NEX projekts: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Čau puiši, šeit atkal ir Natanaels Prado ar vēl vienu satriecošu projektu. Šoreiz es vēlos dalīties ar jums, puiši, ar projektu, ko es daru trīs gadus, šis projekts ir mans robots ar nosaukumu NEX. Tāpēc vispirms iepazīstieties ar manas radīšanas vēsturi.

Projekta vēsture

Jau sen manī valda vēlme. Vēlme izveidot robotu, bet ne tikai jebkuru robotu. Es gribēju radīt kādu, kas būtu vairāk nekā tikai robots, draugs, ar unikālu personību un īpašībām, un arī tas varētu būt daļa no tā, kas es esmu. Sākums, kad šī vēlme sāka dzimt manī, es nezinu droši; bet es zinu, ka, neskatoties uz laiku, tas manī nekad nemirs, jo tā bija vairāk nekā vienkārša vēlme, tas bija dzīves mērķis un piepildīts sapnis. Tieši tad es nopirku savu pirmo Arduino, A Arduino Mega 2560, un es sāku pārvērst savu sapni par realitāti, un, lai gan mana vēlme varētu šķist nedaudz traka vai pat neiespējama, es turpināju meklēt to, ko vēlējos paveikt, riskējot. un dodamies nezināmajā. Tas bija apmēram trīs gadu plānošana un savas koncepcijas īstenošana. Un tagad pēc vairāku gadu darba mans robots ir atdzīvojies !!!

Bet kas ir Arduino?

Vispirms es gribētu iepazīstināt ar tiem, kas to nezina, ar Arduino. Tātad Arduino ir atvērtā koda elektronikas platforma, kuras pamatā ir viegli lietojama aparatūra un programmatūra. Arduino dēļi spēj nolasīt ievadi - gaismu uz sensora, pirkstu uz pogas vai Twitter ziņu - un pārvērst to par izvadi - aktivizējot motoru, ieslēdzot LED, publicējot kaut ko tiešsaistē. Jūs varat pateikt savai padomei, kas jādara, nosūtot instrukciju kopu uz tāfeles mikrokontrollera. Lai to izdarītu, izmantojiet programmēšanas valodu Arduino (pamatojoties uz vadu) un Arduino programmatūru (IDE), kuras pamatā ir apstrāde. Arduino ir tik fantastisks un neticams, ka ar to jūs varat paveikt daudz foršu lietu, un jūs ar to burtiski varat pārvērst savus sapņus par realitāti, tāpat kā es darīju savu robotu NEX.

Šī projekta publicēšanas mērķis nav vienkārši detalizēti izskaidrot, kā es izveidoju savu robotu, bet drīzāk iedvesmot un iedrošināt jūs izgudrot un radīt to, ko vēlaties, lai gan dažreiz jūsu sapņi šķiet neiespējami. Tātad, ko mēs gaidām? Ķersimies pie tā!

Piegādes

www.arduino.cc/en/guide/introduction

1. solis: materiāli

Šis ir vairums gabalu, ko esmu izmantojis, lai veiktu savu robotu:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + mikrofons
• Motora vairogs L293D
• Nextion uzlabotais 3,5 collu displejs
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Apaļš robotu šasijas komplekts
• HC-SR04 Ultraskaņas attāluma sensors
• 10000 mAh Mi Power Bank
• 8Ω skaļrunis

Esmu izmantojis arī cita veida materiālus, piemēram:

• Piena bundža (lai veiktu NEX ķermeni)
• Cinkoti vadi (lai veiktu NEX rokas)
• Kartons
• Plastmasas gabali
• Dažas aerosola krāsas

2. solis: no koncepcijas līdz realitātei

Tā kā katrs projekts vispirms sākas mūsu prātos, ir ļoti svarīgi pirms jebkura projekta būvniecības uzsākšanas uzlikt savu ideju uz papīra, lai jau būtu priekšstats par to, kādas detaļas un materiālus var izmantot, lai ideju pārvērstu realitātē. Ņemot to vērā, iepriekš redzamais attēls ilustrē vienu no pirmajām mana robota skicēm, kas tapusi 2019. gada sākumā un kurā ir parādīta simulācija, kā NEX izskatās gala projektā. Vēlāk šī ilustrācija tika uzlabota, un līdz ar to tika veiktas nelielas izmaiņas. Zemāk redzamais attēls ilustrē jau atjaunotā projekta 2D skatu, kas izveidots, izmantojot datorā esošo grafisko programmatūru.

3. darbība: NEX daļas

Šajā sadaļā es jums parādīšu un izskaidrošu dažus no vissvarīgākajiem priekšmetiem, kurus izmantoju sava robota izveidē, kā arī to, kā tos var izmantot visdažādākajos robotikas un Arduino projektos. Tātad nāc !!

Sāksim ar šo gabalu. Šis ir motora vairogs L293D, kura pamatā ir mikroshēma L293D, un to var izmantot kopā ar Arduino. Šis vairogs ir ļoti interesants, jo tas ļauj jums vadīt motorus ar savu Arduino plati. Ar to vienlaicīgi iespējams vadīt līdz 4 līdzstrāvas motorus, 2 servomotorus vai 2 pakāpju motorus. Es izmantoju šo vairogu, lai kontrolētu NEX rokas, kas darbojas ar diviem servomotoriem SG90, kā arī diviem līdzstrāvas motoriem, kas liek tam pārvietoties.

Šī lieta izskatās kā divas acis, vai ne? bet tie tā nav, hahaha … Patiesībā tas ir HC-SR04 ultraskaņas sensora modulis, ko var izmantot kopā ar Arduino, piemēram, lai izmērītu attālumu starp noteiktiem priekšmetiem, tas spēj izmērīt attālumus no 2 cm līdz 4 m ar lielu precizitāti un zemu cenu. Šie sensori ir pazīstami arī kā raiduztvērēji, un tiem ir līdzīga darbība kā hidrolokatoriem. Lai gan hidrolokatoru galvenokārt izmanto zem ūdens, ultraskaņas raiduztvērējus var izmantot sauszemes vidē, gaisa pārraides līdzekli izmantojot. Turklāt ultraskaņas viļņu sensori ir izplatīti rūpniecībā un medicīnā.

Tas ir servomotors SG90, tas ir nekas cits kā motors ar leņķa stāvokļa kontroli, tas ir: caur PWM signāliem ir iespējams pavēlēt, lai servomotors ir tā ass līdz noteiktajam leņķim, spējot no -90º līdz 90º, vai tas ir, tā brīvības pakāpe ir 180º. Turklāt SG90 servomotors ir viens no populārākajiem, runājot par Arduino vai izglītības robotiku. Tas ir tāpēc, ka tam ir mazs izmērs un griezes moments, kas piemērots lielākajai daļai izglītības lietojumu. Manā projektā tika izmantoti 2 servomotori, lai pārvietotu NEX rokas.

Šis ir uzlabotais displeja nextion NX4832K035, šis displejs ir ļoti spēcīgs, patiesībā es izveidoju sava robota seju, izmantojot šo displeju. Tajā ietilpst aparatūras daļa (TFT paneļu sērija) un programmatūras daļa (Nextion redaktors). Labi ir tas, ka Nextion TFT plate saziņai izmanto tikai vienu seriālo portu.

Ir arī citas svarīgas detaļas, kurās man nav attēla, piemēram, Easy VR Shield 3.0. Šis vairogs ir daudzfunkcionāls runas atpazīšanas modulis, kas paredzēts, lai pievienotu daudzpusīgas, izturīgas un rentablas runas atpazīšanas iespējas gandrīz jebkura lietojumprogramma. Tam ir mikrofons un 8Ω skaļruņa atbalsts, šis vairogs ir ļoti svarīgs manam robotam, jo tas ļauj man sazināties ar NEX, tas ir kā tilts starp manu un manu robotu.

Vēl viena ļoti svarīga daļa ir apaļais robotu šasijas komplekts, šajā komplektā ietilpst divi līdzstrāvas motori, kas kontrolē NEX riteņus, lai mans robots varētu virzīties uz priekšu, atpakaļ, griezties, iet pa labi un pa kreisi utt.

Un pēdējais, bet ne mazāk svarīgais, protams, ir Power Bank. Tā kā mans robots ir atsevišķs, tam ir nepieciešama baterija, lai nodrošinātu Arduino enerģiju, tāpēc es tam izvēlos 10000Mah Powerbank.

4. darbība: NEX izveides process (aparatūra)

Pirmais solis NEX montāžas procesā bija sākotnējie testi, kas tika veikti, lai pārbaudītu integrāciju un darbību starp Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield un L293D Motor Shield.

Pēc šī posma pabeigšanas tika izgatavots robota ķermenis, šim nolūkam tika izmantota ligzdas piena bundža, kuru dažās daļās vajadzēja sagriezt, lai tajā tiktu fiksēti daži gabali, turklāt šī kārba vēlāk tika slīpēta un krāsota ar dzeltena aerosola krāsa.

Kad tas tika izdarīts, tika salikta NEX robotizētā šasija, jo tā ir pilnībā izjaukta no rūpnīcas. Papildus pareizu motora elektrisko savienojumu izveidošanai bija nepieciešams uzstādīt visas šasijas daļas. Skatiet zemāk esošo šasijas attēlu.

Kad tas bija gatavs, ultraskaņas sensors HC-SR04 tika stratēģiski novietots zem šīs šasijas, un piena bundža (robota korpuss) tika pieskrūvēta virs iepriekš uzmontētās robotizētās šasijas. Pēc tam kabeļi tika pievienoti un piestiprināti pie NEX korpusa, kas izveido savienojumu starp iekšējiem komponentiem, lai tos pārveidotu par izejām vai ieejām robota korpusa ārpusē, piemēram, mikrofonu, uz USB portu, kas jāuzlādē, un Arduino USB ports. Skatiet attēlu zemāk:

Pēc tam robota korpusam tika pievienoti divi motora servo, viens katrā kārbas galā un arī 10000 mAh jaudas banka. Kā parādīts attēlā zemāk.

Drīz pēc tam NEX korpusam tika pievienots galvenais robotu komplekts, kas sastāv no Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D, kas iepriekš tika pārbaudīts un darbojas, un tika izveidoti pareizi savienojumi starp plāksnēm un citām perifērijas ierīcēm. Kā parādīts zemāk esošajā fotoattēlā.

Pēc tam 3,5 collu Nextion LCD ekrāns tika savienots ar Arduino Mega 2560 un piestiprināts pie robota korpusa priekšpuses, turklāt 4Ω un 3W skaļrunis tika stratēģiski novietots zem robota korpusa LCD ekrāna. Visbeidzot, tika izgatavoti NEX ieroči un to izgatavošanai tika izmantotas cinkotas stieples.

5. darbība: NEX izveides process (programmatūra)

Tagad pārejiet pie NEX programmatūras daļas. Lai izveidotu NEX robota seju Nextion ekrānā, vispirms tika izmantota atvērtā koda grafiskā dizaina un animācijas programmatūra ar nosaukumu Krita. Izmantojot to, jūs varat uzzīmēt visus NEX sejas mākslas darbus, kā arī pārveidot katru izveidoto attēlu rāmī, lai tas būtu daļa no NEX sejas animāciju komplekta. Katru reizi, kad runā NEX, ekrānā tiek parādīts konkrētai komandai raksturīgs attēlu kopums, kas rotē ar ātrumu 30 FPS, tas ir, katrai viņa runātajai balss ziņai jābūt sinhronizētai ar mutes kustību, tāpēc viņš ļoti uzmanīgi veidoja NEX sinhronizēt lūpas, lai viņa mutes kustības nešķistu atkārtotas un bez harmonijas ar to, ko viņš runā. Tā kā animācija ir nekas cits kā attēlu secība, kas rotē ar noteiktu ātrumu, NEX ekrānā līdz šīs publikācijas brīdim ir aptuveni pieci tūkstoši attēlu, kas spēj rotēt secīgi. Šī noteikti bija viena no darbietilpīgākajām un nogurdinošākajām visa šī projekta daļām, jo zīmējumu un animāciju veidošana no nulles bez apmācības šajā jomā prasa daudz pūļu un pacietības. Bet ne tikai tas, ka, lai padarītu šo attēlu banku animāciju, kuru Arduino varētu izpildīt Nextion ekrānā, bija jāizmanto programmatūra Nextion Editor, kas ļauj izveidot.tft failu, kas tiek ierakstīts un ievietots micro SD karti, kas vēlāk tiks pievienota ekrānam Nextion un tajā ielādētajiem attēliem.

Lai izveidotu NEX balsi, robots tika izmantots kā autora balss pamatā, kurš šeit raksta šo izvērsto kopsavilkumu. Izmantojot vairākus balss modifikācijas procesus, izmantojot programmu Audacity, bija iespējams izveidot NEX raksturīgu balsi. Nākamais solis bija vienkārši ielādēt visas EasyVR Shield izveidotās balss komandas, izmantojot EasyVR komandiera programmatūru. Šīs publikācijas laikā NEX ir izveidotas 12 balss komandas, kā arī tajā ielādētas 12 balss ziņas.

Un tā NEX robots izskatījās sava izveides procesa beigās.

6. solis: tas ir viss tautas

Tas viss ir tautas, un, kā jūs redzējāt, es mēģināju apkopot trīs gadu projektu vienā Instructable, bet tas nav tik vienkārši, hahaha … Bet galvenais vēstījums, ko es šeit vēlējos nodot, ir tas, ka neatkarīgi no jūsu sapņa, un cik grūti tas šķiet, ja tici, ka to ir iespējams realizēt un neatteikties no šī sapņa, tas piepildīsies !!

NEX un es ceru, ka jums patika šis Instructable projekts, un paldies jums visiem, ka lasījāt tik tālu. Ja vēlaties uzzināt vairāk par NEX un savu neticamo ceļojumu, neaizmirstiet viņam sekot viņa oficiālajā Instagram: @nextherobot. Tas tā, čau !! uz drīzu tikšanos ar citiem foršiem projektiem !!;)