Jednostavan "komplet robota" za klubove, prostore za nastavnike itd.: 18 koraka

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

Ideja je bila izgraditi mali, ali proširivi komplet za naše članove "Srednjeg društva robotske umjetnosti TN". Planiramo radionice oko kompleta, posebno za takmičenja, poput praćenja linija i brzog putovanja.

Ugradili smo Arduino Nano zbog male veličine, ali ipak velikog broja I/O. Uz dodatak ploče za razbijanje, sve iglice su lako dostupne i prilagođene servo-u. Odbacili smo standardne baterije i odlučili smo se za Power Bank od 3350mAh koja uključuje USB kabel za punjenje i status LED diode. USB kabel služi i kao kabel za programiranje. Dva servo servera sa kontinuiranom rotacijom za pokretanje graditelja brzo i jednostavno. Mala ploča omogućuje vam brzo i jednostavno stvaranje prototipa. Rupe od 3 mm obrubljuju ploču po obodu kako biste mogli dodati komponente.

Za članove našeg kluba prodajemo komplet PO CENI i morate biti prisutni da ga nabavite. Zapravo gubimo novac ako uzmete u obzir vrijeme potrebno za dizajniranje, izradu nastavnog plana i programa, izradu dijelova (3D ispis, lasersko rezanje itd.) I sve to spojite. Smanjili smo cijenu našeg kompleta na 29,99 USD. Ovu cijenu možete smanjiti ako naručite dijelove s dužim vremenom isporuke. Shvaćamo da to nije najjeftiniji komplet, ali stavljamo naglasak na osmišljavanje nečeg jednostavnog za izradu i proširivanje za koje nisu potrebni dani za sastavljanje. Zapravo, ovom kompletu bi trebalo biti potrebno manje od sat vremena da se pokrene.

Supplies

Primarni dijelovi:

• Arduino Nano
• Napajanje baterije
• Robot Frame
• SliderM-F kratkospojnici
• Ultrazvučni senzor
• Količina 3 - 3mmx10mm 3m vijci s maticama
• Količina 3 - 3mmx3mm odstojnik
• Količina 2 - Servo SF90R sa kontinuiranom rotacijom
• Količina 2 - Točkovi 52 mm mm Točkovi
• Količina 4 - 6 "Zip kravata (Nabavite tanke širine oko 3,5 mm) Paket sorti iz Harbour Freight -a dobro funkcionira.
• Mini Breadboard
• Arduino Nano štit

Opciono:

Omotač kablova

Alati:

• Lemilica za lemljenje zaglavlja na Nano -u
• Pištolj za ljepilo
• Osnovni odvijač

Korak 1: Okvir

Kako bismo pomogli graditeljima da brzo krenu, ugravirali smo obris sa tekstom sa svake strane okvira kako bismo naznačili gdje dijelove treba postaviti.

Imali smo sreću što smo imali pristup laserskom rezaču. Ako nemate, predlažemo da se obratite lokalnim proizvođačkim prostorima kako biste provjerili imaju li onu koju biste mogli koristiti ili bi bili voljni izrezati okvir umjesto vas.

3D štampač se takođe može koristiti za štampanje baze. Uključili smo SVG i STL koje možete koristiti s bilo kojim od njih.

Za setove smo koristili akril od 3 mm. Možete koristiti druge medije, poput drveta, kartona, pjenaste ploče itd.

Korak 2: Pripremite Arduino

Da biste olakšali lemljenje zaglavlja na Arduino, umetnite muške zaglavlje u Arduino štit. Poravnajte Arduino Nano sa zaglavljima. Obratite pažnju na oznake na ploči u odnosu na štit. Lemite sve igle i gotovi ste.

Korak 3: Montirajte Arduino štit

1. Poravnajte 3 žuta odstojnika s unaprijed izrezanim ili 3D ispisanim Arduino rupama.
2. Pomoću vijaka i matica M3x10 pričvrstite Arduino štit. Čvrsto, nije čvrsto. Ako ste zabrinuti zbog otpuštanja vijaka, samo dodajte malo vrućeg ljepila na kraj matice. Ne brinite o četvrtoj rupi na štitu, jer neće biti potrebna i ometa Power Bank kasnije tokom izgradnje.

Korak 4: Montirajte servomotore

1. Obratite pažnju na orijentaciju servo obrisa na okviru. (Nije prikazano u 3D štampanoj verziji, ali referencirajte slike)
2. Provucite dvije patentne zatvarače kroz pravokutne proreze s glavom zatvarača na gornjoj strani okvira.
3. Umetnite servo pogone i provucite žičane kablove kroz pravokutne utore prema stražnjoj strani. Čvrsto stegnite Zip kravate. Ako se servo ne osjeća sigurnim, možete dodati malo vrućeg ljepila sa strana gdje servo pogoni dodiruju okvir.

Korak 5: Postavite Power Bank

1. Pokrenite Zip kravatu između lokacije Arduino i Breadboard u orijentaciji prikazanoj s glavom Zip kravate na gornjoj strani. Ne mrdaj.
2. Provucite Zip Tie kroz leđa. Ne mrdaj.
3. Umetnite Power Bank i čvrsto pritegnite Zip kravate. Obratite pažnju na orijentaciju.

Napomena: Koristimo 3D štampani "klizač" za prednji dio, vidljiv na slikama. Međutim, otkrili smo da uzrokuje previše trenja, pa biste mogli eksperimentirati s drugim idejama poput čepa za boce, plastičnog jedrilice za namještaj itd.

Korak 6: Točkovi

Laserskim rezačem izrezali smo kotače od EVA pjene. Možete koristiti šta god želite. Poklopci iz tegli, 3D štampani, stari točkovi za igračke itd. Pokušajte pronaći točkove prečnika približno 52 mm.

1. Uvjerite se da središte vašeg kotača ima otvor kako bi mali vijak s glavom s filpsom mogao montirati kružnu servo trubu.
2. Centrirajte servo trubu uključenu u vaše servo sisteme i zalijepite kotače. Pazite da ljepilo ne uđe u središnju rupu i držite kotač ravno uz servo trubu kako biste smanjili ljuljanje.
3. Pomoću malog vijka pričvrstite kotače na servo pogone. Snug nije čvrsto.

Korak 7: Oglasna ploča

Skinite podlogu s ploče. Poravnajte s gravurom na vrhu okvira i pričvrstite. Ako koristite 3D štampani okvir, koristite pravougaoni udubljeni deo otiska.

Korak 8: Vrijeme je za kretanje

Povežite SERVOS za pokretanje.

1. Pričvrstite kabelski svežanj s lijevog serva (servo s lijeve strane ako gledate sa stražnje strane) na pin 10 s narančastom žicom najbližom Arduinu.
2. Pričvrstite kabelski svežanj s desnog serva (servo s desne strane ako gledate sa stražnje strane) na pin 11 s narančastom žicom najbližom Arduinu.

Korak 9: Dodatak: Dajte svom botu vidljivost

Sada moramo dodati nešto da spriječimo robota da naleti na stvari. Koristite ultrazvučni senzor. Pričvrstite senzor na Breadboard kao što je prikazano na slici.

*Pogledajte dijagram ožičenja dalje u uputama o načinu povezivanja.

Korak 10: Dodajte - Uključeno: Otkrivanje granice putem IC senzora

Da bi vaš bot izbjegao pad s ruba stola, arene itd., Dodajmo linijski senzor. Koristimo niz senzora refleksije QTR-MD-06RC. Šest infracrvenih odašiljača/detektora okrenuti su prema dolje i mjere udaljenost od površine natrag do senzora.

Za dodavanje senzora uhvatite 4 mala 2 mm vijka, stalak za IC senzor (Smiley Face). Za ispravnu orijentaciju pogledajte slike.

*Pogledajte dijagram ožičenja dalje u uputama o načinu povezivanja.

Korak 11: Programiranje - postavljanje

Preuzmite Arduino softver.

Slijedite standardne upute.

Nakon što ga instalirate, otvorite softver i postavite za Arduino Nano. To se može razlikovati među različitim proizvođačima, ali ako imate onog sa popisa dijelova:

1. Otvorite "Alati"
2. Odaberite „Arduino Nano“kao vrstu ploče
3. Odaberite Atmega328P (Old Bootloader) kao vrstu procesora
4. Spojite Arduino Nano pomoću mikro USB kabela koji ste dobili s punjačem na bilo koji USB priključak na računaru. Ako dobijete grešku poput "Nepoznat uređaj", možda ćete morati instalirati ispravne upravljačke programe. Za pomoć pogledajte dio Dodatka ove upute.

Korak 12: Pregled koda za ultrazvučni senzor

Kod je vrlo jednostavan i koristi dvije biblioteke - Servo.h i NewPing.h. Servo.h je ugrađena biblioteka koju osigurava Arduino fondacija i koristi se za kontrolu PWM (impulsno modulirane širine) signala do svakog od servo -a. Referencu na ovu biblioteku možete pronaći ovdje:

NewPing.h, kao što je već spomenuto, je biblioteka treće strane Tima Eckela. Koristi se da nam pruži jednostavno sučelje u svijet mjerenja zasnovanog na vremenu. Referencu na ovu biblioteku možete pronaći ovdje:

Za ovu postavku stvorili smo osnovni primjer naprijed, lijevo, desno, ponavljanje. Željeli smo našim članovima dati polazište koje će pokazati kako koristiti i ultrazvučni senzor i dva servera za kontinuiranu rotaciju (jedan obrnuto od drugog). U našoj petlji, robot skenira naprijed i ako je jasno nastavlja se kretati naprijed. Međutim, ako osjeti da je blizu i objekt (vrijeme pinganja je kraće od našeg odabranog minimuma), tada se zaustavlja, skreće ulijevo, skenira, skreće udesno, ponovo skenira i ide u smjeru koji je otvoreniji.

Možda ćete primijetiti da su svakom od dva servo servera date različite komande za kretanje prema naprijed - to je zato što su servo pogoni montirani na šasiju usmjereni u suprotnim smjerovima. Zbog toga se svaki servo treba kretati u suprotnim smjerovima kako bi se bot kretao naprijed, a ne u krugu. Isto vrijedi i ako se želite kretati unatrag.

Ovaj primjer pokazuje vrlo osnovno izbjegavanje prepreka, ali se može znatno poboljšati. Primjer "domaće zadaće" za vas bi mogao biti potpuni pregled područja od 360 stupnjeva pri pokretanju i odabir najotvorenije staze. Skenirajte šire sa jedne na drugu stranu i provjerite da li bot "ubačen". Kombinirajte s drugim senzorima kako biste riješili labirint.

Korak 13: Pregled koda za red koji slijedi pomoću SUMO koda

Uskoro dolazi.

Korak 14: Programiranje - biblioteke

Počnite tako što ćete provjeriti imate li instalirane ispravne biblioteke.

Za Servo -ove bi biblioteka Servo.h trebala biti zadana.

Za ultrazvučni senzor HC-SR04:

1. U softveru idite na Sketch> Include Library> Manage Libraries.
2. Potražite "NewPing" od Tima Eckela.
3. Odaberite najnoviju verziju i instalirajte.

Za niz senzora refleksije QTR-MD-06RC:

1. U softveru idite na Sketch> Include Library> Manage Libraries.
2. Pretražite "QTRSensors" od Pololu -a.
3. Odaberite najnoviju verziju i instalirajte.

Korak 15: Program

1. Samo za Ping senzor preuzmite datoteku MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino.
2. Za linijski senzor sa senzorom pinga programiranim za SUMO preuzmite datoteku MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino.
3. Priključite svoj Arduino putem USB -a.
4. Odaberite COM port (pogledajte sliku). Vaš COM port se može razlikovati.
5. Pritisnite kvačicu kako biste bili sigurni da nema grešaka.
6. Ako je sve provjereno, kliknite strelicu udesno za preuzimanje programa na Arduino.
7. Kada završite, odspojite USB kabel i uključite ga u Power Bank.

Korak 16: Shema ožičenja

Koristite sljedeću sliku za povezivanje vašeg robota.

• Za ultrazvučni senzor koristite m-f kratkospojne žice.
• Za linijski senzor koristite m-m kratkospojne žice.
• Za servomotore možete priključiti 3 -pinski konektor direktno na pinove.

Korak 17: Čestitamo !!! Napravili ste robota

Za ultrazvučni kod robot bi se trebao početi kretati. Kad god osjeti objekt unutar 35 cm, zaustavit će se, pomaknuti se ulijevo i izvršiti brzo mjerenje, zatim se pomaknuti udesno i učiniti isto. Određuje koja je strana imala najveću udaljenost i kreće se u tom smjeru.