Robotët në arduino uno. Robotët Arduino të gatshëm. Robot i gatshëm ose kornizë për një robot
Përshëndetje të gjithëve. Ky artikull është një histori e shkurtër se si bëj robot e tyre duart. Pse një histori, ju pyesni? Kjo për faktin se për prodhimin e të tilla vepra artizanaleështë e nevojshme të përdoret një sasi e konsiderueshme njohurish, e cila është shumë e vështirë të paraqitet në një artikull. Ne do të ecim përmes procesit të ndërtimit, do t'i hedhim një sy kodit dhe në fund do të sjellim në jetë një krijim të Silicon Valley. Ju këshilloj të shikoni videon për të marrë një ide se me çfarë duhet të përfundoni.
Para se të vazhdoni, ju lutemi vini re sa vijon: gjatë prodhimit vepra artizanaleështë përdorur një prerës lazer. Nga prerës lazer Ju mund të refuzoni nëse keni përvojë të mjaftueshme duke punuar me duart tuaja. Saktësia është çelësi për të përfunduar me sukses projektin!
Hapi 1: Si funksionon?
Roboti ka 4 këmbë, me 3 servo në secilën prej tyre, të cilat i lejojnë të lëvizë gjymtyrët në 3 gradë lirie. Ai lëviz me një "ecje zvarritëse". Mund të jetë i ngadaltë, por është një nga më të lëmuarit.
Së pari ju duhet ta mësoni robotin të lëvizë përpara, prapa, majtas dhe djathtas, më pas shtoni një sensor tejzanor, i cili do të ndihmojë në zbulimin e pengesave/pengesave, dhe më pas një modul Bluetooth, falë të cilit kontrolli i robotit do të arrijë një nivel të ri.
Hapi 2: Pjesët e nevojshme
Skeleti prej pleksiglas me trashësi 2 mm.
Pjesa elektronike e produktit të bërë në shtëpi do të përbëhet nga:
- 12 servo;
- arduino nano (mund të zëvendësohet me çdo bord tjetër arduino);
- Mburoja për kontrollin e servove;
- furnizimi me energji elektrike (në projekt është përdorur një furnizim me energji 5V 4A);
- sensor tejzanor;
- moduli hc 05 bluetooth;
Për të bërë një mburojë do t'ju duhet:
- pllakë qark (mundësisht me linja të përbashkëta (autobusë) të energjisë dhe tokëzimit);
- lidhës kunjash ndër-borde - 30 copë;
- bazat për tabelë - 36 copë;
- telat.
Mjetet:
- Prerës me lazer (ose duar të aftë);
- Superngjitës;
- Ngjitës i shkrirë në nxehtësi.
Hapi 3: Skeleti
Le të përdorim një program grafik për të vizatuar përbërësit e skeletit.
Pas kësaj, në çdo mënyrë të përballueshme prerë 30 pjesë të robotit të ardhshëm.
Hapi 4: Asambleja
Pas prerjes, hiqni mbulesën mbrojtëse të letrës nga pleksiglasi.
Më pas fillojmë të montojmë këmbët. Mbërthyes të ndërtuar në pjesë të skeletit. Gjithçka që mbetet për t'u bërë është të lidhni pjesët së bashku. Lidhja është mjaft e ngushtë, por për besueshmëri më të madhe mund të aplikoni një pikë super ngjitës në elementët e fiksimit.
Pastaj ju duhet të modifikoni servos (ngjitni një vidë përballë boshteve të servo).
Me këtë modifikim do ta bëjmë robotin më të qëndrueshëm. Vetëm 8 servo duhet të modifikohen;
Ne i lidhim këmbët në elementin lidhës (një pjesë e lakuar), dhe kjo, nga ana tjetër, në servo drive në trup.
Hapi 5: Bërja e mburojës
Bërja e tabelës është mjaft e thjeshtë nëse ndiqni fotografitë e paraqitura në hap.
Hapi 6: Elektronikë
Le të bashkojmë kunjat e servo drive në tabelën arduino. Përfundimet duhet të lidhen me sekuencë e saktë, përndryshe asgjë nuk do të funksionojë!
Hapi 7: Programimi
Është koha për të sjellë në jetë Frankenstein. Fillimisht, le të ngarkojmë programin legs_init dhe të sigurohemi që roboti të jetë në pozicionin si në foto. Më pas, le të ngarkojmë quattro_test për të kontrolluar nëse roboti u përgjigjet lëvizjeve themelore, të tilla si lëvizja përpara, prapa, majtas dhe djathtas.
E RËNDËSISHME: Duhet të shtoni një bibliotekë shtesë në arduino IDE. Lidhja me bibliotekën është dhënë më poshtë:
Roboti duhet të bëjë 5 hapa përpara, 5 hapa prapa, të kthehet majtas 90 gradë, të kthehet djathtas 90 gradë. Nëse Frankenstein bën gjithçka siç duhet, ne po ecim në drejtimin e duhur.
P. S: Vendoseni robotin në filxhan, si në një mbajtëse, në mënyrë që të mos keni nevojë ta vendosni në pikën origjinale çdo herë. Pasi testet të kenë treguar se roboti po punon normalisht, ne mund të vazhdojmë testimin duke e vendosur në tokë/kat.
Hapi 8: Kinematika e anasjelltë
Kinematika e anasjelltë është ajo që drejton robotin në të vërtetë (nëse nuk jeni të interesuar për anën matematikore të këtij projekti dhe jeni me nxitim për të përfunduar projektin, mund ta kaloni këtë hap, por të dini se çfarë e shtyn robotin do të jetë gjithmonë i dobishëm).
Me fjalë të thjeshta, kinematikë e kundërt ose e shkurtuar si IR - "pjesë" ekuacionet trigonometrike, të cilat përcaktojnë pozicionin e skajit të mprehtë të këmbës, këndin e çdo servo, etj., të cilat përfundimisht përcaktojnë disa cilësime paraprake. Për shembull, gjatësia e çdo hapi të robotit ose lartësia në të cilën do të vendoset trupi gjatë lëvizjes/pushimit. Duke përdorur këto parametra të paracaktuar, sistemi do të nxjerrë sasinë me të cilën çdo servo duhet të lëvizë në mënyrë që të kontrollojë robotin duke përdorur komandat e dhëna.
Të dashur lexues, po hapim një seri artikujsh kushtuar krijimit të një roboti të bazuar në Arduino. Supozohet se lexuesi është fillestar dhe ka vetëm njohuri bazë për këtë temë. Ne do të përpiqemi të paraqesim gjithçka sa më të detajuar dhe të qartë.
Pra, një hyrje për problemin:
Le të fillojmë me konceptin: ne duam një robot që mund të lëvizë në mënyrë të pavarur nëpër dhomë, duke shmangur të gjitha pengesat që hasen gjatë rrugës. U vendos detyra.
Tani le të kuptojmë se çfarë na nevojitet:
- Platforma (trupi). Këtu ka opsione: bëni gjithçka vetë, blini pjesë dhe montoni ato, ose blini të gatshme. Zgjidhni atë që ju pëlqen
Kompleti zakonisht përfshin një platformë dhe një motor për dy rrota lëvizëse (vemje) dhe një ndarje për bateritë. Ka opsione me të gjitha rrotat- një motor për 4 rrota. Për fillestarët, ne rekomandojmë marrjen e platformave të tipit tank
Dy rrota lëvizëse dhe një rrotë e tretë mbështetëse.
- Tjetra, ne kemi nevojë për një diagnozë. Sonar (aka rangefinder, aka modul Ultrasonic) Si matës distancash, fillimisht zgjedhja ishte midis ultrazërit dhe infra të kuqes. Meqenëse karakteristikat tejzanor janë dukshëm më të mira (gama maksimale është rreth 4-5 metra, kundrejt 30-60 cm), dhe çmimi është afërsisht i njëjtë, zgjedhja ra në Ultrasonic. Modeli më i zakonshëm është HC-SR04.
- Shofer motori.
Çfarë duhet të bëj? Gjëja e parë që ju vjen në mendje është të vendosni një transistor në daljen e mikrokontrolluesit dhe të fuqizoni motorët prej tij. Kjo është sigurisht e mirë, por nuk do të funksionojë nëse duam ta kthejmë motorin në drejtimin tjetër... Por ura H, e cila është pak më shumë qark kompleks se një palë tranzistorë. Por në këtë rast ka shumë prej tyre në formën e qarqeve të integruara të gatshme, kështu që mendoj se nuk ka nevojë të rishpikësh timonin - do të blejmë një të gatshme. Përveç kësaj, çmimi është 2-3 dollarë... Le të vazhdojmë. Për këto qëllime, ne do të blejmë një çip L293D, ose, edhe më mirë, një Mburojë motorike të bazuar në të.
Mburoja motorike në çipin L298N
- Gjenerimi i zërit - emetues piezo
Më së shumti opsion i thjeshtë gjenerimi i zërit është përdorimi i një emituesi piezo.
Emituesit piezoqeramikë (emetuesit piezo) janë pajisje për riprodhimin e zërit elektroakustik që përdorin efektin piezoelektrik. (efekti i shfaqjes së polarizimit dielektrik nën ndikimin e sforcimeve mekanike (efekti piezoelektrik i drejtpërdrejtë) Ekziston edhe një efekt piezoelektrik invers - shfaqja e deformimeve mekanike nën ndikimin e një fushe elektrike.
Efekti piezoelektrik i drejtpërdrejtë: në çakmakët piezo, për të marrë tension të lartë në arrestues;
Efekti piezoelektrik i kundërt: në emetuesit piezo (efektiv në frekuenca të larta dhe me dimensione të vogla);
Emituesit piezo përdoren gjerësisht në të ndryshme pajisje elektronike- orë alarmi, telefona, lodra elektronike, pajisje shtëpiake. Emiter piezoqeramik përbëhet nga një pllakë metalike mbi të cilën është aplikuar një shtresë qeramike piezoelektrike, e cila ka një shtresë përçuese nga jashtë. Pllaka dhe llak janë dy kontakte. Emituesi piezo mund të përdoret gjithashtu si mikrofon ose sensor piezoelektrik.
Kjo është gjithçka që na duhet në fillim. Së pari, le të shohim se si t'i montojmë dhe t'i bëjmë këto pjesë të funksionojnë individualisht në mësime të veçanta.
Mësimi 2. Puna me një sensor tejzanor të matjes së distancës (gjetësi i rrezes)
Mësimi 3. Arduino dhe Motor Shield bazuar në L298N
Mësimi 4. Riprodhimi i zërit - emetues piezo
Mësimi 5. Montimi i robotit dhe korrigjimi i programit
dite te mire! Përpara jush, të dashur, është një robot arti që mund të pikturojë objekte të ndryshme sferike ose vezake me përmasa nga 4 deri në 9 cm.
Për ta bërë atë do t'ju duhet një printer 3D, një grup mjetesh standarde + Arduino.
Shënim: Mos hiqni dorë nga projektet që përdorin një printer 3D. Nëse dëshironi, gjithmonë mund të gjeni një vend apo mënyrë ku mund të porosisni printimin e pjesëve të nevojshme për projektin.
Hapi 1: Pak për robotin
Roboti i artit - me dy boshte shtëpi, të cilat mund të modelohen në shumicën e sipërfaqeve sferike. Roboti është përshtatur për një lloj objekti të caktuar (topa ping pongu, dekorime për Krishtlindje, llamba dhe vezë (rosa, patë, pulë...).
Motorët stepper me precizion të lartë me çift rrotullues të lartë përdoren për të rrotulluar objektin sferik dhe për të lëvizur manipuluesin, dhe një servo makinë e qetë dhe e besueshme SG90 përdoret për të ngritur mekanizmin e dorezës.
Hapi 2: Pjesët e nevojshme
Për të bërë vepra artizanale DIY na duhen:
- 2x kushineta 623;
- Karficë flokësh me diametër 3 mm dhe gjatësi 80-90 mm;
- 1x susta (gjatësia 10 mm dhe diametri 4,5 mm);
- 2x NEMA 17 motorë stepper (përdredhje rrotulluese 4,4 kg/cm);
- Kabllo motorike (gjatesi 14 + 70 cm);
- kabllo USB;
- 1x Servo drive SG90;
- Arduino Leonardo;
- mburojë JJRobots;
- 2xA4988 drejtues për motorët stepper;
- Furnizimi me energji elektrike 12V/2A;
- 11x M3 6mm vida;
- 4x M3 16mm vida;
- 4x arra M3;
- 2 x gota thithëse 20 mm;
- 1x arrë me krahë M3;
- 1x shënues;
Hapi 3: Skica e përgjithshme
Ju mund ta përdorni këtë diagram si një "fletë mashtrimi".
Hapi 4: Le të fillojmë!
Roboti lëviz një manipulues me një shënues të ngjitur në të, i cili drejtohet nga një motor stepper. Një motor tjetër stepper është përgjegjës për rrotullimin e objektit mbi të cilin aplikohet vizatimi (vezë, top...). Dy gota thithëse përdoren për të mbajtur artikullin në vend: njëra e bashkangjitur me motorin stepper dhe tjetra në anën e kundërt subjekt. Një susta e vogël do të shtypë filxhanin e thithjes, duke e ndihmuar atë të mbajë objektin. Servo disku SG90 përdoret për të ngritur/ulur shënuesin.
Hapi 5: Manipulues
Vendoseni arrën në vrimën e përgatitur për të dhe shtrëngoni vidën 16 mm. Le të bëjmë të njëjtën gjë për mbajtësin e artikullit (në të djathtë në imazhin e mësipërm). Gjatë krijimit të menteshës për manipulatorin, u përdorën 2 vida 16 mm. Kjo mentesha duhet të rrotullohet lirshëm pas shtrëngimit të vidave.
Hapi 6: Pinjollët
Vendosni një nga gotat e thithjes brenda vrimës në mbajtësen e objektit.
Hapi 7: Montimi i motorëve stepper
Ne i bashkojmë të dy motorët stepper në kornizën kryesore duke përdorur 8 vida.
Hapi 8: Boshti i rrotullimit
Le të vendosim të gjithë elementët siç tregohet në imazhin e mësipërm.
- Pinjoll;
- Vidë;
- Pjesa e sipërme;
- Pranvera;
- Kushineta 623 (duhet të ndërtohet në kupën e majtë);
- Kupa e majtë;
- Hapësirë e lirë për kornizën kryesore;
- Kupa e djathtë;
- kushineta 623;
- Unazë ndarëse;
- Arra e krahut (M3).
Hapi 9: Vendosja e gjithçkaje në vendin e vet
Le të futim manipulatorin e montuar në boshtin e motorit hapës.
Le të instalojmë mbështetjen e majtë në boshtin e motorit stepper.
Shënuesi dhe veza janë vendosur si shembull (nuk ka nevojë t'i vendosni ato tani).
SHËNIM: Servo do të kërkojë rregullime. Ju do të duhet të rivendosni këndin e tij gjatë procesit të kalibrimit.
Hapi 10: Elektronikë
Le të sigurojmë elektronikën në pjesën e pasme të kornizës kryesore duke përdorur vida (2 do të jenë të mjaftueshme).
Le të lidhim kabllot.
Nëse ndryshoni polaritetet kur lidhni motorët stepper, ata thjesht do të rrotullohen në drejtim të kundërt, por me një servo drive situata nuk do të jetë aq e padëmshme! Prandaj, kontrolloni dy herë polaritetin përpara se të lidheni!
Hapi 11: Programimi i Arduino Leonardo
Le të programojmë Arduino Leonardo duke përdorur Arduino IDE (v 1.8.1).
- Shkarkoni Arduino IDE (v 1.8.1) dhe instaloni programin;
- Le të nisim software. Zgjidhni tabelën Arduino Leonardo dhe COM PORT përkatës në menynë "tools->board";
- Le të hapim dhe shkarkojmë kodin Sphere-O-Bot. Le të shpaketojmë të gjithë skedarët brenda një dosje dhe ta quajmë "Ejjduino_ARDUINO".
Hapi 12: Roboti i artit është gati të krijojë vepra arti
Hapi 13: Kontrolloni robotin
Software Inkscape. Le të shkarkojmë dhe instalojmë softuerin Inkscape (Unë rekomandoj versionin e qëndrueshëm 0.91).
Shkarkoni dhe instaloni shtesën EggBot Control (versioni 2.4.0 është testuar plotësisht).
Zgjerimi EggBot Control për Inkscape është mjeti që duhet të përdorni kur testoni dhe kalibroni EggBot-in tuaj dhe transferoni dizajnin tuaj në vezë. Së pari ju duhet të nisni Inkscape. Pas nisjes së Inkscape, do të shfaqet menyja "Extensions" dhe në të duhet të zgjidhni nënmenynë "Eggbot". Nëse nuk e shihni nënmenynë Eggbot, atëherë nuk i keni instaluar saktë shtesat. Kryeni një kopje rezervë dhe ndiqni me kujdes udhëzimet për instalimin e shtesave.
Kjo është e gjitha, faleminderit për vëmendjen tuaj!)
Në artikullin e sotëm do t'ju tregoj se si të bëni një robot që shmang pengesat bazuar në një mikrokontrollues Arduino me duart tuaja.
Për të bërë një robot në shtëpi, do t'ju duhet vetë bordi i mikrokontrolluesit dhe një sensor tejzanor. Nëse sensori zbulon një pengesë, servo do ta lejojë atë të kalojë rreth pengesës. Duke skanuar hapësirën djathtas dhe majtas, roboti do të zgjedhë rrugën më të preferuar për të shmangur pengesën.
Codebender është një IDE e bazuar në shfletues, mënyra më e lehtë për të programuar robotin tuaj nga shfletuesi. Duhet të klikoni në butonin "Run on Arduino" dhe kaq, nuk mund të jetë më e thjeshtë.
Fusni baterinë në ndarje dhe shtypni butonin e funksionit një herë dhe roboti do të fillojë të ecë përpara. Për të ndaluar lëvizjen, shtypni përsëri butonin.
/* Roboti për shmangien e pengesave Arduino me një motor servo dhe një sensor tejzanor HC-SR04 LED dhe sinjalizues */ //Libraries #include #include "Ultrasonic.h" //Constants const int button = 2; //Button pin to pin 2 const int led = 3; //Konjë LED (nëpërmjet rezistencës) në pin 3 konst int buzzer = 4; //Twiter pin to pin 4 const int motorA1= 6; //pina pozitive (+) e motorit A në pinin 6 (PWM) (nga moduli L298!) konst int motorA2= 9; //Pinja negative (-) e motorit A te kunja 9 (PWM) konst int motorB1=10; // kunja pozitive (+) e motorit B te kunja 10 (PWM) motori konst intB2=11; // kunja negative (-) e motorit B në kunja 11 (PWM) Ultrasonik me ultratinguj (A4 ,A5); //Krijoni një objekt tejzanor (pin trig, echo pin) Servo myservo; //Krijoni një objekt Servo për të kontrolluar servos //Variables int distance; //Variable për ruajtjen e distancës me objektin int checkDjathtas; int checkLeft; funksioni int=0; //Ndryshorja për ruajtjen e funksionit të robotit: "1" - lëvizja ose "0" - ndaloi. Ndaluar sipas parazgjedhjes int buttonState=0; //Ndryshore për të ruajtur gjendjen e butonit. Parazgjedhja "0" int pos=90; //ndryshore për të ruajtur pozicionin e servo. Si parazgjedhje 90 gradë - sensori do të shikojë përpara int flag=0; //flamuri i dobishëm për ruajtjen e gjendjes së butonit kur butoni lëshohet void setup() ( myservo.attach(5); //Kinja e servo është e lidhur me pinin 5 myservo.write(pos); // i tregon servo për të shkuar në pozicionin "pos" pinMode (button, pinMode, OUTPUT) (motorA1, OUTPUT); OUTPUT Mode (motorB2, OUTPUT) ) void loop() ( //Kontrollimi i butonit të gjendjes së butonitState = dixhitalRead(buton); ndalon/lëviz) kur shtypet butoni nëse (buttonState = = LOW) (//Nëse butoni shtypet një herë... vonesë (500); nëse (flamuri == 0) (funksioni = 1; flamuri = 1; / /ndrysho variablin e flamurit) ndryshe nëse (flamuri == 1)( / /Nëse butoni shtypet dy herë funksioni = 0; flamuri=0; //ndrysho variablin e flamurit përsëri ) ) nëse (funksioni == 0)( // Nëse butoni lëshohet ose shtypet dy herë, atëherë: myservo.write(90) //cakto për servo 90 gradë - sensori do të shikojë përpara stop(); //roboti mbetet i palëvizshëm noTone(buzzer); //biper është fikur digitalWrite(led, HIGH);// dhe dioda është e ndezur ) përndryshe nëse (funksioni == 1)(//Nëse shtypet butoni, atëherë: //Lexo distancën... distancën = ultratinguj.Ranging(CM) //Udhëzim: Përdorni "CM" për centimetra dhe "INC" për inç //Kontrollo për objekte. .. nëse (distanca > 10)( përpara(); //Gjithçka është e qartë, le të ecim përpara!<=10){ stop(); //Обнаружен объект! Останавливаемся и проверяем слева и справа лучший способ обхода! tone(buzzer,500); // издаём звук digitalWrite(led,HIGH); // включаем светодиод //Начинаем сканировать... for(pos = 0; pos =0; pos-=1){ //идём от 180 градусов к 0 myservo.write(pos); // говорим серво пройти на позицию в переменной "pos" delay(10); // ждём 10 мс, пока сервопривод достигнет нужной позиции } checkRight= ultrasonic.Ranging(CM); myservo.write(90); // Датчик снова смотрит вперёд //Принимаем решение – двигаться влево или вправо? if (checkLeft checkRight){ right(); delay(400); // задержка, меняем значение при необходимости, чтобы заставить робота повернуться. } else if (checkLeft <=10 && checkRight <=10){ backward(); //Дорога перекрыта... возвращаемся и идём налево;) left(); } } } } void forward(){ digitalWrite(motorA1, HIGH); digitalWrite(motorA2, LOW); digitalWrite(motorB1, HIGH); digitalWrite(motorB2, LOW); } void backward(){ digitalWrite(motorA1, LOW); digitalWrite(motorA2, HIGH); digitalWrite(motorB1, LOW); digitalWrite(motorB2, HIGH); } void left(){ digitalWrite(motorA1, HIGH); digitalWrite(motorA2, LOW); digitalWrite(motorB1, LOW); digitalWrite(motorB2, HIGH); } void right(){ digitalWrite(motorA1, LOW); digitalWrite(motorA2, HIGH); digitalWrite(motorB1, HIGH); digitalWrite(motorB2, LOW); } void stop(){ digitalWrite(motorA1, LOW); digitalWrite(motorA2, LOW); digitalWrite(motorB1, LOW); digitalWrite(motorB2, LOW); }
Duke klikuar butonin "Ndrysho", mund ta modifikoni skicën për t'iu përshtatur nevojave tuaja.
Për shembull, duke ndryshuar vlerën "10" të distancës së matur në një pengesë në cm, ju do të ulni ose rrisni distancën që roboti Arduino do të skanojë në kërkim të një pengese.
Nëse roboti nuk lëviz, ai mund të ndryshojë kontaktet e motorëve elektrikë (motorA1 dhe motor A2 ose motorB1 dhe motorB2).
Hapi 7: Robot i përfunduar
Roboti juaj i bërë vetë për shmangien e pengesave i bazuar në një mikrokontrollues Arduino është gati.
