Lihtne "robotikomplekt" klubidele, õpetajate meistriruumidele jne: 18 sammu

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

Idee oli ehitada väike, kuid laiendatav komplekt meie "Middle TN Robotic Arts Society" liikmetele. Planeerime töötubasid komplekti ümber, eriti võistlusteks, nagu liinijärgimine ja kiirreis.

Oleme lisanud Arduino Nano selle väikese suuruse, kuid suure I/O arvu tõttu. Breakout-plaadi lisamisega on kõik tihvtid kergesti ligipääsetavad ja servosõbralikud. Loobusime tavalistest akudest ja valisime 3350 mAh võimsuspanga, mis sisaldab USB -laadimiskaablit ja toite LED -olekut. USB -kaabel toimib programmeerimiskaablina. Kaks pideva pöörlemise servot, mis aitavad ehitajatel kiiresti ja lihtsalt veereda. Väike leivalaud võimaldab teil kiiresti ja lihtsalt prototüüpi teha. 3 mm augud ääristavad plaadi perimeetri, et saaksite komponente lisada.

Klubi liikmetele müüme komplekti HINNAGA ja selle hankimiseks peate kohal olema. Tegelikult kaotame raha, kui arvestate ajakavaga, mis kulub projekteerimisele, õppekava koostamisele, osade tegemisele (3D -printimine, laserlõikamine jne) ja selle kõik kokku komplekteerimisele. Meie komplekti maksumus oli 29,99 dollarit. Selle hinna saate madalamalt, kui tellite pikema tarneajaga osi. Mõistame, et see pole kõige odavam komplekt, kuid paneme rõhku sellele, et tuleb välja mõelda midagi hõlpsasti ehitatavat ja laiendatavat, mille kokkupanek ei võta päevi. Tegelikult peaks selle komplekti liikumiseks kuluma vähem kui tund.

Tarvikud

Peamised osad:

• Arduino Nano
• Aku toitepank
• Roboti raam
• SliderM-F džemprid
• Ultraheli andur
• Kogus 3 - 3mmx10mm 3m kruvid mutritega
• Kogus 3 - 3mmx3mm vahekaugus
• Kogus 2 - pidev pöörlemine SF90R servo
• Kogus 2 - rattad 52 -mm mm rattad
• Kogus 4 - 6 "tõmblukud (hankige õhukesed umbes 3,5 mm laiused) Harbour Freight'i sordipakett töötab hästi.
• Mini leivalaud
• Arduino Nano kilp

Valikuline:

Kaablikile

Tööriistad:

• Jootekolb Nano päiste jootmiseks
• Liimipüstol
• Põhiline kruvikeeraja

Samm 1: raamimine

Ehitajate kiireks käivitamiseks graveerisime raami mõlemale küljele teksti, mis näitab, kuhu osad paigutada.

Meil oli õnne pääseda laserlõikurile. Kui te seda ei tee, soovitame pöörduda kohalike tegijate poole, et näha, kas neil on selline, mida saaksite kasutada või kas nad oleksid valmis teie jaoks raami välja lõikama.

Aluse printimiseks võiks kasutada ka 3D -printerit. Kaasasime SVG ja STL, et saaksite neid kasutada.

Meie komplektide jaoks kasutasime 3 mm akrüüli. Võite kasutada muid kandjaid, nagu puit, papp, vahtplaat jne.

Samm: valmistage Arduino ette

Päiste Arduino külge jootmise hõlbustamiseks sisestage isased päised Arduino kilpi. Joondage Arduino Nano päistega. Pange tähele tahvli ja kilbi märgistusi. Jootke kõik tihvtid üles ja oletegi valmis.

Samm: paigaldage Arduino kilp

1. Joondage 3 kollast vahekaugust eelnevalt lõigatud või 3D -prinditud Arduino aukudega.
2. Arduino kilbi kinnitamiseks kasutage kruvisid ja mutreid M3x10. Mugav, mitte tihe. Kui olete mures kruvide lõdvenemise pärast, lisage lihtsalt mutri otsa kuuma liimi. Ärge muretsege kilbi neljanda augu pärast, kuna seda pole vaja ja see häirib Power Bank'i hiljem ehitamise ajal.

Samm: paigaldage servod

1. Pange tähele servo kontuuri suunda raamil. (Pole näidatud 3D -trükitud versioonil, kuid viitab piltidele)
2. Keerake kaks tõmblukku läbi ristkülikukujuliste pilude, tõmbluku peaga raami ülemisel küljel.
3. Sisestage servod ja juhtige juhtmestik läbi ristkülikukujuliste pilude tahapoole. Pingutage tõmblukud tihedalt kinni. Kui servo ei tunne end kindlalt, võite külgedele, kus servod raami puudutavad, lisada veidi kuuma liimi.

Samm: toitepanga kinnitus

1. Käivitage tõmblukk Arduino ja leivaplaadi asukoha vahel selles suunas, mis on näidatud tõmbluku peaga ülemisel küljel. Hoia lahti.
2. Viige tõmblukk läbi selja. Hoia lahti.
3. Lükake Power Bank sisse ja pingutage tõmblukud kindlalt kinni. Pange tähele suunda.

Märkus: kasutame esiküljel 3D -prinditud "liugurit", mida on näha piltidel. Siiski leidsime, et see tekitab liiga palju hõõrdumist, nii et võiksite katsetada teiste ideedega, nagu pudeli kork, plastmööbli purilennuk jne.

6. samm: rattad

Rataste lõikamiseks EVA vahtplastist kasutasime laserlõikurit. Võite kasutada kõike, mis teile meeldib. Kaaned purkidest, 3D -prinditud, vanad mängurattad jne. Proovige leida umbes 52 mm läbimõõduga rattad.

1. Veenduge, et ratta keskosas on ava, mis võimaldab väikestel kruvikinnituskruvidel ümmarguse servosarve paigaldada.
2. Keskendage servodega kaasas olev servosarv ja liimige rataste külge. Olge ettevaatlik, et mitte sattuda liimi keskasse ja hoidke ratast kõikumise vähendamiseks isegi servosarvega.
3. Kinnitage rattad servode külge väikese ristmiku kruvi abil. Kitsas mitte pingul.

7. samm: leivaplaat

Eemaldage leivaplaadi tagakülg. Joondage raami ülaosas oleva graveeringuga ja kinnitage. Kui kasutate 3D -prinditud raami, kasutage trükise ristkülikukujulist süvendit.

8. samm: aeg liikuda

Juhtimiseks ühendage SERVOS liikumiseks.

1. Kinnitage juhtmestik vasakpoolsest servost (servo vasakule, kui vaatate tagant) tihvti 10 külge Arduinole lähima oranži juhtmega.
2. Kinnitage juhtmestik parempoolsest servost (servo paremale, kui vaatate tagant) tihvti 11 külge oranži juhtmega, mis on Arduinole kõige lähemal.

Samm 9: lisandmoodul: näete oma robotit

Nüüd peame midagi lisama, et robot ei satuks asjadesse. Kasutage ultraheli andurit. Kinnitage andur leivalaua külge, nagu pildil näidatud.

*Vaadake juhtmestiku juhtmestikust allpool olevat ühendusskeemi.

10. samm: lisamine - sisse: piirituvastus IR -anduri kaudu

Selleks, et teie robot ei kukuks laua, areeni jms servalt alla, lisame jooneanduri. Kasutame QTR-MD-06RC peegeldusandurite massiivi. Kuus infrapunakiirgurit/andurit on suunatud allapoole ja mõõdavad kaugust pinnast tagasi andurini.

Anduri lisamiseks haarake 4 väikest 2 mm kruvi, IR -anduri eraldusvõime (Smiley Face). Õige orientatsiooni saamiseks vaadake pilte.

*Vaadake juhtmestiku juhtmestiku juhtmestikust allpool.

Samm 11: Programmeerimine - seadistamine

Laadige alla Arduino tarkvara.

Järgige standardseid juhiseid.

Kui olete selle installinud, avage Arduino Nano tarkvara ja seadistused. See võib erinevatel tootjatel erineda, kuid kui teil on üks osade loendist:

1. Avage "Tööriistad"
2. Tahvli tüübiks valige “Arduino Nano”
3. Valige protsessori tüübiks Atmega328P (vana alglaadur)
4. Ühendage Arduino Nano laadijaga kaasas oleva mikro -USB -kaabli abil mis tahes arvuti USB -porti. Kui kuvatakse tõrge nagu „Tundmatu seade”, peate võib -olla installima õiged draiverid. Aidake selle juhendi lisaosa.

12. samm: ultrahelianduri koodi ülevaade

Kood on väga lihtne ja kasutab kahte teeki - Servo.h ja NewPing.h. Servo.h on sisseehitatud raamatukogu, mille pakub Arduino sihtasutus ja mida kasutatakse PWM (impulsi laiuse moduleeritud) signaalide juhtimiseks igale servole. Viite sellele raamatukogule leiate siit:

NewPing.h, nagu varem mainitud, on Tim Eckeli kolmanda osapoole raamatukogu. Seda kasutatakse ajapõhise mõõtmise maailma lihtsa liidese andmiseks. Viite sellele raamatukogule leiate siit:

Selle seadistuse jaoks oleme loonud põhilise eeskuju, vasakule, paremale, kordamise näite. Tahtsime anda oma liikmetele lähtepunkti, mis demonstreeriks, kuidas kasutada nii ultrahelisensorit kui ka kahte pideva pöörlemise serverit (üks tagurpidi). Meie silmuses skaneerib robot edasi ja kui selge, jätkab edasi liikumist. Kui aga tajub, et see on lähedal ja objekt (pingiaeg on lühem kui meie valitud miinimum), siis see peatub, pöörab vasakule, skaneerib, pöörab paremale, skaneerib uuesti ja läheb avatumale poole.

Võite märgata, et mõlemale servole antakse edasi suunamiseks erinevad käsud - seda seetõttu, et servod on šassiile paigaldatud vastassuunas. Seetõttu peab iga servo liikuma vastassuundades, et robot saaks ringiga edasi liikuda. Sama kehtib ka siis, kui soovite tagurpidi liikuda.

See näide näitab väga lihtsat takistuste vältimist, kuid seda saab oluliselt parandada. Näide "kodutöö" võib teile olla käivitamisel ala täielik 360 -kraadine pühkimine ja kõige avatuma tee valimine. Skaneerige laiemalt küljelt küljele ja vaadake, kas robot saab "sisse kasti". Kombineeri teiste anduritega, et lahendada labürint.

Samm 13: SUMO koodi kasutamine reavahetuse koodi ülevaade

Tulekul.

14. samm: programmeerimine - raamatukogud

Alustuseks veenduge, et olete installinud õiged teegid.

Servode jaoks peaks Servo.h raamatukogu olema vaikimisi.

Ultraheli anduri HC-SR04 puhul:

1. Valige tarkvaras Sketch> Include Library> Manage Libraries.
2. Otsige Tim Eckeli "NewPing".
3. Valige uusim versioon ja installige.

QTR-MD-06RC peegeldusanduri massiivi jaoks:

1. Valige tarkvaras Sketch> Include Library> Manage Libraries.
2. Otsi Pololu "QTRSensors".
3. Valige uusim versioon ja installige.

Samm: programm

1. Lihtsalt Ping -anduri jaoks laadige alla fail MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino.
2. SUMO jaoks programmeeritud pingeanduriga liinianduri jaoks laadige alla fail MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino.
3. Ühendage Arduino USB kaudu.
4. Valige COM -port (vt pilti). Teie COM -port võib erineda.
5. Klõpsake linnukest, et veenduda vigade puudumises.
6. Kui kõik on kontrollitud, klõpsake programmi Arduino allalaadimiseks paremat noolt.
7. Kui olete lõpetanud, ühendage USB -kaabel lahti ja ühendage toitepangaga.

16. samm: juhtmestiku skeem

Roboti ühendamiseks kasutage järgmist pilti.

• Ultraheli anduri jaoks kasutage m-f hüppajajuhtmeid.
• Liinianduri jaoks kasutage m-m hüppaja juhtmeid.
• Servode jaoks saate 3 -kontaktilise pistiku otse tihvtide külge ühendada.

17. samm: palju õnne! Ehitasite roboti

Ultrahelikoodi jaoks peaks robot hakkama ringi liikuma. Kui tajub objekti 35 cm raadiuses, peatub see, liigub vasakule ja teeb kiire mõõtmise, seejärel liigub paremale ja teeb sama. See määrab kindlaks, kummal poolel oli suurim vahemaa ja liigub selles suunas.