Прост "комплект робот" за клубове, учителски пространства за създаване и т.н.: 18 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Идеята беше да се изгради малък, но разширяем комплект за нашите членове на „Дружеството за роботизирани изкуства на Middle TN“. Планираме семинари около комплекта, особено за състезания, като следване на линия и бързо пътуване.

Включихме Arduino Nano поради малкия му размер, но все пак голям брой входно -изходни данни. С добавянето на Breakout board, всички щифтове са лесно достъпни и удобни за серво. Отхвърлихме стандартните батерии и избрахме 3350mAh Power Bank, която включва USB кабел за зареждане и състояние на LED за захранване. USB кабелът служи и като кабел за програмиране. Два сервомотора с непрекъснато въртене за задвижване, за да накарате строителите да се движат бързо и лесно. Малък макет ви позволява бързо и лесно да създадете прототип. 3 мм дупки очертават периметъра на дъската, за да ви позволят да добавяте компоненти.

За членовете на нашия клуб ние продаваме комплекта НА ЦЕНА и трябва да присъствате, за да го получите. Всъщност ние губим пари, ако вземете предвид времето, необходимо за проектиране, изграждане на учебна програма, направете частите (3D печат, лазерно рязане и т.н.) и ги сглобете. Получихме цената на нашия комплект до $ 29,99. Можете да намалите тази цена, ако поръчате части с по -дълго време за доставка. Осъзнаваме, че това не е най -евтиният комплект, но поставяме акцент върху измислянето на нещо лесно за изграждане и разширяване, което не отнема дни, за да се събере. Всъщност този комплект трябва да отнеме по -малко от час, за да се придвижи.

Консумативи

Основни части:

• Arduino Nano
• Батерия Power Bank
• Рамка за роботи
• ПлъзгачиM-F джъмпери
• Ултразвуков сензор
• Количество 3 - 3mmx10mm 3m винтове с гайки
• Количество 3 - 3mmx3mm дистанционер
• Кол. 2 - Серво с непрекъснато въртене SF90R
• Qty 2 - Колела 52ish mm Колела
• Qty 4 - 6 "Zip Ties (Вземете тънките с ширина около 3,5 mm) Разнообразието от Harbour Freight работи добре.
• Мини дъска
• Нано щит Arduino

По избор:

Кабелна обвивка

Инструменти:

• Поялник за запояване на хедерите на Nano
• Пистолет за лепило
• Основна отвертка

Стъпка 1: Рамка

За да помогнем на строителите да работят бързо, ние гравирахме контур с текст от всяка страна на рамката, за да посочим къде трябва да бъдат поставени частите.

Имахме късмета да имаме достъп до лазерна резачка. Ако не го направите, предлагаме да се обърнете към местните производители, за да видите дали имат такъв, който бихте могли да използвате, или биха искали да изрежат рамката вместо вас.

3D принтер може да се използва и за отпечатване на основата. Включихме SVG и STL, които можете да използвате с двете.

Използвахме 3 мм акрил за нашите комплекти. Можете да използвате други носители като дърво, картон, пяна и др.

Стъпка 2: Подгответе Arduino

За да улесните запояването на заглавките към Arduino, поставете мъжките заглавки в щита Arduino. Подредете Arduino Nano с заглавките. Обърнете внимание на маркировките на дъската спрямо щита. Запоявайте всички щифтове и сте готови.

Стъпка 3: Монтирайте щита Arduino

1. Подравнете 3 -те жълти дистанционера с предварително изрязаните или 3D отпечатани дупки Arduino.
2. Използвайте винтовете и гайките M3x10, за да прикрепите щита Arduino. Плътно, не стегнато. Ако се притеснявате, че винтовете се разхлабват, просто добавете малко горещо лепило в края на гайката. Не се притеснявайте за четвъртата дупка на щита, тъй като тя няма да е необходима и пречи на Power Bank по -късно по време на изграждането.

Стъпка 4: Монтирайте сервомоторите

1. Обърнете внимание на ориентацията на серво контура върху рамката. (Не е показано в 3D печатната версия, но посочете снимките)
2. Прокарайте две цип връзки през правоъгълните прорези с главата на цип връзката от горната страна на рамката.
3. Поставете сервомоторите и прокарайте кабелния сноп през правоъгълни прорези отзад. Затегнете здраво цип връзките. Ако сервото не се чувства сигурно, можете да добавите малко горещо лепило отстрани, където сервоприводите докосват рамката.

Стъпка 5: Монтаж на Power Bank

1. Прокарайте Zip Tie между местоположението на Arduino и Breadboard в ориентацията, показана с главата на Zip Tie от горната страна. Дръж се свободно.
2. Прокарайте цип през гърба. Дръж се свободно.
3. Плъзнете в Power Bank и затегнете здраво Zip Ties. Обърнете внимание на ориентацията.

Забележка: Използваме 3D отпечатан "плъзгач" за предната част, вижда се на изображенията. Открихме обаче, че причинява твърде много триене, така че може да искате да експериментирате с други идеи като капачка за бутилка, пластмасова мебелна планера и т.н.

Стъпка 6: Колела

Използвахме лазерен нож, за да изрежем колелата си от EVA пяна. Можете да използвате каквото искате. Капаци от буркани, 3D печат, стари колела за играчки и др. Опитайте се да намерите колела с диаметър приблизително 52 мм.

1. Уверете се, че центърът на вашето колело има отвор, за да позволи на малкия винт с филпс глава да монтира кръговия сервосигнал.
2. Центрирайте серво клаксона, включен в комплекта със серво, и залепете към колелата. Внимавайте да не попаднете лепило в централния отвор и дръжте колелото дори със серво клаксона, за да намалите клатенето.
3. С помощта на малкия филипс винт прикрепете колелата към сервомоторите. Плътно не стегнато.

Стъпка 7: План

Отлепете подложката от дъската. Подравнете с гравюрата в горната част на рамката и я прикрепете. Ако използвате 3D отпечатана рамка, използвайте правоъгълната вдлъбната част на отпечатъка.

Стъпка 8: Време е да се движите

Свържете SERVOS, за да се движите.

1. Прикрепете кабелния сноп от лявото серво (Серво отляво, ако гледате отзад) към Pin 10 с оранжевия проводник най -близо до Arduino.
2. Прикрепете кабелния сноп от дясното серво (Servo отдясно, ако гледате отзад) към Pin 11 с оранжевия проводник най -близо до Arduino.

Стъпка 9: Добавка: Дайте на вашия бот поглед

Сега трябва да добавим нещо, за да предпазим бота от неща. Използвайте ултразвуков сензор. Прикрепете сензора към платката, както е показано на снимката.

*Вижте схемата на свързване по -долу в инструкциите за това как да свържете.

Стъпка 10: Добавяне - Включване: Откриване на граница чрез IR сензор

За да избегне падането на вашия бот от ръба на маса, арена и т.н., нека добавим сензор за линия. Използваме QTR-MD-06RC матрица със сензор за отражение. Шест инфрачервени излъчвателя/детектори са обърнати надолу и измерват разстоянието от повърхността обратно до сензора.

За да добавите сензора, вземете 4 -те малки 2 мм винта, инфрачервения сензор (Smiley Face). Посочете снимките за правилната ориентация.

*Вижте схемата на свързване по -долу в инструкциите за това как да свържете.

Стъпка 11: Програмиране - Настройка

Изтеглете софтуера Arduino.

Следвайте стандартните инструкции.

След като го инсталирате, отворете софтуера и настройте за Arduino Nano. Това може да варира между различните производители, но ако имате този от списъка с части:

1. Отворете „Инструменти“
2. Изберете „Arduino Nano“като тип платка
3. Изберете Atmega328P (Old Bootloader) като тип процесор
4. Свържете Arduino Nano с помощта на Micro USB кабела, включен в зарядното устройство, към всеки USB порт на вашия компютър. Ако получите грешка като „Неизвестно устройство“, може да се наложи да инсталирате правилните драйвери. Вижте частта на добавката на тази инструкция, за да помогнете.

Стъпка 12: Преглед на кода за ултразвуков сензор

Кодът е много основен и използва две библиотеки - Servo.h и NewPing.h. Servo.h е вградена библиотека, предоставена от фондацията Arduino и се използва за управление на PWM (широчинно -импулсно модулирани) сигнали към всеки от сервомоторите. Препратката към тази библиотека може да бъде намерена тук:

NewPing.h, както бе споменато по -горе, е библиотека на трета страна от Тим Еккел. Използва се, за да ни даде прост интерфейс в света на измерванията, базирани на времето. Препратката към тази библиотека може да бъде намерена тук:

За тази настройка създадохме основен пример напред, наляво, надясно, повтарящ се. Искахме да дадем на нашите членове отправна точка, която да демонстрира как да използват както ултразвуковия сензор, така и два сървъра за непрекъснато въртене (един от друг). В нашия цикъл роботът сканира напред и ако Clear продължава да се движи напред. Ако обаче усети, че е близо и обект (времето за пинг е по -кратко от избрания от нас минимум), тогава той спира, завива наляво, сканира, завива надясно, сканира отново и отива в посоката, която е по -отворена.

Може да забележите, че на всеки от двата сервомотора се дават различни команди за пренасочване - това е така, защото сервомоторите са монтирани на шасито, насочени в противоположни посоки. Поради това всяко серво трябва да се движи в противоположни посоки, за да може ботът да се движи напред, а не в кръг. Същото важи и ако искате да се движите на заден ход.

Този пример демонстрира много елементарно избягване на препятствия, но може да бъде значително подобрен. Пример за „домашна работа“за вас може да бъде да направите пълен 360 градусов размах на зоната при стартиране и да изберете най -отворения път. Сканирайте по -широко от едната страна на другата и вижте дали ботът се „вкарва“. Комбинирайте с други сензори, за да разрешите лабиринт.

Стъпка 13: Преглед на кода за ред след използване на SUMO код

Очаквайте скоро.

Стъпка 14: Програмиране - Библиотеки

Започнете, като се уверите, че имате инсталирани правилните библиотеки.

За сървърите библиотеката Servo.h трябва да бъде по подразбиране.

За ултразвуков сензор HC-SR04:

1. В софтуера отидете на Sketch> Include Library> Manage Libraries.
2. Търсете „NewPing“от Тим Еккел.
3. Изберете най -новата версия и инсталирайте.

За масив от сензори за отразяване на QTR-MD-06RC:

1. В софтуера отидете на Sketch> Include Library> Manage Libraries.
2. Търсете "QTRSensors" от Pololu.
3. Изберете най -новата версия и инсталирайте.

Стъпка 15: Програма

1. Само за Ping Sensor изтеглете файла MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino.
2. За линейния сензор с пинг сензор, програмиран за SUMO изтеглете файл MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino.
3. Включете вашия Arduino чрез USB.
4. Изберете COM порта (вижте снимката). Вашият COM порт може да се различава.
5. Щракнете върху отметката, за да се уверите, че няма грешки.
6. Ако всичко е проверено, щракнете върху стрелката надясно, за да изтеглите програмата на Arduino.
7. След като приключите, изключете USB кабела и го включете в Power Bank.

Стъпка 16: Схема на свързване

Използвайте следното изображение, за да свържете вашия робот.

• За ултразвуков сензор използвайте джъмперни проводници m-f.
• За линейния сензор използвайте джъмперните проводници m-m.
• За сервомоторите можете да включите 3 -пиновия конектор директно към щифтовете.

Стъпка 17: Поздравления !!! Създадохте робот

За ултразвуковия код роботът трябва да започне да се движи. Всеки път, когато усети обект в рамките на 35 см, той ще спре, преместете се наляво и направете бързо измерване, след това се преместете надясно и направете същото. Той определя коя страна е имала най -голямо разстояние и се движи в тази посока.