Ard-e: robot s Arduinem jako mozek: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Jak vytvořit open source robota ovládaného Arduino za méně než 100 $.

Doufejme, že po přečtení tohoto návodu budete moci udělat první krok v robotice. Ard-e stálo asi 90 až 130 dolarů v závislosti na tom, kolik náhradní elektroniky máte kolem sebe. Hlavní náklady jsou: Arduino Diecimella- 35 $ https://www.makershed.com/ProductDetails.asp?ProductCode=MKSP1 Bulldozer kit- 31 $ https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id= 70104 Servo- 10 $ Dostal jsem důl v místním hobby obchodě Worm gear Motor- 12 $ https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 Různá další elektronika- kolem 10 $ radioshack nebo senzory digikey.com - kdekoli od 0 dolarů do 28 dolarů v závislosti na tom, kolik chcete a jak rozsáhlá je vaše hromada nevyžádané elektroniky Takže s výdaji kolem 100 dolarů získáte robota na dálkové ovládání se systémem otáčení a naklánění, který lze použít k zaměření kamery, hacknutý airsoftovou zbraň (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) nebo k ní můžete připojit laser, protože to je to, co ležíte kolem. Pokud jste chtěli být opravdu krutí, můžete k tomu připojit dvd laser a vypálit, co chcete (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) Kromě toho, že systém otáčení a naklánění je dálkově ovládán můžete si také koupit čipy za zhruba tři dolary, připojit k Ard-e senzory a učinit ho plně autonomním. Za zhruba sto dolarů si můžete postavit vlastní robotický systém, který má většinu funkcí robota roomba nebo lego-mindstorms: Může cítit, když narazí na něco, co je naprogramováno tak, aby se vyhnulo tomu, na co narazí. světlo, čichat znečišťující látky, slyšet zvuky, přesně vědět, jak daleko došlo, a být ovládán starým recyklovaným dálkovým ovladačem. To vše za zhruba polovinu ceny komerčních jednotek. Toto je můj příspěvek do soutěže robotů RobotGames, takže pokud se vám líbí, určitě pro ni hlasujte! Poznámka- Původně jsem se chystal vstoupit do dálkově ovládané verze pouze jako můj vstup do soutěže, ale protože termín byl posunut, ukážu vám, jak přimět Ard-e běžet sám. Takže o tom, jak vytvořit Ard-e

Krok 1: Sestavte si buldozer

Jakmile tedy svoji novou buldozerovou soupravu dostanete buď poštou, nebo v místním hobby shopu, musíte ji dát dohromady. Tyto sady od Tamiya bývají trochu drahé, ale stojí za to. Našel jsem šnekovou převodovku, kterou používám k posouvání laseru, v krabici od starých projektů pokrytých prachem, nedotklo se jí to snad tři roky. Poté, co odfoukl prach a připojil jej, běžel dobře.

K nastavení buldozeru by měl být kapesní nůž nebo kožeděl. Pokyny jsou krok za krokem a lze je snadno dodržet, i když je angličtina trochu roztřesená. Protože jsem neplánoval používat Ard-e jako opravdu slabý buldozer, pluh jsem nepřipojil. Stejnosměrné motory, které pohánějí buldozer, jsou ovládány dvojpólovými spínači s dvojitým vrháním (DPDT), které tvoří regulátor. Přidal jsem diagram o tom, jak připojit svůj vlastní přepínač DPDT k ovládání motoru, protože později jsem ovládal posouvání motoru jiným přepínačem DPDT. Naštěstí diagram jasně ukazuje, že přepínač při vyhození jedním směrem způsobí, že se motor otočí jedním směrem a při hodu druhým se otočí opačným směrem.

Krok 2: Sestavte systém otáčení a naklánění

Nyní tedy máte základ pro Ard-e, který je navržen a zkonstruován dobře (snad vás angličtina v pokynech příliš nerozhodila). Nyní musíte postavit něco, s čím se tato základna bude moci pohybovat a dělat skvělé věci. Rozhodl jsem se nasadit další stejnosměrný motor a servo jako systém otáčení a naklápění, který lze použít k míření, cokoli chcete. Servo je ovládáno Arduinem a posouvání motoru je ovládáno přepínačem DPDT, který jsem koupil v radio chatě za zhruba dva dolary. Pro ovládání serva jsem napsal nějaký kód v softwarovém prostředí Arduino, který čte pokles napětí z potenciometru a převádí jej na úhel, na který by se mělo servo přesunout. Chcete -li to implementovat na Arduinu, připojte datový kabel serva k jednomu z digitálních výstupních kolíků na Arduinu a plusové napětí na 5V a zemnící vodič k zemi. Pro potenciometr musíte připojit vnější dva vodiče na +5V a druhé na zem. Prostřední vodič z potenciometru by měl být poté připojen k analogovému vstupu. Potenciometr pak funguje jako dělič napětí s možnými hodnotami 0V až +5. Když Arduino čte analogový vstup, čte jej od 0 do 1023. Abych získal úhel pro spuštění serva, rozdělil jsem hodnotu, kterou Arduino četl, o 5,68, abych získal stupnici zhruba 0-180. Zde je kód, který jsem použil k ovládání naklápěcího serva z potenciometru: #include int potPin = 2; // vybere vstupní pin pro potenciometr Servo1 servo1; int val = 0; // proměnná pro uložení hodnoty pocházející z potenciometervoidního nastavení () {servo1.attach (8); // vybere pin pro servo} void loop () {val = analogRead (potPin); // odečtěte hodnotu z potenciometru val = val / 5,68; // převede hodnotu na stupně servo1.write (val); // donutit servo přejít na ten stupeň Servo:: refresh (); // příkaz potřebný ke spuštění serva} Pokud potřebujete pomoc při práci s Arduinem jako já, pak vřele doporučuji navštívit www.arduino.cc Je to fantastický web s otevřeným zdrojovým kódem, který je opravdu užitečný. Takže po vyzkoušení ovládání serv a přepínače jsem potřeboval místo, kam je umístit. Nakonec jsem použil kus šrotového dřeva nařezaného přibližně na stejnou délku jako Ard-e a přišrouboval jsem ho k zadní desce kusem hliníku ohnutým pod úhlem 90 stupňů. Poté jsem do ovladače nainstaloval přepínač DPDT a potenciometr. Bylo to těsné stlačení a musel jsem do něj vyvrtat další díru, abych z něj vytáhl dráty, ale celkově to fungovalo docela pěkně. Také jsem skončil pájením vodičů na stávající obvody ovladače k napájení šnekové převodovky. Opravdu jsem pravděpodobně měl použít jiné servo pro posouvání, ale hobby obchod, do kterého jsem šel, měl jen jeden z těch deseti dolarů a motor se může otáčet o 360 stupně na rozdíl od serva. Motor je ale příliš pomalý. Nyní k testování.

Krok 3: Testování a výroba dálkově ovládané verze Ard-e

Než tedy začneme řídit Ard-e, musíme udělat Arduino mobilní. Vše, co potřebujete, aby se Decimilla stala mobilní, je 9voltová baterie připojená k zástrčce, která se vejde do externího napájecího zdroje. Nakonec jsem přestřihl napájecí kabel ze starého transformátoru a rozebráním starého devíti voltu jsem dostal klip na devítivoltové těstíčko. Také propojka musí být přesunuta z USB napájení do ext. Pokud je baterie správně připojena, kontrolka napájení na Arduinu by se měla rozsvítit. Pokud ne, pravděpodobně máte špatnou polaritu a měli byste přepnout vodiče. Nejprve jsem to udělal a nezpůsobil žádné poškození čipu, ale nedoporučoval bych to dělat dlouho.

Nyní byste měli vyzkoušet, zda vše funguje tak, jak jste očekávali. Připojte něco k systému otáčení a naklánění, jako je kamera nebo LED. Použil jsem laserový zip vázaný na servo, protože to dobře sedělo a měl jsem jeden, který ležel kolem. Projeďte Ard-e a snažte se nesvítit laserem do očí. Když jsem poprvé dal dohromady Ard-e, dal jsem Arduino za ovladač a přelepil ho na místo. S tímto nastavením pokaždé, když jsem spustil buď hnací motory, nebo posuvný motor, servo by se dostalo do polohy 0 stupňů. Zjevně by chod motorů interferoval s řídicím impulzem časování a donutil servo si myslet, že mělo být na 0 stupňů. Usoudil jsem, že to bylo pravděpodobně kvůli tomu, jak dlouhý byl řídicí vodič na servu Ard-e. Muselo to běžet z Ard-e do Ardunia za ovladačem a přitom bylo v těsné blízkosti vodičů přenášejících proud do motorů. Tyto vodiče vyvolaly do řídicího drátu velký hluk a dosáhly hodnoty 0. Abych tento problém vyřešil, přesunul jsem Arduino zpoza ovladače na Ard-e. Všimněte si velmi profesionálně vypadající montážní pásky na servo i Arduino. Tím se odstranily rušivé vodiče motoru a problém byl vyřešen. Dlouhé vodiče pak místo napájecího a řídicího signálu pro servopohon pouze nesly napájení a vstupní signál z potenciometru. Šum z vodičů motoru nyní ovlivňuje čtení potenciometru, což má malý nebo žádný vliv na stupeň, do kterého je servo poháněno. Nyní máte dálkově ovládanou verzi Ard-e. V podstatě jste právě vyrobili opravdu skvělé domácí auto, se kterým můžete jezdit a ukazovat na věci. Arduino je přinejmenším nedostatečně využíváno. Ard-e právě využívá 1/6 své schopnosti vnímat analogový svět a 1/14 svých digitálních I/O schopností. Mohli byste ušetřit nějaké peníze a jen vyndat servo a Arduino, pokud je vše, co chcete, domácí auto…. Pokud ale chcete opravdu zabořit zuby do robotiky, přečtěte si o tom, jak přimět Ard-e řídit sám.

Krok 4: Ard-e na Auto: Použití Ardunia k pohonu stejnosměrných motorů

Druhá cena v soutěži robotů Instructables a RoboGames