Obrabuj zautomatyzowanego robota: 10 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Ta instrukcja została stworzona w celu spełnienia wymagań projektowych Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com).

W tym samouczku dowiesz się, jak zrobić w pełni zautomatyzowanego robota o imieniu Rob, który jest wyposażony w czujniki umożliwiające wykrywanie przeszkód. Rob porusza się, aż natrafi na przeszkodę, po czym zatrzymuje się, sprawdza otoczenie i kontynuuje ścieżką wolną od przeszkód.

Do stworzenia tego robota znajomość Arduino i C++ nie jest konieczna, ale to pomaga!

Zacznijmy!

Krok 1: Czego będziesz potrzebować

Do tego projektu będziesz potrzebować:

Materiały:

• Arduino UNO x1
• Osłona silnika x1
• Deska do krojenia chleba x1
• Silniki prądu stałego x4
• Koła x4
• Czujnik ultradźwiękowy HC-SR04 x1
• 9-V uchwyty na baterie x2
• Mikrosilnik serwo x1
• Baterie 9V x2
• Taśma elektryczna
• Przewody
• Czarna skrzynka x1
• Czujnik dotykowy x1

Narzędzia:

• Pistolet na gorący klej
• Lutownica
• drukarka 3d
• Śrubokręt
• Nożyce do drutu

Krok 2: Przygotuj koła

Weź dwa przewody połączeniowe i umieść jeden przez każdą z miedzianych wypustek znajdujących się z boku silnika prądu stałego. Za pomocą lutownicy ostrożnie przylutuj przewody połączeniowe do silnika prądu stałego. Powtórz dla wszystkich silników.

Weź koło i umieść je na białym bolcu znajdującym się po przeciwnej stronie miedzianych zaczepów na silniku prądu stałego. Koło powinno pozostać mocno i swobodnie się obracać wraz z silnikiem prądu stałego.

Aby sprawdzić, czy koła działają prawidłowo, umieść każdy z przewodów, które zostały przylutowane do każdego silnika prądu stałego, na dodatnim i ujemnym zacisku akumulatora 9 V. Koło powinno się kręcić.

Krok 3: Przygotowanie elementów drukowanych 3D

Za pomocą drukarki 3D wydrukuj następujące pliki.stl. Pliki części są również dołączone na wypadek konieczności zmiany projektu.

Krok 4: Skonfiguruj osłonę silnika

Za pomocą śrubokręta podłączymy każdy z przewodów silnika prądu stałego do portów M1 M2 M3 i M4 na osłonie silnika.

Podłącz silniki, które będą sterować lewymi kołami, do portów M1 i M2, a silniki prawego koła do portów M3 i M4.

Jeśli silnik pracuje do tyłu, po prostu zamień przewody w porcie osłony silnika dla tego koła. (Zasadniczo przełączanie połączeń dodatnich i ujemnych).

Przylutuj długie przewody do +5V, uziemienia, A0, A1 i styku 3 na osłonie silnika. Będą one używane do podłączenia płytki do krojenia chleba, czujnika ultradźwiękowego i czujnika dotykowego w późniejszych krokach.

Za pomocą śrubokręta podłącz uchwyt baterii do portu EXT_PWR na osłonie silnika. Zapewni to zasilanie osłony silnika i kół.

Umieść osłonę silnika na Arduino, upewniając się, że porty są odpowiednio wyrównane.

Krok 5: Połącz się z płytą do krojenia chleba

Aby uprościć sprawę, większość połączeń jest przylutowana do osłony silnika. Płytka stykowa służy głównie do zapewnienia połączeń +5V i uziemienia.

Używając przewodów przylutowanych do osłony silnika w ostatnim kroku, podłącz przewód +5V do czerwonej listwy zasilającej płytki do krojenia chleba i podłącz przewód uziemiający do niebieskiej listwy zasilającej na płytce stykowej.

Krok 6: Skonfiguruj czujnik ultradźwiękowy HC-SR04

Do tej części będziesz potrzebować wydrukowanych w 3D części z kroku 3!

Dopasuj czujnik ultradźwiękowy do części uchwytu czujnika ultradźwiękowego z nadrukiem 3D. Podłącz 4 żeńskie i żeńskie przewody połączeniowe do portów uziemienia, wyzwalacza, echa i VCC znajdujących się z tyłu czujnika ultradźwiękowego. Przeprowadź przewody połączeniowe przez wnętrze części serwomechanizmu i używając gorącego kleju, połącz część serwomechanizmu z częścią uchwytu czujnika ultradźwiękowego.

Podłącz przewody, które zostały przylutowane do ekranu silnika w kroku 4, do końca złącza żeńskiego czujnika ultradźwiękowego z żeńskim. TRIG powinien łączyć się z A0, a ECHO powinno łączyć się z A1. Uruchom połączenie z czerwonej listwy zasilającej na płytce stykowej do portu VCC na czujniku ultradźwiękowym i drugie połączenie z niebieskiej listwy zasilającej do portu GROUND.

Zabezpiecz połączenia taśmą elektryczną, aby się nie poluzowały.

Krok 7: Skonfiguruj serwomotor

Na tym etapie będziesz potrzebować części drukowanej Base 3D.

Dopasuj serwomotor do środkowego otworu (środkowy otwór z 3 prostokątnych otworów) części drukowanej Base 3-D. Przeprowadź przewody serwo przez otwór i podłącz serwomotor do portu SER1 w rogu osłony silnika.

Przyklej na gorąco element ultradźwiękowy z poprzedniego kroku do górnej części serwomotoru.

Krok 8: Skonfiguruj czujnik dotyku

Podłącz 3 żeńskie i żeńskie przewody połączeniowe do portów G, V i S znajdujących się z tyłu czujnika dotykowego.

Podłącz przewód przylutowany do styku 3 osłony silnika do portu S na czujniku dotykowym. Uruchom połączenie z czerwonej listwy zasilającej na płytce stykowej do portu VCC na czujniku ultradźwiękowym i drugie połączenie z niebieskiej listwy zasilającej do portu GROUND.

Krok 9: Złóż Rob

Rozgrzej pistolet do klejenia na gorąco, będzie on intensywnie używany na tym etapie. Czekając, aż pistolet do gorącego kleju się nagrzeje, pomaluj czarną skrzynkę, którą otrzymałeś w programie Make Course, używając farby akrylowej. Poczekaj, aż wyschnie.

Gdy klej jest gorący, przyklej część czujnika Base/Ultrasonic na górze pudełka. Poprowadź przewody po wewnętrznej stronie pudełka. Umieść osłonę silnika, Arduino i płytkę stykową wewnątrz pudełka.

Przyklej na gorąco cztery silniki prądu stałego do dolnej części pudełka, upewniając się, że koła połączone z M1 i M2 znajdują się po lewej stronie, a koła połączone z M3 i M4 znajdują się po prawej stronie. W tym momencie Rob powinien być kompletny bez kodu.

Krok 10: Kod

Aby uruchomić dostarczony kod, musisz najpierw pobrać pliki AFmotor i NewPing do swoich bibliotek arduino.r

Pobierz plik FinalCode_4connect i prześlij go do swojego arduino.

Kod ustawia funkcje, które pomagają zmienić ścieżkę robota, jeśli na jego drodze znajduje się przeszkoda. Kiedy wykryje przeszkodę, Rob zatrzymuje się i sprawdza w lewo i prawo iw zależności od lokalizacji przeszkody, wywoływane są funkcje ruchu do przodu, ruchu do tyłu, zawracania, skrętu w lewo i skrętu w prawo, aby mógł poruszać się we właściwym kierunku. Po naciśnięciu czujnika dotyku serwo zaczyna badać otoczenie, a Rob porusza się do przodu, aż wykryje przeszkodę. Po wykryciu przeszkody Rob zatrzymuje się i inicjuje funkcję changePath.

Twój robot powinien teraz biec i omijać przeszkody!