Rob the Automated Robot: 10 Βήματα (με Εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Αυτό το διδακτικό δημιουργήθηκε για να εκπληρώσει την απαίτηση έργου του Makecourse στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα (www.makecourse.com).

Σε αυτό το σεμινάριο θα μάθετε πώς να φτιάχνετε ένα πλήρως αυτοματοποιημένο ρομπότ με το όνομα Rob που είναι εξοπλισμένο με αισθητήρες που του επιτρέπουν να εντοπίζει εμπόδια. Ο Ρομπ κινείται μέχρι να έρθει σε επαφή με ένα εμπόδιο και στη συνέχεια σταματά, ελέγχει το περιβάλλον του και συνεχίζει σε μια διαδρομή που είναι ελεύθερη από εμπόδια.

Για να δημιουργήσετε αυτό το ρομπότ, η γνώση του Arduino και του C ++ δεν είναι απαραίτητη, αλλά βοηθάει!

Ας αρχίσουμε!

Βήμα 1: Τι θα χρειαστείτε

Για αυτό το έργο, θα χρειαστείτε:

Υλικά:

• Arduino UNO x1
• Motor Shield x1
• Breadboard x1
• DC Motors x4
• Τροχοί x4
• HC-SR04 Υπερηχητικός αισθητήρας x1
• Θήκες μπαταρίας 9-V x2
• Micro Servo Motor x1
• Μπαταρίες 9V x2
• Ηλεκτρική ταινία
• Καλώδια
• Μαύρο κουτί x1
• Αγγίξτε τον αισθητήρα x1

Εργαλεία:

• Πυροβόλο θερμό κόλλα
• Συγκολλητικό σίδερο
• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• Κατσαβίδι
• Συρματοκόπτης

Βήμα 2: Προετοιμάστε τροχούς

Πάρτε δύο καλώδια βραχυκυκλωτήρων και τοποθετήστε ένα από κάθε μία από τις χάλκινες γλωττίδες που βρίσκονται στην πλευρά ενός μοτέρ DC. Χρησιμοποιώντας ένα συγκολλητικό σίδερο, κολλήστε προσεκτικά τα καλώδια του βραχυκυκλωτήρα στον κινητήρα DC. Επαναλάβετε για όλους τους κινητήρες.

Πάρτε τον τροχό και τοποθετήστε τον πάνω στον λευκό πείρο που βρίσκεται στην απέναντι πλευρά των χάλκινων γλωττίδων στον κινητήρα DC. Ο τροχός πρέπει να παραμένει σφιχτά αναμμένος και να περιστρέφεται ελεύθερα μαζί με το μοτέρ DC.

Για να ελέγξετε αν οι τροχοί λειτουργούν σωστά, τοποθετήστε καθένα από τα καλώδια που συγκολλήθηκαν σε κάθε κινητήρα DC στους θετικούς και αρνητικούς ακροδέκτες μιας μπαταρίας 9 V. Ο τροχός πρέπει να γυρίζει.

Βήμα 3: Προετοιμασία εξαρτημάτων τρισδιάστατης εκτύπωσης

Χρησιμοποιώντας έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή, εκτυπώστε τα ακόλουθα αρχεία.stl. Τα αρχεία τμημάτων περιλαμβάνονται επίσης σε περίπτωση που υπάρχει ανάγκη αλλαγής του σχεδιασμού.

Βήμα 4: Ρύθμιση Motor Shield

Χρησιμοποιώντας ένα κατσαβίδι θα συνδέσουμε καθένα από τα καλώδια DC Motor στις θύρες M1 M2 M3 και M4 στην ασπίδα του κινητήρα.

Συνδέστε τους κινητήρες που θα ελέγχουν τους αριστερούς τροχούς στις θύρες M1 και M2 και τους κινητήρες του δεξιού τροχού στις θύρες M3 και M4.

Εάν ένας κινητήρας λειτουργεί προς τα πίσω, απλώς αλλάξτε τα καλώδια στη θύρα προστασίας κινητήρα για αυτόν τον τροχό. (Ουσιαστικά αλλάζοντας τις θετικές και αρνητικές συνδέσεις).

Συγκολλήστε μακριά καλώδια στα +5V, Ground, A0, A1 και Pin 3 στην ασπίδα του κινητήρα. Αυτά θα χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση του Breadboard, του υπερηχητικού αισθητήρα και του αισθητήρα αφής σε επόμενα βήματα.

Χρησιμοποιώντας ένα κατσαβίδι, συνδέστε μια θήκη μπαταρίας στη θύρα EXT_PWR στην θωράκιση του κινητήρα. Αυτό θα παρέχει ισχύ στην ασπίδα του κινητήρα και στους τροχούς.

Τοποθετήστε την ασπίδα κινητήρα στο Arduino, βεβαιωθείτε ότι οι θύρες είναι σωστά ευθυγραμμισμένες.

Βήμα 5: Συνδεθείτε στο Breadboard

Για να είναι τα πράγματα απλά, οι περισσότερες συνδέσεις συγκολλούνται πάνω στο προστατευτικό του κινητήρα. Το breadboard χρησιμοποιείται κυρίως για την παροχή συνδέσεων +5V και Ground.

Χρησιμοποιώντας τα σύρματα που συγκολλήθηκαν στην ασπίδα κινητήρα στο τελευταίο βήμα, συνδέστε το καλώδιο +5V στην κόκκινη λωρίδα ισχύος της σανίδας ψωμιού και συνδέστε το καλώδιο γείωσης με το μπλε πολύπριζο στη σανίδα ψωμιού.

Βήμα 6: Ρυθμίστε τον αισθητήρα υπερήχων HC-SR04

Για αυτό το μέρος, θα χρειαστείτε τα τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη σας από το βήμα 3!

Τοποθετήστε τον αισθητήρα υπερήχων στο τμήμα της υποδοχής αισθητήρα υπερήχων με τρισδιάστατη εκτύπωση. Συνδέστε 4 θηλυκά με θηλυκά καλώδια jumper στις θύρες Ground, Trigger, Echo και VCC που βρίσκονται στο πίσω μέρος του αισθητήρα υπερήχων. Περάστε τα καλώδια του βραχυκυκλωτήρα μέσα από το εσωτερικό του εξαρτήματος Servo Mount και χρησιμοποιώντας ζεστή κόλλα, συνδέστε το τμήμα στήριξης σερβομηχανισμού στο τμήμα του συγκρατητήρα υπερήχων αισθητήρων.

Συνδέστε τα καλώδια που συγκολλήθηκαν στην ασπίδα κινητήρα στο βήμα 4 στο τέλος του θηλυκού αισθητήρα υπερήχων σε θηλυκή σύνδεση. Το TRIG πρέπει να συνδεθεί στο A0 και το ECHO πρέπει να συνδεθεί στο A1. Εκτελέστε μια σύνδεση από την κόκκινη λωρίδα τροφοδοσίας στο ψωμί προς τη θύρα VCC στον αισθητήρα υπερήχων και μια άλλη σύνδεση από το μπλε πολύπριζο στη θύρα GROUND.

Ασφαλίστε τις συνδέσεις με ηλεκτρική ταινία για να διασφαλίσετε ότι δεν θα χαλαρώσουν.

Βήμα 7: Ρύθμιση του σερβοκινητήρα

Για αυτό το βήμα, θα χρειαστείτε το τυπωμένο τμήμα Base 3-D.

Τοποθετήστε το Servo Motor στο κεντρικό άνοιγμα (Το μεσαίο άνοιγμα των 3 ορθογώνιων ανοιγμάτων) του εκτυπωμένου τμήματος Base 3-D. Περάστε τα Servo Wires μέσα από το άνοιγμα και συνδέστε τον σερβοκινητήρα στη θύρα SER1 στη γωνία της θωράκισης του κινητήρα.

Κόλλα ζεστού τύπου Ultrasonic Piece από το προηγούμενο βήμα στην κορυφή του σερβοκινητήρα.

Βήμα 8: Ρυθμίστε τον αισθητήρα αφής

Συνδέστε 3 θηλυκά με θηλυκά καλώδια βραχυκυκλωτή στις θύρες G, V και S που βρίσκονται στο πίσω μέρος του αισθητήρα αφής.

Συνδέστε το σύρμα που συγκολλήθηκε στον πείρο 3 της ασπίδας μοτέρ στη θύρα S του αισθητήρα αφής. Εκτελέστε μια σύνδεση από την κόκκινη λωρίδα τροφοδοσίας στο ψωμί προς τη θύρα VCC στον αισθητήρα υπερήχων και μια άλλη σύνδεση από το μπλε πολύπριζο στη θύρα GROUND.

Βήμα 9: Συγκεντρώστε τον Rob

Θερμάνετε το πιστόλι θερμής κόλλας σας, θα χρησιμοποιηθεί εκτενώς σε αυτό το βήμα. Ενώ περιμένετε να ζεσταθεί το πιστόλι θερμής κόλλας, βάψτε το μαύρο κουτί που σας δόθηκε στο Make Course χρησιμοποιώντας ακρυλικό χρώμα. Περιμένετε να στεγνώσει αυτό.

Μόλις ζεσταθεί η κόλλα, κολλήστε το τμήμα του αισθητήρα βάσης/υπερήχων στην κορυφή του κουτιού. Περάστε τα καλώδια στο εσωτερικό του κουτιού. Τοποθετήστε την ασπίδα του κινητήρα, το Arduino και το breadboard μέσα στο κουτί.

Κολλήστε ζεστά τους τέσσερις κινητήρες DC στο κάτω μέρος του κιβωτίου, διασφαλίζοντας ότι οι τροχοί που συνδέονται με τα Μ1 και Μ2 είναι αριστερά και οι τροχοί που συνδέονται με τους Μ3 και Μ4 βρίσκονται στη δεξιά πλευρά. Σε αυτό το σημείο, ο Rob θα πρέπει να είναι πλήρης μείον τον κωδικό.

Βήμα 10: Κωδικός

Για να εκτελέσετε τον κωδικό που παρέχεται, πρέπει πρώτα να κατεβάσετε τα αρχεία AFmotor και NewPing στις βιβλιοθήκες σας arduino.r

Κατεβάστε το αρχείο FinalCode_4connect και ανεβάστε το στο arduino σας.

Ο κώδικας ρυθμίζει λειτουργίες που βοηθούν στην αλλαγή της διαδρομής του ρομπότ εάν υπάρχει εμπόδιο στο δρόμο του. Όταν εντοπίσει ένα εμπόδιο, ο Rob σταματά και ελέγχει αριστερά και δεξιά και ανάλογα με τη θέση του εμποδίου, οι λειτουργίες κίνησης προς τα εμπρός, προς τα πίσω, περιστροφής, περιστροφής και στροφής καλούνται έτσι ώστε να μπορεί να κινηθεί προς τη σωστή κατεύθυνση. Όταν πιέζεται ο αισθητήρας αφής, το σερβο αρχίζει να ερευνά το περιβάλλον του και ο Ρομπ προχωράει μέχρι να εντοπίσει ένα εμπόδιο. Όταν εντοπιστεί ένα εμπόδιο, ο Rob σταματά και ξεκινά τη συνάρτηση changePath.

Το ρομπότ σας πρέπει τώρα να τρέχει και να αποφεύγει τα εμπόδια!