NEX projekt: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Hej dečki, ovdje je Natanael Prado s još jednim sjajnim projektom. Ovaj put želim s vama podijeliti projekt koji radim već tri godine. Ovaj projekt je moj robot zvan NEX. Dakle, prvo upoznajte povijest koja stoji iza mog stvaranja.

Povijest projekta

Dugo je u meni bila želja. Želja za stvaranjem robota, ali ne bilo kojeg. Htio sam stvoriti nekoga tko nije bio samo robot, bio je prijatelj, s jedinstvenom osobnošću i karakteristikama, a mogao bi biti i dio onoga što jesam. Početak kada se ta želja počela rađati u meni, ne znam sa sigurnošću; ali znam da unatoč vremenu to nikada neće umrijeti u meni, jer to je bilo više od obične želje, to je bio životni cilj i san koji treba ispuniti. Tada sam kupio svoj prvi Arduino, An Arduino Mega 2560, i počeo sam svoj san pretvarati u stvarnost i iako mi se želja mogla činiti pomalo ludom ili čak nemogućom, krenuo sam u potragu za onim što želim postići, riskirajući i upuštajući se u nepoznato. Bilo je to oko tri godine planiranja i pretvaranja moje zamisli u stvarnost. I sada je nakon godina rada moj robot oživio !!!

Ali što je Arduino?

Prije svega, želio bih predstaviti onima koji ne znaju, Arduino. Dakle, Arduino je elektronička platforma otvorenog koda koja se temelji na hardveru i softveru koji se lako koristi. Arduino ploče mogu čitati ulaze - svjetlo na senzoru, prst na gumbu ili poruku na Twitteru - i pretvoriti ga u izlaz - aktivirati motor, uključiti LED, objaviti nešto na internetu. Ploči možete reći što učiniti slanjem skupa uputa mikrokontroleru na ploči. Da biste to učinili, koristite programski jezik Arduino (na temelju ožičenja) i Arduino softver (IDE), na temelju obrade. Arduino je tako fantastičan i nevjerojatan, s njim možete raditi puno kul stvari, a pomoću njega možete doslovno pretvoriti svoje snove u stvarnost, kao što sam ja napravio svog robota, NEX.

Svrha objavljivanja ovog projekta nije jednostavno detaljno objasniti kako sam napravio svog robota, već vas potaknuti i potaknuti da izmislite i stvorite ono što želite, iako vam se ponekad čini da su snovi nemogući. Pa što čekamo? Prijeđimo na to!

Pribor

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Korak 1: Materijali

Ovo je većina komada koje sam koristio za izradu svog robota:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + mikrofon
• Štitnik motora L293D
• Nextion poboljšani zaslon od 3,5"
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Komplet okruglog robotskog kućišta
• HC-SR04 Ultrazvučni senzor udaljenosti
• Mi Power Bank kapaciteta 10000 mAh
• 8Ω zvučnik

Koristio sam i druge vrste materijala kao što su:

• Limenka za mlijeko (radi NEX -ovog tijela)
• Pocinčane žice (za NEX -ove ruke)
• Karton
• Komadići plastike
• Neke boje u spreju

Korak 2: Od začeća do stvarnosti

Budući da svaki projekt započinje prije svega u našim mislima, vrlo je važno staviti svoju ideju na papir prije početka gradnje bilo kojeg projekta, kako biste već imali ideju o tome koji se dijelovi i materijali mogu koristiti za pretvaranje ideje u stvarnost. Uzimajući to u obzir, gornja slika prikazuje jednu od prvih skica mog robota, napravljenu početkom 2019. godine, gdje je prikazana simulacija izgleda NEX -a u konačnom projektu. Kasnije je ova ilustracija poboljšana i posljedično je imala neke male izmjene. Donja slika prikazuje 2D prikaz projekta koji je već ažuriran, izrađen uz pomoć grafičkog softvera na računalu.

Korak 3: NEX -ovi dijelovi

U ovom odjeljku pokazat ću vam i objasniti neke od najvažnijih komada koje sam koristio za izradu svog robota te kako se oni mogu koristiti u najrazličitijim projektima robotike i Arduina. Pa hajde !!

Počnimo s ovim djelom, ovo je motorni štit L293D koji se temelji na čipu L293D i može se koristiti s Arduinom. Ovaj štit je vrlo zanimljiv jer vam omogućuje upravljanje motorima sa Arduino ploče. Moguće je istovremeno upravljati do 4 istosmjerna motora, 2 servo motora ili 2 koračna motora. Koristio sam ovaj štit za kontrolu NEX -ovih ruku koje rade s dva servo motora SG90, a također i za dva istosmjerna motora koja ga pokreću.

Ova stvar izgleda kao dva oka, zar ne? ali nisu, hahaha … Ovo je zapravo HC-SR04 ultrazvučni senzorski modul koji se može koristiti s Arduinom, na primjer, za mjerenje udaljenosti između određenih predmeta, sposoban je mjeriti udaljenosti od 2 cm do 4 metra s velikom preciznošću i niska cijena. Ti su senzori poznati i kao primopredajnici i imaju sposobnost rada slično sonaru. Dok se sonar uglavnom koristi pod vodom, ultrazvučni primopredajnici mogu se koristiti u zemaljskom okruženju, a zrak je sredstvo prijenosa. Osim toga, senzori ultrazvučnih valova uobičajeni su u industrijskim i medicinskim aplikacijama.

Ovo je servo motor SG90, nije ništa drugo do motor s kontrolom kutnog položaja, to je: putem PWM signala moguće je narediti da je servo motor njegova osa do određenog kuta, s mogućnošću kretanja od -90º do 90º, odnosno ima stupanj slobode od 180º. Osim toga, SG90 servo motor jedan je od najpopularnijih kada je u pitanju Arduino ili obrazovna robotika. To je zato što ima malu veličinu i okretni moment prikladan za većinu obrazovnih aplikacija. U mom projektu korištena su 2 servo motora za pomicanje NEX -ovih ruku.

Ovo je Display Nextion Enhanced NX4832K035, ovaj zaslon je vrlo moćan, zapravo sam napravio lice svom robotu koristeći ovaj zaslon. Uključuje hardverski dio (niz TFT ploča) i softverski dio (Nextion editor). Dobra stvar je što Nextion TFT ploča koristi samo jedan serijski port za komunikaciju.

Postoje i drugi važni dijelovi za koje nemam sliku ovdje sa mnom, poput Easy VR Shield 3.0, This Shield je višenamjenski modul za prepoznavanje govora dizajniran za dodavanje svestranih, robusnih i isplativih mogućnosti prepoznavanja govora. gotovo svaka aplikacija. Ima mikrofon i podršku za 8Ω zvučnik, ovaj štit je vrlo važan za mog robota jer mi omogućuje komunikaciju s NEX -om, to je poput mosta između mog i mog robota.

Drugi dio koji je vrlo važan je Round Robot Chassis Kit, ovaj komplet uključuje dva istosmjerna motora koji upravljaju kotačima NEX -a, tako da se moj robot može kretati naprijed, natrag, rotirati, ići desno i lijevo itd.

I posljednji, ali ne i najmanje važan, naravno je Power Bank. Kako je moj robot samostalan, potrebna mu je baterija u njemu kako bi osigurao energiju za Arduino, pa sam za njega odabrao Powerbank od 10000Mah.

Korak 4: NEX proces stvaranja (hardverski)

Prvi korak u procesu montaže NEX -a bili su preliminarni testovi provedeni radi provjere integracije i rada između Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 štita i L293D motornog štita.

Nakon što je ova faza završena, napravljeno je tijelo robota, za to je korištena limenka mlijeka za gnijezdo, koja je morala biti izrezana na nekim dijelovima kako bi se u njoj učvrstili neki komadi, osim što je ova limenka kasnije brušena i obojana žuta boja u spreju.

Nakon što je to učinjeno, sastavljeno je robotsko podvozje NEX koje dolazi potpuno rastavljeno iz tvornice. Bilo je potrebno ugraditi sve dijelove šasije uz odgovarajuće električne veze motora. Pogledajte donju sliku već sastavljene šasije.

S ovim spremnim, ultrazvučni senzor HC-SR04 bio je strateški postavljen ispod ove šasije, a limenka za mlijeko (tijelo robota) je pričvršćena na prethodno montirano robotsko kućište. Nakon toga, kabeli su spojeni i pričvršćeni na NEX tijelo koje povezuje unutarnje komponente kako bi ih pretvorilo u izlaze ili ulaze s vanjske strane tijela robota, poput mikrofona, na USB priključak koji se puni i USB priključak Arduina. Pogledajte sliku ispod:

Zatim su u tijelo robota dodana dva servo motora, po jedan na svakom kraju limenke, a također i banka kapaciteta 10000 mAh. Kao što je prikazano na donjoj slici.

Ubrzo nakon toga, glavni sklop robota sastavljen od Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D koji je prethodno testiran i radi, dodan je tijelu NEX -a, te su uspostavljene odgovarajuće veze između ploča i drugih perifernih uređaja. Kao što je prikazano na donjoj fotografiji.

Nakon toga je 3,5-inčni Nextion LCD zaslon spojen na Arduino Mega 2560 i pričvršćen na prednji dio tijela robota, a osim toga, 4Ω i 3W zvučnik strateški je postavljen ispod LCD zaslona na tijelu robota. Konačno, izrađene su ruke NEX i za izradu su korištene pocinčane žice.

Korak 5: NEX proces stvaranja (softver)

Sada prelazimo na programski dio NEX. Za stvaranje lica robota NEX na zaslonu Nextion prvi je put korišten softver za grafički dizajn i animaciju otvorenog koda pod nazivom Krita. Pomoću njega možete nacrtati sva umjetnička djela lica NEX, a također i svaku sliku stvorenu u okvir pretvoriti u dio skupa animacija lica tvrtke NEX. Svaki put kada NEX govori na ekranu prikaže skup slika specifičnih za datu naredbu, koje se rotiraju pri 30 FPS, to jest, svaka glasovna poruka koju izgovori mora biti sinkronizirana s pokretima usta, pa je vrlo pazio pri izradi NEX -ovih usnu sinkronizaciju kako mu se pokreti usta ne bi činili ponavljajući i bez sklada s onim što govori. Budući da animacija nije ništa drugo do slijed slika koje se rotiraju određenom brzinom, NEX ima oko pet tisuća slika koje se mogu rotirati u nizu na ekranu do trenutka ove objave. Ovo je zasigurno bio jedan od najzahtjevnijih i zamornih dijelova cijelog ovog projekta jer stvaranje crteža i animacija od nule bez ikakve obuke u tom području zahtijeva puno truda i strpljenja. No nije samo to bilo potrebno, kako bi ovu banku slika učinili animacijom koju je Arduino mogao izvesti na zaslonu Nextion, bilo je potrebno upotrijebiti softver Nextion Editor koji omogućuje stvaranje.tft datoteke koja se snima i ubacuje u mikro SD karticu koja će se kasnije spojiti na zaslon Nextion i slike učitane na nju.

Za stvaranje glasa NEX robota korištena je kao osnova glasa autora koji ovdje piše ovaj prošireni sažetak. Kroz nekoliko procesa izmjene glasa pomoću programa Audacity bilo je moguće stvoriti karakterističan glas za NEX. Sljedeći korak bio je samo učitavanje svih glasovnih naredbi stvorenih u EasyVR Shieldu putem softvera EasyVR naredbe. U vrijeme objavljivanja ove publikacije NEX je stvorio 12 glasovnih naredbi, kao i 12 glasovnih poruka učitanih u nju.

Tako je NEX robot gledao na kraj svog procesa stvaranja.

Korak 6: To je sve narodno

Ovo je sve narodno, i kao što ste mogli vidjeti, pokušao sam sažeti trogodišnji projekt u jednom Instructable-u, ali to nije tako lako hahaha … Ali glavna poruka koju sam htio prenijeti je da, bez obzira na to koji je vaš san, i kako se to čini teškim, ako vjerujete da ga je moguće pretvoriti u stvarnost i ne odustati od tog sna, to će se i ostvariti !!

NEX i nadam se da vam se svidio ovaj Instructable projekt i hvala vam svima što ste čitali do sada. Ako želite saznati više o NEX -u i vašem nevjerojatnom putovanju, ne zaboravite ga pratiti na njegovom službenom Instagramu: @nextherobot. To je to, ćao !! vidimo se uskoro s još nekim super projektima !!;)