მარტივი "რობოტის ნაკრები" კლუბებისთვის, მასწავლებლებისთვის და სხვა: 18 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

იდეა იყო ავაშენოთ პატარა, მაგრამ გაფართოებადი ნაკრები "Middle TN Robotic Arts Society" ჩვენი წევრებისთვის. ჩვენ ვგეგმავთ სემინარებს ნაკრების გარშემო, განსაკუთრებით შეჯიბრებებისთვის, როგორიცაა ხაზის გავლა და სწრაფი მოგზაურობა.

ჩვენ შევქმენით Arduino Nano მისი მცირე ზომის, მაგრამ დიდი I/O რაოდენობის გამო. ბრეაკოუტ დაფის დამატებით, ყველა ქინძისთავები ადვილად მისაწვდომი და სერვო-მეგობრულია. ჩვენ გამოვყავით სტანდარტული ბატარეები და ავირჩიეთ 3350 mAh Power Bank, რომელიც მოიცავს USB დატენვის კაბელს და დენის LED სტატუსს. USB კაბელი ორმაგდება როგორც პროგრამირების კაბელი. ორი უწყვეტი ბრუნვის სერვისი დისკზე, რათა მშენებლები სწრაფად და მარტივად მოძრაობდნენ. პატარა დაფა საშუალებას გაძლევთ სწრაფად და მარტივად შექმნათ პროტოტიპი. დაფის პერიმეტრზე 3 მმ -იანი ხვრელები ხაზს უსვამენ კომპონენტების დამატების საშუალებას.

ჩვენი კლუბის წევრებისთვის ჩვენ ვყიდით ნაკრებებს ღირებულებით და თქვენ უნდა დაესწროთ მას, რომ მიიღოთ იგი. ფაქტობრივად, ჩვენ ვკარგავთ ფულს, თუ გავითვალისწინებთ დროს, რომელიც დაგჭირდებათ დიზაინის შესაქმნელად, სასწავლო პროგრამის შესაქმნელად, ნაწილების შესაქმნელად (3D ბეჭდვა, ლაზერული ჭრა და ა.შ.) და ეს ყველაფერი ერთად. ჩვენ მივიღეთ ჩვენი ნაკრების ღირებულება 29,99 აშშ დოლარამდე. თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ეს ფასი უფრო დაბალი, თუ შეუკვეთებთ ნაწილებს გრძელი გადაზიდვის დროით. ჩვენ ვხვდებით, რომ ეს არ არის ყველაზე იაფი ნაკრები, მაგრამ ჩვენ აქცენტს ვაკეთებთ იმაზე, რომ გამოვიდეს რაღაც ადვილად ასაშენებელი და გაფართოებადი, რომლის შედგენას დღეები არ სჭირდება. სინამდვილეში, ამ ნაკრს ერთ საათზე ნაკლები დრო დასჭირდება მოძრაობისთვის.

მარაგები

ძირითადი ნაწილები:

• არდუინო ნანო
• ბატარეის დენის ბანკი
• რობოტის ჩარჩო
• SliderM-F მხტუნავები
• ულტრაბგერითი სენსორი
• რაოდენობა 3 - 3 მმ x 10 მმ 3 მ ხრახნები თხილით
• რაოდენობა 3 - 3 მმ x 3 მმ ინტერვალი
• რაოდენობა 2 - უწყვეტი ბრუნვის SF90R Servo
• რაოდენობა 2 - ბორბლები 52ish მმ ბორბლები
• რაოდენობა 4 - 6 "Zip Ties (მიიღეთ თხელი პირობა დაახლოებით 3.5 მმ სიგანე) Harbor Freight– ის ჯიშის პაკეტი კარგად მუშაობს.
• მინი პურის დაფა
• არდუინო ნანო ფარი

სურვილისამებრ:

საკაბელო გადატანა

ინსტრუმენტები:

• გამაგრილებელი რკინა, რათა თავები შეაერთოს ნანოზე
• წებო იარაღი
• ძირითადი screwdriver

ნაბიჯი 1: ჩარჩო

მშენებლების სწრაფად დასახმარებლად, ჩვენ ჩავწერეთ კონტური ტექსტით ჩარჩოს თითოეულ მხარეს, სადაც მითითებულია, თუ სად უნდა განთავსდეს ნაწილები.

ჩვენ გაგვიმართლა, რომ გვქონდა ლაზერული საჭრელი წვდომა. თუ არა, ჩვენ გირჩევთ, დაუკავშირდეთ ადგილობრივ მწარმოებელ ადგილებს, რომ ნახონ აქვთ თუ არა მათ ისეთი, რომლის გამოყენებაც შეგიძლიათ, თუ ისინი მზად იქნებიან თქვენთვის ჩარჩოს ამოკვეთა.

3D პრინტერი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბაზის დასაბეჭდად. ჩვენ შევიტანეთ SVG და STL, რომლითაც შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგი.

ჩვენ გამოვიყენეთ 3 მმ აკრილის ჩვენი ნაკრები. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ სხვა საშუალებები, როგორიცაა ხე, მუყაო, ქაფის დაფა და ა.

ნაბიჯი 2: მოამზადეთ არდუინო

იმისათვის, რომ გაადვილდეს სათაურების არდუინოს შეკვრა, ჩასვით მამრობითი სათაურები არდუინოს ფარში. დაალაგე არდუინო ნანო სათაურებით. მიაქციეთ ყურადღება დაფაზე და ფარს. შეაერთეთ ყველა ქინძისთავები და დაასრულეთ.

ნაბიჯი 3: დაამონტაჟეთ არდუინოს ფარი

1. გაათანაბრეთ 3 ყვითელი შუალედი წინასწარ და 3D ბეჭდვით არდუინოს ხვრელებთან.
2. გამოიყენეთ M3x10 ხრახნები და თხილი არდუინოს ფარის დასამაგრებლად. მყუდრო, არა მჭიდრო. თუ თქვენ გაწუხებთ ხრახნების მოშორება, უბრალოდ თხილის ბოლოს დაამატეთ ცხელი წებოს შეხება. არ ინერვიულოთ მე –4 ხვრელზე ფარზე, რადგან ის არ იქნება საჭირო და ხელს უშლის Power Bank– ს მოგვიანებით მშენებლობის დროს.

ნაბიჯი 4: მთა სერვოსი

1. გაითვალისწინეთ Servo მონახაზის ორიენტაცია ჩარჩოზე. (არ არის ნაჩვენები 3D დაბეჭდილ ვერსიაზე, მაგრამ მიუთითეთ სურათები)
2. გაამაგრეთ ორი საყრდენი მართკუთხა სლოტებით, Zip Tie- ის თავით ჩარჩოს ზედა მხარეს.
3. ჩადეთ სერვოები და გაუშვით მავთულის აღკაზმულობა მართკუთხა სლოტებით უკანა მიმართულებით. გამკაცრდეს Zip Ties მჭიდროდ. თუ სერვო არ გრძნობს თავს დაცულად, შეგიძლიათ დაამატოთ ცოტა ცხელი წებო იმ მხარეებზე, სადაც სერვოები ეხება ჩარჩოს.

ნაბიჯი 5: დენის ბანკის მთა

1. გაუშვით Zip Tie არდუინოს და Breadboard- ის მდებარეობას შორის, ორიენტაციაში ნაჩვენები, Zip Tie- ის თავით ზედა მხარეს. შეინახეთ ფხვიერი.
2. გაუშვით Zip Tie ზურგზე. შეინახეთ ფხვიერი.
3. ჩაასრიალეთ Power Bank– ში და მტკიცედ გაამაგრეთ Zip Ties. გაითვალისწინეთ ორიენტაცია.

შენიშვნა: ჩვენ ვიყენებთ 3D დაბეჭდილ "სლაიდერს" წინა მხარეს, რომელიც ჩანს სურათებში. თუმცა, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ის ძალიან ბევრ ხახუნს იწვევდა, ასე რომ თქვენ შეიძლება დაგჭირდეთ სხვა იდეების ექსპერიმენტი, როგორიცაა ბოთლის თავსახური, პლასტმასის ავეჯის პლანერი და ა.

ნაბიჯი 6: ბორბლები

ჩვენ ვიყენეთ ლაზერული საჭრელი, რომ ჩვენი ბორბლები ამოვიღოთ EVA ქაფისგან. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ რაც მოგწონთ. ხუფები ქილებში, 3D დაბეჭდილი, ძველი სათამაშო ბორბლები და ა.შ. ეცადეთ იპოვოთ ბორბლები დაახლოებით 52 მმ დიამეტრის.

1. დარწმუნდით, რომ თქვენი ბორბლის ცენტრს აქვს გახსნა, რომელიც საშუალებას მისცემს მცირე ზომის ფილიპსის ხრახნს დაამონტაჟოს წრიული სერვო რქა.
2. ცენტრში დააყენეთ სერვო რქა, რომელიც მოყვება თქვენს სერვოებს და მიამაგრეთ ბორბლებს. იყავით ფრთხილად, რომ არ შეხვიდეთ წებოს ცენტრალურ ხვრელში და შეინარჩუნოთ საჭე თუნდაც სერვო რქასთან ერთად, რათა შეამციროთ მოძრაობა.
3. პატარა ფილიპსის ხრახნის გამოყენებით მიამაგრეთ ბორბლები სერვისზე. ჩახუტებული არ არის მჭიდრო.

ნაბიჯი 7: პურის დაფა

ამოიღეთ საყრდენი დაფაზე. გასწორება ჩარჩოს თავზე გრავიურასთან და მიმაგრება. თუ 3D ბეჭდვით ჩარჩოს იყენებთ, გამოიყენეთ ბეჭდვის მართკუთხა ჩაღრმავებული ნაწილი.

ნაბიჯი 8: გადაადგილების დრო

გაააქტიურეთ SERVOS გადაადგილების მიზნით.

1. მიამაგრეთ მავთულის აღკაზმულობა მარცხენა servo– დან (Servo მარცხნივ, თუკი უკნიდან უყურებთ) მიამაგრეთ 10 – ს, ფორთოხლის მავთულთან ყველაზე ახლოს Arduino– სთან.
2. მიამაგრეთ მავთულის აღკაზმულობა მარჯვენა სერვოდან (სერვო მარჯვნივ, თუ უკნიდან უყურებთ) მიამაგრეთ პინ 11, ნარინჯისფერ მავთულთან ყველაზე ახლოს არდუინოსთან.

ნაბიჯი 9: დანამატი: თქვენი ბოტის ხედვა

ახლა ჩვენ უნდა დავამატოთ რაღაც, რომ ბოტი არ შევარდეს საგნებში. გამოიყენეთ ულტრაბგერითი სენსორი. მიამაგრეთ სენსორი Breadboard– ზე, როგორც ეს მოცემულია სურათზე.

*მიჰყევით გაყვანილობის დიაგრამას შემდგომში ინსტრუქციებში, თუ როგორ უნდა დაამონტაჟოთ მავთულები.

ნაბიჯი 10: დამატება: საზღვრის გამოვლენა IR სენსორის საშუალებით

იმისათვის, რომ თქვენი ბოტი თავიდან აიცილოს მაგიდის, არენის და ა. ჩვენ ვიყენებთ QTR-MD-06RC ამრეკლავი სენსორების მასივს. ექვსი ინფრაწითელი გამცემი/დეტექტორი დაბლა დგას და ზომავს მანძილს ზედაპირიდან სენსორამდე.

სენსორის დასამატებლად დაიჭირეთ 4 პატარა 2 მმ -იანი ხრახნი, IR სენსორის უკმარისობა (ღიმილიანი სახე). მიუთითეთ სურათები სწორი ორიენტაციისთვის.

*მიჰყევით გაყვანილობის დიაგრამას შემდგომში ინსტრუქციებში, თუ როგორ უნდა დაამონტაჟოთ მავთულები.

ნაბიჯი 11: პროგრამირება - დაყენება

ჩამოტვირთეთ Arduino პროგრამული უზრუნველყოფა.

მიჰყევით სტანდარტულ მითითებებს.

მისი დაინსტალირების შემდეგ გახსენით პროგრამული უზრუნველყოფა და დააინსტალირეთ Arduino Nano– სთვის. ეს შეიძლება განსხვავდებოდეს სხვადასხვა მწარმოებლებს შორის, მაგრამ თუ თქვენ გაქვთ ის ნაწილების სიიდან:

1. გახსენით "ინსტრუმენტები"
2. დაფის ტიპად აირჩიეთ "Arduino Nano"
3. პროცესორის ტიპად შეარჩიეთ Atmega328P (ძველი ჩამტვირთავი)
4. შეაერთეთ Arduino Nano- ს მიკრო USB კაბელის გამოყენებით, რომელიც თქვენს დამტენთან არის დაკავშირებული თქვენს კომპიუტერში არსებულ ნებისმიერ USB პორტთან. თუ თქვენ მიიღებთ შეცდომას, როგორიცაა "უცნობი მოწყობილობა", შეიძლება დაგჭირდეთ სწორი დრაივერების დაყენება. იხილეთ ამ ინსტრუქციის დამატების ნაწილი, რომელიც დაგეხმარებათ.

ნაბიჯი 12: კოდის მიმოხილვა ულტრაბგერითი სენსორისთვის

კოდი არის ძალიან ძირითადი და იყენებს ორ ბიბლიოთეკას - Servo.h და NewPing.h. Servo.h არის ჩაშენებული ბიბლიოთეკა, რომელიც უზრუნველყოფილია არდუინოს ფონდის მიერ და გამოიყენება თითოეული სერვისის PWM (პულსის სიგანის მოდულირებული) სიგნალების გასაკონტროლებლად. ამ ბიბლიოთეკის მითითება შეგიძლიათ იხილოთ აქ:

NewPing.h, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, არის ტიმ ეკელის მესამე მხარის ბიბლიოთეკა. იგი გამოიყენება იმისთვის, რომ მოგვცეს მარტივი ინტერფეისი დროზე დაფუძნებული გაზომვის სამყაროში. ამ ბიბლიოთეკის მითითება შეგიძლიათ იხილოთ აქ:

ამ კონფიგურაციისთვის ჩვენ შევქმენით ძირითადი წინსვლა, მარცხენა, მარჯვენა, განმეორებითი მაგალითი. ჩვენ გვინდოდა მივცეთ ჩვენს წევრებს ამოსავალი წერტილი, რომელიც აჩვენებდა როგორ გამოვიყენოთ როგორც ულტრაბგერითი სენსორი, ასევე ორი უწყვეტი ბრუნვის სერვერი (ერთი მეორის საპირისპირო). ჩვენს მარყუჟში, რობოტი იკვლევს წინ და თუ ნათელია, ის წინ მიიწევს. თუმცა, თუ ის გრძნობს, რომ ის ახლოსაა და ობიექტია (პინგის დრო უფრო მოკლეა ვიდრე ჩვენ მიერ არჩეული მინიმუმი), მაშინ ის ჩერდება, იქცევა მარცხნივ, სკანირებას უკეთებს მარჯვნივ, ისევ სკანირებს და მიდის უფრო ღია მიმართულებით.

თქვენ შეიძლება შეამჩნიოთ, რომ ორი სერვოდან თითოეულს ეძლევა განსხვავებული ბრძანებები წინსვლისთვის - ეს იმიტომ ხდება, რომ სერვისები დამონტაჟებულია შასისკენ, საპირისპირო მიმართულებით. ამის გამო, თითოეული სერვო უნდა გადავიდეს საპირისპირო მიმართულებით, რათა ბოტი წინ წავიდეს, წრისგან განსხვავებით. იგივე შეიძლება ითქვას, თუ თქვენ გინდოდათ საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობა.

ეს მაგალითი აჩვენებს დაბრკოლებების თავიდან აცილებას, მაგრამ მათი გაუმჯობესება შესაძლებელია. მაგალითი "საშინაო დავალება" თქვენთვის შეიძლება იყოს 360 გრადუსიანი ტერიტორიის გაწმენდა გაშვებისას და აირჩიოთ ყველაზე ღია გზა. სკანირება უფრო ფართო მხრიდან და ნახეთ თუ არა ბოტი "კრივი". შეაერთეთ სხვა სენსორებთან ერთად ლაბირინთის მოსაგვარებლად.

ნაბიჯი 13: კოდის მიმოხილვა ხაზისთვის SUMO კოდის გამოყენებით

Მალე.

ნაბიჯი 14: პროგრამირება - ბიბლიოთეკები

დაიწყეთ დარწმუნდით, რომ დაინსტალირებული გაქვთ სწორი ბიბლიოთეკები.

Servos– სთვის Servo.h ბიბლიოთეკა ნაგულისხმევი უნდა იყოს.

ულტრაბგერითი სენსორისთვის HC-SR04:

1. პროგრამულ უზრუნველყოფაში გადადით ჩანახატზე> ბიბლიოთეკის ჩართვა> ბიბლიოთეკების მართვა.
2. მოძებნეთ ტიმ ეკელის "NewPing".
3. აირჩიეთ უახლესი ვერსია და დააინსტალირეთ.

QTR-MD-06RC ამრეკლავი სენსორული მასივისათვის:

1. პროგრამულ უზრუნველყოფაში გადადით ჩანახატზე> ბიბლიოთეკის ჩართვა> ბიბლიოთეკების მართვა.
2. მოძებნეთ პოლოუს "QTR სენსორები".
3. აირჩიეთ უახლესი ვერსია და დააინსტალირეთ.

ნაბიჯი 15: პროგრამა

1. მხოლოდ Ping სენსორისთვის ჩამოტვირთეთ MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino ფაილი.
2. SUMO- სთვის დაპროგრამებული Ping Sensor ხაზის სენსორისთვის ჩამოტვირთეთ MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino ფაილი.
3. შეაერთეთ თქვენი Arduino USB– ით.
4. აირჩიეთ COM პორტი (იხილეთ სურათი). თქვენი COM პორტი შეიძლება განსხვავდებოდეს.
5. დააწკაპუნეთ გამშვებ ნიშანზე და დარწმუნდით, რომ შეცდომები არ არის.
6. თუ ყველაფერი შემოწმებულია დააწკაპუნეთ მარჯვენა ისარზე, რომ ჩამოტვირთოთ პროგრამა Arduino– ში.
7. დასრულების შემდეგ გათიშეთ USB კაბელი და შეაერთეთ კვების ბლოკი.

ნაბიჯი 16: გაყვანილობის დიაგრამა

გამოიყენეთ შემდეგი სურათი რობოტის დასაკავშირებლად.

• ულტრაბგერითი სენსორისთვის გამოიყენეთ m-f jumper მავთულები.
• ხაზის სენსორისთვის გამოიყენეთ m-m jumper მავთულები.
• Servos– ისთვის შეგიძლიათ დაუკავშიროთ 3 პინიანი კონექტორი პირდაპირ ქინძისთავებს.

ნაბიჯი 17: გილოცავთ !!! თქვენ შექმენით რობოტი

ულტრაბგერითი კოდისთვის რობოტმა უნდა დაიწყოს მოძრაობა. როდესაც ის გრძნობს ობიექტს 35 სმ მანძილზე, ის გაჩერდება, გადაადგილდება მარცხნივ და იღებს სწრაფ გაზომვას, შემდეგ გადაადგილდება მარჯვნივ და იგივეს აკეთებს. ის განსაზღვრავს რომელ მხარეს ჰქონდა ყველაზე დიდი მანძილი და მოძრაობს ამ მიმართულებით.