Dự án NEX: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Xin chào các bạn, lại là Natanael Prado với một dự án tuyệt vời khác. Lần này tôi muốn chia sẻ với các bạn, một dự án mà tôi đã làm trong ba năm, dự án này là robot của tôi có tên là NEX. Vì vậy, trước tiên, hãy tìm hiểu lịch sử đằng sau sự sáng tạo của tôi.

Lịch sử đằng sau dự án

Từ lâu, một khát khao đã có trong tôi. Mong muốn tạo ra một robot, nhưng không chỉ bất kỳ robot nào. Tôi muốn tạo ra một người không chỉ là một người máy, đó còn là một người bạn, với tính cách và đặc điểm độc đáo, và đó cũng có thể là một phần của con người tôi. Bắt đầu từ khi nào ước muốn này bắt đầu sinh ra trong tôi, tôi không biết chắc chắn; nhưng tôi biết rằng bất chấp thời gian, điều đó sẽ không bao giờ tàn lụi trong tôi, bởi vì đó không chỉ là một mong muốn giản đơn, đó còn là một mục tiêu sống và một ước mơ được thực hiện. Đó là khi tôi mua Arduino đầu tiên của mình, Một Arduino Mega 2560, và tôi bắt đầu biến ước mơ của mình thành hiện thực và mặc dù điều ước của tôi có vẻ hơi điên rồ hoặc thậm chí là không thể, tôi vẫn tiếp tục tìm kiếm những gì tôi muốn đạt được, chấp nhận rủi ro và mạo hiểm vào những điều chưa biết. Đó là khoảng ba năm lập kế hoạch và biến quan niệm của tôi thành hiện thực. Và bây giờ sau nhiều năm làm việc, con robot của tôi đã ra đời !!!

Nhưng Arduino là gì?

Đầu tiên, tôi xin giới thiệu với những ai chưa biết, Arduino. Vì vậy, Arduino là một nền tảng điện tử mã nguồn mở dựa trên phần cứng và phần mềm dễ sử dụng. Bảng Arduino có thể đọc đầu vào - ánh sáng trên cảm biến, ngón tay trên nút hoặc tin nhắn Twitter - và biến nó thành đầu ra - kích hoạt động cơ, bật đèn LED, xuất bản nội dung trực tuyến. Bạn có thể cho bảng của bạn biết phải làm gì bằng cách gửi một tập hợp các hướng dẫn đến bộ vi điều khiển trên bảng. Để làm như vậy, bạn sử dụng ngôn ngữ lập trình Arduino (dựa trên Hệ thống dây) và Phần mềm Arduino (IDE), dựa trên Xử lý. Arduino quá tuyệt vời và đáng kinh ngạc, bạn có thể làm rất nhiều điều thú vị với nó, và bạn có thể biến ước mơ của mình thành hiện thực với nó theo đúng nghĩa đen, giống như tôi đã làm ra rô bốt của mình, NEX.

Mục đích của việc xuất bản dự án này không chỉ đơn giản là để giải thích chi tiết cách tôi tạo ra robot của mình, mà là để truyền cảm hứng và khuyến khích bạn phát minh và tạo ra những gì bạn muốn, mặc dù đôi khi ước mơ của bạn dường như là không thể. Vì vậy, những gì chúng ta đang chờ đợi? Chúng ta hãy đi đến đó!

Quân nhu

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Bước 1: Vật liệu

Đây là phần lớn các phần mà tôi đã sử dụng để làm rô bốt của mình:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + Micrô
• Tấm chắn động cơ L293D
• Màn hình 3.5 "nâng cao Nextion
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Bộ khung robot tròn
• HC-SR04 Cảm biến khoảng cách siêu âm
• Ngân hàng điện năng 10000mAh Mi
• Loa 8Ω

Tôi cũng đã sử dụng các loại vật liệu khác như:

• Sữa có thể (để làm cơ thể NEX)
• Dây mạ kẽm (để làm cánh tay của NEX)
• Các tông
• Miếng nhựa
• Một số loại sơn phun

Bước 2: Từ khái niệm đến thực tế

Vì mọi dự án đều bắt đầu trước hết trong tâm trí chúng ta, điều rất quan trọng là phải đưa ý tưởng của bạn ra giấy trước khi bắt đầu xây dựng bất kỳ dự án nào, phải có ý tưởng về những bộ phận và vật liệu có thể được sử dụng để biến một ý tưởng thành hiện thực. Cân nhắc điều này, hình ảnh trên minh họa một trong những bản phác thảo đầu tiên về robot của tôi, được thực hiện vào đầu năm 2019, nơi mô phỏng cách NEX trông như thế nào trong dự án cuối cùng được hiển thị. Sau đó, hình minh họa này đã được cải tiến và do đó có một số sửa đổi nhỏ. Hình ảnh dưới đây minh họa khung nhìn 2D của dự án đã được cập nhật, được thực hiện với sự hỗ trợ của phần mềm đồ họa trên máy tính.

Bước 3: Các bộ phận của NEX

Trong phần này, tôi sẽ chỉ cho bạn và giải thích một số phần quan trọng nhất mà tôi đã sử dụng để tạo ra rô bốt của mình và cũng như cách chúng có thể được sử dụng trong các dự án rô bốt và Arduino đa dạng nhất. Vì vậy, cố lên !!

Hãy bắt đầu với phần này, Đây là Motor Shield L293D, nó dựa trên chip L293D và có thể được sử dụng với Arduino. Shield này rất thú vị vì nó cho phép bạn điều khiển động cơ bằng bảng Arduino của mình. Có thể điều khiển tối đa 4 Động cơ DC, 2 Servos hoặc 2 Động cơ bước đồng thời với nó. Tôi đã sử dụng Shield này để điều khiển các cánh tay của NEX hoạt động với hai động cơ servo SG90 và cả hai động cơ DC giúp nó di chuyển xung quanh.

Thứ này trông giống như hai con mắt phải không? nhưng chúng không phải vậy, hahaha… Đây thực sự là một mô-đun cảm biến siêu âm HC-SR04 có thể được sử dụng với Arduino, chẳng hạn, để đo khoảng cách giữa các mục nhất định, nó có khả năng đo khoảng cách từ 2cm đến 4m với độ chính xác cao và giá thấp. Các cảm biến này còn được gọi là bộ thu phát sóng và có khả năng hoạt động tương tự như sonar. Trong khi sonar chủ yếu được sử dụng dưới nước, thiết bị thu phát sóng siêu âm có thể được sử dụng trong môi trường trên cạn, với không khí làm phương tiện truyền dẫn. Ngoài ra, cảm biến sóng siêu âm được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp và y tế.

Đây là Động cơ Servo SG90, nó không khác gì một động cơ có điều khiển vị trí góc, nó là: thông qua các tín hiệu PWM, có thể ra lệnh rằng động cơ servo là trục của nó cho đến góc xác định, có thể đi từ -90º đến 90º, hay có nghĩa là, nó có một mức độ tự do là 180º. Ngoài ra, động cơ Servo SG90 là một trong những động cơ phổ biến nhất khi nói đến Arduino hoặc Robot giáo dục. Điều này là do nó có kích thước nhỏ và mô-men xoắn phù hợp với hầu hết các ứng dụng giáo dục. Trong dự án của tôi, 2 động cơ servo đã được sử dụng để di chuyển các cánh tay của NEX.

Đây là Display Nextion Enhanced NX4832K035, màn hình này rất mạnh mẽ, thực sự là tôi đã tạo khuôn mặt cho robot của mình bằng cách sử dụng màn hình này. Nó bao gồm một phần cứng (một loạt bảng TFT) và một phần mềm (trình soạn thảo Nextion). Điều tốt là bảng Nextion TFT chỉ sử dụng một cổng nối tiếp để giao tiếp.

Có những bộ phận quan trọng khác mà tôi không có ở đây, chẳng hạn như Easy VR Shield 3.0, This Shield là một mô-đun nhận dạng giọng nói đa năng được thiết kế để bổ sung khả năng nhận dạng giọng nói linh hoạt, mạnh mẽ và tiết kiệm chi phí cho hầu hết mọi ứng dụng. Nó có micrô và hỗ trợ loa 8Ω, Tấm chắn này rất quan trọng đối với robot của tôi vì nó cho phép tôi giao tiếp với NEX, nó giống như một cầu nối giữa tôi và robot của tôi.

Một bộ phận khác rất quan trọng là Bộ khung cho Robot tròn, bộ này bao gồm hai động cơ DC điều khiển các bánh xe của NEX, vì vậy robot của tôi có thể tiến, lùi, xoay, đi phải và trái, v.v.

Và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, tất nhiên là Power Bank. Vì robot của tôi là độc lập, nó cần một viên pin bên trong để cung cấp năng lượng cho Arduino, vì vậy tôi chọn Powerbank 10000Mah cho nó.

Bước 4: Quy trình tạo NEX (Phần cứng)

Bước đầu tiên trong quy trình lắp ráp NEX là các bài kiểm tra sơ bộ được thực hiện để xác minh khả năng tích hợp và hoạt động giữa Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 Shield và L293D Motor Shield.

Sau khi công đoạn này hoàn thành, cơ thể của robot đã được tạo ra, đối với điều này, một lon sữa tổ đã được sử dụng, nó phải được cắt một số bộ phận để cố định một số mảnh trong đó, bên cạnh đó, lon này sau đó đã được chà nhám và sơn bằng sơn phun màu vàng.

Sau khi điều này được thực hiện, khung gầm robot NEX đã được lắp ráp, vì nó được tháo rời hoàn toàn khỏi nhà máy. Cần phải lắp tất cả các bộ phận của khung xe ngoài việc tạo các kết nối điện thích hợp của động cơ. Xem hình ảnh bên dưới của một khung xe đã được lắp ráp.

Với sự sẵn sàng này, cảm biến siêu âm HC-SR04 đã được đặt ở vị trí chiến lược dưới khung máy này và lon sữa (thân robot) được vặn trên đầu khung robot đã được gắn trước đó. Sau đó, các dây cáp được kết nối và gắn vào thân NEX tạo kết nối giữa các thành phần bên trong để biến chúng thành đầu ra hoặc đầu vào ở bên ngoài thân robot, chẳng hạn như micrô, đến cổng USB để sạc lại và Cổng USB của Arduino. Xem hình ảnh bên dưới:

Sau đó, hai động cơ servo được thêm vào cơ thể rô bốt, một động cơ ở mỗi đầu của lon và cũng là dự phòng năng lượng 10000mAh. Như trong hình bên dưới.

Ngay sau đó, cụm robot chính bao gồm Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D đã được thử nghiệm và chạy trước đó đã được thêm vào phần thân NEX và các kết nối thích hợp đã được thực hiện giữa các bo mạch và các thiết bị ngoại vi khác. Như thể hiện trong bức ảnh bên dưới.

Sau khi làm như vậy, Màn hình LCD Nextion 3,5 inch được kết nối với Arduino Mega 2560 và được gắn vào mặt trước của thân robot, ngoài ra, loa 4Ω và 3W được đặt ở vị trí chiến lược dưới Màn hình LCD trên thân robot. Cuối cùng, các cánh tay NEX đã được tạo ra và dây mạ kẽm đã được sử dụng để làm ra nó.

Bước 5: Quy trình tạo NEX (Phần mềm)

Bây giờ chuyển sang phần phần mềm NEX. Để tạo khuôn mặt của robot NEX trên màn hình Nextion, phần mềm thiết kế đồ họa và hoạt hình mã nguồn mở tên là Krita đã được sử dụng đầu tiên. Thông qua đó, bạn có thể vẽ tất cả các tác phẩm nghệ thuật của khuôn mặt NEX, và cũng có thể chuyển đổi mỗi hình ảnh được tạo thành một khung để trở thành một phần của tập hợp các hoạt ảnh trên khuôn mặt của NEX. Mỗi lần NEX nói, anh ấy hiển thị trên màn hình của mình một tập hợp các hình ảnh cụ thể cho một lệnh nhất định, xoay ở tốc độ 30 FPS, tức là mỗi tin nhắn thoại anh ấy nói phải đồng bộ với cử động miệng của anh ấy, vì vậy anh ấy đã rất cẩn thận khi tạo NEX. hát nhép để cử động miệng của anh ấy có vẻ không lặp lại và không hài hòa với những gì anh ấy đang nói. Vì hình ảnh động chỉ là một chuỗi các hình ảnh quay với một tốc độ nhất định, NEX có khoảng năm nghìn hình ảnh có khả năng quay theo trình tự trên màn hình của nó cho đến thời điểm xuất bản này. Đây chắc chắn là một trong những phần tốn nhiều công sức và mệt mỏi nhất của toàn bộ dự án này vì việc tạo ra các bản vẽ và hình ảnh động từ đầu mà không được đào tạo trong lĩnh vực này đòi hỏi rất nhiều nỗ lực và kiên nhẫn. Nhưng không chỉ vậy, để làm cho ngân hàng hình ảnh này trở thành một hình ảnh động có thể được thực thi bởi Arduino trên màn hình Nextion, cần phải sử dụng Phần mềm Nextion Editor để tạo tệp.tft, được ghi lại và chèn vào thẻ micro SD để sau này được kết nối với màn hình Nextion và các hình ảnh được tải trên đó.

Để tạo ra giọng nói của robot NEX đã được sử dụng làm cơ sở cho giọng nói của tác giả, người viết bản tóm tắt mở rộng này ở đây. Thông qua một số quy trình sửa đổi giọng nói bằng chương trình Audacity, có thể tạo ra một giọng nói đặc trưng cho NEX. Bước tiếp theo chỉ là tải tất cả các lệnh thoại đã tạo, trong EasyVR Shield, thông qua phần mềm điều khiển EasyVR. Tại thời điểm xuất bản này, NEX đã tạo ra 12 lệnh thoại, cũng như 12 tin nhắn thoại được tải vào đó.

Và đó là cách robot NEX nhìn vào cuối quá trình tạo ra nó.

Bước 6: Đó là tất cả của dân gian

Đây là tất cả của dân gian Và như bạn có thể thấy, tôi đã cố gắng tóm tắt một dự án kéo dài ba năm trong một cuốn sách Có thể hướng dẫn duy nhất, nhưng nó không dễ dàng như vậy đâu hahaha… Nhưng thông điệp chính tôi muốn truyền tải ở đây là, bất kể ước mơ của bạn là gì, và nó có vẻ khó khăn biết bao, nếu bạn tin rằng có thể biến nó thành hiện thực và không từ bỏ ước mơ đó thì nó sẽ thành hiện thực !!

NEX và tôi hy vọng bạn thích dự án có thể giảng dạy này và cảm ơn tất cả các bạn đã đọc đến đây. Nếu bạn muốn biết thêm về NEX và hành trình đáng kinh ngạc của mình, đừng quên theo dõi anh ấy trên Instagram chính thức của anh ấy: @nextherobot. Vậy là xong, tạm biệt !! Hẹn gặp lại các bạn với những dự án hấp dẫn khác !!;)