Ard-e: the Robot With a Arduino As a Brain: 9 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Πώς να δημιουργήσετε ένα ρομπότ ανοιχτού κώδικα με έλεγχο Arduino για κάτω από $ 100.

Ας ελπίσουμε ότι αφού διαβάσετε αυτό το διδακτικό θα είστε σε θέση να κάνετε το πρώτο σας βήμα στη ρομποτική. Το Ard-e κοστίζει περίπου $ 90 έως $ 130 ανάλογα με το πόσα εφεδρικά ηλεκτρονικά έχετε. Τα κύρια έξοδα είναι: Arduino Diecimella- 35 $ https://www.makershed.com/ProductDetails.asp?ProductCode=MKSP1 Σετ μπουλντόζης- 31 $ https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id= 70104 Servo- $ 10 Πήρα το δικό μου σε ένα τοπικό κατάστημα χόμπι Worm gear Motor- $ 12 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Διάφορα άλλα Ηλεκτρονικά- περίπου 10 $ ραδιόφωνο ή digikey.com Αισθητήρες - οπουδήποτε από 0 δολάρια έως 28 δολάρια ανάλογα με το πόσα θέλετε και πόσο εκτεταμένη είναι η στοίβα σας με σκουπίδια ηλεκτρονικών συσκευών. Έτσι, ξοδεύοντας περίπου 100 δολάρια, αποκτάτε ένα ρομπότ τηλεχειριστηρίου με σύστημα ολίσθησης και κλίσης που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να στοχεύσει μια κάμερα. πιστόλι airsoft (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) ή θα μπορούσατε να συνδέσετε ένα λέιζερ σε αυτό γιατί αυτό είναι που έχετε γύρω σας. Αν θέλατε να είστε πραγματικά σκληροί, μπορείτε να συνδέσετε ένα λέιζερ dvd και να κάψετε ό, τι θέλετε (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Εκτός από το να φτιάξετε το τηγάνι και το σύστημα κλίσης που είναι τηλεχειριζόμενο Μπορείτε επίσης να αγοράσετε τσιπ αξίας περίπου τριών δολαρίων, να συνδέσετε αισθητήρες στο Ard-e και να τον κάνετε πλήρως αυτόνομο. Με περίπου εκατό δολάρια μπορείτε να φτιάξετε το δικό σας σύστημα ρομποτικής που έχει τις περισσότερες λειτουργίες ενός roomba ή ενός ρομπότ lego-mindstorms: Μπορεί να αισθανθεί όταν χτυπά σε κάτι προγραμματισμένο για να αποφύγει αυτό που χτυπά, μπορεί να ακολουθήσει το πιο λαμπρό φως, μυρίστε ρύπους, ακούστε ήχους, γνωρίζετε ακριβώς πόσο έχει προχωρήσει και ελέγχετε με ένα παλιό ανακυκλωμένο τηλεχειριστήριο. Όλα αυτά για το ήμισυ περίπου της τιμής των εμπορικών μονάδων. Αυτή είναι η συμμετοχή μου στο διαγωνισμό ρομπότ RobotGames οπότε αν σας αρέσει φροντίστε να το ψηφίσετε! Σημείωση- Αρχικά επρόκειτο να εισαγάγω την τηλεχειριζόμενη έκδοση μόνο ως συμμετοχή στον διαγωνισμό, αλλά επειδή η προθεσμία αναβλήθηκε, θα σας δείξω πώς να κάνετε τον Ard-e να τρέξει μόνος του. Λοιπόν, πώς να χτίσετε το Ard-e

Βήμα 1: Φτιάξτε την μπουλντόζα σας

Έτσι, μόλις πάρετε το νέο κιτ μπουλντόζας είτε μέσω ταχυδρομείου είτε στο τοπικό σας κατάστημα χόμπι, πρέπει να το συνδυάσετε. Αυτά τα κιτ από την Tamiya τείνουν να είναι λίγο ακριβά, αλλά αξίζουν τον κόπο. Βρήκα το κιβώτιο ταχυτήτων σκουληκιών που χρησιμοποιώ για να βάζω το λέιζερ σε ένα κουτί παλιών έργων καλυμμένο με σκόνη, δεν είχε αγγιχτεί ίσως για τρία χρόνια. Αφού φύσηξε τη σκόνη και τη συνέδεσε, έτρεξε μια χαρά.

Ένα μαχαίρι τσέπης ή ένας δερμάτινος πρέπει να είναι όλα τα εργαλεία που θα χρειαστείτε για να στήσετε την μπουλντόζα. Οι οδηγίες είναι βήμα προς βήμα και είναι εύκολο να ακολουθηθούν ακόμα και αν τα αγγλικά είναι λίγο τρεμάμενα. Δεδομένου ότι δεν σχεδίαζα να χρησιμοποιήσω το Ard-e ως μια πραγματικά αδύναμη μπουλντόζα, δεν έβαλα το άροτρο. Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος που κινούν την μπουλντόζα ελέγχονται από τους διακόπτες διπλού πόλου διπλής ρίψης (DPDT) που αποτελούν τον ελεγκτή. Πρόσθεσα ένα διάγραμμα σχετικά με τον τρόπο σύνδεσης του δικού σας διακόπτη DPDT για τον έλεγχο ενός κινητήρα επειδή αργότερα καταλήγω να ελέγχω τον κινητήρα περιστροφής με έναν άλλο διακόπτη DPDT. Ας ελπίσουμε ότι το διάγραμμα καθιστά σαφές ότι ο διακόπτης όταν πετιέται προς τη μία κατεύθυνση κάνει τον κινητήρα να στρίβει προς τη μία κατεύθυνση και όταν πετάγεται από την άλλη στρέφεται προς την άλλη πλευρά.

Βήμα 2: Συναρμολογήστε το σύστημα Pan και Tilt

Έτσι έχετε τώρα μια βάση για το Ard-e που είναι κατασκευασμένη και κατασκευασμένη καλά (ελπίζουμε ότι τα αγγλικά στις οδηγίες δεν σας έριξαν πολύ). Τώρα πρέπει να φτιάξετε κάτι που αυτή η βάση μπορεί να οδηγήσει και να κάνει δροσερά πράγματα. Επέλεξα να βάλω ένα άλλο μοτέρ DC και ένα σερβο σε αυτό ως σύστημα ταψιού και κλίσης που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να στοχεύσετε ό, τι θέλετε. Το σερβο ελέγχεται από το Arduino και ο κινητήρας περιστροφής ελέγχεται από ένα διακόπτη DPDT που αγόρασα στο ραδιόφωνο για περίπου δύο δολάρια. Για να ελέγξω το σερβο, έγραψα κάποιο κώδικα στο περιβάλλον λογισμικού Arduino που διαβάζει την πτώση τάσης ενός ποτενσιόμετρου και το μετατρέπει στη γωνία στην οποία πρέπει να μετακινηθεί το σερβο. Για να το εφαρμόσετε στο Arduino, συνδέετε το καλώδιο δεδομένων σερβο σε μία από τις ακίδες ψηφιακής εξόδου στο Arduino και το καλώδιο συν τάσης στα 5V και το καλώδιο γείωσης στη γείωση. Για το ποτενσιόμετρο πρέπει να συνδέσετε τα δύο εξωτερικά καλώδια σε +5V και το άλλο στη γείωση. Το μεσαίο καλώδιο από το ποτενσιόμετρο θα πρέπει στη συνέχεια να συνδεθεί σε μια αναλογική είσοδο. Το ποτενσιόμετρο στη συνέχεια λειτουργεί ως διαχωριστής τάσης με πιθανές τιμές 0V έως +5. Όταν το Arduino διαβάζει την αναλογική είσοδο, το διαβάζει από το 0 έως το 1023. Για να λάβω μια γωνία εκτέλεσης του σερβο, διαιρούσα την τιμή που διάβαζε το Arduino κατά 5,68 για να λάβω μια κλίμακα περίπου 0-180. Ακολουθεί ο κώδικας που χρησιμοποίησα για τον έλεγχο του σερβο κλίσης από ένα ποτενσιόμετρο: #include int potPin = 2; // επιλέγει τον πείρο εισόδου για το ποτενσιόμετροServo servo1; int val = 0; // μεταβλητή για αποθήκευση της τιμής που προέρχεται από το potentiometervoid setup () {servo1.attach (8); // επιλέγει το pin για το servo} void loop () {val = analogRead (potPin); // διαβάστε την τιμή από το ποτενσιόμετρο val = val / 5,68; // μετατρέψτε την τιμή σε βαθμούς servo1.write (val); // κάνει το σερβο να πηγαίνει σε αυτόν τον βαθμό Servo:: refresh (); // Απαιτείται εντολή για την εκτέλεση του servo} Αν χρειάζεστε βοήθεια για να εργαστείτε με το Arduino όπως εγώ, τότε σας προτείνω ανεπιφύλακτα να επισκεφθείτε το www.arduino.cc Είναι ένας φανταστικός ιστότοπος ανοιχτού κώδικα που είναι πραγματικά χρήσιμος. Έτσι, αφού δοκίμασα τον έλεγχο του σερβο και του διακόπτη, χρειάστηκα ένα μέρος για να τα βάλω. Κατέληξα να χρησιμοποιώ ένα κομμάτι παλιοσίδερα κομμένο περίπου στο ίδιο μήκος με το Ard-e και το βίδωσα στην πίσω σανίδα με ένα κομμάτι αλουμινίου λυγισμένο σε γωνία 90 μοιρών. Στη συνέχεια, εγκατέστησα τον διακόπτη DPDT και το ποτενσιόμετρο στο χειριστήριο. Wasταν ένα σφιχτό σφίξιμο και έπρεπε να ανοίξω μια άλλη τρύπα στο πάνω μέρος του για να εξαντλήσω τα καλώδια, αλλά συνολικά λειτούργησε πολύ όμορφα. Κατέληξα επίσης να κολλήσω καλώδια στο υπάρχον κύκλωμα ελεγκτή για να τροφοδοτήσω το κιβώτιο ταχυτήτων σκουλήκι. Πραγματικά μάλλον θα έπρεπε να είχα χρησιμοποιήσει άλλο σερβο για το panning αλλά το κατάστημα χόμπι που πήγα είχε μόνο ένα από τα δέκα δολάρια και ο κινητήρας μπορεί να γυρίσει 360 βαθμούς σε αντίθεση με το σερβο. Ο κινητήρας είναι λίγο πολύ αργός όμως. Πάμε τώρα στις δοκιμές.

Βήμα 3: Δοκιμή και δημιουργία της Τηλεχειριζόμενης έκδοσης του Ard-e

Έτσι, πριν ξεκινήσουμε να οδηγούμε το Ard-e πρέπει να κάνουμε το Arduino κινητό. Το μόνο που χρειάζεστε για να γίνει το Decimilla είναι μια μπαταρία 9 βολτ συνδεδεμένη σε ένα βύσμα που ταιριάζει στο εξωτερικό τροφοδοτικό. Κατέληξα να κόβω το καλώδιο τροφοδοσίας από έναν παλιό μετασχηματιστή και πήρα ένα κλιπ μπαταρίας εννέα βολτ αφαιρώντας ένα παλιό εννέα βολτ. Ο βραχυκυκλωτήρας πρέπει επίσης να μετακινηθεί από την τροφοδοσία usb στην ισχύ. Εάν η μπαταρία είναι σωστά συνδεδεμένη, η λυχνία τροφοδοσίας στο Arduino πρέπει να ανάψει. Αν όχι, μάλλον έχετε κάνει λάθος στην πολικότητα και πρέπει να αλλάξετε τα καλώδια. Το έκανα αυτό στην αρχή και δεν προκάλεσε καμία ζημιά στο τσιπ, αλλά δεν θα το συνιστούσα να το κάνω για πολύ.

Τώρα πρέπει να δοκιμάσετε για να δείτε αν όλα λειτουργούν όπως περιμένατε. Συνδέστε κάτι στο τηγάνι και γείρετε το σύστημα σαν κάμερα ή led. Χρησιμοποίησα ένα φερμουάρ με λέιζερ στο σερβο γιατί ταιριάζει όμορφα και είχα ένα που βρισκόταν τριγύρω. Οδηγήστε τον Ard-e και προσπαθήστε να μην λάμπετε το λέιζερ στα μάτια σας. Όταν έβαλα για πρώτη φορά το Ard-e έβαλα το Arduino πίσω από το χειριστήριο και το κολλήσαμε στη θέση του. Με αυτό το σετάρισμα κάθε φορά που έτρεχα είτε τους κινητήρες οδήγησης είτε τον κινητήρα περιστροφής, το σερβο θα πήγαινε στη θέση 0 βαθμού. Προφανώς η λειτουργία των κινητήρων θα παρεμβαίνει στον παλμό ελέγχου χρονισμού και θα κάνει το σερβο να πιστεύει ότι έπρεπε να είναι στους 0 βαθμούς. Κατάλαβα ότι αυτό πιθανότατα οφείλεται στο πόσο καιρό ήταν το καλώδιο ελέγχου στο σερβο του Ard-e. Έπρεπε να τρέξει από το Ard-e στο Ardunio πίσω από το χειριστήριο ενώ βρισκόταν σε κοντινή απόσταση από τα καλώδια που μεταφέρουν το ρεύμα στους κινητήρες. Αυτά τα καλώδια προκάλεσαν πολύ θόρυβο στο σύρμα ελέγχου και το έκαναν στο 0. Για να διορθώσω αυτό το πρόβλημα, μετακίνησα το Arduino από πίσω από το χειριστήριο στο Ard-e. Σημειώστε την πολύ επαγγελματική τοποθέτηση κολλητικής ταινίας τόσο του σερβο όσο και του Arduino. Αυτό εξάλειψε τα καλώδια του κινητήρα που προκαλούν θόρυβο και διόρθωσε το πρόβλημα. Στη συνέχεια, τα μακριά καλώδια απλώς μετέφεραν το σήμα τροφοδοσίας και εισόδου από το ποτενσιόμετρο αντί του σήματος ισχύος και ελέγχου για το σερβο. Ο θόρυβος από τα καλώδια του κινητήρα επηρεάζει τώρα την ένδειξη του ποτενσιόμετρου, η οποία δεν επηρεάζει ελάχιστα τον βαθμό στον οποίο οδηγείται το σερβο. Έτσι έχετε τώρα την τηλεχειριζόμενη έκδοση του Ard-e. Βασικά μόλις φτιάξατε ένα πραγματικά δροσερό σπιτικό αυτοκίνητο με το οποίο μπορείτε να οδηγείτε και να δείχνετε πράγματα. Το Arduino δεν χρησιμοποιείται καθόλου. Ο Ard-e αυτή τη στιγμή χρησιμοποιεί το 1/6 της ικανότητάς του να αντιλαμβάνεται τον αναλογικό κόσμο και το 1/14 των ψηφιακών του δυνατοτήτων εισόδου/εξόδου. Θα μπορούσατε να εξοικονομήσετε χρήματα και να βγάζετε το σερβο και το Arduino αν το σπιτικό αυτοκίνητο είναι το μόνο που θέλετε…. Αλλά αν θέλετε πραγματικά να βυθίσετε τα δόντια σας στη ρομποτική, διαβάστε παρακάτω πώς να κάνετε τον Ard-e να οδηγεί μόνος του.

Βήμα 4: Ard-e στο Auto: Χρήση του Ardunio για οδήγηση των DC Motors

Δεύτερο Βραβείο στον Διαγωνισμό Ρομπότ Instructables και RoboGames