Robot Rover: 10 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Salom, men Proxy303, robototexnika mutaxassisi. Bu darslikda men sizga o'zimnikiga o'xshab o'z robotingizni yasashni o'rgataman.

Men odamlar robot deb ataydigan masofadan boshqariladigan mashinalardan biri haqida gapirmayapman. Robotning ta'riflaridan biri shundaki, u masofadan boshqarish pulti bo'la olmaydi. Bugun siz yaratadigan robot - siz yaratadigan, simli va dasturlashtiradigan robot. Keyin avtonom. Bu shuni anglatadiki, u tashqi tomondan nazorat qilinmaydi. U o'zini nazorat qiladi. U qurilgan va dasturlashtirilganidan so'ng, robot hamma narsani o'zi qiladi.

Har qanday robotning beshta asosiy komponenti mavjud:

• Sizning robotingizning korpusi bo'lgan shassi. Siz ularni oldindan yig'ilgan Internetda sotib olishingiz mumkin, yoki o'zingiz to'plamdan yoki noldan o'zingiz qilishingiz mumkin.
• Sizning robotingizning "miyasi" bo'lgan mikro-boshqaruvchi. Bu deyarli hamma narsani bajarish uchun dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan ko'p qirrali sxema.
• Robotingizning harakatlanishiga imkon beradigan ba'zi motorlar. Siz motorlarni to'g'ridan-to'g'ri mikro-boshqaruvchi bilan samarali boshqarolmaysiz, shuning uchun sizga kerak …
• Past kuchlanishli mantiqiy signalli yuqori voltli dvigatelni boshqarishga imkon beradigan dvigatel haydovchisi.
• Hamma narsani quvvatlaydigan quvvat manbai. Ko'chma robotlar yoki aylanib yuradiganlar uchun batareyalardan foydalaning. Aks holda, siz kompyuterdan bo'lgani kabi quvvat manbai modulidan foydalanishingiz mumkin.

Ta'minotlar

Sizga kerak bo'ladi:

• Robot shassisi (men Actobotics Runt Rover Whippersnapper-ni taklif qilaman, chunki u juda ko'p yaxshi tomonlarga ega, masalan, universal mikro-nazorat moslamasi yoki sensorli o'rnatish moslamalari, yoki hamma narsa bir-biriga yopishib qolishi.) Har qanday material ishlaydi, shuning uchun plastmassani sinab ko'ring., yog'och yoki hatto karton. Metallni ishlatishda ehtiyot bo'ling, chunki u elektron platalar ostidagi lehim bo'g'inlarini qisqartirishi mumkin, lekin agar siz nima qilayotganingizni bilsangiz, davom eting va sinab ko'ring. Robot shassisi juda qimmat bo'lishi mumkin, 15 dan bir necha yuz dollargacha.
• Mikro-nazoratchi (men Arduino Mega 2560-dan foydalanganman, lekin Raspberry Pi ham yaxshi ishlaydi.) Ularni elektronika do'konlarida, sevimli mashg'ulot do'konlarida, Internetda yoki robot qismlari sotiladigan boshqa joylardan sotib olish mumkin. Garchi ular robotning eng muhim qismlaridan biri bo'lsa-da, ular juda arzon, 10-40 dollar atrofida.
• Dvigatel haydovchisi (men L298N dual motorli drayverni ishlatganman) Bu juda qimmat bo'lishi mumkin, shuning uchun o'zingizga ehtiyot bo'ling. Bu yomon bolalar dvigatellarga ko'p kuch sarflash uchun mo'ljallangan va shuning uchun ular juda qiziydi. Sotib olayotganingizda sovutgich borligiga ishonch hosil qiling, aks holda uni yopishtiring. Siz, albatta, motor haydovchisining haddan tashqari qizib ketishini xohlamaysiz, bu sizga yangi uchun 20 dan bir necha yuz dollargacha qimmatga tushadi.
• Bir nechta non paneli. Bu erda ko'p tushuntirish kerak emas, chunki siz ularni deyarli hamma joyda topishingiz mumkin.
• Ba'zi DuPont M-F simlari. Ikkala uchida metall "ignalar" bo'lgan non simlari o'rniga, bir uchida "igna", ikkinchi uchida rozetka bor.
• Bir hovuch o'rnatish vintlari. Shunga qaramay, ko'p tushuntirish talab qilinmaydi. Standart o'lchamdagi kichik Phillips boshli vintlarni oling.
• Mikro-nazoratchini quvvatlantirish uchun asosiy quvvat manbai (Internetda siz juda arzon zaryadlanuvchi lityum-ionli batareyalarni topishingiz mumkin. Men odatda telefonlarni zaryad qilish uchun ishlatiladigan quvvat banklaridan foydalanaman.)
• Dvigatel quvvat manbai (6 ta AA batareyasi juda yaxshi ishlaydi, lekin agar xohlasangiz, boshqa quvvat manbaidan foydalanishingiz mumkin. 9V batareyani ishlatmang; ularda bunday turdagi oqim yo'q. Shuni yodda tutingki, ular robotlar uchun emas, balki tutun detektorlari bilan ishlashga mo'ljallangan.) Iloji bo'lsa, qayta zaryadlanuvchi quvvat manbasini olishga harakat qiling. Avvaliga bu biroz qimmatroq, lekin menga ishoning. Agar siz bir martalik batareyalardan foydalansangiz, siz ularni juda tez o'tkazib yuborasiz va bu batareyalarning narxi ba'zi zaryadlanuvchi batareyalarning narxidan tezda ustun turadi.

Siz xohlashingiz mumkin:

• Ultrasonik sensor. Robotingiz oldidagi narsalarni ko'rishga imkon beradi.
• Ba'zi servo motorlar. Doimiy aylanishdan ko'ra, bu foydali dvigatellarni ma'lum burchakka siljish va u erda qolish uchun dasturlash mumkin.
• Bir hovli LED. Hech qanday tushuntirish kerak emas. Siz hokimiyatni qo'ysangiz, ular yonadi. Oddiy.
• Yoki boshqa qo'shimchalar. Nega robot qo'lini qo'shmaysiz? Yoki boshqa sensormi?

1 -qadam: Robot shassisini yarating

Siz sotib olgan robot shassisini yig'ing. Hamma narsa to'g'ri yig'ilganligiga ishonch hosil qiling.

Runt Rover Whippersnapper bilan hamma narsa birlashadi. Agar sizning shassisingiz vintlar bilan mahkamlangan bo'lsa, ularning mahkam va botining mustahkamligiga ishonch hosil qiling. Menga ishoning, sizning loyihangiz sizning ustingizda qulab tushishidan ko'ra yomonroq narsa yo'q - ba'zida tom ma'noda! Bundan tashqari, shassi ichida bo'sh joy borligiga ishonch hosil qiling. Tasavvur qiling -a, 70 dollardan ko'proq pul sarflab, hamma narsani sotib oling, shunda sizning asosiy komponentlaringizdan biri botga mos kelmaydi!

Bundan tashqari, dvigatellarning to'g'ri ulanganligiga va erkin aylana olishiga ishonch hosil qiling. Ba'zida shassisning bir qismi dvigatellarni to'sib qo'yishi mumkin, shuning uchun dvigatellarning aylanishiga hech narsa to'sqinlik qila olmaydi.

2 -qadam: Asosiy simlar

Chap dvigatellarni parallel ravishda bir -biriga ulang. To'g'ri motorlar uchun ham xuddi shunday qiling. Qizil simlarning chap tomoni qora simlar bilan chap tomonga, o'ng tomoni uchun ham xuddi shunday guruhlanganligiga ishonch hosil qiling. Qizil simni o'ng tomonning ikkala RED simiga ulang. Boshqa qizil simni chap tomonning Qora simlariga ulang (bilaman, bu chap tomondan orqaga o'xshaydi, lekin bu qarama-qarshi dvigatellar teskari yo'nalishda aylanishi uchun). Qora simlar uchun takrorlang.. Tarmoqlar bir -biriga guruhlangan holda saqlanganligiga ishonch hosil qiling. Bundan tashqari, LEFT yon dvigatellari, odatda, siz simni qanday ulashingizdan farqli o'laroq, ishonch hosil qiling.

3 -qadam: Dvigatel drayverini ulang

Dvigatel haydovchisidan foydalanishdan oldin uning qanday ishlashini bilish kerak. Agar noto'g'ri ulansangiz, siz mikrokontroldorni va/yoki motor haydovchisini yo'q qila olasiz!

Dvigatel haydovchisi - bu izolyatsiya qilingan elektron regulyatorning bir turi, ya'ni dvigatelning quvvat maydoni va mantiqni boshqarish maydoni o'rtasida hech qanday jismoniy aloqa yo'q. Ko'pchilik mikrokontrolderga elektr toki tushmasligi (uni shikastlashi yoki yo'q qilishi mumkin) oldini olish uchun ishlab chiqilgan. Bundan tashqari, eng yaxshisi odatda kamida 15 dollarni tashkil qiladi, shuning uchun agar siz Internetda 2 dollarni topsangiz, uni sotib olmang! Shaxsan men shunga o'xshash narsani topdim va tajriba sifatida men unga sovutgich qo'ydim va uni uladim. Sotuvchining aytishicha, haydovchi 12V ga baholangan. Men uni 9V ga uladim va u chekishni boshladi. Ma'lum bo'lishicha, ular ishlatgan chip faqat 3V uchun baholangan!

Dvigatel drayveri ikkita kirish maydoniga ega: quvvat va mantiqiy kirish. Shuningdek, u ikkita chiqish maydoniga ega: o'ng va chap tomonlar. Bu erda barcha pinlar va ular nima qilishadi:

• Mantiqiy kirishlar:

  • Ular 3,3V mantiq signalini oladi va undan motorlarni boshqarish uchun foydalanadi. Hech qachon bu pimlarga yuqori kuchlanishni ulamang.
  • Ularni mikrokontroldagi raqamli mantiqiy chiqishlarga ulang.

• Quvvat manbalari:

  • Dvigatellarni quvvatlantirish uchun ishlatiladigan quvvat manbai. Bu erda siz qancha quvvat sarflasangiz, haydovchining dvigatellarga quyadigan quvvati shuncha bo'ladi.
  • Umumiy erga ulanish sifatida ishlatiladigan GND pin. Quvvat uchun ham, mantiqiy kirishlar uchun ham ishlatiladi. GND pimi, odatda, mantiq va quvvat pimlariga elektr oqishini oldini olish uchun diodlar bilan ulanadi.
  • 5V pin, ba'zi turdagi motorlarni quvvatlantirish uchun ishlatiladi. U 5 voltdan chiqadi, shuning uchun uni quvvat manbai deb xato qilmang. Mikroto'lqinli qurilmaning noto'g'ri piniga bir zumda kuch sarflab, uni jimgina va bir zumda yo'q qilish kifoya.

• Chiqarishlar:

  • 1A va 1B, bitta dvigatel yoki dvigatellar uchun.
  • 2A va 2B, boshqa dvigatel yoki ularning to'plami uchun.

Dvigatel haydovchisi past kuchlanishli mantiqiy signalli yuqori voltli dvigatelni boshqarishga imkon beradi. Har bir dvigatelda ikkita kirishning sababi shundaki, siz yo'nalishni ham boshqarishingiz mumkin.

Dvigatel drayverining 1A va 1B chiqishlarini o'ng dvigatellarga ulang. Chap tarafdagi dvigatellarga 2A va 2B chiqishlarini ulang (Esda tuting! ORQA!)

Dvigatel akkumulyatorini robot korpusining bir joyiga o'rnating va uni dvigatel drayverining quvvat manbaiga + quvvat manbaiga va GND ga ulang.

Agar siz oldindan o'rnatilgan moduldan foydalansangiz, demak siz yaxshisiz.

Agar siz faqat ICdan foydalanayotgan bo'lsangiz, u to'g'ri ulanganligiga ishonch hosil qiling va unga sovutgich qo'yishni unutmang! Bu chiplar juda qiziydi, shuning uchun ko'pchilik yaxshi haydovchilarda sovutgich bor.

4-qadam: Mikro-nazoratchini ulang

Mikroto'lqinni robotga ulang. Men Arduino Uno Rev3 dan foydalanardim. Dvigatel drayverining mantiqiy kirishiga mikrokontrollerning to'rtta raqamli chiqishini ulang. Dvigatel haydovchisining GND uyasiga mikrokontrolderning topraklama pinini ulang. Dvigatel drayveridagi 5V pinni mikro-nazorat moslamasiga ulamang! Bu ma'lum turdagi dvigatellarni quvvatlantirish uchun ishlatiladi, quvvat manbai sifatida emas, balki mikro-nazoratchi uchun ham emas. Agar shunday qilsangiz, mikrokontrollerga zarar etkazishingiz mumkin. Siz faqat dvigatel drayveridagi mantiqiy pimlarni va umumiy pinni mikrokontroldorga ulashingiz kerak.

Bu ulanishlar haydovchining mantiqiy kirishlari yordamida motorlarni boshqarish uchun ishlatiladi.

5 -qadam: Hammasi yaxshi ekanligiga ishonch hosil qiling

Orqaga qayting va hamma narsa yaxshi ekanligiga ishonch hosil qiling. Elektr simlarini tekshiring, chap dvigatellar orqaga ulanganligiga ishonch hosil qiling, mikrokontroldagi 5V chiqishi dvigatel drayveridagi 5V kuchlanishiga ulanmaganligiga ishonch hosil qiling va boshqa muammolarni tekshiring. Barcha vintlar mahkam, simlar ulangan, motorlar bloklanmagan va simlar uzilmaganligiga ishonch hosil qiling.

Agar hamma narsa yaxshi bo'lsa, keyingi bosqichga o'ting.

6 -qadam: Batareyani o'rnating

Batareyalarni robot korpusiga joylashtiring. Agar ular yiqilib tushsa, ular sizning robotingizni sekinlashtirishi yoki to'xtatishi mumkin, shuning uchun ularni shassi ichiga mahkamlang. Agar siz ularni tez -tez olib tashlashni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz, ularni o'rnatish uchun qisqich, yopishtiruvchi yoki lentadan foydalaning. Bundan tashqari, batareya ulanishlari yaxshi ekanligiga ishonch hosil qiling. Bir paytlar menda harakat qilishdan bosh tortgan robot bor edi va men soatlab aylanada yurardim, dasturlarimni tekshirardim, dvigatellarni qayta uladim va muammoni topa olmadim. Men hatto yangi mikro-nazorat moslamasini sotib oldim, shunda mening akkumulyator simlarimdan biri shassi ichida bo'shab qoldi. Bu nima uchun siz qismni almashtirishdan oldin har doim boshqa muammolarni tekshirib ko'rishingiz kerakligiga mukammal misol!

7 -qadam: Hammasini biriktiring

Hamma narsani mahkam yopish uchun kichik o'rnatish vintlarini ishlating. Dvigatel drayveri va mikro-boshqaruvchini robot korpusiga burab qo'ying va dvigatellar mustahkam ekanligiga ishonch hosil qiling. Non paneli ham mahkam bog'langanligiga ishonch hosil qiling.

Simlaringizni tartibga solish uchun zımbalar yoki kichik lentalardan foydalaning. Buni qilishning hojati yo'q, lekin bu, albatta, robotning ko'rinishini yaxshilaydi va qaysi simlar nimaga ketayotganini kuzatishni osonlashtiradi. Bundan tashqari, agar sizda fermuarli rishtalar bo'lmasa yoki simlarni osongina almashtirish kerak bo'lsa, ularni rang bo'yicha guruhlashingiz mumkin. Masalan, siz mikrokontroldordan motor haydovchisigacha bo'lgan yashil simlardan, quvvat uchun qizil simlardan, GND uchun qora simlardan va motor haydovchisidan motorlarga ko'k simlardan foydalanishingiz mumkin.

8 -qadam: Dastur

Mikrokontrollerni kompyuterga ulang va dasturlang. Oddiy boshlang va o'zingizni zeriktirmang. Robotni oldinga siljitish kabi oddiy narsadan boshlang. Siz uni aylantira olasizmi? Orqaga ketasizmi? Doira ichida aylanasizmi? E'tibor bering, dasturlash juda ko'p sabr -toqatni talab qiladi va odatda eng uzoq davom etadi. Yuqoridagi grafikka qarang.

Bu o'zingizga bog'liq!

9 -qadam: qo'shimchalar

Endi sizda oddiy robot o'rnatilgan bo'lsa, qo'shimcha funktsiyalarni qo'shish vaqti keldi. Robotga to'siqlardan qochish uchun ultratovushli sensorni ulang. Yoki servo dvigatel, tepasida salqin narsa bor. Yoki botni yoritish uchun yonib -o'chadigan LEDlar. Esingizda bo'lsin, bu sizning robotingiz, shuning uchun bu sizga bog'liq!

10 -qadam: Siz tugadingiz

Tabriklaymiz! Endi sizda ishlaydigan robot bor! Iltimos, agar siz uni qurgan bo'lsangiz va qanday qo'shimchalar qo'shgan bo'lsangiz, izohlarda yozing.

Agar biror narsa noto'g'ri bo'lsa, quyidagi muammolarni bartaraf etish yordamiga murojaat qiling:

Robot umuman yoqilmaydi

Siz bilasizki, robot yoqilgan, chunki ko'pchilik dvigatellar va mikrokontrolderlarda chiroqlar yonib turganligini ko'rsatadi. Agar ular yoqilmasa:

• Asosiy batareya quvvati past yoki bo'sh bo'lishi mumkin. Agar siz qayta zaryadlanuvchi batareyadan foydalanayotgan bo'lsangiz, uni zaryadlang. Agar siz oddiy batareyadan foydalanayotgan bo'lsangiz, uni almashtiring.
• Simlar noto'g'ri ulangan bo'lishi mumkin. Ulanishlaringizni tekshiring. Bitta noto'g'ri o'rnatilgan sim butun robotning quvvatini uzib qo'yishi mumkin.
• Simlar uzilishi mumkin. Bu siz kutmagan narsaga o'xshaydi, lekin men shuni bildimki, singan simlar juda keng tarqalgan. Singan yoki eskirgan izolyatsiyani, simli rozetkadan chiqib ketadigan mayda metall "ignalar" ni (simning uchidagi pim chiqib ketganda va tiqilib qolganda) yoki simlarning bo'linishini qidiring.
• Dvigatel drayveri yoki mikro-kontroller bilan bog'liq muammo bo'lishi mumkin. Ishlab chiqarishdagi nosozliklar tizimning yoqilmasligiga olib kelishi mumkin. Bunday holda, mikrokontroller yoki dvigatel drayverini almashtiring. Bu oxirgi chora, chunki mikro-kontrollerlar va ayniqsa dvigatellar ba'zan ancha qimmat bo'lishi mumkin.

Robot yoqiladi, lekin qimirlamaydi

Agar siz robot yoqilganligini tasdiqlagan bo'lsangiz, lekin u umuman qimirlamasa, demak:

• Dvigatel quvvat manbai past yoki bo'sh bo'lishi mumkin. Batareyani almashtiring. Mening tajribamga ko'ra, bu batareyalar juda tez tugaydi, chunki dvigatellarni ishga tushirish uchun katta oqim kerak bo'ladi.
• Ulanish muammosi bo'lishi mumkin. Yuqoridagi bo'limga qarang va simlarning noto'g'ri yoki uzilganligini tekshiring.
• Dvigatellar qisqarishi yoki yonib ketishi mumkin. Bu juda keng tarqalgan, shuning uchun uni izlashga arziydi. Dvigatellarga to'g'ridan -to'g'ri kuch bering va ular harakat qiladimi -yo'qligini tekshiring.
• Dvigatel haydovchisi shikastlanishi mumkin. Chiqishlarda kuchlanishni tekshiring. Agar haydovchining chirog'i o'chirilgan bo'lsa, bu nosoz qurilmaning aniq belgisidir. BOShQA HAMMA NARSALARNI TEKQORLASHGA MUMKIN! Shassisdan tashqari, dvigatel haydovchisi odatda robotning eng qimmat qismidir.
• Dasturlashda muammo bo'lishi mumkin. Men uchun bu eng keng tarqalgan muammo. Harflar sezgir C tilida (Arduino-da ishlatiladi), bitta xato butun dasturingizni buzishi mumkin. Python (Raspberry Pi tili) da ba'zi muammolar bo'lishi mumkin.
• Mikrokontroller shikastlangan bo'lishi mumkin. Ba'zida, mantiqiy signal hatto haydovchiga ham etib bormaydi (yomon haydovchining xulosasiga to'g'ri kelmaslik uchun sabab bor). Bunday holda, uni almashtiring.

Robot yoqiladi, lekin g'ayritabiiy tarzda harakat qiladi

Agar robot yoqilsa, lekin u kutilmagan tarzda harakat qila boshlasa (masalan, oldinga siljish kerak bo'lsa, aylana bo'ylab), keyin:

• Ehtimol, simlar muammosi bor. BUNI BIRINChI TEKSHIRING! Bir tomondan teskari o'ralgan simni eslaganmisiz?
• Dasturlashda xato bo'lishi mumkin. Muammolar uchun kodingizni tekshiring.
• Ba'zida shikastlangan mikro-kontroller aqldan ozishi mumkin, bir necha marta tasodifiy signallarni yuboradi. Agar mikro-nazoratchi buni qilsa, uni tuzatishga urinmang. Bu tuzatib bo'lmaydigan darajada shikastlangan chipning aniq belgisidir, shuning uchun davom eting va hamma narsani o'zgartiring. Ishoning, bu chiplar robotlar tomonidan laboratoriyada qilingan. Oddiy qilib aytganda, ularni odam tuzata olmaydi.
• Dvigatel shikastlanishi mumkin. Agar dvigatel ishlamasa yoki sekinroq tezlikda ishlayotgan bo'lsa, robot harakatlanayotganda asta -sekin bir tomonga "siljiydi". Buni hal qilishning uchta usuli bor. Agar imkoningiz bo'lsa, uni boshqa dvigatellar bilan bir xil tezlikka etkazish uchun kuchlanishni kuchaytiring. Agar yo'q bo'lsa, shikastlangan dvigateldan tashqari barcha motorlarga rezistorlar o'rnatishga harakat qiling. Bu boshqa dvigatellarning shikastlanish tezligini pasaytiradi. Oxir -oqibat, siz uni almashtirishingiz mumkin. Robot tishli dvigatellari ancha arzon, odatda 2-3 dollar. Buni dvigatel haydovchisi bilan solishtiring, u 10-200 dollar orasida bo'lishi mumkin.

Agar robot sensorlarga javob bermasa

Agar robot yoqilsa va odatdagidek aylansa, lekin sensorlarga "quloq solmasa" yoki to'g'ri javob bermasa, bu deyarli har doim ikkita narsadan biridir.

• Ehtimol, dasturlashda xatolik bor. Sensorlarni ehtiyotkorlik bilan sozlash va dasturlash kerak. Bir paytlar menda robotning nazoratsiz aylanayotgani bor edi, lekin men tasodifan uni 100 santimetr emas, balki 100 metr ichida ko'rganda aylantirdim. U doimiy ravishda devorlarni ko'rardi, shuning uchun u doimo burilardi.
• Boshqa eng keng tarqalgan muammo - bu yomon simlar. Hatto bitta etishmayotgan sim ham sensorni ishlamay qolishiga olib kelishi mumkin.

Boshqa har qanday yordam uchun yuqoridagi bo'limlarni yoki google -dagi muayyan muammoni ko'rib chiqing. Agar sizda biron bir savol bo'lsa, men bilan [email protected] elektron pochta orqali bog'lanishingiz mumkin.

Iltimos, bu haqda fikr bildiring!