פרויקט NEX: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

היי חבר'ה, שוב נתנאל פראדו כאן עם עוד פרויקט מדהים. הפעם אני רוצה לשתף אתכם, פרויקט שאני עושה כבר שלוש שנים, הפרויקט הזה הוא הרובוט שלי בשם NEX. אז ראשית, הכירו את ההיסטוריה מאחורי היצירה שלי.

ההיסטוריה מאחורי הפרויקט

במשך זמן רב יש בי רצון. הרצון ליצור רובוט, אבל לא סתם רובוט. רציתי ליצור מישהו שהוא יותר מסתם רובוט, שהוא חבר, בעל אישיות ומאפיינים ייחודיים, וגם זה יכול להיות חלק ממי שאני. תחילת הזמן שבו החל הרצון הזה להיוולד בי, אינני יודע בוודאות; אבל אני יודע שלמרות הזמן, זה לעולם לא ימות בי, כי זה היה יותר מרצון פשוט, זה היה מטרת חיים וחלום להתגשם. אז קניתי את הארדואינו הראשון שלי, ארדואינו מגה 2560, והתחלתי להפוך את החלום שלי למציאות ולמרות שהמשאלה שלי אולי נראית קצת משוגעת או אפילו בלתי אפשרית, המשכתי לחפש את מה שאני רוצה להשיג, תוך סיכון. ויוצאים אל הלא נודע. זה היה בערך שלוש שנים של תכנון והפיכת התפיסה שלי למציאות. ועכשיו אחרי שנים של עבודה הרובוט שלי התעורר לחיים !!!

אבל מה זה ארדואינו?

קודם כל, אני רוצה להציג בפני מי שלא יודע, את הארדואינו. אז Arduino היא פלטפורמת אלקטרוניקה בעלת קוד פתוח המבוססת על חומרה ותוכנה נוחים לשימוש. לוחות Arduino מסוגלים לקרוא כניסות - אור על חיישן, אצבע על כפתור או הודעת טוויטר - ולהפוך אותו ליציאה - הפעלת מנוע, הדלקת נורית LED, פרסום משהו ברשת. אתה יכול להגיד ללוח שלך מה לעשות על ידי שליחת סט הוראות לבקר המיקרו בלוח. לשם כך אתה משתמש בשפת התכנות Arduino (מבוססת על חיווט), ובתוכנת Arduino (IDE), המבוססת על עיבוד. הארדואינו כל כך פנטסטי ובלתי ייאמן, שאפשר לעשות איתו הרבה דברים מגניבים, וממש אפשר להפוך איתו את החלומות שלכם למציאות, כמו שעשיתי את הרובוט שלי, NEX.

מטרת פרסום הפרויקט הזה היא לא רק להסביר בפירוט כיצד הכנתי את הרובוט שלי, אלא לעורר השראה ולעודד אותך להמציא וליצור מה שאתה רוצה, למרות שלפעמים חלומותייך נראים בלתי אפשריים. אז למה אנחנו מחכים? בואו נגיע לזה!

אספקה

www.arduino.cc/en/guide/introduction

שלב 1: חומרים

זהו רוב החלקים בהם השתמשתי כדי לבצע את הרובוט שלי:

• ארדואינו מגה 2560
• Shield Easy VR 3.0 + מיקרופון
• מגן מנוע L293D
• תצוגה משופרת בגודל 3.5 אינץ 'של Nextion
• 2 מיקרו סרוו SG90 טאואר פרו 9 גרם
• ערכת מארז רובוט עגול
• חיישן מרחק אולטרסאונד HC-SR04
• 10000mAh בנק בנק
• רמקול 8Ω

השתמשתי גם בחומרים מסוג אחר כגון:

• פחית חלב (לעשות את הגוף של NEX)
• חוטים מגולוונים (לביצוע זרועות NEX)
• קַרטוֹן
• חתיכות פלסטיק
• כמה צבעי ריסוס

שלב 2: מתפיסה למציאות

מכיוון שכל פרויקט מתחיל קודם כל במוחנו, חשוב מאוד לשים את הרעיון שלך על נייר לפני שתתחיל בבניית כל פרויקט, כדי שיהיה לך כבר מושג אילו חלקים וחומרים ניתן להשתמש בהם כדי להפוך רעיון למציאות. בהתחשב בכך, התמונה למעלה ממחישה את אחד הסקיצות הראשונות של הרובוט שלי, שנעשו בתחילת 2019, שם מוצגת הדמיה כיצד מראה NEX בפרויקט הגמר. מאוחר יותר האיור הזה שופר וכתוצאה מכך היו בו כמה שינויים קטנים. התמונה למטה ממחישה את תצוגת הדו מימד של הפרויקט שכבר עודכן, שנעשתה בעזרת תוכנות גרפיות במחשב.

שלב 3: החלקים של NEX

בחלק זה אראה לך ואסביר כמה מהקטעים החשובים ביותר בהם השתמשתי ליצירת הרובוט שלי וגם כיצד ניתן להשתמש בהם בפרויקטים הרובוטיים והארדואינו המגוונים ביותר. אז בוא!!

נתחיל ביצירה זו, זהו מגן מנוע L293D, הוא מבוסס על שבב L293D וניתן להשתמש בו עם הארדואינו. מגן זה מאוד מעניין מכיוון שהוא מאפשר לך לשלוט במנועים באמצעות לוח ה- Arduino שלך. ניתן לשלוט בו זמנית עד 4 מנועי DC, 2 סרוו או 2 מנועי צעד. השתמשתי במגן זה כדי לשלוט בזרועות NEX שעובדות עם שני מנועי סרוו SG90, וגם שני מנועי DC שגורמים לו לנוע.

הדבר הזה נראה כמו שתי עיניים נכון? אבל הם לא, חחחח … זהו למעשה מודול חיישן קולי HC-SR04 שניתן להשתמש בו עם Arduino, למשל, כדי למדוד את המרחק בין פריטים מסוימים, הוא מסוגל למדוד מרחקים מ -2 ס מ עד 4 מ 'בדיוק רב ו מחיר נמוך. חיישנים אלה ידועים גם כמקלטים ויש להם יכולת פעולה דומה לסונאר. בעוד שהסונאר משמש בעיקר מתחת למים, ניתן להשתמש במקלטים באולטרסאונד בסביבה היבשתית, כאשר האוויר הוא אמצעי שידור. בנוסף, חיישני גל קולי נפוצים ביישומים תעשייתיים ורפואיים.

זהו מנוע סרוו SG90, הוא אינו אלא מנוע בעל שליטה על מיקום זוויתי, זהו: באמצעות אותות PWM ניתן לפקוד כי מנוע הסרוו הוא צירו עד לזווית הנקבעת, היכולת לעבור מ -90 º עד 90º, או כלומר, יש לו דרגת חופש של 180º. בנוסף, מנוע סרוו SG90 הוא אחד הפופולריים ביותר בכל הנוגע לארדואינו או לרובוטיקה חינוכית. הסיבה לכך היא שיש לו גודל ומומנט קטנים המתאימים לרוב היישומים החינוכיים. בפרויקט שלי השתמשו בשני מנועי סרוו כדי להזיז את זרועות NEX.

זהו ה- Display Nextion משופר NX4832K035, תצוגה זו היא עוצמתית מאוד, למעשה עשיתי את פניו של הרובוט שלי באמצעות תצוגה זו. הוא כולל חלק חומרה (סדרה של לוחות TFT) וחלק תוכנה (עורך Nextion). הדבר הטוב הוא שלוח TFT Nextion משתמש ביציאה טורית אחת בלבד לתקשורת.

ישנם חלקים חשובים אחרים שאין לי כאן תמונה איתי, כגון Easy VR Shield 3.0, This Shield הוא מודול זיהוי דיבור רב תכליתי שנועד להוסיף יכולות זיהוי דיבור תכליתיות, חזקות וחסכוניות כמעט כל יישום. יש לו מיקרופון והתמיכה ברמקול 8Ω, המגן הזה חשוב מאוד עבור הרובוט שלי מכיוון שהוא מאפשר לי לתקשר עם NEX, זה כמו גשר בין שלי לבין הרובוט שלי.

חלק נוסף שחשוב מאוד הוא ערכת שלדת הרובוט העגול, ערכה זו כוללת שני מנוע DC השולט בגלגלי ה- NEX, כך שהרובוט שלי יכול לנוע קדימה, אחורה, לסובב, ללכת ימינה ושמאלה וכן הלאה.

והאחרון אך לא פחות הוא כמובן בנק הכוח. מכיוון שהרובוט שלי הוא עצמאי, הוא צריך סוללה בתוכו כדי לספק אנרגיה לארדואינו, אז אני בוחר עבורו פאוורבנק 10000Mah.

שלב 4: תהליך יצירת NEX (חומרה)

השלב הראשון בתהליך ההרכבה NEX היה הבדיקות המקדימות שבוצעו לאימות אינטגרציה ותפעול בין Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield ו- L293D Motor Shield.

לאחר השלמת שלב זה, נוצר גופתו של הרובוט, לשם כך נעשה שימוש בפחית של חלב קן, אשר היה צריך לחתוך בחלקים מסוימים כדי לבצע קיבוע של חלקים מסוימים בו, מלבד פחית זו שוחחה מאוחר יותר וציירה עם צבע ריסוס צהוב.

ברגע שזה נעשה, הורכבה השלדה הרובוטית NEX, מכיוון שהיא מפורקת לחלוטין מהמפעל. היה צורך להתאים את כל חלקי השלדה בנוסף לביצוע החיבורים החשמליים המתאימים של המנוע. עיין בתמונה למטה של שלדה שכבר הורכבה.

כשהוא מוכן, חיישן האולטרסוני HC-SR04 היה ממוקם אסטרטגית מתחת למארז זה ופחית החלב (גוף הרובוט) הוברג על גבי המארז הרובוטי שהותקן בעבר. לאחר מכן, הכבלים היו מחוברים ומחוברים לגוף ה- NEX, מה שהופך את החיבור בין הרכיבים הפנימיים כדי להפוך אותם ליציאות או כניסות בצד החיצוני של גוף הרובוט, כגון המיקרופון, ליציאת ה- USB להטענה ול יציאת USB של Arduino. עיין בתמונה למטה:

לאחר מכן נוספו לגוף הרובוט שני סרוו מנוע, אחד בכל קצה הפחית וגם בנק החשמל 10000mAh. כפי שמוצג בתמונה למטה.

זמן קצר לאחר מכן נוספה לגוף NEX מכלול הרובוט הראשי המורכב מארדואינו מגה 2560 + מגן EasyVR 3.0 + מגן מנוע L293D שנבדק בעבר והרץ, ונעשו חיבורים תקינים בין הלוחות וציוד היקפי אחר. כפי שמוצג בתמונה למטה.

לאחר שעשה זאת, מסך ה- LCD בגודל 3.5 אינץ 'מחובר ל- Arduino Mega 2560 ומחובר לחלקו הקדמי של גוף הרובוט, ובנוסף, הרמקול 4Ω ו- 3W היה ממוקם אסטרטגי מתחת למסך LCD בגוף הרובוט. לבסוף, זרועות ה- NEX נוצרו וחוטים מגולוונים שימשו אותו.

שלב 5: תהליך יצירת NEX (תוכנה)

כעת נעבור לחלק התוכנה NEX. כדי ליצור את פני רובוט ה- NEX במסך Nextion, נעשה שימוש לראשונה בתוכנת עיצוב גרפי ואנימציה קוד פתוח בשם Krita. דרכו תוכלו לצייר את כל יצירות האמנות של הפנים NEX, ולהפוך כל תמונה שנוצרה למסגרת להיות חלק ממכלול הנפשות הפנים של NEX. בכל פעם ש- NEX מדבר הוא מציג על המסך שלו קבוצה של תמונות ספציפיות לפקודה נתונה, המסתובבת במהירות של 30 FPS, כלומר, כל הודעה קולית שהוא מדבר צריכה להיות מסונכרנת עם תנועת הפה שלו, ולכן הקפיד מאוד על ביצוע NEX's סינכרון שפתיים כך שתנועות הפה שלו לא ייראו חוזרות וללא הרמוניה עם מה שהוא מדבר. מכיוון שהאנימציה אינה אלא רצף תמונות המסתובבות במהירות מסוימת, ל- NEX יש כחמשת אלפים תמונות המסוגלות להסתובב ברצף על המסך שלה עד לרגע פרסום זה. זה בהחלט היה אחד החלקים המייגעים והמעייפים בכל הפרויקט הזה מכיוון שיצירת רישומים ואנימציות מאפס מבלי שיהיה הכשרה בתחום דורשת מאמץ רב וסבלנות. אבל לא רק זה, כדי להפוך את בנק התמונות הזה לאנימציה אפשרית לביצוע על ידי Arduino במסך Nextion, היה צורך להשתמש בתוכנת עורך Nextion שעושה יצירת קובץ.tft, אשר מוקלט ומוכנס כרטיס מיקרו SD שיחובר מאוחר יותר למסך Nextion והתמונות הטעונות עליו.

כדי ליצור את קולו של הרובוט NEX שימש בסיס לקולו של המחבר שכותב את הסיכום המורחב הזה כאן. באמצעות מספר תהליכי שינוי קול באמצעות תוכנית Audacity, ניתן היה ליצור קול אופייני ל- NEX. השלב הבא היה פשוט לטעון את כל הפקודות הקוליות שנוצרו, במגן EasyVR, באמצעות תוכנת מפקד EasyVR. בזמן פרסום זה, ל- NEX נוצרו 12 פקודות קוליות, כמו גם 12 הודעות קוליות שהועלו לתוכו.

וכך נראה רובוט ה- NEX בסוף תהליך היצירה שלו.

שלב 6: זה כל העם

זה הכל של אנשים, וכפי שאתה יכול לראות, ניסיתי לסכם פרויקט של שלוש שנים במדריך אחד, אבל זה לא כזה פשוט חחחח … אבל המסר העיקרי שרציתי להעביר כאן הוא שזה, לא משנה מה החלום שלך, וכמה שזה נראה קשה, אם אתה מאמין שאפשר להפוך אותו למציאות ולא לוותר על החלום הזה הוא יתגשם !!

NEX ואני מקווה שאהבתם את הפרויקט המדריך הזה ותודה לכולם שקראתם עד כאן. אם אתה רוצה לדעת יותר על NEX ועל המסע המדהים שלך, אל תשכח לעקוב אחריו באינסטגרם הרשמי שלו: @nextherobot. זהו, להתראות !! נתראה בקרוב עם עוד פרויקטים מגניבים !!;)