Arduino moljac: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Svrha ovog projekta je dizajnirati i izgraditi jednostavnog robota za praćenje svjetlosti pomoću ploče mikrokontrolera Arduino Duemilanove. Zaista sam želio podijeliti projekt robota koji je bio jeftin, jednostavan za izgradnju i imao je kompletan skup uputa za sve različite korake. Nadam se da sam uspio i volio bih dobiti komentare o tome da ovo uputstvo učinimo još boljim.

Dizajn ovog robota fokusiran je na korištenje knjige "Početak rada s Arduinom" Massima Banzija i objavljen na [makezine.com Make]. Također sam koristio kôd za pokretanje servo pogona iz projekta pod nazivom: Kako napraviti Arduino upravljani servo robot (SERB). Arduino Mothbot je ukupno prilično brz robot za izgradnju. Pod pretpostavkom da počnete sa svim dijelovima i ne morate improvizirati, ukupni projekt trebao bi potrajati možda sat vremena. To je ako slijedite upute i kopirate kôd. Međutim, ako gradite samo jednu značajku odjednom i usput je testirate, ovaj bi projekt mogao potrajati znatno duže. Prednost duže staze je u tome što ćete vjerojatno naučiti mnogo više i usput se malo zabaviti.

Korak 1: Okupite svoje dijelove i alate

Izgradnja ovog robota koštat će vas otprilike 80 USD u dijelovima ako nikada prije niste učinili nešto slično. Troškovi su za mene bili znatno manji budući da mi je dosta elektronike ležalo na poslu. Međutim, znam koliko može biti frustrirajuće pokušati slijediti upute, a da ne znate koje dijelove nabaviti, odakle naručiti i koliko će sve unaprijed koštati, pa sam sav taj posao obavio za vas. Nakon što imate sve dijelove na kvadrat, trebalo bi biti lako napraviti ovaj projekt. Slijedite sljedeću vezu na moju wiki projekt da biste dobili potpunu listu dijelova. Popis dijelova Arduino Mothbot

Sada ćete možda htjeti nabaviti neke alate. Budući da ovaj projekt koristi ploču bez lemljenja, možete učiniti bez puno moderne elektroničke opreme. Nadam se da ćete u garaži pronaći ostale stvari koje su vam potrebne: 1. Klešta za igle 2. Rezači žica 3. Odvijač s ravnom glavom 4. Mali Phillips (četverostrani) odvijač 5. Podesivi ključ ili 11/32 " šesterokutni ključ 6. Svrdlo 7 svrdla 1/16 ", 5/32" i 7/32 "8. Pila (opcionalno) 9. Zaštitne naočale Molimo koristite sigurne postupke pri korištenju bilo kojeg električnog alata.

Korak 2: Faza planiranja

Prije nego što sam započeo ovaj projekt, pregledao sam Instructables na mnogim drugim projektima. Također sam neko vrijeme čitao knjigu Massima Banzija "Početak rada s Arduinom". Gotovo sve u ovom projektu napravljeno je iz primjera na ovoj web stranici ili u knjizi. Projekt sam osmislio na ovaj način pokušavajući ga učiniti pristupačnim robotičaru početniku.

U fazi planiranja nisam samo gledao hardver i kodiranje, već sam i domaću zadaću radio na elektronici. Htio sam sastaviti jednostavnu shemu elektronike za ovaj projekt kako bih mogao pratiti što se događa dok sam ga gradio. Na slici možete vidjeti različite komponente, vodove i Arduino iglice. Nadajmo se da je to jasan dijagram i također ilustrira koliko je jednostavna elektronika za ovaj projekt.

Korak 3: Spajanje servomotora na Arduino

Ako ćete izgraditi robota, prva stvar koju vjerojatno želite razraditi je kako ga pokrenuti. Najvjerojatnije želite da ga možete poslati naprijed, natrag, desno, lijevo i zaustaviti ga. Ako ne možete shvatiti kako mu narediti da se pravilno kreće, vjerojatno nećete uspjeti ništa učiniti ako spojite sve senzore. U nastavku su navedeni koraci za povezivanje motora s Arduinom.

1. Prvo što trebate učiniti pri postavljanju ploče za lemljenje je postavljanje tla (GND) i napajanja (+6V) za servo pogone. Odlučio sam upotrijebiti dvije duge trake na ploči koje bi bile najbliže Arduinu. 2. Nakon što su uzemljenje i vodovi identificirani, spojite uzemljenje Arduino ploče na traku za uzemljenje na ploči za lemljenje. Nemojte još spajati napajanje na ploču za lemljenje. 3. Svaki servo ima tri žice koje izlaze iz njih. Moji imaju po jednu crnu, crvenu i bijelu žicu. Crno je za uzemljenje, crveno za napajanje, a bijelo je kontrolna žica. Izrežite tri kratkospojne žice za svaki servo iste veličine (dakle ukupno 6). 4. Priključite kratkospojne žice na kraj servo žica, a zatim svaki servo na ploču za lemljenje. 5. Sada upotrijebite kratkospojnike za spajanje uzemljenja i napajanja svakog servo servera na uzemljenje i napajanje ploče za lemljenje. 6. Sada spojite upravljačke žice sa svakog servo servera na Arduino. Spojite lijevi servo na digitalni izlaz (PWM) 3, a desni servo na digitalni izlaz (PWM) 11. 7. Na kraju, spojite uzemljenje i napajanje iz 4AA baterija na masu i napajanje lemljene ploče. Nemojte se plašiti ako se servo pogoni počnu kretati kad vaš Arduino nema napajanje ili još nije programiran. 8. Pomoću koda sada biste mogli pokretati motore u smjeru naprijed, natrag, lijevo ili desno pomoću uključenih funkcija.

Korak 4: Testiranje motora

Mislim da je važno uključiti neke od testnih kodova koje sam koristio prilikom sastavljanja Arduino Mothbota. Ako ste zainteresirani i voljni izdvojiti vrijeme za razmišljanje, mislim da će vam ovi isječci koda biti obrazovni i korisni u drugim projektima. Prije nego što objavim bilo koji kôd ispod, želim dati do znanja da se sljedeće temelji na još jednom velikom projektu pod nazivom Kako napraviti Arduino upravljani servo robot (SERB). Puno sam naučio prateći rad na tom uputstvu i želim odati priznanje tamo gdje treba.

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

Korak 5: Integriranje gumba za uključivanje/isključivanje

Sada možda želite uključiti i isključiti robota pritiskom na gumb. Sam Arduino će pokretati kôd u beskrajnoj petlji sve dok ga ne isključite, što može biti prilično frustrirajuće kada priključite svog robota na stol i počne bježati od vas! Integriranje gumba izvrstan je korak u ovom procesu jer ćete također naučiti kako koristiti gumbe za druge stvari, poput stvaranja odbojnika za otkrivanje kada robot udari u zid. Kao napomenu, primijetit ćete da sam uklonio servosisteme iz ploča za lemljenje za većinu mojih slika. Ovo samo pomaže da slika bude jasnija kada pokazujem različite korake.1. Za početak, isključite napajanje iz servo motora prije nego što počnete raditi. Ne zaboravite to učiniti svaki put kad nešto dodate ovom projektu.2. Sada biste mogli htjeti uključiti i isključiti robota, umjesto da se robot odmah počne kretati kad spojite napajanje.3. Prepoznajte traku na suprotnoj strani lemne ploče kako bi bila napajanje za gumb za uključivanje/isključivanje (a kasnije i senzore).4. Pomoću dugačke žice spojite napajanje (+5V) iz Arduina na traku koju ste upravo identificirali.5. Spojite dvije kratkospojne žice na prekidač za trenutak i jedan kraj uključite u (+5V) napajanje6. Drugi kraj trenutnog prekidača uključite u manju traku na sredini lemne ploče.7. S te iste trake spojite 10K ohmski otpornik na traku, a drugi kraj uzemljite8. Na kraju, spojite žicu s trake s prekidačem i otpornikom na jednom kraju, a drugi kraj postavite u digitalni ulaz 7 na Arduinu.9. Sada, s kodom, trebali biste moći koristiti gumb za uključivanje i isključivanje robota. Ako koristite kôd sa LED diodom (digitalni izlaz 13), vidjet ćete kako se ugrađena LED lampica uključuje i isključuje s robotom. Ovo je sjajan način za testiranje Arduino koda ako nemate napajanje motora.

Korak 6: Testiranje gumba za uključivanje/isključivanje

Ovaj novi kôd uključuje informacije o korištenju gumba za uključivanje/isključivanje i trepćanju ugrađene LED diode.

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

Korak 7: Integriranje svjetlosnih senzora

Što bi bio Arduino Mothbot da nema svjetlosne senzore? Poanta ovog jednostavnog projekta je napraviti robota kojeg privlači najsjajnija svjetlost. Za to ćemo morati integrirati neke svjetlosne senzore, poznate i kao foto-otpornici.

1. Opet isključite napajanje iz servo motora prije nego što učinite ovaj korak 2. Postavljanje senzora svjetla izvršit će se dva puta. To je gotovo potpuno isto postavljanje kao i trenutni prekidač. Zapravo, to je isto postavljanje, ali ovaj put ćete umjesto svjetlosnog prekidača koristiti svjetlosni senzor (foto-otpornik). 3. Budući da će ovaj robot koristiti dva svjetlosna senzora za odabir smjera vožnje, preporučuje se postavljanje svakog svjetlosnog senzora na suprotnim stranama lemne ploče ili što je moguće udaljenije. 4. Spojite jedan kraj svjetlosnog senzora na (+5V) naponski vod, a drugi kraj u malu traku u sredini ploče. 5. Spojite otpornik od 10 k ohma na istu traku, a drugi kraj na masu. 6. Sada spojite kratkospojnu žicu s male trake (gdje su spojeni foto otpornik i obični otpornik) i drugi kraj priključite na analogni ulaz. 7. Spojite lijevi senzor na analogni ulaz 0 na Arduinu, a desni na analogni ulaz 1. 8. Sada biste trebali moći koristiti senzore svjetla za pomicanje servomotora.

Korak 8: Završni kod

Evo konačnog koda koji se koristi za pokretanje Arduino Mothbota. U kôd sam uključio ispis ispisa na Arduino serijski port. Ako imate Arduino spojen preko USB priključka vašeg računala, trebali biste vidjeti ispisne izjave koje vam govore kojim putem robot planira ići. Možda ćete htjeti prilagoditi vrijednost praga svjetlosnog senzora kako biste fino prilagodili ponašanje robota. Prag ovisi uglavnom o vašim senzorima i ambijentalnom svjetlu lokacije na kojoj se nalazite.

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

Korak 9: Izgradite Mothbot tijelo

Robot kojeg gradite nije dobar ako se ne može držati na okupu. Iz tog razloga potrebno mu je tijelo. Dao sam sve od sebe da ovo učinim što jednostavnijim građevinskim projektom. Morat ćete, međutim, sami napraviti malo posla kako biste pronašli prava mjerenja. Predlažem dobnu metodu "dvaput izmjeri, jednom reži".1. Tijelo robota izrađeno je od malog lista drveta topole koji sam kupio u željezariji unaprijed izrezanog na 6 "x 24". Svoj sam smanjio na 6 "x 8" pomoću pile koja se nalazi u željezariji.2. Zatim sam izbušio rupe prema prednjoj strani ploče za pričvršćivanje servo nosača za svaki servo. Za to sam upotrijebio bušilicu veličine 5/32 "3. Također sam izbušio rupu na stražnjoj strani ploče za kotač koji balansira robota. Za to sam upotrijebio svrdlo veličine 7/32". Odlučio sam se za uporabu malo manje svrdla kako bih mogao čvrsto pričvrstiti trenje s kotačićem jer za pričvršćivanje nisam koristio kombinaciju matica i vijaka. Zatim sam pričvrstio nosače na ploču s maticama i vijcima. To je učinjeno pomoću odvijača s ravnom glavom i podesivog ključa.5. Nakon pričvršćivanja nosača, svaki servo sam pričvrstio na nosače maticama i vijcima. 6. Konačno sam gurnuo kotač u cjelinu.

Korak 10: Izrada kotača

Točkovi su mi bili škakljiv problem. Zapravo sam imao bot neke certificirane robotske kotače, ali shvatio sam da su a) preteški i b) nisam ih mogao pričvrstiti na odabrane servomotore. Tada sam se sjetio da sam u srednjoj školi koristio poklopce staklenki za sličan projekt. Tako smo otišli u trgovinu u potrazi za odgovarajućom alternativom robotskih kotača. Svaki kotač izrađen je od poklopca iz Ziploc Twist 'n Loc spremnika. Drugi dobri poklopci su oni na staklenkama s maslacem od kikirikija ili drugim prehrambenim proizvodima. Ne zagovaram trošenje hrane, već uštedite kapke i možda ćete otkriti da je jedna veličina odgovarajuće za vaš projekt robota. Zaostale posude koristio sam za držanje dijelova koje sam prikupio.1. Prvo što sam učinio bilo je odabrati servo trubu koju sam želio za kotače. Odabrao sam one koji su imali četiri trube i koji su bili uključeni u moje servomotore kad sam ih kupio.2. Prije nego učinite bilo što, izbušite rupu u sredini kotača. Preporučujem da to učinite svojom svrdlom od 5/32 ". Trebat će vam ovo kako biste mogli doći do vijka koji spaja trubu sa servo pogonom. 4. Sada pričvrstite poklopac na trubu. Koristio sam četiri uključena vijka sa svakim servo za povezivanje poklopaca s sirenama. Možda bi bilo lakše ako prethodno izbušite male rupice kroz poklopac kao ja. Za to sam upotrijebio burgiju od 1/16 ". Ali budite oprezni, bušenje kroz ovu plastiku teškom bušilicom i sitnim komadom može biti teško. Sada spojite trube sa servomotorima pomoću malog Phillips (4-stranog) odvijača.6. Na kraju, omotajte gumice oko svakog kotača kako biste imali veću vuču. Gume sam nabavio od proizvoda koje sam kupio u trgovini. Nadamo se da imate nekoliko ležanja u blizini.7. U ovom trenutku treba sastaviti cijelo tijelo i kotače.

Korak 11: Dovršavanje Arduino Mothbota

S sklopljenim kućištem i kotačima, Arduino ploču za lemljenje i lemljenje jednostavno je postaviti na tijelo robota. Pobrinite se da još uvijek možete doći do USB ulaza na Arduinu u slučaju da trebate promijeniti programiranje. Koristio sam crnu električnu traku ispod svake da ih zalijepim za tijelo. Električna traka lako se skida i prilično dobro drži.1. Zalijepite Arduino ploču i lemljenu ploču na vrh tijela robota koje ste izgradili. Ponovnom upotrebom trake bilo bi dobro spojiti držač baterije 4AA i 9V bateriju na tijelo. Pazite da žice dosegnu.3. Spojite servo žice na ploču za lemljenje ako ste ih prethodno uklonili.4. Priključite Arduino napajanje5. Priključite napajanje servo motora6. Sada postavite svog robota na tlo i pritisnite prekidač za uključivanje/isključivanje! Sada bi trebao oživjeti i potjerati svjetlo po prostoriji:) Kao budući dodatni projekt uključio bih jednostavan branik ili zidni senzor. Ovo bi bio prekidač, slično kao gumb za uključivanje/isključivanje koji se koristi u ovom projektu. Međutim, kada je gumb pritisnut, on bi rekao robotu da promijeni smjer, skrene lijevo ili desno i nastavi s programom. Nakon što to dovrši, ovaj bi robot bio izvrsna mala platforma za testiranje drugih senzora i uređaja.