Jednostavan "komplet robota" za klubove, učiteljske prostore itd .: 18 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Ideja je bila izgraditi mali, ali proširivi komplet za naše članove "Društva robotskih umjetnosti Middle TN". Planiramo radionice oko kompleta, posebno za natjecanja, poput praćenja linija i brzog putovanja.

Ugradili smo Arduino Nano zbog male veličine, ali velikog broja I/O. Uz dodatak ploče za razbijanje, sve iglice su lako dostupne i prilagođene servo-u. Izbacili smo standardne baterije i odlučili se za Power Bank od 3350mAh koja uključuje USB kabel za punjenje i status LED diode. USB kabel služi i kao kabel za programiranje. Dva servo servera s kontinuiranim okretanjem za brzo i jednostavno pokretanje graditelja. Mala ploča omogućuje vam brzo i jednostavno stvaranje prototipa. Rupe od 3 mm obrubljuju ploču po obodu kako biste mogli dodavati komponente.

Za članove našeg kluba komplet prodajemo po cijeni i morate biti prisutni da ga nabavite. Zapravo gubimo novac ako uzmete u obzir vrijeme potrebno za projektiranje, izradu nastavnog plana i programa, izradu dijelova (3D ispis, lasersko rezanje itd.) I sve to spojite. Smanjili smo cijenu našeg kompleta na 29,99 USD. Ovu cijenu možete smanjiti ako naručite dijelove s dužim vremenom isporuke. Shvaćamo da to nije najjeftiniji komplet, ali stavljamo naglasak na osmišljavanje nečega jednostavnog za izradu i proširivanje za čije sastavljanje nisu potrebni dani. Zapravo, ovom kompletu bi trebalo biti potrebno manje od sat vremena da se pokrene.

Pribor

Primarni dijelovi:

• Arduino Nano
• Napajanje baterije
• Robotski okvir
• Klizni kratkospojniciM-F
• Ultrazvučni senzor
• Količina 3 - 3 mmx10 mm 3m vijka s maticama
• Količina 3 - 3mmx3mm odstojnika
• Količina 2 - Servo SF90R s kontinuiranom rotacijom
• Količina 2 - Kotači 52 mm mm Kotači
• Količina 4 - 6 "vezica s patentnim zatvaračem (nabavite tanke širine oko 3,5 mm) Paket raznolikosti iz tvrtke Harbour Freight dobro funkcionira.
• Mini Breadboard
• Arduino nano štit

Izborno:

Omotač kabela

Alati:

• Lemilica za lemljenje zaglavlja na Nano
• Pištolj za ljepilo
• Osnovni odvijač

Korak 1: Okvir

Kako bismo pomogli graditeljima da brzo krenu, ugravirali smo obris s tekstom sa svake strane okvira kako bismo naznačili gdje dijelove treba postaviti.

Imali smo sreću što smo imali pristup laserskom rezaču. Ako nemate, predlažemo da se obratite lokalnim proizvođačkim prostorima kako biste provjerili imaju li onu koju biste mogli koristiti ili bi bili voljni izrezati okvir umjesto vas.

Za ispis baze mogao bi se koristiti i 3D pisač. Uključili smo SVG i STL koje možete koristiti s bilo kojim od njih.

Za setove smo koristili akril od 3 mm. Možete koristiti druge medije, poput drveta, kartona, pjenaste ploče itd.

Korak 2: Pripremite Arduino

Kako biste lakše zalijepili zaglavlja na Arduino, umetnite muške zaglavlje u Arduino štit. Poravnajte Arduino Nano sa zaglavljima. Obratite pažnju na oznake na ploči u odnosu na štit. Lemite sve igle i gotovi ste.

Korak 3: Montirajte Arduino štit

1. Poravnajte 3 žuta razmaka s unaprijed izrezanim ili 3D ispisanim Arduino rupama.
2. Vijcima i maticama M3x10 pričvrstite Arduino štit. Udobno, nije čvrsto. Ako ste zabrinuti zbog otpuštanja vijaka, samo dodajte malo vrućeg ljepila na kraj matice. Ne brinite o četvrtoj rupi na štitu jer neće biti potrebna i ometa Power Bank kasnije tijekom gradnje.

Korak 4: Montirajte servomotore

1. Obratite pozornost na orijentaciju servo obrisa na okviru. (Nije prikazano u 3D tiskanoj verziji, ali referencirajte slike)
2. Provucite dvije patentne zatvarače kroz pravokutne utore s glavom zatvarača na gornjoj strani okvira.
3. Umetnite servo upravljače i provucite kabelski svežanj kroz pravokutne utore straga. Čvrsto stegnite kravate s patentnim zatvaračem. Ako se servo ne osjeća sigurnim, možete dodati malo vrućeg ljepila sa strana gdje servo pogoni dodiruju okvir.

Korak 5: Montirajte Power Bank

1. Provucite Zip kravatu između mjesta Arduino i Breadboard u orijentaciji prikazanoj s glavom Zip kravate na gornjoj strani. Držite se labavo.
2. Provucite Zip Tie kroz leđa. Držite se labavo.
3. Umetnite Power Bank i čvrsto pritegnite Zip kravate. Obratite pažnju na orijentaciju.

Napomena: Za prednju stranu koristimo 3D ispisani "klizač", vidljiv na slikama. Međutim, otkrili smo da izaziva previše trenja, pa biste mogli eksperimentirati s drugim idejama poput čepa za boce, plastičnog jedrilice za namještaj itd.

Korak 6: Kotači

Laserskim rezačem izrezali smo kotače od EVA pjene. Možete koristiti što god želite. Poklopci iz staklenki, 3D ispisani, stari kotači za igračke itd. Pokušajte pronaći kotače promjera približno 52 mm.

1. Uvjerite se da središte vašeg kotača ima otvor koji omogućuje da mali vijak s glavom filca montira kružnu servo trubu.
2. Centrirajte servo trubu uključenu u vaše servo sisteme i zalijepite kotače. Pazite da ljepilo ne uđe u središnju rupu i držite kotač ravno uz servo trubu kako biste smanjili ljuljanje.
3. Pomoću malog vijka pričvrstite kotače na servo pogone. Snug nije čvrsto.

Korak 7: Oglasna ploča

Skinite podlogu s ploče. Poravnajte s gravurom na vrhu okvira i pričvrstite. Ako koristite 3D ispisani okvir, upotrijebite pravokutni udubljeni dio ispisa.

Korak 8: Vrijeme je za kretanje

Povežite SERVOS da biste se pokrenuli.

1. Pričvrstite kabelski svežanj s lijevog serva (servo s lijeve strane ako gledate sa stražnje strane) na pin 10 s narančastom žicom najbližom Arduinu.
2. Pričvrstite kabelski svežanj s desnog serva (servo s desne strane ako gledate sa stražnje strane) na pin 11 s narančastom žicom najbližom Arduinu.

Korak 9: Dodatak: Dajte svom botu vidljivost

Sada moramo nešto dodati kako bot ne bi naletio na stvari. Koristite ultrazvučni senzor. Pričvrstite senzor na Breadboard kao što je prikazano na slici.

*Pogledajte dijagram ožičenja dalje u uputama o načinu povezivanja.

Korak 10: Dodaj - Uključeno: Otkrivanje granice putem IC senzora

Kako bi vaš bot izbjegao pad s ruba stola, arene itd., Dodajmo linijski senzor. Koristimo niz senzora refleksije QTR-MD-06RC. Šest infracrvenih odašiljača/detektora okrenuti su prema dolje i mjere udaljenost od površine natrag do senzora.

Za dodavanje senzora uhvatite 4 mala 2 mm vijka, stalak za IC senzor (Smiley Face). Za ispravnu orijentaciju pogledajte slike.

*Pogledajte dijagram ožičenja dalje u uputama o načinu povezivanja.

Korak 11: Programiranje - postavljanje

Preuzmite softver Arduino.

Slijedite standardne upute.

Nakon što ga instalirate, otvorite softver i postavite za Arduino Nano. To se može razlikovati među različitim proizvođačima, ali ako imate onog sa popisa dijelova:

1. Otvorite "Alati"
2. Odaberite "Arduino Nano" kao vrstu ploče
3. Odaberite Atmega328P (Old Bootloader) kao vrstu procesora
4. Spojite Arduino Nano pomoću mikro USB kabela koji ste dobili s punjačem na bilo koji USB priključak na računalu. Ako dobijete pogrešku poput "Nepoznat uređaj", možda ćete morati instalirati ispravne upravljačke programe. Za pomoć pogledajte dio Dodatka ove upute.

Korak 12: Pregled koda za ultrazvučni senzor

Kôd je vrlo jednostavan i koristi dvije knjižnice - Servo.h i NewPing.h. Servo.h je ugrađena biblioteka koju osigurava Arduino zaklada i koristi se za kontrolu PWM (impulsno modulirane širine) signala do svakog od servosa. Referencu na ovu biblioteku možete pronaći ovdje:

NewPing.h, kao što je već spomenuto, knjižnica je treće strane Tima Eckela. Koristi se za davanje jednostavnog sučelja u svijet mjerenja temeljenog na vremenu. Referencu na ovu biblioteku možete pronaći ovdje:

Za ovu postavku stvorili smo osnovni primjer naprijed, lijevo, desno, ponavljanje. Željeli smo našim članovima dati polazište koje će pokazati kako koristiti i ultrazvučni senzor i dva poslužitelja za kontinuiranu rotaciju (jedan obrnuto od drugog). U našoj petlji, robot skenira naprijed i ako je jasno nastavlja se kretati naprijed. Međutim, ako osjeti da je blizu i objekt (vrijeme pinganja je kraće od našeg odabranog minimuma), tada se zaustavlja, skreće ulijevo, skenira, skreće udesno, ponovno skenira i ide u smjeru koji je otvoreniji.

Možda ćete primijetiti da se svakom od dva servo servera daju različite naredbe za kretanje prema naprijed - to je zato što su servo pogoni postavljeni na šasiju usmjereni u suprotnim smjerovima. Zbog toga se svaki servo treba kretati u suprotnim smjerovima kako bi se bot kretao naprijed, a ne u krugu. Isto vrijedi i ako se želite kretati unatrag.

Ovaj primjer pokazuje vrlo osnovno izbjegavanje prepreka, ali se može znatno poboljšati. Primjer "domaće zadaće" za vas bi mogao biti potpuni pregled područja od 360 stupnjeva pri pokretanju i odabir najotvorenijeg puta. Skenirajte šire sa strane na stranu i provjerite je li bot "ubačen". Kombinirajte s drugim senzorima kako biste riješili labirint.

Korak 13: Pregled koda za red koji slijedi pomoću SUMO koda

Dolazi uskoro.

Korak 14: Programiranje - knjižnice

Započnite provjerom imate li instalirane ispravne knjižnice.

Za Servose knjižnica Servo.h trebala bi biti zadana.

Za ultrazvučni senzor HC-SR04:

1. U softveru idite na Sketch> Include Library> Manage Libraries.
2. Potražite "NewPing" od Tima Eckela.
3. Odaberite najnoviju verziju i instalirajte.

Za niz senzora refleksije QTR-MD-06RC:

1. U softveru idite na Sketch> Include Library> Manage Libraries.
2. Potražite "QTRSensors" od tvrtke Pololu.
3. Odaberite najnoviju verziju i instalirajte.

Korak 15: Program

1. Samo za Ping senzor preuzmite datoteku MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino.
2. Za linijski senzor s senzorom pinga programiranim za SUMO preuzmite datoteku MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino.
3. Priključite svoj Arduino putem USB -a.
4. Odaberite COM port (pogledajte sliku). Vaš COM port može se razlikovati.
5. Pritisnite kvačicu kako biste bili sigurni da nema pogrešaka.
6. Ako je sve provjereno, kliknite strelicu udesno za preuzimanje programa na Arduino.
7. Kad završite, odspojite USB kabel i uključite ga u Power Bank.

Korak 16: Shema ožičenja

Za povezivanje robota upotrijebite sljedeću sliku.

• Za ultrazvučni senzor koristite m-f kratkospojne žice.
• Za linijski osjetnik upotrijebite m-m kratkospojne žice.
• Za servomotore možete priključiti 3 -pinski konektor izravno na pinove.

Korak 17: Čestitamo !!! Napravili ste robota

Za ultrazvučni kod robot bi se trebao početi kretati. Kad god osjeti objekt unutar 35 cm, zaustavit će se, pomaknuti se ulijevo i napraviti brzo mjerenje, zatim pomaknuti udesno i učiniti isto. Određuje koja je strana imala najveću udaljenost i kreće se u tom smjeru.