Klublar, o'qituvchilar uchun oddiy "Robotlar to'plami" va boshqalar: 18 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Bizning fikrimizcha, "Middle TN Robotik Arts Society" a'zolari uchun kichik, ammo kengaytiriladigan to'plam yaratish edi. Biz to'plam atrofida seminarlar rejalashtirmoqdamiz, ayniqsa musobaqalarda, masalan, chiziqni kuzatish va tez sayohat.

Biz Arduino Nano -ni birlashtirdik, chunki uning o'lchamlari kichik, lekin kirish -chiqish soni katta. Breakout taxtasi qo'shilsa, barcha pinlarga osonlik bilan kirish mumkin va Servo-do'st. Biz standart batareyalardan voz kechdik va USB zaryadlovchi kabeli va LED yorug'lik holatini o'z ichiga olgan 3350 mA / soat quvvat bankini tanladik. USB kabeli dasturlash kabeli vazifasini bajaradi. Quruvchilarni tez va oson yurgizish uchun haydash uchun ikkita uzluksiz aylanish servolari. Kichkina non paneli sizga prototipni tez va oson bajarishga imkon beradi. 3 mm teshiklar taxtaning perimetri bo'ylab komponentlar qo'shishga imkon beradi.

Klub a'zolari uchun biz to'plamni CHIQIMI bilan sotamiz va siz uni olish uchun ishtirok etishingiz shart. Agar siz loyihalashtirish, o'quv dasturini tuzish, uning qismlarini (3D bosib chiqarish, lazerni kesish va hk) vaqtini hisobga olsangiz va barchasini bir joyga to'plasangiz, biz pul yo'qotamiz. Bizning to'plamimiz 29,99 dollarga tushdi. Agar siz etkazib berish muddati uzoqroq bo'lgan qismlarga buyurtma bersangiz, bu narxni pastroqqa olishingiz mumkin. Biz shuni tushunamizki, bu eng arzon to'plam emas, lekin biz yig'ish uchun bir necha kun talab qilinmaydigan oson quriladigan va kengaytiriladigan narsani o'ylab topishga alohida e'tibor qaratamiz. Aslida, bu to'plamni ko'chirish uchun bir soatdan kam vaqt kerak.

Ta'minotlar

Asosiy qismlar:

• Arduino Nano
• Batareya quvvati banki
• Robot ramkasi
• SliderM-F o'tish moslamalari
• Ultrasonik sensor
• Miqdor 3 - 3 mm x 10 mm 3 metrli yong'oqli vintlardek
• Miqdor 3 - 3 mm x 3 mm
• 2 -son - SF90R Servo uzluksiz aylanishi
• 2 -son - g'ildiraklar 52ish mm g'ildiraklar
• 4 - 6 dyuymli zip -rishtalar (kengligi taxminan 3,5 mm bo'lgan ingichkalarni oling) Harbor Freight turkumi yaxshi ishlaydi.
• Mini stol paneli
• Arduino nano qalqon

Majburiy emas:

Kabelni o'rash

Asboblar:

• Nano ustidagi sarlavhalarni lehimlash uchun temir
• Yelimli qurol
• Asosiy tornavida

1 -qadam: ramka

Quruvchilarning tez yurishiga yordam berish uchun biz ramkaning har ikki tomoniga qismlar joylashtirilishi kerak bo'lgan matnli konturni o'yib oldik.

Biz lazerni kesish imkoniyatiga ega bo'lish baxtiga muyassar bo'ldik. Agar shunday qilmasangiz, biz mahalliy ishlab chiqaruvchilar bilan bog'lanishingizni maslahat beramiz, ularda siz foydalana oladigan joy bormi yoki ular siz uchun ramkani kesib tashlashga tayyormi?

Bazani chop etish uchun 3D printerdan ham foydalanish mumkin. Biz SVG va STL -ni o'z ichiga olganmiz.

To'plamlarimiz uchun 3 mm akril ishlatilgan. Siz boshqa materiallardan foydalanishingiz mumkin, masalan, yog'och, karton, ko'pikli taxta va boshqalar.

2 -qadam: Arduino -ni tayyorlang

Sarlavhalarni Arduino -ga lehimlashni osonlashtirish uchun erkak boshlarini Arduino qalqoniga joylashtiring. Sarlavhalar bilan Arduino Nano -ni joylashtiring. Plitadagi qalqon va boshqalarga e'tibor bering. Barcha pimlarni lehimlang va siz tugatdingiz.

3 -qadam: Arduino qalqonini o'rnating

1. 3 ta sariq rangli ajratgichni kesilgan yoki 3D bosilgan Arduino teshiklari bilan tekislang.
2. Arduino qalqonini ulash uchun M3x10 vintlardek va yong'oqlardan foydalaning. Yumshoq, qattiq emas. Agar siz vintlar bo'shashib ketishidan xavotirda bo'lsangiz, yong'oqning uchiga issiq yopishtiruvchi qo'shing. Qalqonning 4 -chi teshigidan xavotir olmang, chunki u kerak bo'lmaydi va keyinchalik qurilish vaqtida Power Bankga xalaqit beradi.

4 -qadam: Servolarni o'rnating

1. Servo konturining ramkaga yo'nalishiga e'tibor bering. (3D bosilgan versiyada ko'rsatilmagan, lekin rasmlarga qarang)
2. Ikkita fermuar bog'ichini to'rtburchaklar uyalar orqali bog'lab, boshini ramkaning yuqori tomoniga bog'lang.
3. Servolarni joylashtiring va simli simlarni orqa tomonga to'rtburchaklar orqali o'tkazing. Zip bog'lamlarini mahkam torting. Agar servo o'zini xavfsiz his qilmasa, servo ramkaga tegadigan tomonlarga ozgina issiq elim qo'shishingiz mumkin.

5 -qadam: Quvvat bankini o'rnatish

1. Arduino va Breadboard joylashuvi o'rtasida Zip galstukining boshi ko'rsatilgan tomonda Zip galstukini ishga tushiring. Bo'shashib turing.
2. Zip galstukni orqa tomondan o'tkazing. Bo'shashib turing.
3. Quvvat bankini siljiting va Zip rishtalarini mahkamlang. Yo'nalishga e'tibor bering.

E'tibor bering: biz old tomondan rasmlarda ko'rinadigan 3D bosilgan "slayder" dan foydalanmoqdamiz. Biroq, biz bu juda ko'p ishqalanish keltirib chiqarganini aniqladik, shuning uchun siz shisha idishni qopqog'i, plastmassadan yasalgan mebel uchun planer va boshqalar kabi boshqa g'oyalar bilan tajriba o'tkazishingiz mumkin.

6 -qadam: g'ildiraklar

G'ildiraklarni EVA ko'pikidan kesish uchun biz lazer kesgichdan foydalanganmiz. Siz xohlagan narsani ishlatishingiz mumkin. Kavanoz qopqog'i, 3D bosma, eski o'yinchoq g'ildiraklar va boshqalar. Diametri taxminan 52 mm bo'lgan g'ildiraklarni topishga harakat qiling.

1. G'ildirakning markazida teshikka ega ekanligiga ishonch hosil qiling, shunda miltillovchi bosh vintlari dumaloq servo shoxga o'rnatiladi.
2. Servo shoxini markazga qo'ying va g'ildiraklarga yopishtiring. O'rta teshikka elim tushmasligidan ehtiyot bo'ling va tebranishni kamaytirish uchun g'ildirakni servo shox bilan ushlab turing.
3. Kichkina vintlar yordamida g'ildiraklarni servolarga mahkamlang. Qattiq emas.

7 -qadam: Non paneli

Non taxtasining orqa qismini echib oling. Ramkaning yuqori qismidagi o'yma bilan tekislang va biriktiring. Agar siz 3D bosilgan ramkadan foydalansangiz, chop etishning to'rtburchaklar chuqurlashtirilgan qismini ishlating.

8 -qadam: harakatlanish vaqti

Harakat qilish uchun SERVOS -ni ulang.

1. Arduino -ga eng yaqin to'q sariq sim bilan chap servodan simli simni (agar siz orqa tomondan qarasangiz, chap tomonda) 10 -pinga ulang.
2. Arduino -ga eng yaqin to'q sariq rangli simni o'ng servodan (agar siz orqa tomondan qarasangiz, o'ng tomonga - Servo) 11 -pinga ulang.

9-qadam: Qo'shimchalar: Botning ko'rinishini berish

Endi biz botni narsalarga kirmasligi uchun nimadir qo'shishimiz kerak. Ultrasonik sensordan foydalaning. Sensorni rasmda ko'rsatilgandek, non paneliga ulang.

*Qanday qilib simni ulash bo'yicha ko'rsatmalarda, simi diagrammasini pastga qarang.

10 -qadam: Qo'shish: Yoqilg'i sensori orqali chegarani aniqlash

Sizning botingiz stol, arena va boshqalarning chetidan yiqilib tushmasligi uchun chiziq sensori qo'shamiz. Biz QTR-MD-06RC aks ettirish sensori massividan foydalanmoqdamiz. Oltita infraqizil emitent/detektor pastga qaragan va sirtdan sensorgacha bo'lgan masofani o'lchagan.

Sensorni qo'shish uchun 2 mm diametrli 4 ta kichik vintni, IQ sensori to'xtashini (Smiley Face) ushlang. To'g'ri yo'nalish uchun rasmlarga havola qiling.

*Qanday qilib simni ulash bo'yicha ko'rsatmalarda, simi diagrammasini pastga qarang.

11 -qadam: Dasturlash - sozlash

Arduino dasturiy ta'minot yuklab olish.

Standart ko'rsatmalarga amal qiling.

O'rnatgandan so'ng, dasturiy ta'minotni oching va Arduino Nano -ni sozlang. Bu har xil ishlab chiqaruvchilarda farq qilishi mumkin, lekin agar sizda ehtiyot qismlar ro'yxatidan bo'lsa:

1. "Asboblar" ni oching
2. Kengash turi sifatida "Arduino Nano" ni tanlang
3. Protsessor turi sifatida Atmega328P (Old Bootloader) -ni tanlang
4. Arduino Nano -ni zaryadlovchiga o'rnatilgan Micro USB kabelidan foydalanib, shaxsiy kompyuteringizning istalgan USB portiga ulang. Agar siz "noma'lum qurilma" kabi xatolarga duch kelsangiz, to'g'ri drayverlarni o'rnatishingiz kerak bo'ladi. Yordam berish uchun ushbu ko'rsatmaning Qo'shimcha qismini ko'ring.

12 -qadam: Ultrasonik sensorlar uchun kodni ko'rib chiqish

Kod juda oddiy va ikkita kutubxonadan foydalanadi - Servo.h va NewPing.h. Servo.h - Arduino poydevori tomonidan o'rnatilgan kutubxonada joylashgan bo'lib, har bir servo uchun PWM (puls kengligi modulyatsiyalangan) signallarini boshqarish uchun ishlatiladi. Bu kutubxonaga havolani bu erda topish mumkin:

NewPing.h, yuqorida aytib o'tilganidek, Tim Ekelning uchinchi tomon kutubxonasi. Bu bizga vaqt o'lchovlari olamiga oddiy interfeysni berish uchun ishlatiladi. Bu kutubxonaga havolani bu erda topish mumkin:

Ushbu sozlash uchun biz oldinga, chapga, o'ngga va takrorlashga misol yaratdik. Biz o'z a'zolarimizga ultratovush sensori va ikkita uzluksiz aylanish serverlarini (biri ikkinchisining teskarisida) qanday ishlatilishini ko'rsatadigan boshlang'ich nuqtani berishni xohladik. Bizning davramizda robot oldinga siljiydi va agar aniq bo'lsa, oldinga siljishni davom ettiradi. Ammo, agar u yaqin va ob'ekt ekanligini sezsa (ping vaqti biz tanlagan minimaldan qisqaroq bo'lsa), u to'xtaydi, chapga buriladi, skanerlaydi, o'ngga buriladi, yana skanerlaydi va ochilgan tomonga ketadi.

Siz sezishingiz mumkinki, har ikki servoga oldinga siljish uchun har xil buyruqlar berilgan - buning sababi shundaki, servo shassisga qarama -qarshi tomonga ishora qilib o'rnatilgan. Shu sababli, botning aylanadan farqli o'laroq oldinga siljishi uchun har bir servo qarama -qarshi yo'nalishda harakat qilishi kerak. Agar siz teskari yo'nalishda harakat qilmoqchi bo'lsangiz, xuddi shunday.

Bu misol to'siqlarni chetlab o'tishning asosiy usullarini ko'rsatadi, lekin ularni ancha yaxshilash mumkin. Siz uchun "uy vazifasi" misoli ishga tushish vaqtida maydonni 360 daraja to'liq tozalash va eng ochiq yo'lni tanlash bo'lishi mumkin. U yoqdan -bu yoqqa kengroq skanerlang va bot "qutiga solinganini" ko'ring. Labirintni hal qilish uchun boshqa sensorlar bilan birlashing.

13 -qadam: SUMO kodidan foydalangan holda chiziqlar uchun kodni ko'rib chiqish

Tez kunda.

14 -qadam: Dasturlash - kutubxonalar

To'g'ri kutubxonalar o'rnatilganligiga ishonch hosil qilishdan boshlang.

Servo uchun Servo.h kutubxonasi sukut bo'lishi kerak.

Ultrasonik sensor HC-SR04 uchun:

1. Dasturda Sketch> Kutubxonani qo'shish> Kutubxonalarni boshqarish -ga o'ting.
2. Tim Ekkel "NewPing" ni qidiring.
3. Oxirgi versiyani tanlang va o'rnating.

QTR-MD-06RC akslantirish sensori massivi uchun:

1. Dasturda Sketch> Kutubxonani qo'shish> Kutubxonalarni boshqarish -ga o'ting.
2. Pololu "QTRSensors" ni qidiring.
3. Oxirgi versiyani tanlang va o'rnating.

15 -qadam: Dastur

1. Faqat Ping sensori uchun MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino faylini yuklab oling.
2. SUMO uchun dasturlashtirilgan Ping Sensorli chiziq sensori uchun MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino faylini yuklab oling.
3. USB orqali Arduino -ni ulang.
4. COM portini tanlang (rasmga qarang). Sizning COM portingiz boshqacha bo'lishi mumkin.
5. Xatolar yo'qligiga ishonch hosil qilish uchun tasdiq belgisini bosing.
6. Agar hamma narsa aniqlangan bo'lsa, dasturni Arduino -ga yuklab olish uchun o'ng o'qni bosing.
7. USB kabelini tugatgandan so'ng, quvvat bankiga ulang.

16 -qadam: ulanish sxemasi

Robotni ulash uchun quyidagi rasmdan foydalaning.

• Ultrasonik sensor uchun m-f o'tish simlaridan foydalaning.
• Chiziq sensori uchun m-m o'tish simlaridan foydalaning.
• Servo uchun siz 3 pinli ulagichni to'g'ridan -to'g'ri pinlarga ulashingiz mumkin.

17 -qadam: tabriklaymiz !!! Siz robot qurdingiz

Ultrasonik kod uchun robot harakatlana boshlaydi. Qachonki u 35 sm masofada ob'ektni sezsa, u to'xtaydi, chapga siljiydi va tez o'lchanadi, keyin o'ngga siljiydi va xuddi shunday qiladi. U qaysi tomonning eng katta masofaga ega ekanligini aniqlaydi va shu yo'nalishda harakat qiladi.