Arduino Mothbot: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Целта на този проект е да се проектира и изгради прост следящ светлината робот, използващ платка за микроконтролер Arduino Duemilanove. Наистина исках да споделя проект на робот, който беше евтин, лесен за изграждане и имаше пълен набор от инструкции за всички различни стъпки. Надявам се, че съм успял и бих искал да получа коментари относно подобряването на тази инструкция още по -добре.

Дизайнът на този робот се фокусира върху използването на книгата „Първи стъпки с Arduino“от Масимо Банзи и публикувана с [makezine.com Make]. Също така използвах код за стартиране на сервомоторите от проект, озаглавен: Как да направим серво робот с контролиран Arduino (SERB). Arduino Mothbot е общо взето доста бърз робот за изграждане. Ако приемем, че започнете с всички части и не е нужно да импровизирате, общият проект трябва да отнеме може би час за изграждане. Това е, ако следвате инструкциите и копирате кода. Ако обаче изграждате само една функция наведнъж и тествате по пътя, тогава този проект може да отнеме значително повече време. Предимството на по -дългата писта е, че вероятно ще научите много повече и ще се забавлявате по пътя.

Стъпка 1: Съберете вашите части и инструменти

Изграждането на този робот ще ви струва около 80 долара на части, ако никога досега не сте правили нещо подобно. Разходите за мен бяха значително по -ниски, тъй като имам много електроника да работя. Знам обаче колко разочароващо може да бъде да се опитваш да следваш инструкции, без да знаеш кои части да вземеш, от къде да поръчаш и колко всичко ще струва предварително, затова свърших цялата тази работа вместо теб. След като разполагате с всички части на квадрат, би трябвало да е лесно да направите този проект. Следвайте следната връзка към моя проект wiki, за да получите пълен списък с части. Списък с части на Arduino Mothbot

Сега може да искате да получите някои инструменти. Тъй като в този проект се използва макет без запояване, можете да направите без много модерно електронно оборудване. Надяваме се, че можете да намерите останалите неща, от които се нуждаете в гараж: 1. Клещи за игли 2. Ножове за тел 3. Плоска отвертка 4. Малка крестообразна (4-странична) отвертка 5. Регулируем ключ или 11/32 " шестоъгълен ключ 6. Пробийте 7. Свредла 7 1/16 ", 5/32" и 7/32 "8. Трион (по избор) 9. Защитни очила Моля, използвайте безопасни практики, когато използвате електроинструменти.

Стъпка 2: Етап на планиране

Преди да започна този проект, огледах Instructables в много други проекти. Прекарах известно време и в четенето на книгата „Първи стъпки с Arduino“от Масимо Банзи. Почти всичко в този проект е направено от пример на този уебсайт или в книгата. Аз проектирах проекта по този начин в опит да го направя достъпен за начинаещия роботик.

Във фазата на планиране не само разглеждах хардуера и кодирането, но и домашната си работа по електрониката. Исках да съставя проста схема на електрониката за този проект, за да мога да следя какво се случва, докато го изграждам. Можете да видите на снимката различните компоненти, захранващи линии и щифтове Arduino. Надяваме се, че това е ясна диаграма и илюстрира колко проста е електрониката за този проект.

Стъпка 3: Свързване на сервомоторите към Arduino

Ако ще създадете робот, първото нещо, което вероятно искате да разработите, е как да го накарате да се движи. Най -вероятно искате да можете да го изпратите напред, назад, надясно, наляво и да го спрете. Ако не можете да разберете как да го командвате да се движи правилно, няма вероятност да го накарате да направи нещо, когато свържете всички сензори. По -долу са стъпките за свързване на двигателя към Arduino.

1. Първото нещо, което трябва да направите при настройката на спояващата платка е да настроите земята (GND) и захранването (+6V) за сервомоторите. Избрах да използвам двете дълги ленти на дъската, които биха били най -близо до Arduino. 2. След като заземяването и електропроводите бъдат идентифицирани, свържете земята на платката Arduino към заземителната лента на спояващата платка. Все още не свързвайте захранването към спояващата платка. 3. Всяко серво има три проводника, които излизат от тях. Моите имат черен, червен и бял проводник за всеки. Черното е за маса, червеното е за захранване, а бялото е контролния проводник. Изрежете три джъмперни проводника за всяко серво със същия размер (така общо 6). 4. Прикрепете джъмперните проводници към края на серво проводниците и след това всяко серво към спояващата платка. 5. Сега използвайте джъмпери, за да свържете земята и захранването от всяко серво към земята и захранването на споената платка. 6. Сега свържете контролните проводници от всяко серво към Arduino. Свържете лявото серво към цифровия изход (PWM) 3 и дясното серво към цифровия изход (PWM) 11. 7. Накрая свържете земята и захранването от батериите 4AA към земята и захранването на споената платка. Не се тревожете, ако сервомоторите започнат да се движат, когато вашият Arduino няма захранване или все още не е програмиран. 8. Използвайки кода, сега трябва да можете да стартирате двигателите в посоки напред, назад, наляво или надясно, като използвате включените функции.

Стъпка 4: Тестване на двигателите

Мисля, че е важно да се включи част от тестовия код, който използвах, когато сглобявах Arduino Mothbot. Ако се интересувате и желаете да отделите време за размисъл, мисля, че ще намерите тези фрагменти от код образователни и полезни в други проекти. Преди да публикувам някакъв код по -долу, искам да дам да се разбере, че следното се основава на друг страхотен проект, наречен Как да направим серво робот с контролиран Arduino (SERB). Научих много, следвайки работата по тази инструкция и искам да дам кредит там, където се дължи.

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

Стъпка 5: Интегриране на бутона за включване/изключване

Сега може да искате да включите и изключите робота си с натискане на бутон. Самият Arduino ще изпълнява код в безкраен цикъл, докато не го изключите, което може да бъде доста разочароващо, когато включите робота си на масата и той започне да бяга от вас! Интегрирането на бутона е чудесна стъпка в този процес, защото вие също ще научите как да използвате бутони за други неща, като например създаване на броня, за да откриете, когато роботът удари стена. Като бележка ще забележите, че премахнах сервомоторите от без запояване макет за повечето от моите снимки. Това просто помага да се направи изображението по -ясно, когато показвам различни стъпки. За да започнете, изключете захранването от серво моторите, преди да извършите повече работа. Не забравяйте да правите това всеки път, когато добавяте нещо към този проект. Сега може да искате да можете да включите и изключите робота си, вместо да накарате робота да започне незабавно да се движи, когато свържете захранването. Идентифицирайте лента от противоположната страна на споената платка, която да захранва бутона за включване/изключване (и по -късно сензорите). С помощта на джъмпер проводник свържете захранването (+5V) от Arduino към лентата, която току -що идентифицирахте. Свържете два джъмперни проводника към моментния превключвател и включете единия край в (+5V) захранване6. Включете другия край на моментния превключвател в по -малка лента в средата на споената платка. От същата лента свържете 10K ом резистор към лентата, а другия край към земята8. Накрая, свържете проводник от лентата с превключвателя и резистора на единия край и поставете другия край в цифров вход 7 на Arduino. Сега с кода трябва да можете да използвате бутона за включване и изключване на робота. Ако използвате кода със светодиода (цифров изход 13), ще видите бордовия светодиод да се включва и изключва с робота. Това е чудесен начин да тествате кода на Arduino, ако изключите захранването на двигателите.

Стъпка 6: Тестване на бутона за включване/изключване

Този нов код включва информацията за използване на бутона за включване/изключване и за правене на вградения светодиод да мига.

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

Стъпка 7: Интегриране на светлинните сензори

Какво би бил Arduino Mothbot, ако няма светлинни сензори? Смисълът на този прост проект е да се направи робот, който е привлечен от най -ярката светлина. За това ще трябва да интегрираме някои сензори за светлина, известни още като фоторезистори.

1. Отново изключете захранването от серво моторите, преди да извършите тази стъпка 2. Настройката на сензорите за светлина ще се извърши два пъти. Това е почти същата настройка като моментния превключвател. Всъщност това е същата настройка, но този път ще използвате светлинния сензор (фоторезистор) вместо моментния превключвател. 3. Тъй като този робот ще използва двата светлинни сензора, за да избере посоката на движение, се препоръчва да настроите всеки светлинен сензор от противоположните страни на спояващата платка или колкото е възможно по -далече. 4. Свържете единия край на светлинен сензор към захранващата линия (+5V), а другия край в малка лента в центъра на платката. 5. Свържете 10k ohm резистор към същата лента, а другия край към земята. 7. Свържете левия сензор към аналоговия вход 0 на Arduino и десния сензор към аналоговия вход 1. 8. Сега трябва да можете да използвате светлинните сензори за преместване на сервомоторите.

Стъпка 8: Окончателният код

Ето последния код, използван за стартиране на Arduino Mothbot. В кода съм включил изявления за печат към серийния порт на Arduino. Ако имате Arduino свързан през USB порта на вашия компютър, трябва да можете да видите отчетите за печат, които ви казват по кой път роботът планира да тръгне. Може да искате да регулирате праговата стойност на сензора за светлина, за да настроите по -добре поведението на робота. Прагът зависи главно от вашите сензори и околната светлина на местоположението, в което се намирате.

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

Стъпка 9: Изградете тялото на Mothbot

Роботът, който изграждате, наистина не е добър, освен ако не може да се задържи. Поради тази причина тя се нуждае от тяло. Опитах се да направя това възможно най -опростен строителен проект. Вие обаче ще трябва да свършите малко работа сами, за да разберете правилните измервания. Предлагам възрастовия метод „измери два пъти, изрежи веднъж“. Тялото на робота е направено от малък лист тополова дървесина, която купих в железария, предварително нарязана на 6 "x 24". Нарязах моята до 6 "x 8" с помощта на триона, предоставен в магазина за хардуер. След това пробих дупки към предната част на платката, за да прикрепя серво скобите за всяко серво. За това използвах свредло с размер 5/32 ". 3 Пробих и в отвор в задната част на дъската за колелото, което балансира робота. За това използвах свредло с размер 7/32". Избрах да използвам малко по -малка свредло, за да мога да прилепна плътно с триене с колелото си, тъй като не използвах комбинация от гайка и болт за закрепването му. След това прикрепих скобите към дъската с гайките и болтовете. Това беше направено с помощта на отвертка с плоска глава и регулируемия ключ. След като прикрепих скобите, прикрепих всяко серво към скобите с гайките и болтовете. 6. Накрая натиснах колелото в цялото.

Стъпка 10: Изработка на колелата

Колелата бяха труден проблем за мен. Всъщност имах бот някои сертифицирани колела на робот, но осъзнах, че са а) твърде тежки и б) нямах начин да ги прикрепя към избраните от нас серво. Тогава си спомних, че използвах капаци на буркани в гимназията за подобен проект. Затова тръгнахме към магазина в търсене на подходяща алтернатива на колелото на робот. Всяко колело е направено от капака от контейнер Ziploc Twist 'n Loc. Други добри капаци са тези върху буркани с фъстъчено масло или други хранителни стоки. Не се застъпвам за хабене на храна, но спестете капака си и може да откриете, че един е с правилния размер за вашия проект за роботи. Използвах остатъчните контейнери, за да държа части, които съм събрал. Първото нещо, което направих, беше да избера серво клаксона, който исках за джантите. Избрах тези, които имаха четири клаксона и които бяха включени в моите серво, когато ги купих. Преди да направите нещо, пробийте дупка в центъра на колелото. Препоръчвам да направите това с бормашината си 5/32 ". Ще ви е необходимо, за да стигнете до винта, който свързва клаксона със сервопривода. 4. Сега завийте капака към клаксона. Използвах четири включени винта с всеки серво за свързване на капаците към клаксоните. Може да е по-лесно, ако предварително пробиете малки дупки през капака, както направих аз. Използвах свредло 1/16 "за това. Но бъдете внимателни, пробиването през тази пластмаса с тежка бормашина и малка част може да бъде трудно. Сега свържете клаксоните към сервомоторите с помощта на малката крестообразна отвертка (4-странична). И накрая, увийте гумени ленти около всяко колело, за да ви осигури повече сцепление. Взех ластиците си от продукти, които купих в магазина за хранителни стоки. Надяваме се, че имате няколко лежащи наоколо. В този момент цялото тяло и колелата трябва да бъдат сглобени.

Стъпка 11: Завършване на Arduino Mothbot

Със сглобеното тяло и колела е лесно да поставите Arduino и спойка без запояване точно върху тялото на робота. Уверете се, че все още можете да стигнете до USB входа на Arduino, в случай че трябва да промените програмирането. Използвах някаква черна електрическа лента под всяка, за да ги залепя към тялото. Електрическата лента се отстранява лесно и се държи доста добре. Залепете Arduino и без запояване макет до горната част на корпуса на робота, който сте построили. Използването на лента отново е добра идея да свържете държача на батерията 4AA и 9V батерията към тялото. Уверете се, че проводниците достигат. Свържете серво проводниците към спояващата платка, ако сте ги премахнали преди това. Свържете захранването на Arduino5. Свържете захранването на серво мотора6. Сега поставете робота си на земята и натиснете превключвателя за включване/изключване! Сега тя трябва да оживее и да преследва светлината из стаята:) Като бъдещ допълнителен проект бих включил обикновена броня или сензор за стена. Това би било превключвател, подобно на бутона за включване/изключване, използван в този проект. Въпреки това, когато бутонът е натиснат, той ще каже на робота да обърне посоката, да завие наляво или надясно и да продължи с програмата. След като това приключи, този робот би бил чудесна малка платформа за тестване на други сензори и устройства.