Ard-e: Robot với Arduino như một bộ não: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Cách tạo một robot điều khiển Arduino mã nguồn mở với giá dưới 100 đô la.

Hy vọng rằng sau khi đọc phần hướng dẫn này, bạn sẽ có thể thực hiện bước đầu tiên của mình trong lĩnh vực chế tạo người máy. Ard-e có giá khoảng $ 90 đến $ 130 tùy thuộc vào số lượng thiết bị điện tử dự phòng mà bạn có. Chi phí chính là: Arduino Diecimella- $ 35 https://www.makershed.com/ProductDetails.asp?ProductCode=MKSP1 Bulldozer kit- $ 31 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id= 70104 Servo- $ 10 Tôi đã mua được tại một cửa hàng sở thích ở địa phương Worm gear Motor- $ 12 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Nhiều thiết bị điện tử khác- khoảng $ 10 radiooshack hoặc digikey.com Cảm biến - bất cứ nơi nào từ 0 đô la đến 28 đô la tùy thuộc vào số lượng bạn muốn và mức độ rộng lớn của đống đồ điện tử bỏ đi. súng airsoft (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) hoặc bạn có thể gắn tia laser vào nó vì đó là thứ bạn đang nằm xung quanh. Nếu bạn muốn thực sự tàn nhẫn, bạn có thể gắn một tia laser dvd vào nó và đốt bất cứ thứ gì bạn muốn (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Ngoài việc chế tạo hệ thống xoay và nghiêng được điều khiển từ xa bạn cũng có thể mua chip trị giá khoảng ba đô la, gắn các cảm biến vào Ard-e và giúp anh ta hoàn toàn tự chủ. Với khoảng một trăm đô la, bạn có thể xây dựng hệ thống robot của riêng mình có hầu hết các chức năng của một con roomba hoặc một con robot lego-mindstorms: Nó có thể cảm nhận được khi nó va vào một thứ gì đó được lập trình để tránh những gì nó va phải, nó có thể theo dõi những gì sáng sủa nhất ánh sáng, mùi chất ô nhiễm, nghe âm thanh, biết chính xác nó đã đi bao xa và được điều khiển bằng điều khiển từ xa cũ tái chế. Tất cả những điều này với giá khoảng một nửa so với giá của các đơn vị thương mại. Đây là bài viết của tôi trong cuộc thi robot RobotGames nên nếu bạn thích nó, hãy bình chọn cho nó! Lưu ý- Ban đầu tôi sẽ chỉ nhập phiên bản được điều khiển từ xa khi tôi tham gia cuộc thi nhưng vì thời hạn đã được lùi lại nên tôi sẽ chỉ cho bạn cách làm cho Ard-e tự chạy. Tiếp tục là cách xây dựng Ard-e

Bước 1: Chế tạo Máy ủi của bạn

Vì vậy, khi bạn nhận được bộ dụng cụ ủi đất mới của mình qua đường bưu điện hoặc tại cửa hàng sở thích ở địa phương, bạn phải ghép chúng lại với nhau. Những bộ dụng cụ này từ Tamiya có xu hướng hơi đắt tiền nhưng chúng rất đáng giá. Tôi tìm thấy hộp bánh răng sâu mà tôi sử dụng để chiếu tia laser trong một hộp đồ án cũ bị phủ đầy bụi, nó đã không được động đến trong ba năm. Sau khi thổi sạch bụi và nối nó lại, nó chạy tốt.

Một con dao bỏ túi hoặc thợ làm da là tất cả những công cụ bạn cần để thiết lập máy ủi. Các hướng dẫn là từng bước và dễ làm theo ngay cả khi tiếng Anh hơi run. Vì tôi không định sử dụng Ard-e như một chiếc máy ủi thực sự yếu nên tôi đã không gắn máy cày vào. Các động cơ một chiều điều khiển máy ủi được điều khiển bởi công tắc ném kép (DPDT) tạo thành bộ điều khiển. Tôi đã thêm một sơ đồ về cách kết nối công tắc DPDT của riêng bạn để điều khiển động cơ vì sau này tôi kết thúc việc điều khiển động cơ lia bằng một công tắc DPDT khác. Hy vọng rằng sơ đồ làm rõ ràng rằng công tắc khi ném một chiều làm cho động cơ quay theo một chiều và khi ném ngược lại nó quay theo chiều khác.

Bước 2: Lắp ráp hệ thống Pan và Tilt

Vì vậy, bây giờ bạn đã có một cơ sở cho Ard-e được thiết kế và xây dựng tốt (hy vọng tiếng Anh trong hướng dẫn không làm bạn quá nhiều). Bây giờ bạn cần phải xây dựng một cái gì đó mà căn cứ này có thể lái xe xung quanh và làm những điều thú vị. Tôi đã chọn đặt một động cơ DC khác và một servo trên đó như một hệ thống xoay và nghiêng có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu bất cứ điều gì bạn muốn. Servo được điều khiển bởi Arduino và động cơ lia được điều khiển bởi một công tắc DPDT mà tôi đã mua ở quán vô tuyến với giá khoảng hai đô la. Để điều khiển servo, tôi đã viết một số mã trong môi trường phần mềm Arduino để đọc điện áp rơi của một chiết áp và chuyển đổi nó thành góc mà servo sẽ được di chuyển đến. Để thực hiện điều này trên Arduino, bạn nối dây dữ liệu servo vào một trong các chân đầu ra kỹ thuật số trên Arduino và dây điện áp cộng thành 5V và dây nối đất với mặt đất. Đối với chiết áp, bạn cần kết nối hai đầu bên ngoài với + 5V và đầu còn lại với đất. Sau đó, dây dẫn giữa từ chiết áp phải được kết nối với một đầu vào tương tự. Sau đó, chiết áp hoạt động như một bộ chia điện áp có các giá trị có thể từ 0V đến +5. Khi Arduino đọc đầu vào tương tự, nó đọc nó từ 0 đến 1023. Để có được góc chạy servo, tôi đã chia giá trị mà Arduino đang đọc cho 5,68 để có được thang điểm khoảng 0-180. Đây là mã mà tôi đã sử dụng để điều khiển servo nghiêng từ một chiết áp: #include int potPin = 2; // chọn chân đầu vào cho chiết ápServo servo1; int val = 0; // biến để lưu giá trị đến từ potentiometervoid setup () {servo1.attach (8); // chọn chân cho servo} void loop () {val = analogRead (potPin); // đọc giá trị từ chiết áp val = val / 5.68; // chuyển giá trị thành độ servo1.write (val); // làm cho servo đi đến mức đó Servo:: refresh (); // lệnh cần thiết để chạy servo} Nếu bạn cần trợ giúp làm việc với Arduino như tôi đã làm thì tôi thực sự khuyên bạn nên truy cập www.arduino.cc Đây là một trang web mã nguồn mở tuyệt vời thực sự hữu ích. Vì vậy, sau khi kiểm tra khả năng điều khiển của servo và công tắc, tôi cần một nơi để đặt chúng. Cuối cùng, tôi đã sử dụng một mảnh gỗ vụn được cắt có chiều dài tương đương với Ard-e và vặn nó vào bo mạch sau bằng một miếng nhôm được uốn cong một góc 90 độ. Sau đó, tôi đã cài đặt công tắc DPDT và chiết áp vào bộ điều khiển. Đó là một cái bóp chặt và tôi phải khoan một lỗ khác trên đỉnh của nó để chạy dây ra khỏi nhưng nhìn chung thì nó hoạt động khá tốt. Tôi cũng đã hàn dây vào mạch điều khiển hiện có để cấp nguồn cho hộp bánh răng sâu. Tôi thực sự có lẽ nên sử dụng một servo khác để quay nhưng cửa hàng sở thích mà tôi đến chỉ có một trong số mười đô la và động cơ có thể quay 360 độ không giống như servo. Mặc dù vậy, động cơ hơi quá chậm. Bây giờ đang thử nghiệm.

Bước 3: Thử nghiệm và tạo phiên bản điều khiển từ xa của Ard-e

Vì vậy, trước khi bắt đầu điều khiển Ard-e, chúng ta cần làm cho Arduino di động. Tất cả những gì bạn cần để Decimilla trở nên di động là pin 9 volt được kết nối với phích cắm phù hợp với nguồn điện bên ngoài. Cuối cùng, tôi đã cắt dây nguồn từ một máy biến áp cũ và có được một đoạn kẹp đập chín volt bằng cách tháo rời một chiếc chín volt cũ. Jumper cũng cần được chuyển từ nguồn usb sang nguồn máy lẻ. Nếu pin được nối đúng cách, đèn nguồn trên Arduino sẽ sáng. Nếu không, có thể bạn đã nhầm cực và nên chuyển dây. Tôi đã làm điều này lúc đầu và nó không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho chip nhưng tôi không khuyên bạn nên làm điều đó lâu dài.

Bây giờ bạn nên kiểm tra xem mọi thứ có hoạt động như bạn mong đợi hay không. Gắn một thứ gì đó vào hệ thống xoay và nghiêng như camera hoặc đèn led. Tôi đã sử dụng một dây zip laser gắn với servo vì nó vừa vặn và tôi có một cái nằm xung quanh. Lái Ard-e xung quanh và cố gắng không chiếu tia laser vào mắt bạn. Khi tôi lần đầu tiên đặt Ard-e lại với nhau, tôi đặt Arduino phía sau bộ điều khiển và gắn nó vào vị trí. Với thiết lập này mỗi khi tôi chạy động cơ dẫn động hoặc động cơ lia, servo sẽ chuyển sang vị trí 0 độ. Rõ ràng hoạt động của động cơ sẽ ảnh hưởng đến xung điều khiển thời gian và làm cho servo nghĩ rằng nó được cho là ở 0 độ. Tôi nhận ra điều này có lẽ là do dây điều khiển trên servo của Ard-e dài bao nhiêu. Nó phải chạy từ Ard-e đến Ardunio đằng sau bộ điều khiển trong khi ở gần dây dẫn dòng điện đến động cơ. Các dây này đã gây ra rất nhiều tiếng ồn vào dây điều khiển và làm cho nó chuyển sang 0. Để khắc phục sự cố này, tôi đã di chuyển Arduino từ phía sau bộ điều khiển sang trên Ard-e. Lưu ý cách gắn băng keo trông rất chuyên nghiệp của cả servo và Arduino. Điều này đã loại bỏ các dây động cơ gây ra tiếng ồn và khắc phục sự cố. Các dây dài sau đó chỉ mang tín hiệu nguồn đến và tín hiệu đầu vào từ chiết áp thay vì nguồn và tín hiệu điều khiển cho servo. Tiếng ồn từ dây động cơ bây giờ ảnh hưởng đến việc đọc chiết áp, điều này có ảnh hưởng ít hoặc không ảnh hưởng đến mức độ mà servo được điều khiển. Vì vậy, bây giờ bạn có phiên bản điều khiển từ xa của Ard-e. Về cơ bản, bạn vừa tạo ra một chiếc ô tô chế tạo tại nhà thực sự tuyệt vời mà bạn có thể lái xung quanh và chỉ vào mọi thứ. Arduino không được sử dụng để nói rằng ít nhất. Ard-e hiện đang sử dụng 1/6 khả năng cảm nhận thế giới analog và 1/6 khả năng I / O kỹ thuật số của mình. Bạn có thể tiết kiệm cho mình một số tiền và chỉ cần lấy servo và Arduino nếu một chiếc ô tô được chế tạo tại nhà là tất cả những gì bạn muốn…. Nhưng nếu bạn muốn thực sự chìm đắm trong lĩnh vực robot, hãy đọc về cách tự tạo Ard-e.

Bước 4: Ard-e trên Auto: Sử dụng Ardunio để điều khiển động cơ DC

Giải nhì trong cuộc thi Robot hướng dẫn và RoboGames