Направи си сам многофункционален робот с Arduino: 13 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Този робот е създаден главно за разбиране на Arduino и комбиниране на различни проекти на Arduino за формиране на многофункционален робот Arduino. И освен това, кой не иска да има робот за домашни любимци? Затова го нарекох BLUE ROVIER 316. Бих могъл да си купя красиво проследено шаси, но правенето му от нулата ви учи повече и ви дава повече гордост, след като сте го завършили. Роботът е способен да разбира гласовите команди, да отговаря на прости въпроси, да контролира като RC автомобил и дори избягване на препятствия по време на движение. Управлява се главно чрез телефон с Android, който е свързан към него чрез Bluetooth. Въз основа на функции на Android, като Google Voice Recognition и Tilt sensing, той наистина може да се държи като сладък, умен робот. Добавих BLUE в името му, защото основно се основава на Bluetooth. Това всъщност беше първият ми проект на Arduino и исках той да бъде уникален. Ако проектът ви харесва, моля, гласувайте за мен в конкурса по роботика!

Стъпка 1: Демонстрационно видео

Можете да гледате демонстрацията на робота на този сайт:

Стъпка 2: Историята на ROVIER

Можете да преминете към следващата стъпка, ако не искате да преминете през сладката малка история на BLUE ROVIER 316. Около година назад получих Arduino UNO като подарък от баща си. Тъй като това беше първата ми стъпка в областта на Arduino, исках да създам нещо различно и уникално от общите проекти на Arduino. Трябваше да бъде сладък и умен робот, който може да разбира гласовите команди и да прави много по -интелигентни неща като дистанционно управление, следване на линии, избягване на препятствия и т.н. Въпросът беше как да ги комбинираме заедно. И след като сърфирах в мрежата за наистина хубаво време, заключих, че Bluetooth ще бъде най -евтиният режим. И така, BLUE ROVIER беше пуснат в действие. цифрови щифтове на UNO). Няма значение, продължих. Отне ми много време да създам окончателната версия на робота. И така след много изпитания и неуспехи най -накрая се появи BLUE ROVIER. И така вече можем да преминем към създаването на робота.

Стъпка 3: Компоненти и части

Ще ви трябват само следните компоненти: 1. Android система 2. Arduino Uno 3. wtv020-sd-16p модул и 8ohm високоговорител4. 2x верига на контролера на двигателя на L293d 5. 4x bo двигатели и колела6. HC SR04 ултразвуков сензор 7. 9g servo8. 8 държач за батерии AA и батерии 9. 1gb micro SD карта 10. малка кутия за превключване за шаси.11. Bluetooth 05 Bluetooth модул Знам, че изглежда скъпо! Но не се притеснявайте, това ще струва само около две или три хиляди рупии. Говорейки за Android, няма да е голям проблем да притежавате такъв, защото повечето го имат в наши дни. Но наличието на по -нови версии (над 5.0) може да увеличи производителността. Опитайте се да закупите двигатели с умерени обороти (60 до 100). Това би помогнало за поддържане на скоростта на робота под контрол, тъй като не е инсталирана друга верига за контрол на скоростта. А 8 аа батерии са достатъчни, за да захранват робота за добро време. Като се има предвид Bluetooth, HC 05 е подходящ за робота, защото е достатъчно евтин и производителността също е изключителна. Микро SD картата от 1 GB е необходима за съхраняване на гласови файлове, които се възпроизвеждат, когато на робота бъде зададен въпрос [Обсъдено подробно в по -късната част на неразрушимото]. Другите компоненти са обсъдени подробно в съответната им стъпка.

Сега нека преминем към някои прости "теории", които се използват в този робот.

Стъпка 4: Теория за гласов контрол

Роботът може да разбира гласови команди чрез телефон с Android. Предполагам, че всеки е запознат с Google Voice Recognition, функцията в Android, където казваме думата и Google я въвежда. Същата функция се използва тук за разпознаване на гласови команди и превръщането им в текстови команди. Приложението тук преобразува речта в текст чрез Google и я изпраща до робота чрез Bluetooth. Роботът е програмиран да следва тези команди, получени чрез Bluetooth. Той също така е в състояние да отговори на голям брой въпроси. Можете дори да добавите още няколко команди в кода, за да накарате робота да прави още по -страхотни неща. Ето приложението за Android:

Стъпка 5: Теория за контрол на жестовете

Управлението с жестове или режимът на движение се извършва и чрез Android. В този режим роботът може да се управлява като RC автомобил, като използва Android като волана. Във всички Android има сензор, наречен "Accelerometer", който се използва в този режим. Този акселерометър може да определи ъгъла, под който е озаглавен телефонът, като измерва силите на ускорение, действащи на Android. Именно този сензор кара Android да завърти екрана си, когато наклоним телефона. Приложението тук използва акселерометъра на телефона, за да определи ъгъла, под който е наклонен телефонът. След това символ (A, B….) Се изпраща до робота чрез Bluetooth. Arduino е програмиран да работи според получените данни. Ако телефонът е наклонен напред, се изпраща символ А и роботът се придвижва напред. Когато е наклонен назад, се изпраща символ В и роботът се движи назад и така нататък за ляво и дясно. Когато Android е поставен хоризонтално, знакът E се изпраща и роботът спира да се движи.

Стъпка 6: Теория за управление на Bluetooth

В този режим роботът работи като обща RC кола. Нищо ново в този режим, той е същият като общ автомобил с дистанционно управление, наличен на пазара, единствената разлика е, че използваме приложение за Android за управление на робота. В приложението има различни бутони, всеки с различни знаци свързани с него. Когато докоснете който и да е клавиш, герой се изпраща до робота чрез Bluetooth, точно като режима за управление с жестове. Освен това, същите символи се изпращат при докосване на съответните клавиши и роботът следва входящите символи. Използвах бутоните на 360 и -360 градуса в приложението, за да накарам робота да изглежда надясно и наляво. Можете да го промените в кода, ако искате да накарате робота да прави някои други неща.

Стъпка 7: Теория за избягване на препятствия

В този режим роботът работи като робот за избягване на препятствия, като се предпазва от сблъсък с всеки обект. Това става със сензора HC SR04. Предполагам, че знаете за SONAR (Звукова навигация и обхват). Сензорът HC SR04 непрекъснато излъчва ултразвукови звукови вълни. Тези вълни се отскачат, след като ударят твърда повърхност и се връщат към сензора. Записва се времето, необходимо на вълните да се върнат към сензора. Тъй като звукът се движи приблизително с 340 m/s и знаем, че SPEED × TIME = DISTANCE, можем да определим разстоянието напред. Например, ако звукът отнеме 2 секунди за да се върнем, можем да определим разстоянието чрез горната формула, т.е. 340 × 2 = 680 m. По този начин роботът може да измери разстоянието пред него през сензора. Докато се движи, роботът непрекъснато измерва разстоянието напред през сензора. Ако усети, че чистото пространство пред него е по -малко от 30 см, спира да се движи. След това гледа наляво и надясно и сравнява разстоянието от всяка страна. Ако лявата страна има по -голямо разстояние, роботът завива наляво. В противен случай, ако дясната страна е по -голяма, роботът завива надясно. Ако и двете страни имат равни разстояния, роботът се обръща назад. Този прост механизъм помага на робота да избегне препятствията.

Стъпка 8: Сглобяване на шасито

Правейки шасито сами, трябва да сте много внимателни при измерванията и подравняването. Избрах да го направя, защото не можах да намеря такъв в мрежата, който да ме удовлетворява. Като шаси се използва обща кутия за превключване, използвана за захранване. Предполагам, че лесно можете да си вземете такъв от магазин за електроуреди. Първо, прикрепете четирите двигателя в долната част с малко лепило или скоби и след това прикрепете колелата. След това трябва да направите главата на робота (серво и HC SR04 сензор). За главата изрежете малко парче перфорирана плоча и я прикрепете към серво през винт. След това прикрепете ултразвуковия сензор към лепилото с малко лепило. Изрежете малка квадратна дупка в горната част на кутията и фиксирайте серво в нея. След това прикрепете държача на батерията в задната част на робота чрез винт. Поставете веригите и другите компоненти в кутията и шасито ви е готово. Не забравяйте да направите няколко дупки пред високоговорителя, за да излезе звукът и да произведе по -добро качество.

Стъпка 9: Подготовка на гласовия модул

Режимът на говорене на робота се изпълнява от модула WTV 020 SD. Модулът се използва за възпроизвеждане на гласови файлове за робота. Когато бъде зададен въпрос, arduino ще накара модула да възпроизведе съответния гласов файл в SD картата. В модула има четири реда за серийни данни за комуникация с arduino, нулиране, часовник, данни и пинове за заетост. Не забравяйте, че имената на файловете трябва да са в десетичен знак (0001, 0002 …). И че файловете трябва да бъдат във формат AD4 или WAV. Освен това модулът работи само на 1gb micro SD карта. Някои модули дори работят на 2GB карти и картата може да побере максимум 504 гласови файла. Така че можете да включите голям брой гласови файлове за възпроизвеждане за голям брой въпроси. Можете дори да създадете свои собствени гласови AD4 файлове (Можете да пропуснете тази част, ако можете да коригирате с предоставените гласови файлове заедно с този неразрушим). Първо, трябва да имате два софтуера, софтуер за редактиране на звук и софтуер, наречен 4D SOMO TOOL, който би преобразувал файловете във формат AD4. Второ, трябва да подготвите гласовете на роботите. Можете или да конвертирате текст в реч, или дори да запишете свой собствен глас и да направите гласа на робота. И двете могат да бъдат направени в софтуера за редактиране на звук. Но със сигурност роботите не изглеждат добре, ако говорят човешки глас. Така че трябва да е по -добре да конвертирате текст в реч. Има различни двигатели като Microsoft Anna и Microsoft Sam your Computer, които биха помогнали за това. След като подготвите гласовите файлове, трябва да ги запишете в 32000 Hz и във WAV формат. Това е така, защото модулът може да възпроизвежда гласови файлове до 32000 Hz. След това използвайте 4D SOMO TOOL, за да конвертирате файловете във формат AD4. За да направите това, просто отворете SOMO TOOL, изберете файловете и щракнете върху AD4 Encode и вашите гласови файлове са готови. Можете да проверите снимката по -горе за справка. Ако искате повече подробности при създаването на роботизирани гласове, можете да отидете тук:

[Създаване на роботизирани гласове] Ето оригиналните гласови файлове и софтуера:

Стъпка 10: Осъществяване на връзките

Съкратете всички Vcc щифтове на съответните модули заедно и го свържете към 5v щифта на arduino. Направете същото за gnd щифтове. Ето връзките на различните модули. Модул HC 05: RX щифт към извод за копаене arduino 0. TX щифт към щифт за копаене arduino 1. сензор HC SR04: Ехо пин към щифт за копаене arduino 6. Захранващ щифт към копче за копаене arduino 7WTV020-SD модул: pin1 (нулиране на щифт) към arduino dig pin2.pin4 към високоговорител +pin5 към високоговорител -pin7 (часовник) към arduino dig pin3.pin8 към gnd.pin10 (данни) към arduino dig pin4.pin15 (зает) към arduino dig pin5.pin16 към 3.3v След това свържете серво сигналния (жълт) проводник и изкопайте пина 12. L293d контролер на двигателя: щифт A1 към arduino копаещ щифт 8. щифт A2 към arduino копаещ щифт 9. щифт B1 към arduino копаещ щифт 10. щифт B2 to arduino dig pin 11. Не забравяйте, че в този робот използваме два L293d модула. Това е така, защото един модул има капацитет да захранва до два двигателя. За да управляваме четири двигателя, използваме два драйвера на двигателя. Затова не забравяйте да направите дублирани връзки и на двата модула на контролера на двигателя. Например, свържете Arduino pin 8 към pin A1 на двата модула на драйвера. Не забравяйте да свържете изхода на един модул към два двигателя, а другият модул към другите два двигателя. Проверете диаграмата за допълнителна справка.

Стъпка 11: Кодът на Arduino

Беше вълнуващо време за създаването на кода. Това изобщо не е сложен код, той просто използва някои библиотеки за комуникация с Android и звуковия модул. Голяма част от работата се извършва в Android, а не в Arduino. Кодът се основава на Bluetooth комуникация и входящите данни от Bluetooth. Кодът е направен по такъв начин, че трябва да даваме гласови команди на робота, за да изпълнява различните режими, а Arduino непрекъснато проверява за входящи Bluetooth сигнали. За да спрем всеки режим, просто трябва да кажем „стоп“. Единственият проблем с кода е, че трябва да изключим ръчно робота, когато той е в режим за избягване на препятствия. Не можем да използваме командата "стоп" в този режим. Това е така, защото включването на тази функция влияе върху скоростта на сканиране на разстоянието до обектите. Arduino ще трябва да чете едновременно разстоянието на обект, както и входящите Bluetooth сигнали. Това пречи на режима и роботът не успява да се защити напълно от препятствия. Роботът може да не успее да спре незабавно, дори ако предстоящото разстояние е по -малко от 30 см. Така че би било добре да не включвате тази функция в този режим. Просто изтеглете библиотеките и кода и ги качете в Arduino. Но не забравяйте да извадите щифтовете TX и RX (0, 1) от Arduino преди качването. Тези пинове се използват за серийна комуникация и се използват по време на качването на кода. И в този робот тези щифтове се използват за свързване на Bluetooth модула. Така че не забравяйте да ги свалите, в противен случай това може да попречи на вашия Bluetooth модул. Ето кода и библиотеките:

Стъпка 12: Решаване на проблеми и подобряване

Можете да пропуснете тази стъпка, защото тя се занимава само с подобрения на робота. Много проблеми възникват в модула WTV-020-SD-16p, по отношение на капацитета на картата с памет. Това е така, защото някои модули работят на 2 GB карти, докато някои не. Затова е по -добре да използвате 1 GB micro SD карта. Няма да има голям проблем при използването на различни версии на компонентите. Може да се споменат различните версии на модула wtv 020 sd. Това е така, защото има разлика само в опаковката между модулите, докато повечето други вътрешни неща остават същите. Друго важно нещо, използването на печатна платка за робота ще помогне за намаляване на консумацията на ток до голяма степен. Ако свързвате различните компоненти точно като мен, това би ви струвало малко ток, защото голяма част от него ще се загуби в проводниците, имащи високо съпротивление. Това е така, защото веригата е достатъчно голяма. Това неразрушимо не включва проектирането на печатна платка (тъй като не съм я направил), но може да увеличи енергийната ефективност на робота. Но BLUE ROVIER 316 все още не е направено! Мислех да включа още някои функции като следване на редове, решаване на лабиринти и много други неща. Но това остана мечта поради липсата на щифтове на Arduino UNO (BLUE ROVIER наистина изяжда много щифтове на Arduino). Затова мисля да подобря всички функции на този робот и да ги комбинирам, за да образувам по -сложен и полезен робот Arduino. Така че бъдете готови да видите модифицирания изглед на ROVIER след няколко месеца !!! Дори искам да видя други модифицирани версии на робота от някои други хора, притежаващи повече креативност от моя !!!!

Стъпка 13: Игра с робота

Включете робота и вижте как той ви поздравява, играе с вас. Задайте всеки въпрос (не глупав!) И гледайте отговора му. Можете да кажете да следвате линиите или да продължите. Просто кажете „спри“, когато искате да спрете робота.

Вицешампион в конкурса по роботика 2017