ARCA (אנדרואיד מקסים שנשלט מרחוק): 4 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מדריך זה נוצר להגשמת דרישת הפרויקט של Makecourse באוניברסיטת דרום פלורידה (www.makecourse.com).

ARCA הוא אנדרואיד מקסים שנשלט מרחוק וכיף להפליא לבנות ולשחק איתו. מטרת הפרויקט הייתה ליצור משהו שכל אחד יכול להבין ולהתייחס אליו על ידי יצירת רובוט מקסים ופונקציונלי כאחד.

הרובוט מתפקד על ידי הצגת רגשות שונים על מטריצת LED 8 על 8, רגשות אלה כוללים שמחה, שינה, אהבה, כעס, טיפשות, והסתכלות למעלה, שמאלה וימינה. הרובוט פועל גם כמו מכונית RC והוא יכול ללכת קדימה ולפנות שמאלה או ימינה. הרובוט הולך קדימה על ידי הפעלת שני מנועי הגלגלים, פונה שמאלה על ידי הפעלת המנוע הימני ופונה ימינה על ידי הפעלת המנוע השמאלי. העיצוב מאוד פשטני אבל הוא פשוט עובד, ורציתי להתמקד רבות בתכנות של הארדואינו מכיוון שאני מתכנת בנשמתי.

את הגרסאות העדכניות ביותר של כל הקבצים המשמשים במדריך זה ניתן למצוא במאגר Github ARCA שלי.

שלב 1: רשימת חלקים והדפסה תלת -ממדית

ניתן להדפיס חלקים לפרויקט זה בתלת מימד או לרכוש אותם באינטרנט. כשחשבתי על ההרכבה, רציתי להכין מפתח יעילות וגם לנסות לא (ממש מילולית) להמציא את הגלגל מחדש. מדפסת התלת -ממד ששימשה לפרויקט זה הייתה משכפלת Makerbot, אם אתה רוצה לוודא שהדפסי התלת -ממד שלך תואמים את שלי, השתמש במדפסת זו.

רכיבים מבניים

• קופסה עם חורים בצדדים לגלגלים ולזרועות
• מכסה תיבה עם חורים לגלגלים אחוריים וחור לחיישן ה- IR
• יד שמאל
• זרוע ימין
• סרן לשני הגלגלים האחוריים
• שני מחברי ציר לחיבור המכסה לאקסל
• 4 גלגלים (מנועים כלולים גם בקישור הזה)
• ברגים קטנים (שיתאימו למנועים)

רכיבים חשמליים

• ארדואינו אונו
• קרש לחם קטן (קניתי את ערכת הארדואינו וזה בא עם זה)
• שתי מטריצות MAX7219 Red Dot עם בקרת MCU
• מקלט אינפרא אדום ושלט
• שני טרנזיסטורים TIP 120
• חיבור חוטים (השתמשתי הרבה בחוטי זכר לנקבה וכן זכר לזכר, וממליץ לקבל חוטים ארוכים בניגוד לחוטים קצרים)
• נגד אחד של 220 אוהם
• שני מנועי הילוכים
• חבילות חשמל לחיבור USB (הניידות המשמשות לטלפונים סלולריים)

שלב 2: הרכבה

הרכבה מבנית

סביר להניח שהחלקים המודפסים בתלת -ממד יזדקקו לניקוי, ואני ממליץ לשייף אותו בחצץ דק ולהשתמש באצטון (מסיר לק) כדי להסיר שאריות דבק המשמשות בתהליך ההדפסה התלת -ממדית. ייתכן שחלק מהחלקים אינם מתאימים בצורה מושלמת, והיה לי צורך לשייף את הציר כך שיהיה עגול לחלוטין ומתאים דרך החורים כראוי.

הגלגלים זקוקים להתאמה קלה, היו צריכים לקדוח אותם יותר כך שיתאימו למידות הציר מאחור ולברגים מלפנים. השתמש במקדח 6 מ מ כדי לקדוח דרך החורים בגלגלים כדי לשחזר חורים גדולים יותר בגלגלים.

להרכבה זו השתמשתי במגוון דבקים, אך גיליתי שבטון נוזלי (דבק דוגמנות) הוא הטוב ביותר לאחיזה למרות זמן ייבוש ארוך אך אפוקסי היה הטוב ביותר לדברים שאתה צריך להתייבש במהירות ולהחזיק היטב, למרות היותו מבולגן.

שאר ההרכבה די פשוטה קדימה:

1. חבר את מחזיקי הסרן לחלק האחורי של מכסה הקופסה, בעזרת איטום באפוקסי
2. העבירו את הציר דרך מחזיקי הצירים
3. הדבק את הגלגלים לציר באמצעות בטון נוזלי
4. הכניסו את הזרועות דרך החורים העליונים והדביקו למחזיק הזרוע באמצעות אפוקסי
5. הברג את מכסה הקופסה לתוך הקופסה
6. השתמש בקלטת חשמל בתחתית הקופסה שבה נמצאים הגלגלים

הרכבה חשמלית

הגלגלים הקדמיים מחוברים ישירות למנועים, ואתה צריך להשתמש בבורג קטן במנוע כדי להפוך אותו לארוך מספיק כדי להיכנס דרך החור ברובוט מכל צד. צריך להיות חור קטן ביד המסתובבת של המנוע ואפשר לדפוק את הבורג שם ולהדביק את ראש הבורג לגלגל לאחר שדוחפים את הבורג דרך החור שבקופסה.

בחלקו האחורי של לוח הלחם שלי היה גיבוי דביק, אבל אתה יכול להשתמש בקלטת חשמל כדי להדביק אותו אם שלך לא. קלטת חשמל שימשה גם לחיבור הרכיבים החשמליים שאינם בלוח, מטעמי בטיחות. מכשירי ה- MCU עם מסכי ה- LED הוצמדו לחלק האחורי של ארובות העין באמצעות סרט חשמל והמנועים הוצמדו גם הם לצידי הקופסה הסמוכה לחורים באמצעות סרט חשמל. השתמשתי בקלטת חשמל אדומה כדי להפוך אותה לבלתי נראית יותר לכל מקרה, ואני ממליץ להשתמש בקלטת חשמל בצבע דומה לגרסת ARCA שלך.

לוח הלוח והסיכות ערוכים כמו תמונת פריטינג זו. אם אתה רוצה להוסיף עוד לתרשים זה להתאמה אישית של ARCA אתה יכול להוריד את קובץ Fritzing במאגר Github שלי ולערוך אותו לתוכן ליבך.

חיברתי את החוטים ללולאות במנועי ההילוכים על ידי כיפוף החוטים סביב הלולאות, כדי שהן יהיו מחוברות. סביר להניח שזה יהיה רעיון טוב יותר להלחם חיבורים אלה אם יש לך גישה למלחמה, אך זהו פתרון קל אם אין לך כזה.

יחידת החשמל מחוברת לאותו כבל המשמש לחיבור הארדואינו למחשב להורדת התוכנית שלך, וזה פשוט רופף ברובוט כך שניתן להסיר אותו ולהטעין אותו בקלות.

שלב 3: תכנות

הנה הקוד שאתה יכול להעלות ל- ARCA שלך כדי שהוא יפעל בדיוק כמו שלי, אתה צריך גם את שתי הספריות הבאות כדי להשתמש בקוד.

אך למען הבהירות וההתאמה האישית, אדריך אותך בקוד שלי. אל תהסס לדלג על שלב זה אם אינך מותאם אישית את הרובוט שלך או שאינך מתכנן לשנות את הרגשות.

ראשית, אני כולל שתי ספריות לשימוש בקוד שלי, ומאפשר לי להשתמש בפונקציות ובאובייקטים של ספריות אלה. אני גם מגדיר כאן את הסיכות שלי. אם החלטת להפוך את הסיכות שלך שונות מההגדרות שלי בשלב הקודם, בצע את השינויים בקוד שלך כאן בעזרת הסיכות המתאימות.

לאחר מכן, הגדרתי את הרגשות, הכרזתי על האובייקטים הדרושים לחיישן ה- IR ולצגי ה- LED על 8 על 8, והגדרתי כמה משתנים גלובליים. הרגשות מוכרזים במערך בתים, כאשר כל אחד ממספרי ה- hex במערך מייצג את השורות בתצוגת 8 על 8 המתקבלת. כדי ליצור את הרגשות המותאמים אישית שלך, אני ממליץ לשרטט את הרגש שרצית ברשת 8 על 8, ולאחר מכן לכתוב כל שורה בינארית של 8 סיביות שבה האור כבוי הוא 0 והאור דולק הוא 1 ולאחר מכן צור מספר הקסדצימלי מזה והכנס אותו למערך באורך 8. הגדרתי גם כמה משתנים גלובליים לשימוש בלולאה; המשתנים של מנגנון המהבהב והצעות לאחסון הרגשות והגדרתם להתחיל בניטרלי.

כעת אנו מגיעים ללולאת ההתקנה, שבה אני מפעיל ניטור סדרתי לשם הבדיקה, וזה אמור להיות מועיל לבדיקת הקוד שלך עם שלטי IR שונים. לאחר מכן, אתחלתי את אובייקטים של העין השמאלית והימנית באמצעות פונקציות מספריית הבקרה של LED. הגדרתי גם את סיכות מנוע ההילוכים לפלט והפעלתי את מקלט ה- IR.

בלולאה, הוא בעצם ממתין שאות ה- IR ישנה את המצב הקיים של הרובוט. אז אם מתקבל אות IR והוא תואם את אחד הקודים מכפתור ספציפי, אז אם הצהרה מופעלת וקובעת את ערכי העין השמאלית והעין הימנית בהתאם לרגשות. אם לוחצים על כפתור תנועה, כמו שמאל, ימין, קדימה, ואישור, אז הסיכות נכתבות דיגיטלית כדי להדליק או לכבות בהתאם ללחצן שנלחץ. רק הערה על קודי מקלט ה- IR: יש קוד לדוגמא בספריית מרחוק ה- IR שייתן לך את קודי ה- hex עבור השלט שלך, אם שום דבר לא קורה כשאתה לוחץ על כפתורים ואז פתח תוכנית זו כדי לוודא שהקודים נכונים. כל שעליך לעשות הוא לשנות את מספר ה- hex המצורף לכל כפתור.

לבסוף, יש לך את הפונקציה שמדפיסה את הרגשות לתצוגות 8 על 8. זה משתמש בפונקציות setRow מספריית הבקרה של LED ופשוט עובר את המערכים שיצרת ומגדיר את השורות בהתאם. הוא מכיל שני פרמטרים: המערך לעין שמאל והמערך לעין ימין. זה יכול להיות מצביע בתים או מערך בתים עצמו (כלומר השם "נייטרלי") שפועל כמו מצביע.

שלב 4: טיפים וטריקים של בונוס

בהחלט למדתי הרבה במהלך הפרויקט הזה ורציתי לשתף כאן כמה טיפים נוספים המתאימים הן לפרויקט הזה והן לפרויקטים אחרים באמצעות Arduino.

• ישנם הרבה משאבים מקוונים עבור Arduino והעזר ביותר לדעתי מגיע מאתר Arduino בשל דוגמאות הקוד הברורות והקצרות שלהם.
• אל תמציא את הגלגל מחדש יש הרבה ערכות וחתיכות שנבנו מראש שתוכל להשתמש בהן כדי להקל על הפרויקט שלך. אני מתכנת ולא מהנדס מכונות והיה לי קשה לנסות להבין איך אני הולך לגרום לרובוט הזה ללכת, אבל היה קל למצוא משהו לקנות באינטרנט וליישם אותו בעיצוב שלי לעומת ממש להמציא מחדש את גַלגַל
• ספריות הן החבר שלך בארדואינו כמו גם בכל השפות מונחות האובייקטים והן קיימות מסיבה מסוימת. חבר את זה עם בקרי מיקרו ותכנת נורית 8 על 8 היא פשוטה. תיכננתי אחד כזה ביד בעבר ורק אחד משתמש בערך בכל סיכה בארדואינו ודורש המון קוד. מבולגן מאוד ולא כיף במיוחד.
• מדפסות תלת מימד מגניבות אבל לא מושלמות וזה בסדר שצריך לשייף כמה דברים. אתה מעדיף לגדול יותר בהדפסה תלת מימדית מסיבה זו מכיוון שברוב המקרים אתה יכול לשייף אותו מעט כדי לקבל את ההתאמה המושלמת.
• חשמל יכול להיות בעיה מכיוון שחשבתי על צריכת חשמל ממש ברגע האחרון וחשבתי שסוללת 5V תעשה את העבודה. ואז, לכאורה באופן אקראי, לפעמים מנוע או צג LED לא יעבדו. ברגע ששדרגתי למערכת החשמל לא היו עוד בעיות, למרות היותן מגושמות יותר בתוך הרובוט.