin 9 -> XLAT (pin TLC 24) Arduino pin 3-> GSCLK (pin TLC 18) -------------- U ------------ LED Out 1 | 1 28 | LED Out 0LED Out 2 | 2 27 | GNDLED Out 3 | 3 26 | SIN (Ard pin 11.) LED Out 4 | 4 25 | SCLK (Ardhi pin 13)… | 5 24 | XLAT (Ardhi pin 9)… | 6 23 | E ZI (Ardhi pin 10)… | 7 22 | GND… | 8 21 | VCC (5V)… | 9 20 | Rezistencë 2K në Tokë… | 10 19 | 5V… | 11 18 | GSCLK (Ard pin 3)… | 12 17 | SOUT (Lidhur me SIN -in e TLC -së tjetër në Daisychain)… | 13 16 | XERR Out 14 | 14 15 | LED Out 15 ----------------------------- Shënim: ne jemi Daisychaining 3 TLC, kështu që mëkati i TLC-it të parë është i lidhur me Arduino pin 11. Pjesa tjetër e TLC -ve kanë SIN -in e tyre të lidhur me SOUT -in e TLC -së që i paraprin. Të gjitha BLANK -et janë të lidhura me njëra -tjetrën (BLANK -u i TLC1 është i lidhur me BLANK -un e TLC2 etj …) Të gjitha XLAT -të janë të lidhura. Të gjitha SCLK -të janë të lidhura. Të gjitha GSCLK -të janë të lidhura. Të gjitha XERR -të janë të lidhura. Gjithashtu futni 2 ose 3 kondensatorë elektrolitikë në Ground and Power të bordit të bukës (Negativ në kondensatorin që shkon në Tokë, Pozitiv në 5V). Sasia e ngarkesës që mban nuk është aq e rëndësishme, por duhet të vlerësohet për 5V ose më lart. Këta kondensatorë do të veprojnë si një filtër, duke filtruar të gjitha papërsosmëritë (zhurmën) në furnizimin me tension që prodhojnë TLC. Kjo është e rëndësishme sepse Waveshield që ne do të përdorim ndan të njëjtën terren me TLC dhe Vërtet nuk i pëlqen zhurma elektrike (bën një zhurmë të çuditshme, klikuese).

Hapi 14: Lidhni LED -et në TLC -të

Lidhni të gjitha LED me TLC, rresht pas rreshti, duke filluar me atë në këndin e sipërm të majtë dhe duke kaluar në LED direkt në të djathtë. Këtu është një rrjet i të gjitha daljeve të LED TLC të përfshira për lehtësinë tuaj. Shihni fotot për sqarim. Goja: 0 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Tani është gjithashtu një kohë e mirë për të lidhur sytë tuaj RGB LED me TLC -të, kështu që këtu janë daljet … RGB LED sytë: Majtas: RGB Djathtas: RGB 36 40 38 37 41 39Mos harroni për të lidhur telat e energjisë universale për LED të Rrjetit dhe RGB në 5V!

Hapi 15: Lidhni Servos me TLC -të

Lidhni Power dhe Ground të servos me Power and Ground në tryezën tuaj të bukës. Lidhni telin e kontrollit të servo -së së majtë (në të majtë ndërsa jeni përballur me robotin.) Në kunjin 43 (Mos harroni të filloni në zero.) Dhe servo -n e djathtë në kunjin 44. Ju do të duhet të lidhni një rezistencë 3.3K ohm nga të dyja ato kunjat në 5V sepse TLC -të janë mbytet me energji elektrike dhe kërkojnë energji për t'u mbytur.

Hapi 16: Tani po Hyni në Tokën e Softuerit dhe Kodit! (kryesisht)

Ju lutemi mos shkelni…

Hapi 17: Shkarkoni Bibliotekën TLC

Biblioteka më e fundit TLC për Arduino mund të gjendet në faqen e tyre të kodit në Google në: code.google.com/p/tlc5940arduino/. Shkarkoni bibliotekën më të fundit dhe futni dosjen e pazbukuruar "Tlc5940" në [dosja e fundit e versionit Arduino]/hardware/ bibliotekat/

Hapi 18: Testoni TLC -të

Ngarko skicën time të testit të shprehjes serike të cilën mund ta shkarkoni më poshtë. Ngarkojeni atë në Freeduino dhe shkruani disa komanda në monitorin serik për të provuar se gjithçka funksionon. Këtu është lista e komandave: behappybesadbemadfullmouthlinemouthoffmouthoffeyesbluegreeneyesredeyesblueeyesopenmouthtalkmouth (Nuk flet, por bën lëvizje të gojës)

Hapi 19: Shkarkoni Bibliotekën e Përmirësuar, Mbështetëse me Kapacitet të Lartë (Disi), Waveshield

Shkarkoni fushën e përparme të re të përmirësuar të Adafruit nga kodi i Google (Faleminderit Z. Fat16 për krijimin e kësaj biblioteke të përmirësuar): code.google.com/p/wavehc/ Përsëri ngjiteni dosjen e pakthyer në harduerin/bibliotekat/dosjen.

Hapi 20: Formatoni dhe ngarkoni kartat tuaja SD

Futni kartat tuaja SD në kompjuterin tuaj dhe formatojini ato duke përdorur llojin e skedarit FAT ose FAT16. JO FAT32! Pastaj ngarkoni kartat tuaja SD me skedarë fjalimi nga teksti i shkëlqyer i AT & T në sitin e të folurit www.research.att.com/~ttsweb/tts/demo.php#top Riemërtoni skedarët emrin e fjalës që po flet në skedar dhe shkurtojeni emri i skedarit për diçka që përmban 6 ose më pak shkronja. (Fusha e valës mund të trajtojë vetëm skedarët, emrat e skedarëve të të cilëve janë 6 karaktere ose më pak.) P.sh. Nëse e shkarkoni skedarin për "Instructables.com" -> e emërtoni instrumentc.wavIf hello -> hello.wav

Hapi 21: Provoni Furrën tuaj të Valës

Shkarkoni dhe ekzekutoni skicën time serike të testit Waveshield. Ju duhet të jeni në gjendje që përmes terminalit serik, të shkruani një fjali dhe ta bëni Waveshield ta luajë atë (Përderisa ka skedarët.wav që i nevojiten). Do të marrë fjalën e parë, shtoni ".wav" dhe luajeni para se të kaloni në të dytën. P.sh. ju shkruani: Përshëndetje emri im është Bob Do të luajë: hello.wavmy.wavname.wavis.wavbob.wav Shënim: Provoni Waveshield në Freeduino tjetër (ai që nuk është i lidhur me TLC) sepse si Waveshield ashtu edhe TLC përdorin kunjat13, 12, 11 dhe 10 (në Freeduino). Kjo ndodh sepse këto kunja kanë mbështetje harduerike për një ndërfaqe të quajtur Ndërfaqja Seriale Periferike (SPI) që kërkojnë si TLC -të ashtu edhe Waveshield. Këto kunja nuk mund të ndahen midis tyre, kështu që ne do të duhet të lidhim dy Freeduinos së bashku duke përdorur ndërfaqen I2C në mënyrë që ata të mund të transmetojnë informacion midis tyre. Më shumë për këtë në hapin 22.

Hapi 22: Lidhni ndërfaqen I2C midis të dy Freeduinos

Prisni … Pse na duhet të lidhim një ndërfaqe I2C midis dy Freeduinos? Pse nuk mund të lidhim vetëm Waveshield dhe TLC në një Freeduino? Ja pse: Si Waveshield ashtu edhe TLC përdorin kunjat 13, 12, 11 dhe 10 në Freeduino. Arsyeja për këtë është se këto kunja kanë mbështetje harduerike për një ndërfaqe të quajtur Ndërfaqja Seriale Periferike (SPI) që të dy TLC -të dhe Waveshield kërkojnë dhe nuk mund t'i ndajnë. Kjo do të thotë që ne do të duhet të lidhim dy Freeduinos së bashku duke përdorur një lloj lidhjeje të të dhënave në mënyrë që ata të dy të punojnë së bashku. Seriali nuk ishte një opsion sepse kompjuteri im tashmë po e përdorte atë për të komunikuar me Waveshield Freeduino, kështu që pas një kërkimi intensiv në Google, gjeta një metodë komunikimi jashtëzakonisht të përshtatshme dhe të thjeshtë. I2C! Ja se si të lidhni ndërfaqen: Lidhni Anën Anale të Futjes 4 në të dy Freeduinos (Kjo është SDA ose Linja e të Dhënave Seriale.) Lidhni pinin Analog të Hyrjes 5 në të dy Freeduinos (Kjo është SCL ose Serial Clock Line.) Lidhni Tokën në të dy Freeduinos (Përndryshe ndërfaqja I2C nuk do të funksionojë.) Lidhni tela që keni bashkuar në fillim të këtij udhëzuesi nga rezistenca R7 në Waveshield në pinin Analog Input 1 në TLC që kontrollon Freeduino (Ky tel është për të kontrolluar volumin e fjalët e folura nga Waveshield dhe nuk janë pjesë e ndërfaqes I2C). (Shikoni foton për sqarim)

Hapi 23: Aktivizoni I2C në TLC Controlling Freeduino

Aktivizoni I2C në Freeduino që keni përdorur për të kontrolluar TLC -të duke shkarkuar këtë skicë. Ai do të marrë informacion mbi shprehjet nga Waveshield dhe gjithashtu do të kontrollojë vëllimin e daljes së fjalimit në Waveshield Freeduino dhe do të lëvizë gojën për të simuluar të folurit në varësi të vëllimit të fjalës që flitet. Përkufizimi I2C: I2C është i njohur edhe si TWI (Dy ndërfaqe me tela) është një mënyrë e thjeshtë e lidhjes së pajisjeve të shumta së bashku (deri në 128!) Me dy tela të dhënash dhe një terren të përbashkët. Përditëso: Unë kam shtuar një veçori blink në Skicën Arduino. Roboti tani do të vezullojë në intervale 2-11 sekonda, ashtu si një njeri.

Hapi 24: Provoni ndërfaqen I2C

Shkarkoni këtë skicë dhe ngarkojeni në Waveshield Freeduino, ai dërgon fjalët "behappy;" dhe pastaj "besad;" mbi ndërfaqen I2C me TLC që kontrollon Freeduino në dy intervale të dyta, me shpresë se do ta bëjë robotin të shkojë nga i lumtur në i trishtuar në dy intervale të dyta.

Hapi 25: Gati U bë! Mjafton pak kod për tu ngarkuar…

Ngarko versionin përfundimtar të kodit Waveshield Freeduino. Duhet të marrë çdo fjalë që shtypni në monitorin serik dhe t'i flisni ato (për sa kohë që ka skedarët.wav për ta bërë këtë) dhe duhet të kalojë komandat e shprehjes si "behappy;" dhe "besad;" në Freeduino që kontrollon TLC-të përmes ndërfaqes I2C. Shënim: Lista e komandave është e njëjtë për kodin e testimit të mëparshëm TLC (Shih hapin 17) përveç që ju duhet të shtoni një gjysmë-zorrë në çdo komandë shprehëse. EX. If doni që roboti të jetë i trishtuar dhe të thotë "ndihem i trishtuar" atëherë shkruani: besad; Ndihem i trishtuar. Update: The Waveshield Sketch tani përdor shenjat e pikësimit siç duhet (p.sh. pikat dhe presjet, por pikat e pasthirrmës).

Hapi 26: Montoni gjithçka në kutinë e kokës së robotit dhe jeni gati

Montoni të gjithë Freeduinos në pjesën e pasme të kutisë me tela. Mbyllni kapakun e sipërm të kutisë me tela dhe jeni gati! Tani vetëm nëse mund të kontrollonte emailin tim. Hmmmm ……. Faleminderit që lexuat këtë Udhëzues! Komentet janë gjithmonë të mirëseardhura për çdo gjë!

Çmimi i dytë në Konkursin Arduino