NEX projekat: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Hej momci, ovdje je Natanael Prado sa još jednim odličnim projektom. Ovaj put želim s vama podijeliti projekt koji radim već tri godine. Ovaj projekt je moj robot zvan NEX. Dakle, prvo upoznajte istoriju koja stoji iza mog stvaranja.

Istorija projekta

Dugo je želja bila u meni. Želja za stvaranjem robota, ali ne bilo kojeg. Hteo sam da stvorim nekoga ko nije bio samo robot, bio je prijatelj, sa jedinstvenom ličnošću i karakteristikama, a takođe bi mogao biti deo onoga što ja jesam. Početak kada se ta želja počela rađati u meni, ne znam sa sigurnošću; ali znam da uprkos vremenu to nikada neće umrijeti u meni, jer to je bilo više od obične želje, to je bio životni cilj i san koji treba ispuniti. Tada sam kupio svoj prvi Arduino, An Arduino Mega 2560, i počeo sam svoj san pretvarati u stvarnost, iako je moja želja mogla izgledati pomalo luda ili čak nemoguća, krenuo sam u potragu za onim što želim postići, riskirajući i upuštajući se u nepoznato. Bilo je to oko tri godine planiranja i pretvaranja moje zamisli u stvarnost. I sada je nakon godina rada moj robot oživio !!!

Ali šta je Arduino?

Prije svega, želio bih predstaviti Arduino onima koji ne znaju. Dakle, Arduino je elektronička platforma otvorenog koda zasnovana na hardveru i softveru koji se lako koristi. Arduino ploče mogu čitati ulaze - svjetlo na senzoru, prst na dugmetu ili poruku na Twitteru - i pretvoriti ga u izlaz - aktivirati motor, uključiti LED diodu, objaviti nešto na mreži. Ploči možete reći šta da radi slanjem skupa uputstava mikrokontroleru na ploči. Da biste to učinili, koristite programski jezik Arduino (zasnovan na ožičenju) i Arduino softver (IDE), zasnovan na obradi. Arduino je tako fantastičan i nevjerojatan, s njim možete raditi mnogo kul stvari, i pomoću njega možete doslovno pretvoriti svoje snove u stvarnost, kao što sam ja napravio svog robota, NEX.

Svrha objavljivanja ovog projekta nije samo da detaljno objasni kako sam napravio svog robota, već da vas inspirira i ohrabri da izmislite i stvorite ono što želite, iako vam se ponekad čini da su snovi nemogući. Pa šta čekamo? Idemo na to!

Supplies

www.arduino.cc/en/guide/introduction

Korak 1: Materijali

Ovo je većina komada koje sam koristio za izradu svog robota:

• Arduino Mega 2560
• Shield Easy VR 3.0 + mikrofon
• Motorni štit L293D
• Nextion ekran dijagonale 3,5 inča
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Komplet okruglog robotskog kućišta
• HC-SR04 Ultrazvučni senzor udaljenosti
• Mi Power Bank 10000mAh
• 8Ω zvučnik

Koristio sam i druge vrste materijala kao što su:

• Limenka za mlijeko (radi NEX -ovog tijela)
• Pocinčane žice (za rad sa NEX -om)
• Karton
• Komadići plastike
• Neke boje u spreju

Korak 2: Od začeća do stvarnosti

Kako svaki projekt započinje prije svega u našim mislima, vrlo je važno staviti svoju ideju na papir prije početka gradnje bilo kojeg projekta, kako biste već imali ideju o tome koji se dijelovi i materijali mogu koristiti za pretvaranje ideje u stvarnost. Uzimajući to u obzir, gornja slika prikazuje jednu od prvih skica mog robota, napravljenu početkom 2019. godine, gdje je prikazana simulacija izgleda NEX -a u konačnom projektu. Kasnije je ova ilustracija poboljšana i posljedično je imala neke male izmjene. Donja slika prikazuje 2D prikaz projekta koji je već ažuriran, napravljen uz pomoć grafičkog softvera na računaru.

Korak 3: NEX -ovi dijelovi

U ovom odjeljku pokazat ću vam i objasniti neke od najvažnijih komada koje sam koristio za izradu svog robota, kao i kako se oni mogu koristiti u najrazličitijim projektima robotike i Arduina. Pa hajde !!

Počnimo s ovim komadom, ovo je Motor Shield L293D, baziran je na čipu L293D i može se koristiti s Arduinom. Ovaj štit je vrlo zanimljiv jer vam omogućuje upravljanje motorima sa Arduino ploče. Moguće je istovremeno kontrolirati do 4 istosmjerna motora, 2 servo motora ili 2 koračna motora. Koristio sam ovaj štit za kontrolu NEX -ovih ruku koje rade s dva servo motora SG90, kao i dva istosmjerna motora koja ga pokreću.

Ova stvar izgleda kao dva oka, zar ne? ali nisu, hahaha … Ovo je zapravo HC-SR04 ultrazvučni senzorski modul koji se može koristiti s Arduinom, na primjer, za mjerenje udaljenosti između određenih predmeta, sposoban je mjeriti udaljenosti od 2 cm do 4 m s velikom preciznošću i niska cijena. Ovi senzori su poznati i kao primopredajnici i imaju sposobnost rada slično sonaru. Dok se sonar uglavnom koristi pod vodom, ultrazvučni primopredajnici mogu se koristiti u zemaljskom okruženju, a zrak je sredstvo prijenosa. Osim toga, senzori ultrazvučnih valova uobičajeni su u industrijskim i medicinskim aplikacijama.

Ovo je servo motor SG90, to nije ništa drugo do motor s kontrolom kutnog položaja, to je: putem PWM signala moguće je narediti da je servo motor njegova osa do određenog kuta, s mogućnošću kretanja od -90º do 90º, odnosno ima stepen slobode od 180º. Osim toga, SG90 servo motor jedan je od najpopularnijih kada je u pitanju Arduino ili obrazovna robotika. To je zato što ima malu veličinu i okretni moment pogodan za većinu obrazovnih aplikacija. U mom projektu korištena su 2 servo motora za pomicanje NEX -ovih ruku.

Ovo je Display Nextion Enhanced NX4832K035, ovaj ekran je vrlo moćan, zapravo sam napravio lice svom robotu koristeći ovaj ekran. Uključuje hardverski deo (niz TFT ploča) i softverski deo (Nextion editor). Dobra stvar je što Nextion TFT ploča koristi samo jedan serijski port za komunikaciju.

Postoje i drugi važni dijelovi za koje nemam sliku sa mnom, poput Easy VR Shield 3.0, Ovaj Shield je višenamjenski modul za prepoznavanje govora dizajniran da doda svestrane, robusne i isplative mogućnosti prepoznavanja govora. gotovo bilo koja aplikacija. Ima mikrofon i podršku za 8Ω zvučnik, ovaj štit je vrlo važan za mog robota jer mi omogućava komunikaciju s NEX -om, to je poput mosta između mog i mog robota.

Drugi dio koji je vrlo važan je Round Robot Chassis Kit, ovaj komplet uključuje dva istosmjerna motora koji kontroliraju kotače NEX -a, tako da se moj robot može kretati naprijed, nazad, rotirati, ići desno i lijevo itd.

I posljednje, ali ne i najmanje važno, je, naravno, Power Bank. Kako je moj robot samostalan, potrebna mu je baterija u njemu kako bi osigurao energiju za Arduino, pa sam za njega odabrao Powerbank od 10000Mah.

Korak 4: NEX proces kreiranja (hardverski)

Prvi korak u procesu montaže NEX -a bili su preliminarni testovi izvedeni radi provjere integracije i rada između Arduino Mega 2560, EasyVR 3.0 štita i L293D štitnika motora.

Nakon što je ova faza završena, napravljeno je tijelo robota, za to je korištena limenka mlijeka za gnijezdo, koja je morala biti odrezana na nekim dijelovima kako bi se u njoj učvrstili neki komadi, osim što je ova limenka kasnije brušena i obojana žuta boja u spreju.

Nakon što je to učinjeno, sastavljeno je robotsko kućište NEX, koje dolazi potpuno rastavljeno iz tvornice. Bilo je potrebno ugraditi sve dijelove šasije pored pravilnih električnih veza motora. Pogledajte donju sliku već sastavljene šasije.

S ovim spremnim, ultrazvučni senzor HC-SR04 bio je strateški postavljen ispod ove šasije, a limenka za mlijeko (tijelo robota) je pričvršćena na prethodno montirano robotsko kućište. Nakon toga, kabeli su spojeni i pričvršćeni na NEX tijelo koje uspostavlja vezu između unutarnjih komponenti kako bi ih transformirali u izlaze ili ulaze s vanjske strane tijela robota, poput mikrofona, na USB priključak koji se puni i USB priključak Arduina. Pogledajte sliku ispod:

Zatim su u tijelo robota dodana dva servo motora, po jedan na svakom kraju limenke, a također i banka kapaciteta 10000 mAh. Kao što je prikazano na donjoj slici.

Ubrzo nakon toga, glavni sklop robota sastavljen od Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D koji je prethodno testiran i pokrenut je dodan u tijelo NEX -a, te su uspostavljene odgovarajuće veze između ploča i drugih perifernih uređaja. Kao što je prikazano na donjoj fotografiji.

Nakon toga, 3,5-inčni Nextion LCD ekran je spojen na Arduino Mega 2560 i pričvršćen na prednji dio tijela robota, a osim toga, 4Ω i 3W zvučnik strateški je postavljen ispod LCD ekrana na tijelu robota. Konačno, napravljene su ruke NEX i za izradu su korištene pocinčane žice.

Korak 5: NEX proces kreiranja (softver)

Sada prelazimo na dio softvera NEX. Za stvaranje lica robota NEX na ekranu Nextion prvi je put korišten softver za grafički dizajn i animaciju otvorenog koda pod nazivom Krita. Pomoću njega možete nacrtati sva umjetnička djela NEX lica, a također i svaku sliku stvorenu u okvir pretvoriti u dio skupa animacija lica NEX -a. Svaki put kada NEX govori prikaže na ekranu skup slika specifičnih za datu naredbu, rotirajući se pri 30 FPS, to jest, svaka glasovna poruka koju izgovori mora biti sinhronizirana s pokretima usta, pa je vrlo pazio pri izradi NEX -ovih usnu sinhronizaciju tako da mu se pokreti usta ne čine ponavljajućim i neusklađenim s onim što govori. Kako animacija nije ništa drugo do slijed slika koje se rotiraju određenom brzinom, NEX ima oko pet hiljada slika koje se mogu rotirati u nizu na ekranu do trenutka objavljivanja. Ovo je zasigurno bio jedan od najzahtjevnijih i zamornih dijelova cijelog ovog projekta jer stvaranje crteža i animacija od nule bez ikakve obuke u tom području zahtijeva puno truda i strpljenja. No nije samo to bilo potrebno, da bi ovu banku slika učinili animacijom koju može izvesti Arduino na Nextion ekranu, bilo je potrebno upotrijebiti softver Nextion Editor koji omogućuje stvaranje.tft datoteke, koja se snima i ubacuje u mikro SD karticu koja će se kasnije povezati na Nextion ekran i slike učitane na njega.

Za stvaranje glasa NEX robota korišćena je kao osnova glasa autora koji ovdje piše ovaj prošireni sažetak. Kroz nekoliko procesa modifikacije glasa pomoću programa Audacity bilo je moguće stvoriti karakterističan glas za NEX. Sljedeći korak bio je samo učitavanje svih stvorenih glasovnih naredbi, u EasyVR Shield, putem EasyVR komandnog softvera. U vrijeme objavljivanja ove publikacije, NEX je stvorio 12 glasovnih naredbi, kao i 12 glasovnih poruka učitanih u nju.

Tako je NEX robot gledao na kraj svog procesa stvaranja.

Korak 6: To je sve narodno

Ovo je sve narodno, i kao što ste mogli vidjeti, pokušao sam sažeti trogodišnji projekt u jednom Instructable-u, ali to nije tako lako hahaha … Ali glavna poruka koju sam htio prenijeti je da, bez obzira na to koji je vaš san, i koliko se to čini teškim, ako vjerujete da je moguće pretvoriti ga u stvarnost i ne odustati od tog sna, on će se ostvariti !!

NEX i nadam se da vam se svidio ovaj Instructable projekt i hvala vam svima što ste pročitali do sada. Ako želite znati više o NEX -u i vašem nevjerovatnom putovanju, ne zaboravite ga pratiti na njegovom službenom Instagramu: @nextherobot. To je to, ćao !! vidimo se uskoro sa još nekim super projektima !!;)