The Arduino Mothbot: 11 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

מטרת הפרויקט היא לעצב ולבנות רובוט פשוט העוקב אחר אור באמצעות לוח מיקרו-בקר Arduino Duemilanove. באמת רציתי לשתף בפרויקט רובוט זול, פשוט לבנייה, ובו מערכת הוראות מלאה לכל השלבים השונים. אני מקווה שהצלחתי ואשמח לקבל הערות על הפיכת ההנחיה לטובה עוד יותר.

עיצוב הרובוט הזה התמקד בשימוש בספר "תחילת העבודה עם ארדואינו" מאת מאסימו בנצי ופורסם ב- [makezine.com Make]. כמו כן, השתמשתי בקוד להפעלת סרוויים מפרויקט שכותרתו: How to Make a Arduino Controlled Servo Robot (SERB). ה- Arduino Mothbot הוא בסך הכל רובוט די מהיר לבנייה. בהנחה שאתה מתחיל עם כל החלקים ולא צריך לאלתר, הפרויקט בסך הכל אמור לקחת כשעה לבנות אותו. כלומר, אם תעקוב אחר ההוראות ותעתיק את הקוד. עם זאת, אם אתה בונה רק תכונה אחת בכל פעם ותבדוק בדרך, הפרויקט הזה עשוי להימשך זמן רב יותר. היתרון במסלול הארוך יותר הוא שכנראה תלמדו הרבה יותר ותהנו בדרך.

שלב 1: אסוף את החלקים והכלים שלך

בניית הרובוט הזה תעלה לכם בערך 80 $ לחלקים אם מעולם לא עשיתם דבר כזה. העלות בשבילי הייתה נמוכה משמעותית מכיוון שיש לי הרבה אלקטרוניקה שרוצה לעבוד ממנה. עם זאת, אני יודע כמה זה יכול להיות מתסכל לנסות לעקוב אחר הוראה מבלי לדעת אילו חלקים להשיג, מהיכן להזמין וכמה הכל יעלה מראש אז עשיתי את כל העבודה בשבילך. ברגע שיש לך את החלקים בריבוע משם זה אמור להיות רגע לעשות את הפרויקט הזה. עקוב אחר הקישור הבא לוויקי הפרויקט שלי כדי לקבל רשימת חלקים מלאה.רשימת חלקי Arduino Mothbot

עכשיו אולי תרצה לקבל כמה כלים. מכיוון שפרויקט זה מעסיק לוח לחם ללא הלחמה, אתה יכול להסתדר בלי הרבה ציוד אלקטרוניקה מפואר. אני מקווה שתוכל למצוא את שאר הדברים שאתה צריך במוסך: 1. צבת אף מחט 2. חותכי חוטים 3. מברג ראש שטוח 4. מברג פיליפס קטן (דו צדדי) 5. מפתח ברגים מתכוונן או 11/32 " מפתח ברגים 6. מקדחה 7. מקדחות 7. 1/16 ", 5/32" ו- 7/32 "8. מסור (אופציונלי) 9. משקפי בטיחות אנא השתמש בשיטות בטיחות בעת שימוש בכלים חשמליים.

שלב 2: שלב התכנון

לפני שהתחלתי בפרויקט הזה הסתכלתי מסביב להנחיות בהרבה פרויקטים אחרים. הקדשתי זמן לקריאת הספר "תחילת העבודה עם ארדואינו" מאת מאסימו באנצי. כמעט כל מה שבפרויקט הזה נעשה מדוגמא באתר זה או בספר. עיצבתי את הפרויקט כך בניסיון להנגישו לרובוטיקאי המתחיל.

בשלב התכנון שלי לא הסתכלתי רק על חומרה וקידוד, אלא גם שיעורי בית אלקטרוניקה. רציתי להכין סכמה אלקטרונית פשוטה לפרויקט זה כדי שאוכל לעקוב אחר המתרחש בזמן שבניתי אותו. ניתן לראות בתמונה את הרכיבים השונים, קווי החשמל וסיכות הארדואינו. אני מקווה שזה תרשים ברור וגם ממחיש עד כמה האלקטרוניקה פשוטה לפרויקט הזה.

שלב 3: חיבור ה- Servos ל- Arduino

אם אתה מתכוון לבנות רובוט הדבר הראשון שקרוב לוודאי שאתה רוצה הוא איך להניע אותו. סביר להניח שאתה רוצה להיות מסוגל לשלוח אותו קדימה, אחורה, ימינה, שמאלה ולגרום לו לעצור. אם אינך יכול להבין כיצד לצוות עליו לנוע כראוי, לא סביר שתצליח לגרום לזה לעשות דבר כאשר אתה מחבר את כל החיישנים. להלן השלבים לחיבור המנוע ל- Arduino.

1. הדבר הראשון שיש לעשות בעת הגדרת לוח הלחם ללא הלחמה הוא התקנת הקרקע (GND) והספק (+6V) עבור הסרווואים. בחרתי להשתמש בשתי הרצועות הארוכות על הלוח שיהיו הקרובות ביותר לארדואינו. 2. לאחר זיהוי קווי הקרקע והחשמל, חבר את הקרקע של לוח הארדואינו לרצועת הקרקע שעל לוח הלחם ללא הלחמה. אל תחבר את החשמל ללוח הלחם ללא הלחמה עדיין. 3. לכל סרוו יש שלושה חוטים שיוצאים מתוכם. שלי יש חוט שחור, אדום ולבן לכל אחד. השחור מיועד לקרקע, האדום הוא לכוח, והלבן הוא חוט הבקרה. חותכים שלושה חוטי מגשר לכל סרוו באותו גודל (אז 6 בסך הכל). 4. חבר את חוטי המגשר לקצה חוטי הסרוו ולאחר מכן כל סרוו ללוח הלחם ללא הלחמה. 5. כעת השתמש במגשרים לחיבור הקרקע והעוצמה מכל סרוו לקרקע והעוצמה של לוח הלחם ללא הלחמה. 6. עכשיו חבר את חוטי הבקרה מכל סרוו לארדואינו. חבר את הסרוו השמאלי ליציאה הדיגיטלית (PWM) 3 ואת הסרוו הימני ליציאה הדיגיטלית (PWM) 11. 7. לבסוף, חבר את הקרקע והעוצמה מסוללות 4AA לקרקע ולוח הלחם ללא הלחמה. אל תיבהל אם סרוווס יתחילו לנוע כאשר לאדרוג'ינו אין כוח או עדיין אינו מתוכנת. 8. באמצעות הקוד אתה אמור כעת להפעיל את המנועים בכיוון קדימה, אחורה, שמאלה או ימינה באמצעות הפונקציות הכלולות.

שלב 4: בדיקת המנועים

אני חושב שחשוב לכלול חלק מקוד הבדיקה שהשתמשתי בו בעת חיבור ה- Arduino Mothbot. אם אתה מעוניין ומוכן להשקיע זמן להתעסק, אני חושב שתמצא את קטעי הקוד האלה חינוכיים ושימושיים בפרויקטים אחרים. לפני שאני מפרסם קוד כלשהו למטה אני רוצה להודיע כי הדברים הבאים מבוססים על פרויקט נהדר אחר בשם How to Make a Arduino Controlled Servo Robot (SERB). למדתי הרבה מלעקוב אחר העבודה בנושא זה ורוצה לתת קרדיט לאן שהוא מגיע.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test1.pde

שלב 5: שילוב לחצן ההפעלה/כיבוי

כעת ייתכן שתרצה להדליק ולכבות את הרובוט שלך בלחיצת כפתור. ה- Arduino עצמו יפעיל קוד בלולאה אינסופית עד שתנתק אותו מהחשמל, מה שיכול להיות די מתסכל כשאתה מחבר את הרובוט שלך לשולחן והוא מתחיל לברוח ממך! שילוב הכפתור הוא שלב מצוין בתהליך זה מכיוון שתלמד גם כיצד להשתמש בלחצנים לדברים אחרים, כמו יצירת פגוש לזיהוי כאשר הרובוט פוגע בקיר. כהערה, תבחין שהסרתי את סרווס מ לוח הלחם ללא הלחמה לרוב התמונות שלי. זה רק עוזר להבהיר את התמונה כאשר אני מציג שלבים שונים. כדי להתחיל, נתק את החשמל ממנועי הסרוו לפני שתעשה עוד עבודה. זכור לעשות זאת בכל פעם שאתה מוסיף משהו לפרויקט זה.2. כעת ייתכן שתרצה להיות מסוגל להדליק ולכבות את הרובוט שלך בניגוד לכך שהרובוט יתחיל לזוז מיד כאשר אתה מחבר את החשמל. זהה רצועה בצד הנגדי של לוח הלחם ללא הלחמה כדי להפעיל את לחצן ההפעלה/כיבוי (ומאוחר יותר החיישנים).4. באמצעות חוט מגשר ארוך חבר את הכוח (+5V) מהארדואינו לרצועה שזיהית זה עתה. חבר שני חוטי מגשר למתג הרגעי וחבר קצה אחד לחשמל (+5V) 6. חבר את הקצה השני של המתג הרגעי לרצועה קטנה יותר במרכז לוח הלחם ללא הלחמה. מאותה רצועה חבר נגד 10K אוהם לרצועה והקצה השני לקרקע 8. לבסוף, חבר חוט מהרצועה עם המתג והנגד בקצה אחד והנח את הקצה השני בכניסה דיגיטלית 7 על Arduino.9. כעת, עם הקוד אתה אמור להיות מסוגל להשתמש בכפתור כדי להפעיל ולכבות את הרובוט. אם אתה משתמש בקוד עם הנורית (פלט דיגיטלי 13) תראה את הנורית הלבונית נדלקת ונכבת עם הרובוט. זוהי דרך מצוינת לבדוק את קוד הארדואינו אם יש לך את הכוח למנועים מנותקים.

שלב 6: בדיקת לחצן ההפעלה/כיבוי

קוד חדש זה כולל את המידע לשימוש בלחצן ההפעלה/כיבוי והצגת נורית ה- LED המשולבת מהבהבת.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test2.pde

שלב 7: שילוב חיישני האור

מה יהיה Arduino Mothbot אם אין לו חיישני אור? המטרה של הפרויקט הפשוט הזה היא ליצור רובוט שנמשך לאור הבהיר ביותר. לשם כך נצטרך לשלב כמה חיישני אור, המכונים גם נגדי צילום.

1. שוב, נתק את החשמל ממנועי הסרוו לפני ביצוע שלב זה 2. ההתקנה של חיישני האור תתבצע פעמיים. זה כמעט אותו התקנה בדיוק כמו המתג הרגעי. למעשה, מדובר באותה התקנה, אך הפעם תשתמש בחיישן האור (נגד צילום) במקום במתג רגעי. 3. מכיוון שרובוט זה ישתמש בשני חיישני האור כדי לבחור כיוון לנהיגה, מומלץ להגדיר כל חיישן אור בצדדים מנוגדים של לוח הלחם ללא הלחמה או רחוק ככל האפשר. 4. חבר קצה אחד של חיישן אור לקו החשמל (+5V) והקצה השני לרצועה קטנה במרכז הלוח. 5. חבר חיבור של 10k אוהם לאותה רצועה והקצה השני לאדמה. 6. חבר כעת חוט מגשר מהרצועה הקטנה (שבה מחוברים הנגד צילום והנגד הרגיל) וחבר את הקצה השני לכניסה אנלוגית. 7. חבר את החיישן השמאלי לכניסה האנלוגית 0 בארדואינו והחיישן הימני לקלט האנלוגי 1. 8. כעת תוכל להיות מסוגל להשתמש בחיישני האור כדי להזיז את סרוווס.

שלב 8: הקוד הסופי

להלן הקוד הסופי המשמש להפעלת ה- Arduino Mothbot. בקוד כללתי הצהרות הדפסה ליציאה הטורית של Arduino. אם יש לך את Arduino מחובר דרך יציאת ה- USB של המחשב שלך אתה אמור להיות מסוגל לראות את הצהרות ההדפסה שמסבירות לך לאן הרובוט מתכנן ללכת. ייתכן שתרצה להתאים את ערך סף חיישן האור כדי לכוונן את התנהגות הרובוט. הסף תלוי בעיקר בחיישנים שלכם ובאור הסביבה של המקום בו אתם נמצאים.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/mothbot.pde

שלב 9: בנה את גוף המוטבוט

הרובוט שאתה בונה ממש לא טוב אלא אם הוא יכול להחזיק את עצמו יחד. מסיבה זו הוא זקוק לגוף. ניסיתי כמיטב יכולתי להפוך את פרויקט הבניה לפשוט ככל האפשר. עם זאת, תצטרך לעשות קצת עבודה לבד בכדי להבין את המידות הנכונות. אני מציע את שיטת הזקנה "למדוד פעמיים, לחתוך פעם אחת".1. גוף הרובוט עשוי דף קטן של עץ צפצפה שקניתי בחנות לחומרי בניין מראש בגודל 6 "x 24". חתכתי את שלי ל 6 "x 8" באמצעות המסור המסופק בחנות החומרה. לאחר מכן קידחתי חורים לכיוון החלק הקדמי של הלוח כדי לחבר את סוגרי הסרוו עבור כל סרוו. לשם כך השתמשתי במקדח בגודל 5/32 אינץ '.3 גם קדחתי בחור בחלק האחורי של הלוח לגלגל הגלגלים המאזן את הרובוט. לשם כך השתמשתי במקדח בגודל 7/32 אינץ'. בחרתי להשתמש במקדח קצת יותר קטן כדי שאוכל להתאים חיכוך הדוק עם גלגל הגלגלים שלי מכיוון שלא השתמשתי בשילוב של אגוז ובורג כדי לחבר אותו. לאחר מכן חיברתי את הסוגריים ללוח בעזרת האומים והברגים. הדבר נעשה באמצעות מברג ראש שטוח ומפתח הברגים המתכוונן. לאחר חיבור הסוגריים חיברתי כל סרוו לסוגריים עם האומים והברגים. 6. לבסוף דחפתי את גלגל הגלגלים לתוך השלם.

שלב 10: הכנת הגלגלים

הגלגלים היו בעיה בעייתית עבורי. היו לי למעשה כמה גלגלי רובוט מוסמכים אבל הבנתי שהם א) כבדים מדי וב) לא הייתה לי דרך לצרף אותם לסרוווס שבחרתי. אז נזכרתי בשימוש במכסי צנצנות בתיכון לפרויקט דומה. אז הוא יצא לחנות בחיפוש אחר חלופה מתאימה לגלגל רובוטים. כל גלגל עשוי מהמכסה מכלי Ziploc Twist 'n Loc. מכסים טובים אחרים הם אלה שעל צנצנות חמאת בוטנים או מוצרי מזון אחרים. אני לא דוגל בבזבוז מזון אבל חסוך את המכסים שלך ואולי תמצא אחד בגודל המתאים לפרויקט הרובוט שלך. השתמשתי במיכלים שנותרו כדי להחזיק חלקים שאספתי. הדבר הראשון שעשיתי היה לבחור את קרן סרוו שרציתי לגלגלים. בחרתי את אלה שהיו להם ארבע קרניים ושכללו את סרוויי כשקניתי אותן. לפני שתעשה משהו, קודח חור במרכז הגלגל. אני ממליץ לעשות זאת עם מקדח 5/32 אינץ 'שלך. תזדקק לזה כדי שתוכל להגיע אל הבורג המחבר בין הצופר לסרוו.4 עכשיו הברג את המכסה לקרן. השתמשתי בארבעה ברגים כלולים עם כל אחד סרוו לחבר את המכסים לקרניים. אולי יהיה קל יותר אם תנקדח חורים זעירים דרך המכסה כמו שעשיתי. השתמשתי במקדח בגודל 1/16 אינץ 'לשם כך. אבל היזהר, קידוח דרך הפלסטיק הזה עם מקדחה כבדה ומעט יכול להיות קשה. כעת חבר את הקרניים לשרוואות באמצעות מברג הפיליפס הקטן (דו צדדי).6. לבסוף, כרוך גומיות סביב כל גלגל כדי לתת לך יותר אחיזה. את הגומיות שלי קיבלתי מתוצרת שקניתי במכולת. אני מקווה שיש לך כמה שוכבים. בשלב זה יש להרכיב את כל הגוף והגלגלים.

שלב 11: השלמת ה- Arduino Mothbot

כשהגוף והגלגלים מורכבים קל למקם את לוח הלחם של ארדואינו ולוח הלחמה רק על גוף הרובוט. ודא שאתה עדיין יכול להגיע לכניסת ה- USB בארדואינו למקרה שתצטרך לשנות את התכנות. השתמשתי בקלטת חשמל שחורה מתחת לכל אחד כדי להדביק אותם לגוף. קלטת חשמל קלה להסרה ומחזיקה היטב. הדביקו את לוח הלחם של הארדואינו ולחלק העליון של גוף הרובוט שבניתם. שימוש שוב בקלטת מומלץ לחבר את מחזיק הסוללות 4AA ואת סוללת 9V לגוף. ודא שהחוטים מגיעים.3. חבר את חוטי הסרוו ללוח הלחם ללא הלחמה אם הסרת אותם בעבר. חבר את כוח Arduino 5. חבר את כוח מנוע הסרוו 6. כעת הניח את הרובוט שלך על הקרקע ולחץ על מתג ההפעלה/כיבוי! עכשיו זה צריך להתעורר לחיים ולרדוף אחרי האור בחדר:) כפרויקט הרחבה עתידי הייתי כולל פגוש פשוט או חיישן קיר. זה יהיה מתג, בדומה ללחצן ההפעלה/כיבוי המשמש בפרויקט זה. עם זאת, כאשר הכפתור נלחץ הוא יגיד לרובוט לסובב כיוון, לפנות שמאלה או ימינה ולהמשיך בתוכנית. ברגע שזה יסתיים הרובוט הזה יהיה פלטפורמת בדיקה קטנה וחכמה עבור חיישנים והתקנים אחרים.