ARCA (очарователен Android с дистанционно управление): 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Тази инструкция е създадена в изпълнение на проектните изисквания на Makecourse в Университета на Южна Флорида (www.makecourse.com).

ARCA е очарователен Android с дистанционно управление, който е невероятно забавен за изграждане и игра. Целта на този проект беше да създаде нещо, което всеки може да разбере и да се свърже с него, като създаде робот, който е едновременно очарователен и функционален.

Роботът функционира, като показва различни емоции на LED матрица 8 на 8, тези емоции включват радост, сън, любов, гняв, глупаво и гледане нагоре, наляво и надясно. Роботът също работи като RC кола и може да върви напред и да завива наляво или надясно. Роботът върви напред, като задейства и двата двигателя на колелото, завива наляво, като включва десния двигател, и завива надясно, като включва левия мотор. Дизайнът е много опростен, но просто работи и исках да се съсредоточа върху програмирането на Arduino, тъй като съм програмист по душа.

Най -новите версии на всички файлове, използвани в този урок, могат да бъдат намерени в моето хранилище на Github ARCA.

Стъпка 1: Списък на частите и 3D печат

Частите за този проект могат да бъдат или 3D отпечатани или закупени онлайн. Когато мислех за монтажа, исках да направя ключ за ефективност и също така да се опитам да не (съвсем буквално) изобретявам колелото. 3D принтерът, използван за този проект, беше Makerbot Replicator, ако искате да се уверите, че вашите 3D отпечатъци са в съответствие с моя, използвайте този принтер.

Структурни компоненти

• Кутия с отвори отстрани за колелата и раменете
• Капак на кутията с отвори за задни колела и отвор за IR сензора
• Лява ръка
• Дясна ръка
• Оста за двете задни колела
• два осеви съединителя за свързване на капака към оста
• 4 колела (двигателите също са включени в тази връзка)
• Малки винтове (за монтиране в двигателите)

Електрически компоненти

• Arduino Uno
• Малка дъска (купих комплекта Arduino и той дойде с него)
• Две MAX7219 червени точки с MCU управление
• Инфрачервен приемник и дистанционно
• Два транзистора TIP 120
• Свързващи проводници (използвах много мъжки към женски проводници, както и мъжки към мъжки, и препоръчвам да вземете дълги проводници, за разлика от късите проводници)
• един 220 омов резистор
• Два редукторни двигателя
• USB захранващи блокове (преносимите, използвани за мобилни телефони)

Стъпка 2: Монтаж

Структурен монтаж

3D отпечатаните части вероятно ще се нуждаят от известно почистване и препоръчвам да ги шлайфате с фин пясък и да използвате ацетон (препарат за отстраняване на лак за нокти), за да отстраните всички остатъци от лепило, използвани в процеса на 3D отпечатване. Някои от частите може да не пасват перфектно и беше необходимо да шлайфам оста, за да е идеално кръгла и да се впише правилно в отворите.

Колелата се нуждаят от леко регулиране, трябваше да бъдат пробити повече, за да отговарят на размерите на оста отзад и винтовете отпред. Използвайте свредло с диаметър 6 мм, за да пробиете отворите в колелата, за да пробиете по -големи отвори в колелата.

За този монтаж използвах различни лепила, но открих, че течният бетон (лепило за моделиране) е най -добрият за задържане въпреки дългото време на сушене, но епоксидът е най -подходящ за неща, които трябва да изсъхнат бързо и да се държат добре, въпреки че са разхвърляни.

Останалата част от монтажа е доста права:

1. Прикрепете държачите на осите към задната част на капака на кутията, като използвате епоксидна смола за запечатване
2. Прокарайте оста през държачите на осите
3. Залепете колелата към оста с течен бетон
4. Поставете ръцете през горните отвори и залепете към държача на ръката с помощта на епоксидна смола
5. Завийте капака на кутията в кутията
6. Използвайте електрическа лента в долната част на кутията, където са колелата

Електрически монтаж

Предните колела са прикрепени директно към двигателите и трябва да използвате малък винт в двигателя, за да го направите достатъчно дълъг, за да се побере през отвора в робота от всяка страна. В въртящия се кол на двигателя трябва да има малък отвор и можете да завиете винта там и да залепите главата на винта в колелото, след като натиснете винта през отвора в кутията.

На гърба на моята дъска имаше лепкава подложка, но можете да използвате електрическа лента, за да я залепите, ако вашата не. От съображения за безопасност е използвана и електрическа лента за закрепване на електрическите компоненти, които не са в платката. MCU с LED дисплеите бяха прикрепени към задната част на очните гнезда с помощта на електрическа лента, а двигателите също бяха прикрепени към страните на кутията близо до отворите с помощта на електрическа лента. Използвах червена електрическа лента, за да я направя по -невидима, за всеки случай и препоръчвам да използвате електрическа лента с цвят, подобен на вашата версия на ARCA.

Планът и щифтовете са настроени като това изображение на Fritzing. Ако искате да добавите още към тази диаграма, за да персонализирате ARCA, можете да изтеглите файла Fritzing в моето хранилище на Github и да го редактирате според вашето сърце.

Прикрепих проводниците към контурите в редукторните двигатели, като огънах проводниците около контурите, за да ги закрепя. Вероятно би било по -добра идея да запоите тези връзки, ако имате достъп до поялник, но това е лесно решение, ако нямате такова.

Захранващият блок е прикрепен към същия кабел, използван за свързване на Arduino към компютъра, за да изтеглите вашата програма, и това е просто хлабаво в робота, така че да може лесно да бъде премахнато и заредено.

Стъпка 3: Програмиране

Ето кода, който можете да качите във вашия ARCA, за да функционира точно като моя, вие също се нуждаете от следните две библиотеки, за да използвате кода.

За по -голяма яснота и персонализиране обаче ще ви преведа през моя код. Чувствайте се свободни да пропуснете тази стъпка, ако не персонализирате робота си или не планирате да променяте емоциите.

Първо, включвам две библиотеки за използване в моя код, което ми позволява да използвам функциите и обектите на тези библиотеки. Тук също определям своите игли. Ако сте решили да направите вашите щифтове различни от моите, създадени в предишната стъпка, направете промените в кода си тук с подходящите щифтове.

След това дефинирах емоциите, обявих необходимите обекти за инфрачервения сензор и светодиодните дисплеи 8 на 8 и определих някои глобални променливи. Емоциите се декларират в байтов масив, където всяко от шестнадесетичните числа в масива представлява редовете в получения 8 на 8 дисплей. За да създадете вашите персонализирани емоции, препоръчвам да начертаете желаната емоция в мрежа 8 на 8 и след това да изпишете всеки ред 8 -битово двоично число, където светлината е 0, а светлината е 1, и след това създайте шестнадесетично число от това и го поставете в масив с дължина 8. Също така съм дефинирал някои глобални променливи за използване в цикъла; променливите за мигащия механизъм и указателите за съхраняване на емоциите и настройването им да започнат от неутрално.

Сега стигаме до цикъла за настройка, където включвам сериен мониторинг с цел тестване и това би трябвало да е полезно за тестване на кода ви с различни IR дистанционни управления. След това инициализирах обектите на лявото и дясното око, използвайки функции от библиотеката за управление на LED. Също така настроих изводите на мотора на редуктора и стартирах IR приемника.

В цикъла той по същество чака IR сигнала да промени статуквото на робота. Така че, ако е получен IR сигнал и той съвпада с един от кодовете от конкретен бутон, тогава това, ако изявлението се задейства и задава съответно стойностите на лявото и дясното око за емоциите. Ако се натисне бутон за движение, като наляво, надясно, напред и OK, тогава пиновете се записват цифрово, за да бъдат включени или изключени в зависимост от натиснатия бутон. Само бележка за кодовете на IR приемника: има примерен код в дистанционната библиотека на IR, който ще ви даде шестнадесетичните кодове за вашето дистанционно, ако нищо не се случва, когато натиснете бутони, отворете тази програма, за да се уверите, че кодовете са правилни. Всичко, което трябва да направите, е да промените шестнадесетичния номер, който идва с всеки бутон.

И накрая, имате функцията, която отпечатва емоциите на дисплеите 8 на 8. Това използва функциите setRow от библиотеката за LED управление и просто преминава през създадените от вас масиви и задава съответно редовете. Той приема два параметъра: масива за лявото око и масива за дясното око. Това може да бъде или байтов указател, или самият байтов масив (т.е. името "неутрален"), който действа като показалец.

Стъпка 4: Съвети и трикове за бонус

Със сигурност научих много по време на този проект и исках да споделя някои допълнителни съвети тук, които важат както за този проект, така и за други проекти, използващи Arduino.

• Има много онлайн ресурси за Arduino и най -полезният според мен идва от уебсайта на Arduino поради техните ясни и кратки примери за код.
• Не преоткривайте колелото, има много комплекти и готови парчета, които можете да използвате, за да улесните проекта си. Аз съм програмист, а не машинен инженер и ми беше трудно да се опитам как ще накарам този робот да работи, но беше лесно да се намери нещо, което да се купи онлайн и да се внедри в моя дизайн, в сравнение с буквалното преоткриване на колело
• Библиотеките са ваш приятел в Arduino, както и във всички обектно-ориентирани езици и съществуват по някаква причина. Сдвоете това с микроконтролери и програмирането на светодиод 8 на 8 е лесно. Преди това съм програмирал един от тях на ръка и само един използва почти всеки пин в Arduino и изисква тон код. Много разхвърлян и не много забавен.
• 3D принтерите са готини, но не перфектни и е добре да се налага да шлайфате някои неща. Предпочитате да станете по -големи, когато 3D печат по тази причина, защото в повечето случаи можете да ги шлайфате малко, за да постигнете идеалното прилягане.
• Захранването може да бъде проблем, защото мислех за използването на енергия наистина в последната минута и мислех, че 5v батерия ще свърши работа. Тогава, привидно на случаен принцип, понякога мотор или LED дисплей не биха работили. След като надстроих до блока за захранване, нямаше повече проблеми, въпреки че бяха по -обемисти вътре в робота.