ARCA (Android terkawal jarak jauh yang menggemaskan): 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Instruksional ini dibuat untuk memenuhi keperluan projek Makecourse di University of South Florida (www.makecourse.com).

ARCA adalah Android terkawal jarak jauh yang menggemaskan yang sangat menyeronokkan untuk dibina dan dimainkan. Matlamat projek ini adalah untuk membuat sesuatu yang dapat difahami dan dihubungkan oleh semua orang dengan membuat robot yang menggemaskan dan berfungsi.

Robot berfungsi dengan menampilkan emosi yang berbeza pada matriks LED 8 x 8, emosi ini merangkumi kegembiraan, tidur, cinta, kemarahan, konyol, dan melihat ke atas, kiri, dan kanan. Robot ini juga beroperasi seperti kereta RC dan boleh bergerak ke depan dan membelok ke kiri atau kanan. Robot maju dengan mengaktifkan kedua-dua motor roda, membelok ke kiri dengan menghidupkan motor kanan, dan membelok ke kanan dengan menghidupkan motor kiri. Reka bentuknya sangat sederhana tetapi ia hanya berfungsi, dan saya ingin memberi tumpuan yang besar pada pengaturcaraan Arduino kerana saya adalah pengaturcara.

Versi terkini dari semua fail yang digunakan dalam tutorial ini boleh didapati di Github ARCA Repository saya.

Langkah 1: Senarai Bahagian dan Percetakan 3D

Bahagian untuk projek ini boleh dicetak 3D atau dibeli secara dalam talian. Semasa memikirkan pemasangan, saya ingin menjadikan kunci kecekapan dan juga berusaha untuk tidak (secara harfiah) mencipta semula roda. Pencetak 3D yang digunakan untuk projek ini adalah Makerbot Replicator, jika anda ingin memastikan bahawa cetakan 3D anda sesuai dengan saya, maka gunakan pencetak ini.

Komponen Struktur

• Kotak dengan lubang di sisi untuk roda dan lengan
• Tutup kotak dengan lubang untuk roda belakang dan lubang untuk sensor IR
• Tangan kiri
• Tangan kanan
• Gandar untuk dua roda belakang
• penyambung dua gandar untuk menyambungkan penutup ke gandar
• 4 roda (motor juga termasuk dalam pautan ini)
• Skru kecil (untuk dipasang di motor)

Komponen Elektrik

• Arduino Uno
• Papan roti kecil (saya membeli kit Arduino dan ia disertakan)
• Dua Matriks Titik Merah MAX7219 dengan Kawalan MCU
• Penerima inframerah dan jauh
• Dua transistor TIP 120
• Kabel penyambung (Saya menggunakan banyak wayar lelaki ke wanita dan juga lelaki ke lelaki, dan mengesyorkan mendapatkan wayar panjang berbanding dengan wayar pendek)
• satu perintang 220 ohm
• Motor gear dua
• Pek kuasa USB yang boleh disambungkan (yang mudah alih digunakan untuk telefon bimbit)

Langkah 2: Perhimpunan

Perhimpunan Struktur

Bahagian-bahagian yang dicetak 3D mungkin memerlukan pembersihan, dan saya mengesyorkan mengoleskannya dengan parut halus dan menggunakan aseton (penghilang cat kuku) untuk mengeluarkan sisa-sisa gam yang digunakan dalam proses pencetakan 3D. Sebilangan bahagiannya mungkin tidak sesuai dengan sempurna, dan saya perlu menggosok gandar agar bulat sempurna dan masuk melalui lubang dengan betul.

Roda memerlukan sedikit penyesuaian, mereka perlu digerudi lebih banyak agar sesuai dengan dimensi gandar di belakang dan skru di bahagian depan. Gunakan bit gerudi 6mm untuk menggerudi lubang di roda untuk mengeluarkan lubang yang lebih besar di roda.

Untuk pemasangan ini, saya menggunakan pelbagai gam, tetapi saya dapati bahawa konkrit cair (gam pemodelan) adalah yang terbaik untuk ditahan walaupun waktu pengeringan yang lama tetapi epoksi adalah yang terbaik untuk perkara yang anda perlukan untuk cepat kering dan tahan dengan baik, walaupun tidak kemas.

Selebihnya pemasangan cukup lurus ke hadapan:

1. Pasang pemegang gandar ke bahagian belakang penutup kotak, menggunakan epoksi untuk menutup
2. Jalankan gandar melalui pemegang gandar
3. Lekatkan roda ke gandar menggunakan konkrit cecair
4. Letakkan lengan melalui lubang atas, dan tempelkan pada pemegang lengan menggunakan epoksi
5. Skru penutup kotak ke dalam kotak
6. Gunakan pita elektrik di bahagian bawah kotak di mana roda berada

Pemasangan Elektrik

Roda depan dipasang terus ke motor, dan anda perlu menggunakan skru kecil di motor untuk membuatnya cukup panjang agar dapat masuk melalui lubang robot di setiap sisi. Harus ada lubang kecil di pasak putaran motor dan anda boleh memasukkan skru di sana dan merekatkan kepala skru ke roda setelah menolak skru melalui lubang di dalam kotak.

Bahagian belakang papan roti saya mempunyai sandaran yang melekit, tetapi anda boleh menggunakan pita elektrik untuk melekat jika tidak. Pita elektrik juga digunakan untuk melekatkan komponen elektrik yang tidak berada di papan, atas sebab keselamatan. MCU dengan paparan LED dipasang di bahagian belakang soket mata menggunakan pita elektrik dan motor juga dipasang pada sisi kotak yang berdekatan dengan lubang menggunakan pita elektrik. Saya menggunakan pita elektrik merah untuk menjadikannya lebih tidak kelihatan, sekiranya berlaku, dan saya cadangkan menggunakan pita elektrik dengan warna yang serupa dengan versi ARCA anda.

Papan roti dan pin dipasang seperti gambar Fritzing ini. Sekiranya anda ingin menambahkan lebih banyak gambar rajah ini untuk menyesuaikan ARCA, anda boleh memuat turun fail Fritzing di repositori Github saya dan mengeditnya ke isi hati anda.

Saya memasang wayar pada gelung pada motor gear dengan membengkokkan wayar di sekeliling gelung, agar tetap terpasang. Mungkin merupakan idea yang lebih baik untuk menyolder sambungan ini jika anda mempunyai akses ke besi pematerian, tetapi ini adalah penyelesaian yang mudah jika anda tidak memilikinya.

Pek kuasa dipasang pada kord yang sama yang digunakan untuk menyambungkan Arduino ke komputer untuk memuat turun program anda, dan ini hanya longgar di dalam robot sehingga dapat dikeluarkan dan dicas dengan mudah.

Langkah 3: Pengaturcaraan

Berikut adalah kod yang boleh anda muat naik ke ARCA anda agar berfungsi sama seperti saya, anda juga memerlukan dua perpustakaan berikut untuk menggunakan kod tersebut.

Demi kejelasan dan penyesuaian, saya akan membimbing anda menggunakan kod saya. Jangan lewatkan langkah ini jika anda tidak menyesuaikan robot anda atau tidak merancang untuk mengubah emosi.

Pertama, saya memasukkan dua perpustakaan untuk digunakan dalam kod saya, yang membolehkan saya menggunakan fungsi dan objek perpustakaan ini. Saya juga menentukan pin saya di sini. Sekiranya anda memutuskan untuk membuat pin anda berbeza daripada pin saya pada langkah sebelumnya, buat perubahan pada kod anda di sini dengan pin yang betul.

Seterusnya, saya menentukan emosi, menyatakan objek yang diperlukan untuk sensor IR dan paparan LED 8 x 8, dan menentukan beberapa pemboleh ubah global. Emosi dinyatakan dalam susunan bait, di mana setiap nombor heks dalam array mewakili baris dalam paparan 8 hingga 8 yang dihasilkan. Untuk mewujudkan emosi tersuai anda, saya cadangkan melukis emosi yang anda mahukan dalam grid 8 hingga 8, dan kemudian tuliskan setiap baris nombor binari 8 bit di mana lampu mati adalah 0 dan lampu menyala adalah 1, dan kemudian buat nombor heksadesimal dari itu dan memasukkannya ke dalam susunan panjang 8. Saya juga telah menentukan beberapa pemboleh ubah global untuk digunakan dalam gelung; pemboleh ubah untuk mekanisme berkedip dan petunjuk untuk menyimpan emosi dan menetapkannya untuk bermula pada tahap neutral.

Sekarang kita sampai ke lingkaran penyiapan, di mana saya mengaktifkan pemantauan bersiri demi pengujian, dan ini akan sangat berguna untuk menguji kod anda dengan remote IR yang berbeza. Kemudian, saya memulakan objek mata kiri dan kanan menggunakan fungsi dari perpustakaan kawalan LED. Saya juga menetapkan pin motor gear ke output dan memulakan penerima IR.

Dalam gelung, pada dasarnya menunggu isyarat IR mengubah status quo robot. Oleh itu, jika isyarat IR diterima dan ia sesuai dengan salah satu kod dari butang tertentu, maka jika pernyataan itu dipicu dan menetapkan mata kiri dan mata kanan sesuai untuk emosi tersebut. Sekiranya butang pergerakan ditekan, seperti kiri, kanan, depan, dan OK, maka pin ditulis secara digital untuk dihidupkan atau dimatikan bergantung pada butang yang ditekan. Sekadar catatan pada kod penerima IR: ada kod contoh di perpustakaan jarak jauh IR yang akan memberi anda kod hex untuk alat kawalan jauh anda, jika tidak ada yang berlaku semasa anda menekan butang, buka program ini untuk memastikan kodnya betul. Yang mesti anda buat ialah menukar nombor hex yang ada pada setiap butang.

Terakhir, anda mempunyai fungsi yang mencetak emosi ke paparan 8 hingga 8. Ini menggunakan fungsi setRow dari perpustakaan kawalan LED dan hanya melalui tatasusunan yang anda buat dan menetapkan baris dengan sewajarnya. Diperlukan dalam dua parameter: susunan untuk mata kiri dan susunan untuk mata kanan. Ini boleh menjadi penunjuk byte atau tatasusunan bait itu sendiri (iaitu nama "neutral") yang bertindak seperti penunjuk.

Langkah 4: Petua dan Trik Bonus

Sudah tentu banyak yang saya pelajari semasa projek ini dan saya ingin berkongsi beberapa petua tambahan di sini yang berlaku untuk projek ini dan untuk projek lain yang menggunakan Arduino.

• Terdapat banyak sumber dalam talian untuk Arduino dan yang paling berguna pada pendapat saya berasal dari laman web Arduino kerana contoh kod mereka yang jelas dan ringkas.
• Jangan mencipta semula roda terdapat banyak kit dan kepingan prebuilt yang boleh anda gunakan untuk menjadikan projek anda lebih mudah. Saya seorang pengaturcara dan bukan jurutera mekanikal dan saya sukar untuk mencari tahu bagaimana saya akan membuat robot ini pergi, tetapi mudah untuk mencari sesuatu untuk dibeli secara dalam talian dan melaksanakannya dalam reka bentuk saya berbanding secara semula jadi mencipta semula roda
• Perpustakaan adalah rakan anda di Arduino dan juga dalam semua bahasa yang berorientasikan objek dan mereka wujud dengan alasan tertentu. Pasangkan ini dengan pengawal mikro dan atur cara LED 8 hingga 8 adalah mudah. Saya telah memprogram salah satu daripadanya dengan tangan sebelumnya dan hanya satu menggunakan setiap pin di Arduino dan memerlukan banyak kod. Sangat tidak kemas dan tidak begitu menyeronokkan.
• Pencetak 3D memang sejuk tetapi tidak sempurna dan tidak perlu dipotong. Anda lebih suka menjadi lebih besar ketika mencetak 3D untuk alasan ini kerana dalam kebanyakan kes anda boleh mengolahnya sedikit agar sesuai.
• Kuasa boleh menjadi masalah kerana saya memikirkan penggunaan kuasa pada saat-saat terakhir dan berpendapat bahawa bateri 5v akan berjaya. Kemudian, secara rawak, kadangkala motor atau paparan LED tidak berfungsi. Sebaik sahaja saya menaik taraf ke power pack tidak ada masalah lagi, walaupun lebih besar di dalam robot.