Ard-e: robot z Arduino jako mózg: 9 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Jak stworzyć robota open source kontrolowanego przez Arduino za mniej niż 100 USD.

Mam nadzieję, że po przeczytaniu tej instrukcji będziesz w stanie zrobić pierwszy krok w kierunku robotyki. Ard-e kosztuje około 90 do 130 USD w zależności od tego, ile masz zapasowego sprzętu elektronicznego. Główne koszty to: Arduino Diecimella – 35 USD https://www.makershed.com/ProductDetails.asp?ProductCode=MKSP1 Zestaw buldożera – 31 USD https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id= 70104 Serwo – 10 USD Kupiłem swój w lokalnym sklepie hobby Silnik z przekładnią ślimakową – 12 USD https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Różne inne urządzenia elektroniczne – około 10 USD radioshack lub digikey.com Czujniki - od 0 dolarów do 28 dolarów w zależności od tego, ile chcesz i jak duży jest twój stos śmieciowej elektroniki Więc za około 100 dolarów otrzymujesz robota zdalnego sterowania z systemem obrotu i przechyłu, który może być użyty do celowania kamery, zhakowany airsoft gun (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) lub możesz podpiąć do niego laser, bo to masz w pobliżu. Jeśli chciałbyś być naprawdę okrutny, możesz podpiąć do niego laser DVD i nagrać co tylko zechcesz (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Oprócz wykonania systemu obrotu i przechyłu, który jest zdalnie sterowany można też kupić chipy o wartości około trzech dolarów, podłączyć czujniki do Ard-e i sprawić, by był w pełni autonomiczny. Za około sto dolarów możesz zbudować własny system robotyki, który ma większość funkcji robota typu roomba lub robota lego-mindstorms: wyczuwa, kiedy wpada na coś, co można zaprogramować, aby uniknąć tego, w co wpada, może podążać za najjaśniejszym światło, zapach zanieczyszczeń, słyszeć dźwięki, dokładnie wiedzieć, jak daleko zaszło i być kontrolowanym za pomocą starego pilota z recyklingu. Wszystko to za około połowę ceny lokali komercyjnych. To jest moje zgłoszenie do konkursu robotów RobotGames, więc jeśli Ci się spodoba, zagłosuj na niego! Uwaga - Początkowo miałem zamiar zgłosić się do wersji zdalnie sterowanej tylko jako zgłoszenie do konkursu, ale ponieważ termin został przesunięty, pokażę ci, jak sprawić, by Ard-e sam biegł. A więc do tego, jak zbudować Ard-e

Krok 1: Zbuduj swój buldożer

Więc kiedy już dostaniesz swój nowy zestaw buldożera pocztą lub w lokalnym sklepie hobbystycznym, musisz go złożyć. Te zestawy od Tamiya wydają się być trochę drogie, ale są tego warte. Znalazłem przekładnię ślimakową, której używam do przesuwania lasera, w pudełku ze starymi projektami pokrytym kurzem, nie był dotykany przez jakieś trzy lata. Po zdmuchnięciu kurzu i zaczepieniu go działał dobrze.

Nóż kieszonkowy lub skórnik powinien być wszystkim narzędziami, których będziesz potrzebować do ustawienia buldożera. Instrukcje są krok po kroku i łatwe do naśladowania, nawet jeśli angielski jest trochę niepewny. Ponieważ nie planowałem używać Ard-e jako naprawdę słabego buldożera, nie dołączyłem pługa. Silniki prądu stałego, które napędzają spychacz, są sterowane przez dwubiegunowe przełączniki podwójnego rzutu (DPDT), które tworzą sterownik. Dodałem schemat o tym, jak podłączyć własny przełącznik DPDT do sterowania silnikiem, ponieważ później kontroluję silnik panoramowania za pomocą innego przełącznika DPDT. Mam nadzieję, że schemat jasno pokazuje, że przełącznik po rzuceniu w jedną stronę powoduje, że silnik obraca się w jedną stronę, a po rzuceniu w drugą stronę obraca się w drugą stronę.

Krok 2: Montaż systemu Pan i Tilt

Masz teraz bazę dla Ard-e, która jest dobrze zaprojektowana i skonstruowana (mam nadzieję, że angielski w instrukcjach nie wyrzucił cię zbytnio). Teraz musisz zbudować coś, czym ta baza będzie mogła jeździć i robić fajne rzeczy. Zdecydowałem się umieścić na nim kolejny silnik prądu stałego i serwo jako system obrotu i przechyłu, który można wykorzystać do celowania, co chcesz. Serwo sterowane jest przez Arduino, a silnik panoramowania za pomocą przełącznika DPDT, który kupiłem w Radio Shack za około dwa dolary. Aby sterować serwo, napisałem kod w środowisku oprogramowania Arduino, który odczytuje spadek napięcia z potencjometru i konwertuje go na kąt, pod którym serwo powinno być przesunięte. Aby zaimplementować to w Arduino, podłącz przewód danych serwa do jednego z cyfrowych pinów wyjściowych na Arduino, a przewód napięcia dodatniego do 5 V, a przewód uziemienia do masy. Do potencjometru należy podłączyć dwa zewnętrzne przewody do +5V a drugi do masy. Środkowy przewód z potencjometru należy następnie podłączyć do wejścia analogowego. Potencjometr działa wtedy jako dzielnik napięcia o możliwych wartościach od 0V do +5. Kiedy Arduino odczytuje wejście analogowe, odczytuje je od 0 do 1023. Aby uzyskać kąt uruchomienia serwomechanizmu, podzieliłem wartość odczytaną przez Arduino przez 5,68, aby uzyskać skalę z grubsza 0-180. Oto kod, którego użyłem do sterowania serwomechanizmem przechyłu za pomocą potencjometru:#include int potPin = 2; // wybiera pin wejściowy dla potencjometru servo1;int val = 0; // zmienna do przechowywania wartości pochodzącej z potencjometru setup() { servo1.attach(8); //wybiera pin dla serwa}void loop() { val = analogRead(potPin); // odczytaj wartość z potencjometru val = val / 5.68; //przekonwertuj wartość na stopnie servo1.write(val); //spraw, aby serwo było do tego stopnia Servo::refresh(); //polecenie potrzebne do uruchomienia serwomechanizmu}Jeśli potrzebujesz pomocy w pracy z Arduino, tak jak ja, gorąco sugeruję odwiedzenie www.arduino.cc Jest to fantastyczna strona open source, która jest naprawdę pomocna. Więc po przetestowaniu sterowania serwo i włącznikiem potrzebowałem miejsca na ich umieszczenie. Skończyło się na tym, że użyłem kawałka drewna przyciętego na mniej więcej taką samą długość jak Ard-e i przykręciłem go do tylnej płyty kawałkiem aluminium wygiętym pod kątem 90 stopni. Następnie zainstalowałem przełącznik DPDT i potencjometr w sterowniku. To był ciasny uścisk i musiałem wywiercić w górnej części kolejny otwór, aby wyciągnąć przewody, ale ogólnie wyszło całkiem nieźle. Skończyło się również na przylutowaniu przewodów do istniejącego obwodu sterownika, aby zasilić przekładnię ślimakową. Naprawdę prawdopodobnie powinienem był użyć innego serwa do panoramowania, ale sklep hobbystyczny, do którego poszedłem, miał tylko jeden z dziesięciu dolarów, a silnik może obracać się o 360 stopni stopnie w przeciwieństwie do serwa. Silnik jest jednak trochę za wolny. Teraz przejdźmy do testów.

Krok 3: Testowanie i tworzenie zdalnie sterowanej wersji Ard-e

Więc zanim zaczniemy jeździć Ard-e, musimy zrobić Arduino mobilne. Wszystko, czego potrzebujesz, aby Decimilla stała się mobilna, to bateria 9 V podłączona do wtyczki, która pasuje do zewnętrznego źródła zasilania. Skończyło się na odcięciu przewodu zasilającego ze starego transformatora i dostałem dziewięciowoltowy klips na pałkę, rozbierając stary dziewięciowoltowy. Zworkę należy również przenieść z zasilania USB na zasilanie zewnętrzne. Jeśli bateria jest podłączona prawidłowo, lampka zasilania na Arduino powinna się zaświecić. Jeśli nie, prawdopodobnie masz złą polaryzację i powinieneś zamienić przewody. Zrobiłem to na początku i nie spowodowało to żadnych uszkodzeń chipa, ale nie zalecałbym robienia tego na długo.

Teraz powinieneś sprawdzić, czy wszystko działa zgodnie z oczekiwaniami. Przymocuj coś do systemu obrotu i przechyłu, np. kamerę lub diodę LED. Użyłem lasera przywiązanego do serwomechanizmu, ponieważ ładnie pasował i miałem jeden leżący. Jedź Ard-e i staraj się nie kierować lasera w oczy. Kiedy po raz pierwszy złożyłem Ard-e razem, umieściłem Arduino za kontrolerem i przykleiłem go na miejscu. Dzięki tej konfiguracji za każdym razem, gdy uruchamiałem silniki napędowe lub silnik panoramowania, serwo ustawiało się w pozycji 0 stopni. Najwyraźniej praca silników zakłócałaby impuls sterujący rozrządem i sprawiała, że serwo myślało, że powinno być na 0 stopniach. Doszedłem do wniosku, że to prawdopodobnie z powodu długości przewodu sterującego na serwo Ard-e. Musiał biegać od Ard-e do Ardunio za kontrolerem, cały czas będąc w pobliżu przewodów przenoszących prąd do silników. Przewody te indukowały dużo szumu w przewodzie sterującym i powodowały, że przechodził do 0. Aby rozwiązać ten problem, przeniosłem Arduino zza kontrolera na Ard-e. Zwróć uwagę na bardzo profesjonalnie wyglądające mocowanie taśmy klejącej zarówno serwomechanizmu, jak i Arduino. Wyeliminowało to przewody silnika powodujące hałas i naprawiło problem. Długie przewody po prostu przenosiły zasilanie i sygnał wejściowy z potencjometru zamiast zasilania i sygnału sterującego dla serwomechanizmu. Hałas z przewodów silnika wpływa teraz na odczyt potencjometru, co ma niewielki lub żaden wpływ na stopień wysterowania serwomechanizmu. Masz teraz zdalnie sterowaną wersję Ard-e. Zasadniczo właśnie stworzyłeś naprawdę fajny domowy samochód, którym możesz jeździć i wskazywać na rzeczy. Arduino jest co najmniej niewystarczająco używane. Ard-e w tej chwili wykorzystuje 1/6 swojej zdolności do wyczuwania świata analogowego i 1/14 swoich cyfrowych możliwości we/wy. Możesz zaoszczędzić trochę pieniędzy i po prostu wyjąć serwo i Arduino, jeśli samochód zbudowany w domu to wszystko, czego chcesz…. Ale jeśli chcesz naprawdę zatopić zęby w robotyce, przeczytaj, jak sprawić, by Ard-e sam jeździł.

Krok 4: Ard-e on Auto: Używanie Ardunio do napędzania silników prądu stałego

Druga nagroda w konkursie robotów Instructables i RoboGames