"ערכת רובוט" פשוטה למועדונים, מרחבי מורים וכו ': 18 שלבים

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

הרעיון היה לבנות ערכה קטנה, אך ניתנת להרחבה, לחברינו ב"אגודת האמנות הרובוטית של TN התיכון ". אנו מתכננים סדנאות סביב הערכה, במיוחד לתחרויות, כגון מעקב אחר קווים וטיול מהיר.

שילבנו ננו ארדואינו בשל גודלו הקטן, אך עם זאת מספר קלט/פלט גדול. עם תוספת של לוח פריצה, כל הפינים נגישים בקלות וידידותיים לשירות. זרקנו סוללות סטנדרטיות ובחרנו בבנק כוח של 3350 מיליאמפר / שעה הכולל כבל טעינה USB ומעמד LED כוח. כבל ה- USB משמש גם ככבל התכנות. שני סרוו סיבובים רציפים להנעה בכדי לגרום לבונים להתגלגל במהירות ובקלות. לוח לחם קטן מאפשר לך ליצור אב טיפוס במהירות ובקלות. חורים בגודל 3 מ מ מצפים את היקף הלוח כדי לאפשר לך להוסיף רכיבים.

עבור חברי המועדון שלנו אנו מוכרים את הערכה במחיר COST ואתה חייב להיות נוכח כדי לקבל אחת. למעשה אנו מפסידים כסף אם אתה משפיע על הזמן הנדרש לעיצוב, בניית תכנית לימודים, ייצור החלקים (הדפסה תלת מימדית, חיתוך בלייזר וכו ') ושילוב הכל יחד. קיבלנו את עלות הערכה שלנו עד $ 29.99. אתה יכול להוריד את המחיר הזה אם אתה מזמין חלקים עם זמני משלוח ארוכים יותר. אנו מבינים שזו לא הערכה הזולה ביותר, אך שמים דגש על המציאה של משהו קל לבנייה וניתן להרחבה שלא לוקח ימים להרכיב. למעשה, ערכה זו אמורה לקחת פחות משעה לזוז.

אספקה

חלקים ראשוניים:

• ארדואינו ננו
• בנק כוח סוללה
• מסגרת רובוט
• מגרשי SliderM-F
• חיישן קולי
• כמות 3 - 3mmx10mm 3m ברגים עם אגוזים
• כמות 3 - 3 מ"מ x 3 מ"מ מרווח
• כמות 2 - סרוו SF90R סיבוב רציף
• כמות 2 - גלגלים גלגלי 52 מ"מ
• כמות 4 - 6 "קשרי רוכסן (קבל את הדקיקים ברוחב של כ -3.5 מ"מ) חבילת המגוון של Harbour Freight עובדת היטב.
• מיני קרש
• מגן ננו ארדואינו

אופציונאלי:

כריכת כבלים

כלים:

• מלחם להלחמת הכותרות בננו
• אקדח דבק
• מברג בסיסי

שלב 1: מסגרת

כדי לסייע לבונים במהירות, חרטנו מתאר עם טקסט בכל צד של המסגרת כדי לציין היכן יש למקם את החלקים.

היה לנו מזל שיש לנו גישה לחותך לייזר. אם אינך עושה זאת, אנו מציעים לפנות למרכזי יצרנים מקומיים כדי לבדוק אם יש להם כזה שתוכל להשתמש בו או שהם יהיו מוכנים לחתוך עבורך את המסגרת.

ניתן להשתמש במדפסת תלת מימד גם להדפסת הבסיס. כללנו את SVG ו- STL שתוכל להשתמש בהם.

השתמשנו באריליק 3 מ מ לערכות שלנו. אתה יכול להשתמש במדיה אחרת כגון עץ, קרטון, לוח קצף וכו '.

שלב 2: מכינים את הארדואינו

כדי להקל על הלחמת הכותרות לארדואינו, הכנס את הכותרות הזכריות למגן הארדואינו. קו את Arduino Nano עם הכותרות. שימו לב לסימונים על הלוח מול המגן. הלחם את כל הפינים וסיימת.

שלב 3: הר את מגן הארדואינו

1. יישר את 3 המרווחים הצהובים עם חורי Arduino המודפסים מראש או בתלת מימד.
2. השתמש בברגים ובאגוזים M3x10 לחיבור מגן הארדואינו. צמוד, לא צמוד. אם אתה מודאג מכך שהברגים יתרופפו, פשוט הוסף נגיעה של דבק חם לקצה האגוז. אל תדאג לגבי החור הרביעי במגן, מכיוון שהוא לא יהיה נחוץ ומפריע לבנק הכוח מאוחר יותר במהלך הבנייה.

שלב 4: הר את סרווס

1. שים לב לכיוון של מתאר סרוו על המסגרת. (לא מוצג בגרסה המודפסת בתלת מימד אך עיין בתמונות)
2. השחילו שני קשרי רוכסן דרך החריצים המלבניים כשראשו של עניבת הרוכסן בצד העליון של המסגרת.
3. הכנס סרוו והפעל את רתמת החוט דרך חריצים מלבניים לכיוון האחורי. הדק קשרי רוכסן חזק. אם סרוו לא מרגיש בטוח, אתה יכול להוסיף מעט דבק חם בצדדים שבהם הסרוווס נוגעים במסגרת.

שלב 5: הר לבנק כוח

1. הפעל עניבת זיפ בין המיקום Arduino ו- Breadboard בכיוון שמוצג עם ראש העניבה בצד העליון. שמור רופף.
2. הפעל עניבה באמצעות רוכסן מאחור. שמור רופף.
3. החלק את בנק החשמל והדק את רוכסי הזיכוך היטב. שימו לב לכיוון.

הערה: אנו משתמשים ב"סליידר "המודפס בתלת -ממד בחזית, כפי שניתן לראות בתמונות. עם זאת, גילינו שזה גורם לחיכוך רב מדי, כך שתרצה להתנסות ברעיונות אחרים כמו מכסה בקבוק, רחפן רהיטי פלסטיק וכו '.

שלב 6: גלגלים

השתמשנו בחותך לייזר כדי לחתוך את הגלגלים שלנו מקצף EVA. אתה יכול להשתמש במה שאתה אוהב. מכסים מצנצנות, מודפס תלת מימד, גלגלי צעצוע ישנים וכו 'נסה למצוא גלגלים בקוטר של כ -52 מ מ.

1. ודא שלמרכז הגלגל שלך יש פתח המאפשר לבורג ראש הפילפס הקטן לתלות את קרן הסרווו העגולה.
2. מרכז את קרן הסרוו הכלולה בסרווס שלך והדבק לגלגלים. היזהר שלא להכניס דבק לחור המרכזי ולשמור על הגלגל אפילו עם קרן הסרוו כדי להפחית התנודדות.
3. בעזרת בורג הפיליפס הקטן, חבר את הגלגלים לסרוווס. צמוד לא צמוד.

שלב 7: לוח לחם

מקלפים את הגב מלוח הלחם. יישר קו עם החריטה בחלק העליון של המסגרת וצירף. אם אתה משתמש במסגרת המודפסת בתלת מימד, השתמש בחלק השקוע המלבני של ההדפסה.

שלב 8: הגיע הזמן לזוז

חבר את ה- SERVOS כדי לזוז.

1. חבר את רתמת החוט מהסרוו השמאלי (סרוו לשמאל אם אתה מסתכל מאחור) לסיכה 10 עם החוט הכתום הקרוב ביותר לארדואינו.
2. חבר את רתמת החוט מהסרוו הימני (סרוו ימינה אם אתה מסתכל מאחור) אל פין 11 עם החוט הכתום הקרוב ביותר לארדואינו.

שלב 9: תוסף: הענקת מבט לבוט שלך

כעת עלינו להוסיף משהו כדי למנוע מהבוט להיתקל בדברים. השתמש בחיישן האולטרסאונד. חבר את החיישן ללוח הלוח כפי שמוצג בתמונה.

*עיין בתרשים החיווט בהמשך למטה בהוראות כיצד לחבר.

שלב 10: הוספה והפעלה: זיהוי גבול באמצעות חיישן IR

על מנת שהבוט שלך יימנע מנפילה מקצה השולחן, הזירה וכו 'נוסיף חיישן קו. אנו משתמשים במערך חיישן השתקפות QTR-MD-06RC. שישה פולט/גלאים אינפרא אדום פונים כלפי מטה ומודדים את המרחק מהמשטח בחזרה לחיישן.

כדי להוסיף את החיישן, תפסו את 4 הברגים הקטנים של 2 מ מ, חיישן האינפרא אדום (סמיילי פנים). עיין בתמונות לכיוון הנכון.

*עיין בתרשים החיווט בהמשך למטה בהוראות כיצד לחבר.

שלב 11: תכנות - התקנה

הורד את תוכנת Arduino.

פעל על פי ההנחיות הסטנדרטיות.

לאחר שהתקנת אותו, פתח את התוכנה והתקן עבור Arduino Nano. זה עשוי להשתנות בין יצרנים שונים אך אם יש לך את זה מרשימת החלקים:

1. פתח את "כלים"
2. בחר "Arduino Nano" כסוג הלוח
3. בחר Atmega328P (Old Bootloader) כסוג המעבד
4. חבר את ה- Arduino Nano באמצעות כבל המיקרו USB המצורף למטען שלך לכל יציאת USB במחשב האישי שלך. אם אתה מקבל שגיאה כמו "מכשיר לא ידוע" ייתכן שיהיה עליך להתקין את מנהלי ההתקן הנכונים. עיין בחלק התוספת במדריך זה לעזרה.

שלב 12: סקירת קוד לחיישן קולי

הקוד בסיסי מאוד ומשתמש בשתי ספריות - Servo.h ו- NewPing.h. Servo.h היא ספרייה מובנית המסופקת על ידי קרן Arduino ומשמשת לשליטה באותות PWM (מודול רוחב הדופק) לכל אחד מהשרווסים. את ההפניה לספרייה זו ניתן למצוא כאן:

NewPing.h, כאמור, היא ספריית צד שלישי מאת טים אקל. הוא משמש לתת לנו ממשק פשוט לעולם המדידה המבוססת על זמן. את ההפניה לספרייה זו ניתן למצוא כאן:

עבור התקנה זו יצרנו דוגמה בסיסית קדימה, שמאלה, ימינה, חוזרת. רצינו לתת לחברינו נקודת מוצא שתדגים כיצד להשתמש הן בחיישן האולטראסוני והן בשני שרתי סיבוב רציף (אחד הפוך מהשני). בלולאה שלנו, הרובוט סורק קדימה ואם ברור ממשיך להתקדם. עם זאת, אם הוא מרגיש שהוא קרוב ואובייקט (זמן הפינג קצר מהמינימום הנבחר שלנו), הוא עוצר, פונה שמאלה, סורק, פונה ימינה, סורק שוב והולך בכיוון הפתוח יותר.

יתכן שתבחין כי לכל אחד משני הסרבים ניתנות פקודות שונות להמשך - זאת מכיוון שהשרוואות מותקנים על המארז המצביעים לכיוונים מנוגדים. בגלל זה, כל סרוו צריך לנוע לכיוונים מנוגדים כדי שהבוט יתקדם בניגוד למעגל. אותו הדבר אם אתה רוצה לנוע הפוך.

דוגמה זו מדגימה הימנעות מכשולים בסיסית מאוד אך ניתן לשפר אותה במידה ניכרת. דוגמא ל"שיעורי בית "עבורך עשויה להיות לטאטא של 360 מעלות של האזור בעת ההפעלה ולבחור את הדרך הפתוחה ביותר. סרוק רחב יותר מצד לצד ובדוק אם הבוט "מתאגרף". שלב עם חיישנים אחרים כדי לפתור מבוך.

שלב 13: סקירת קוד לקו בעקבות שימוש ב- SUMO קוד

בקרוב.

שלב 14: תכנות - ספריות

התחל ולוודא שהתקנת את הספריות הנכונות.

עבור Servos ספריית Servo.h צריכה להיות ברירת מחדל.

לחיישן האולטרסאונד HC-SR04:

1. בתוכנה עבור אל סקיצה> כלול ספרייה> נהל ספריות.
2. חפש את "NewPing" מאת טים אקל.
3. בחר את הגירסה העדכנית ביותר והתקן.

עבור מערך חיישן ההשתקפות QTR-MD-06RC:

1. בתוכנה עבור אל סקיצה> כלול ספרייה> נהל ספריות.
2. חפש "QTRSensors" מאת Pololu.
3. בחר את הגרסה האחרונה והתקן.

שלב 15: תכנית

1. רק עבור חיישן הפינג הורד את הקובץ MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino.
2. לחיישן הקו עם חיישן פינג המתוכנת עבור SUMO הורד קובץ MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino.
3. חבר את ה- Arduino שלך באמצעות USB.
4. בחר ביציאת COM (ראה תמונה). יציאת ה- COM שלך עשויה להיות שונה.
5. לחץ על סימן הביקורת כדי לוודא שאין שגיאות.
6. אם הכל יצא לחצו על החץ הימני כדי להוריד את התוכנית ל- Arduino.
7. לאחר השלמת נתק את כבל ה- USB וחבר אותו לבנק החשמל.

שלב 16: תרשים חיווט

השתמש בתמונה הבאה כדי לחבר את הרובוט שלך.

• עבור החיישן האולטרא סאונד השתמש בחוטי מגשר m-f.
• עבור חיישן הקו השתמש בחוטי המגשר m-m.
• עבור ה- Servos ניתן לחבר את מחבר 3 הפינים ישירות לפינים.

שלב 17: מזל טוב !!! בנית רובוט

עבור הקוד האולטרא סאונד הרובוט צריך להתחיל לנוע. בכל פעם שהוא מרגיש אובייקט בטווח של 35 ס מ הוא יעצור, יזוז שמאלה ויערוך מדידה מהירה, ואז יזוז ימינה ותעשה אותו הדבר. הוא קובע לאיזה צד היה המרחק הגבוה ביותר ונע בכיוון זה.