Vienkāršs "robotu komplekts" klubiem, skolotājiem, makerspēlēm utt.: 18 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Ideja bija izveidot nelielu, tomēr paplašināmu komplektu mūsu "Middle TN Robotic Arts Society" biedriem. Mēs plānojam seminārus ap komplektu, jo īpaši sacensībām, piemēram, līniju sekošanai un ātram braucienam.

Mēs esam iekļāvuši Arduino Nano tā mazā izmēra, bet lielā I/O skaita dēļ. Pievienojot Breakout dēli, visas tapas ir viegli pieejamas un servo draudzīgas. Mēs pārtraucām standarta akumulatoru darbību un izvēlējāmies 3350 mAh jaudas banku, kas ietver USB uzlādes kabeli un strāvas LED statusu. USB kabelis darbojas arī kā programmēšanas kabelis. Divi nepārtrauktas rotācijas servopiedziņas mehānismi, lai celtnieki ātri un viegli ripotu. Neliels maizes dēlis ļauj ātri un viegli izveidot prototipu. Plāksnes perimetru veido 3 mm caurumi, lai varētu pievienot komponentus.

Mūsu kluba biedriem mēs pārdodam komplektu PAR CENU, un jums ir jābūt klāt, lai to iegādātos. Patiesībā mēs zaudējam naudu, ja ņemat vērā laiku, kas nepieciešams, lai izstrādātu, izveidotu mācību programmu, izgatavotu detaļas (3D drukāšana, griešana ar lāzeru utt.) Un komplektētu visu kopā. Mēs saņēmām komplekta izmaksas līdz 29,99 USD. Jūs varat saņemt šo cenu zemāku, ja pasūtāt detaļas ar ilgāku piegādes laiku. Mēs saprotam, ka tas nav lētākais komplekts, taču mēs liekam uzsvaru uz to, lai radītu kaut ko viegli veidojamu un paplašināmu, un tā salikšana neprasa dienas. Patiesībā šim komplektam vajadzētu aizņemt mazāk nekā stundu, lai sāktu kustēties.

Piegādes

Primārās daļas:

• Arduino Nano
• Akumulatora enerģijas banka
• Robota rāmis
• SliderM-F džemperi
• Ultraskaņas sensors
• Daudzums 3 - 3mmx10mm 3m Skrūves ar uzgriežņiem
• 3. daudzums - 3mmx3mm starplikas
• 2. daudzums - nepārtraukta rotācija SF90R servo
• 2. daudzums - riteņi 52 g / mm riteņi
• 4 - 6 collu rāvējslēdzēji (iegūstiet plānos apmēram 3,5 mm platos). Harbor Freight šķirņu iepakojums darbojas labi.
• Mini maizes dēlis
• Arduino Nano vairogs

Neobligāti:

Kabeļu ietīšana

Rīki:

• Lodāmurs, lai lodētu galvenes uz Nano
• Līmes pistole
• Pamata skrūvgriezis

1. solis: rāmis

Lai palīdzētu celtniekiem ātri darboties, mēs iegravējām kontūru ar tekstu katrā rāmja pusē, lai norādītu, kur detaļas jāievieto.

Mums paveicās ar piekļuvi lāzera griezējiem. Ja to nedarāt, iesakām sazināties ar vietējiem ražotājiem, lai noskaidrotu, vai viņiem ir tāds, ko varētu izmantot, vai viņi būtu gatavi jūsu vietā izgriezt rāmi.

Bāzes drukāšanai var izmantot arī 3D printeri. Mēs iekļāvām SVG un STL, lai jūs varētu tos izmantot kopā.

Saviem komplektiem mēs izmantojām 3 mm akrilu. Jūs varat izmantot citus materiālus, piemēram, koku, kartonu, putuplasta plāksni utt.

2. solis: Sagatavojiet Arduino

Lai būtu vieglāk lodēt galvenes Arduino, ievietojiet vīriešu galviņas Arduino vairogā. Saskaņojiet Arduino Nano ar galvenēm. Ievērojiet marķējumu uz tāfeles pret vairogu. Lodējiet visas tapas un esat pabeidzis.

3. darbība: uzstādiet Arduino vairogu

1. Izlīdziniet 3 dzeltenās starplikas ar iepriekšējiem vai 3D drukātajiem Arduino caurumiem.
2. Izmantojiet M3x10 skrūves un uzgriežņus, lai piestiprinātu Arduino vairogu. Cieši pieguļ, nav cieši. Ja esat noraizējies par skrūvju atskrūvēšanu, vienkārši pievienojiet uzgriežņa galam karstu līmi. Neuztraucieties par vairoga 4. atveri, jo tas nebūs vajadzīgs un vēlāk būvēšanas laikā traucē Power Bank.

4. solis: uzstādiet servos

1. Ievērojiet Servo kontūras orientāciju uz rāmja. (Nav parādīts 3D drukātajā versijā, bet atsaucas uz attēliem)
2. Izvelciet divas rāvējslēdzēja saites caur taisnstūrveida spraugām ar rāvējslēdzēja galvu rāmja augšpusē.
3. Ievietojiet servoservis un vadiet vadu caur taisnstūrveida spraugām uz aizmuguri. Cieši pievelciet rāvējslēdzējus. Ja servo nejūtas drošs, sānos, kur servo pieskaras rāmim, varat pievienot nedaudz karstu līmi.

5. solis: Power Bank stiprinājums

1. Izvelciet zip kaklasaiti starp Arduino un maizes dēļa atrašanās vietu tādā virzienā, kā parādīts ar rāvējslēdzēja galvu augšējā pusē. Turiet vaļā.
2. Izvelciet zip kaklasaiti caur muguru. Turiet vaļā.
3. Iebīdiet Power Bank un stingri pievelciet rāvējslēdzējus. Ievērojiet orientāciju.

Piezīme: priekšpusē mēs izmantojam 3D drukātu "slīdni", kas redzams attēlos. Tomēr mēs atklājām, ka tas rada pārāk lielu berzi, tāpēc, iespējams, vēlēsities eksperimentēt ar citām idejām, piemēram, pudeles vāciņu, plastmasas mēbeļu planieri utt.

6. solis: riteņi

Mēs izmantojām lāzera griezēju, lai izgrieztu riteņus no EVA putām. Jūs varat izmantot visu, kas jums patīk. Vāki no burciņām, 3D drukāti, veci rotaļu riteņi utt. Mēģiniet atrast riteņus, kuru diametrs ir aptuveni 52 mm.

1. Pārliecinieties, vai jūsu riteņa centrā ir atvere, kas ļauj mazajai skrūvei uzlikt apļveida servo ragu.
2. Centrējiet servo ragu, kas ir iekļauts jūsu servos, un pielīmējiet pie riteņiem. Esiet piesardzīgs, lai nesasniegtu līmi centrālajā atverē, un turiet riteni pat ar servo ragu, lai mazinātu svārstības.
3. Izmantojot mazo skrūvi, piestipriniet riteņus pie servos. Cieši pieguļošs.

7. solis: maizes dēlis

Nomizojiet maizes dēļa pamatni. Izlīdziniet ar gravējumu rāmja augšpusē un piestipriniet. Ja izmantojat 3D drukātu rāmi, izmantojiet drukas taisnstūrveida padziļinājuma daļu.

8. solis: laiks kustēties

Pieslēdziet SERVOS, lai sāktu kustēties.

1. Pievienojiet vadu vadu no kreisā servo (servo pa kreisi, ja skatāties no aizmugures) uz 10. tapu ar oranžo stiepli, kas ir vistuvāk Arduino.
2. Pievienojiet vadu vadu no labā servo (servo pa labi, ja skatāties no aizmugures) uz 11. tapu ar oranžo stiepli, kas ir vistuvāk Arduino.

9. solis: papildinājums: redzamības uzlabošana

Tagad mums ir jāpievieno kaut kas, lai robots nesaskartos ar lietām. Izmantojiet ultraskaņas sensoru. Piestipriniet sensoru pie maizes dēļa, kā parādīts attēlā.

*Norādiet elektroinstalācijas shēmu tālāk norādītajā instrukcijā, kā izveidot vadu.

10. darbība: pievienošana - ieslēgšana: robežu noteikšana, izmantojot IR sensoru

Lai jūsu robots nenokristu no galda, arēnas utt. Malas, pievienosim līnijas sensoru. Mēs izmantojam atstarojošo sensoru masīvu QTR-MD-06RC. Seši infrasarkanie izstarotāji/detektori ir vērsti uz leju un mēra attālumu no virsmas līdz sensoram.

Lai pievienotu sensoru, satveriet 4 mazās 2 mm skrūves, infrasarkano staru sensoru (smaidiņu). Norādiet pareizos orientācijas attēlus.

*Norādiet elektroinstalācijas shēmu tālāk norādītajā instrukcijā, kā izveidot vadu.

11. solis: programmēšana - iestatīšana

Lejupielādējiet Arduino programmatūru.

Izpildiet standarta norādījumus.

Kad esat to instalējis, atveriet Arduino Nano programmatūru un iestatījumus. Dažādiem ražotājiem tas var atšķirties, bet, ja jums ir kāds no detaļu saraksta:

1. Atveriet "Rīki"
2. Kā dēļa veidu izvēlieties “Arduino Nano”
3. Kā procesora veidu atlasiet Atmega328P (vecais sāknēšanas ielādētājs)
4. Pievienojiet Arduino Nano, izmantojot lādētāja komplektācijā iekļauto Micro USB kabeli, ar jebkuru datora USB portu. Ja tiek parādīta kļūda, piemēram, “Nezināma ierīce”, iespējams, būs jāinstalē pareizi draiveri. Lai palīdzētu, skatiet šīs instrukcijas papildinājuma daļu.

12. solis: Ultraskaņas sensora koda pārskats

Kods ir ļoti vienkāršs un izmanto divas bibliotēkas - Servo.h un NewPing.h. Servo.h ir iebūvēta bibliotēka, ko nodrošina Arduino fonds, un to izmanto, lai kontrolētu PWM (impulsa platuma modulēts) signālus katram servo. Atsauci uz šo bibliotēku var atrast šeit:

NewPing.h, kā minēts iepriekš, ir Tima Ekela trešās puses bibliotēka. To izmanto, lai sniegtu mums vienkāršu saskarni uz laiku balstītu mērījumu pasaulē. Atsauci uz šo bibliotēku var atrast šeit:

Šai iestatīšanai mēs esam izveidojuši pamata piemēru uz priekšu, pa kreisi, pa labi, atkārtot. Mēs vēlējāmies saviem biedriem dot sākumpunktu, kas parādītu, kā izmantot gan ultraskaņas sensoru, gan divus nepārtrauktas rotācijas serverus (vienu otrādi). Mūsu ciklā robots skenē uz priekšu un, ja skaidrs, turpina virzīties uz priekšu. Tomēr, ja tā nojauš, ka ir tuvu un atrodas objektā (pingēšanas laiks ir īsāks par mūsu izvēlēto minimumu), tad tas apstājas, pagriežas pa kreisi, skenē, pagriežas pa labi, atkal skenē un dodas atvērtākā virzienā.

Jūs varat pamanīt, ka katram no diviem servos tiek dotas dažādas komandas uz priekšu - tas ir tāpēc, ka servos ir uzstādīti šasija pretēji virzieniem. Šī iemesla dēļ katram servo jāpārvietojas pretējos virzienos, lai robots varētu virzīties uz priekšu, nevis aplī. Tas pats attiecas uz gadījumiem, kad vēlaties pārvietoties atpakaļgaitā.

Šis piemērs parāda ļoti vienkāršu izvairīšanos no šķēršļiem, taču to var ievērojami uzlabot. “Mājasdarbu” piemērs, iespējams, ir ieslēgšanas brīdī veikt pilnu teritorijas slaucīšanu par 360 grādiem un izvēlēties atvērtāko ceļu. Skenējiet plašāk no vienas puses uz otru un pārbaudiet, vai robots tiek "iesaiņots". Apvienojiet ar citiem sensoriem, lai atrisinātu labirintu.

13. darbība: koda pārskats rindai pēc SUMO koda izmantošanas

Drīzumā.

14. solis: programmēšana - bibliotēkas

Sāciet, pārliecinoties, ka jums ir instalētas pareizās bibliotēkas.

Servos Servo.h bibliotēkai jābūt noklusētai.

Ultraskaņas sensoram HC-SR04:

1. Programmatūrā dodieties uz Skice> Iekļaut bibliotēku> Pārvaldīt bibliotēkas.
2. Meklēt Tim Eckel "NewPing".
3. Izvēlieties jaunāko versiju un instalējiet.

QTR-MD-06RC atstarošanas sensora blokam:

1. Programmatūrā dodieties uz Skice> Iekļaut bibliotēku> Pārvaldīt bibliotēkas.
2. Meklēt Pololu "QTRSensors".
3. Izvēlieties jaunāko versiju un instalējiet.

15. solis: programma

1. Tikai Ping sensoram lejupielādējiet failu MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino.
2. Līnijas sensoram ar PUM sensoru, kas ieprogrammēts SUMO, lejupielādējiet failu MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino.
3. Pievienojiet Arduino, izmantojot USB.
4. Izvēlieties COM portu (skatiet attēlu). Jūsu COM ports var atšķirties.
5. Noklikšķiniet uz atzīmes, lai pārliecinātos, ka nav kļūdu.
6. Ja viss ir pārbaudīts, noklikšķiniet uz labās bultiņas, lai lejupielādētu programmu Arduino.
7. Kad esat pabeidzis, atvienojiet USB kabeli un pievienojiet Power Bank.

16. darbība: elektroinstalācijas shēma

Izmantojiet šo attēlu, lai savienotu robotu.

• Ultraskaņas sensoram izmantojiet m-f džemperu vadus.
• Līnijas sensoram izmantojiet m-m džemperu vadus.
• Servos varat pievienot 3 kontaktu savienotāju tieši tapām.

17. solis: Apsveicam !!! Jūs uzbūvējāt robotu

Lai iegūtu ultraskaņas kodu, robotam jāsāk kustēties. Ikreiz, kad tas uztver objektu 35 cm attālumā, tas apstāsies, pārvietosies pa kreisi un ātri mērīs, pēc tam pārvietosies pa labi un darīs to pašu. Tas nosaka, kurai pusei bija vislielākais attālums, un pārvietojas šajā virzienā.