Robot Buatan Sendiri DIY Dengan Arduino: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Robot ini dibina terutamanya untuk memahami Arduino dan menggabungkan pelbagai projek Arduino untuk membentuk Robot Arduino Berbilang Ciri. Dan lebih jauh lagi, siapa yang tidak mahu memiliki robot peliharaan? Oleh itu, saya menamakannya BLUE ROVIER 316. Saya boleh membeli casis lacak yang indah tetapi membuatnya dari awal mengajar anda lebih banyak dan memberi anda kebanggaan setelah anda menyelesaikannya. Robot ini mampu memahami arahan suara, menjawab soalan mudah, mengendalikan sebagai sebuah kereta RC dan juga mengelakkan halangan semasa bergerak. Ia dikendalikan terutamanya melalui telefon Android yang disambungkan kepadanya melalui Bluetooth. Berdasarkan ciri Android seperti Google Voice Recognition dan Tilt sensing, ia benar-benar boleh berperilaku seperti robot pintar yang comel. Saya menambahkan BLUE dalam namanya kerana ia terutama berdasarkan Bluetooth. Ini sebenarnya projek Arduino pertama saya dan saya mahukan ia unik. Sekiranya anda menyukai projek ini, sila pilih saya dalam Peraduan Robotik!

Langkah 1: Video Demonstrasi

Anda boleh menonton demo robot di laman web ini:

Langkah 2: Kisah ROVIER

Anda boleh melangkah ke langkah seterusnya jika anda tidak mahu melalui kisah kecil comel BLUE ROVIER 316. Kira-kira setahun yang lalu, saya menerima Arduino UNO sebagai hadiah dari ayah saya. Oleh kerana itu adalah langkah pertama saya dalam bidang Arduino, saya ingin membuat sesuatu yang berbeza dan unik dari projek Arduino umum. Ia perlu menjadi robot yang comel dan pintar yang dapat memahami arahan Suara dan melakukan banyak perkara yang lebih pintar seperti Alat Kawalan Jauh, Mengikuti Garis, Menghindari Halangan dan sebagainya. Persoalannya ialah bagaimana menggabungkannya bersama. Dan setelah melayari jaring untuk waktu yang sangat menyenangkan, saya membuat kesimpulan bahawa Bluetooth akan menjadi mod termurah. Oleh itu, BLUE ROVIER digerakkan. Tetapi keadaan timbul di mana saya terpaksa mengecualikan banyak ciri robot yang saya jangkakan akan dimiliki, terutamanya kerana kekurangan memori pada Arduino UNO (malah bilangan pin digital di UNO). Tidak mengapa, saya teruskan. Saya mengambil masa yang sangat baik untuk membuat Robot versi terakhir. Oleh itu, setelah banyak ujian dan kegagalan, BLUE ROVIER akhirnya wujud. Dan sekarang kita boleh beralih ke pembuatan robot.

Langkah 3: Komponen dan Bahagian

Anda hanya memerlukan komponen berikut: 1. Sistem Android 2. Arduino Uno 3. modul wtv020-sd-16p dan pembesar suara 8ohm4. Litar pengawal motor 2x L293d 5. Motor dan roda 4x bo6. Sensor ultrasonik HC SR04 7. servo8 9g. 8 pemegang bateri AA dan bateri 9. kad SD mikro 1gb 10. kotak suis kecil untuk casis.11. Modul Bluetooth HC 05Saya tahu ia kelihatan mahal! Tetapi jangan risau, harganya hanya sekitar dua atau tiga ribu rupee. Bercakap tentang Android, ini bukan masalah besar untuk dimiliki kerana kebanyakan memilikinya pada masa ini. Tetapi mempunyai versi yang lebih baru (di atas 5.0) mungkin meningkatkan prestasi. Cuba beli motor dengan rpm sederhana (60 hingga 100). Ini akan membantu memastikan kelajuan robot terkawal, kerana tidak ada litar kawalan kelajuan lain yang dipasang. Dan 8 bateri aa cukup untuk menghidupkan robot untuk masa yang baik. Dan dengan mempertimbangkan Bluetooth, HC 05 sesuai untuk robot kerana cukup murah, dan prestasinya juga luar biasa. Kad SD mikro 1 GB diperlukan untuk menyimpan fail suara yang dimainkan apabila ada pertanyaan yang diajukan kepada robot [Dibincangkan secara terperinci di bahagian kemudian dari intstructable]. Komponen lain dibincangkan secara terperinci dalam langkah masing-masing.

Sekarang mari kita beralih ke beberapa "Teori" sederhana yang digunakan dalam robot ini.

Langkah 4: Teori Kawalan Suara

Robot dapat memahami arahan suara melalui telefon android. Saya rasa semua orang kenal dengan Google Voice Recognition, ciri di Android di mana kita menyebut perkataan dan Google menaipkannya. Ciri yang sama digunakan di sini untuk mengenali perintah suara dan mengubahnya menjadi perintah teks. Aplikasi di sini menukar ucapan ke teks melalui Google dan mengirimkannya ke robot melalui Bluetooth. Robot diprogram untuk mengikuti perintah yang diterima melalui Bluetooth. Ia juga mampu menjawab sejumlah soalan. Anda bahkan boleh menambahkan beberapa perintah lagi dalam kod untuk membuat robot melakukan beberapa perkara yang lebih hebat. Inilah Aplikasi Android:

Langkah 5: Teori Kawalan Isyarat

Mod kawalan isyarat atau kawalan gerakan juga dilakukan melalui Android. Dalam mod ini, robot dapat dikendalikan sebagai kereta RC dengan menggunakan Android sebagai stereng. Terdapat sensor yang disebut "Accelerometer" di semua Android yang digunakan dalam mod ini. Accelerometer ini dapat menentukan sudut di mana telefon diberi tajuk dengan mengukur daya pecutan yang bertindak pada Android. Sensor inilah yang menjadikan Android memutar skrinnya ketika kita memiringkan telefon. Aplikasi di sini menggunakan pecutan telefon untuk menentukan sudut di mana telefon dimiringkan. Kemudian watak (A, B….) Dihantar ke robot melalui Bluetooth. Arduino diprogram untuk berfungsi sesuai dengan data yang diterima. Sekiranya telefon dimiringkan ke depan, watak A dihantar dan robot bergerak ke hadapan. Apabila dimiringkan ke belakang, watak B dihantar dan robot bergerak ke belakang dan seterusnya ke kiri dan kanan. Apabila Android diletakkan secara mendatar, watak E dihantar dan robot berhenti bergerak.

Langkah 6: Teori Kawalan Bluetooth

Dalam mod ini, robot berfungsi sebagai kereta RC umum. Tidak ada yang baru dalam mod ini, ia sama seperti sebuah kereta kawalan jauh umum yang terdapat di pasaran, satu-satunya perbezaan ialah kita menggunakan aplikasi Android untuk mengawal robot. Terdapat butang yang berbeza dalam aplikasi, masing-masing mempunyai watak yang berbeza dikaitkan dengannya. Apabila mana-mana kunci disentuh, watak dihantar ke robot melalui Bluetooth, sama seperti mod kawalan isyarat. Selanjutnya, watak yang sama dihantar ketika kunci masing-masing disentuh, dan robot mengikuti watak yang masuk. Saya telah menggunakan butang 360 dan -360 darjah dalam aplikasi untuk membuat robot kelihatan kanan dan kiri. Anda boleh mengubahnya dalam kod jika anda mahu membuat robot melakukan beberapa perkara lain.

Langkah 7: Teori Penghindaran Halangan

Dalam mod ini, robot berfungsi sebagai robot Penghindaran Halangan, mencegah dirinya dari bertabrakan dengan objek apa pun. Ini dilakukan dengan sensor HC SR04. Saya rasa anda tahu mengenai SONAR (Sound Navigation And Ranging). Sensor HC SR04 secara berterusan memancarkan gelombang bunyi ultrasonik. Gelombang ini dipantul kembali setelah menghentam permukaan yang padat dan kembali ke sensor. Masa yang diambil oleh gelombang untuk kembali ke sensor direkodkan. Oleh kerana bunyi bergerak pada jarak 340 m / s lebih kurang dan kita tahu bahawa SPEED × TIME = DISTANCE, kita dapat menentukan jarak di hadapan. Contohnya, jika suara mengambil masa 2 saat untuk kembali, kita dapat menentukan jarak melalui formula di atas iaitu 340 × 2 = 680 m. Ini adalah bagaimana robot dapat mengukur jarak di depannya melalui sensor. Semasa bergerak, robot terus mengukur jarak di hadapan melalui sensor. Sekiranya merasakan ruang kosong di hadapannya kurang dari 30 cm, ia berhenti bergerak. Kemudian kelihatan kiri dan kanan dan membandingkan jarak setiap sisi. Sekiranya sebelah kiri mempunyai jarak yang lebih besar, robot membelok ke kiri. Jika tidak, sebelah kanan lebih besar, robot berpusing ke kanan. Sekiranya kedua-dua belah pihak mempunyai jarak yang sama, robot berpusing ke belakang. Mekanisme mudah ini membantu robot untuk mengelakkan halangan.

Langkah 8: Memasang Casis

Membuat casis anda sendiri, anda mesti berhati-hati dengan pengukuran dan penjajarannya. Saya memilih untuk melakukannya kerana saya tidak dapat menjumpainya di jaring yang memuaskan hati saya. Kotak suis umum yang digunakan untuk tujuan bekalan kuasa digunakan sebagai casis. Saya rasa, anda boleh mendapatkannya dengan mudah dari kedai alat elektrik. Pertama, pasangkan empat motor di bahagian bawah dengan beberapa gam atau pengapit dan kemudian pasangkan roda. Kemudian anda harus membuat kepala robot (sensor servo dan HC SR04). Untuk kepala, potong sekeping kecil papan pucuk dan pasangkannya ke servo melalui skru. Kemudian pasangkan sensor ultrasonik ke papan wangi dengan sedikit gam. Potong lubang persegi kecil di bahagian atas kotak dan betulkan servo di dalamnya. Kemudian pasangkan pemegang bateri di bahagian belakang robot melalui skru. Letakkan litar dan komponen lain di dalam kotak dan casis anda sudah siap. Jangan lupa membuat lubang di hadapan pembesar suara agar suara keluar dan menghasilkan kualiti yang lebih baik.

Langkah 9: Menyiapkan Modul Suara

Mod bercakap robot dipenuhi oleh modul WTV 020 SD. Modul ini digunakan untuk memainkan fail suara untuk robot. Apabila ada pertanyaan, arduino akan membuat modul memainkan fail suara masing-masing dalam kad SD. Terdapat empat baris data bersiri pada modul untuk berkomunikasi dengan arduino, reset, jam, data dan pin sibuk. Ingat bahawa nama fail harus dalam bentuk perpuluhan (0001, 0002…). Dan fail tersebut mestilah dalam format AD4 atau WAV. Selanjutnya modul hanya berfungsi pada kad SD mikro 1gb. Beberapa modul berfungsi pada kad 2gb dan kad tersebut dapat menyimpan maksimum 504 fail suara. Oleh itu, anda boleh memasukkan sebilangan besar fail suara untuk dimainkan untuk sebilangan besar soalan. Anda juga boleh membuat fail AD4 suara anda sendiri (Anda boleh melangkau bahagian ini jika anda dapat menyesuaikan dengan fail suara yang disediakan bersama dengan ini tidak dapat disusun)., anda mesti mempunyai dua perisian, perisian penyuntingan suara dan perisian yang dipanggil 4D SOMO TOOL yang akan menukar fail ke format AD4. Kedua, anda mesti menyediakan Robot Voices. Anda boleh menukar teks menjadi ucapan atau merakam suara anda sendiri dan membuat suara Robot. Kedua-duanya boleh dilakukan dalam Perisian Penyuntingan Bunyi. Tetapi yang pasti, robot tidak kelihatan baik jika mereka bercakap dengan suara manusia. Oleh itu, lebih baik menukar teks ke ucapan. Terdapat pelbagai enjin seperti Microsoft Anna dan Microsoft Sam Komputer anda yang dapat membantu melakukannya. Setelah menyiapkan fail suara, anda harus menyimpannya dalam 32000 Hz dan dalam Format WAV. Ini kerana modul dapat memainkan fail suara sehingga 32000 Hz. Kemudian gunakan 4D SOMO TOOL untuk menukar fail ke format AD4. Untuk melakukannya, buka SOMO ALAT, pilih fail, dan klik AD4 Encode dan fail suara anda sudah siap. Anda boleh menyemak gambar di atas untuk rujukan. Sekiranya anda mahukan keterangan lebih lanjut dalam membuat suara robotik, anda boleh pergi ke sini:

[Membuat Suara Robotik] Berikut adalah fail suara dan perisian yang asli:

Langkah 10: Membuat Sambungan

Pendekkan semua pin Vcc modul masing-masing dan sambungkannya ke pin 5v di arduino. Lakukan perkara yang sama untuk pin gnd. Berikut adalah sambungan modul yang berbeza. HC 05 modul: pin RX ke pin digali arduino 0. Pin pin ke pin penggali arduino 1. Sensor HC SR04: Pin gema ke pin penggali arduino 6. Pin tri ke pin penggali arduino 7WTV020-SD modul: pin1 (reset pin) ke arduino dig pin2.pin4 ke speaker + pin5 ke speaker -pin7 (jam) ke arduino dig pin3.pin8 hingga gnd.pin10 (data) ke arduino dig pin4.pin15 (sibuk) ke arduino dig pin5.pin16 hingga 3.3vKemudian, sambungkan wayar servo signal (kuning) dan untuk menggali pin 12. L293d motor controller: pin A1 to arduino dig pin 8. pin A2 to arduino dig pin 9.pin B1 to arduino dig pin 10.pin B2 untuk menggali pin arduino 11. Ingat bahawa dalam robot ini, kami menggunakan dua modul L293d. Ini kerana satu modul mempunyai kapasiti untuk menjana kuasa sehingga dua motor. Untuk mengawal empat motor, kami menggunakan dua pemandu motor. Oleh itu, ingatlah untuk membuat sambungan pendua pada kedua modul pengawal motor. Contohnya, sambungkan pin Arduino 8 ke pin A1 kedua-dua modul pemacu. Jangan lupa untuk menyambungkan output satu modul pada dua motor dan modul yang lain ke dua motor yang lain. Lihat rajah untuk rujukan lebih lanjut.

Langkah 11: Kod Arduino

Ini adalah masa yang menarik untuk membuat kod. Ini sama sekali bukan kod yang rumit, ia hanya menggunakan beberapa perpustakaan untuk berkomunikasi dengan modul suara dan Android. Sebahagian besar kerja dilakukan di Android dan bukan di Arduino. Kod tersebut berdasarkan komunikasi Bluetooth dan data masuk dari Bluetooth. Kodnya dibuat sedemikian rupa sehingga kita harus memberikan perintah suara kepada robot untuk melakukan mod yang berbeda dan Arduino terus memeriksa Sinyal Bluetooth yang masuk. Untuk menghentikan sebarang mod, kita hanya perlu mengatakan "berhenti". Satu-satunya masalah dengan kodnya ialah kita harus mematikan robot secara manual ketika berada dalam Mod Penghindaran Halangan. Kami tidak dapat menggunakan perintah "berhenti" dalam mod ini. Ini kerana pengaktifan ciri ini mempengaruhi kelajuan mengimbas jarak objek. Arduino perlu membaca secara serentak jarak objek dan juga isyarat Bluetooth yang masuk. Ini mengganggu mod dan robot gagal melindungi dirinya sepenuhnya dari halangan. Robot mungkin gagal berhenti seketika walaupun jarak di depan kurang dari 30 cm. Oleh itu, ada baiknya tidak memasukkan ciri ini dalam mod ini. Hanya muat turun perpustakaan dan kodnya dan Muat naik ke Arduino. Tetapi jangan lupa mengeluarkan pin TX dan RX (0, 1) dari Arduino sebelum memuat naik. Pin ini digunakan untuk komunikasi Serial dan digunakan semasa memuat naik kod. Dan dalam robot ini, pin ini digunakan untuk menyambungkan modul Bluetooth. Oleh itu, ingatlah untuk membuangnya jika tidak, ini mungkin menghalang Modul Bluetooth anda. Berikut adalah kod dan perpustakaan:

Langkah 12: Menyelesaikan Masalah dan Membuat Penambahbaikan

Anda boleh melewati langkah ini kerana ia hanya berkaitan dengan peningkatan robot. Banyak masalah timbul dalam modul WTV-020-SD-16p, mengenai kapasiti kad memori. Ini kerana beberapa modul berfungsi pada kad 2 GB sementara yang lain tidak. Oleh itu, lebih baik menggunakan kad SD mikro 1 GB. Tidak akan ada banyak masalah dalam menggunakan versi komponen yang berbeza. Penyebutan boleh dibuat mengenai versi yang berbeza dari modul wtv 020 sd. Ini kerana hanya terdapat perbezaan pembungkusan antara modul, sementara kebanyakan perkara dalaman yang lain tetap sama. Satu lagi perkara penting, menggunakan PCB untuk robot akan membantu mengurangkan penggunaan semasa dengan banyak. Sekiranya anda menyambungkan komponen yang berbeza seperti saya, ia akan memakan masa yang agak lama kerana sejumlah besar komponen itu akan hilang dalam wayar, mempunyai rintangan yang tinggi. Ini kerana litarnya cukup besar. Ini tidak dapat disusun merangkumi reka bentuk PCB (kerana saya tidak membuatnya) tetapi ia dapat meningkatkan kecekapan kuasa robot. Tetapi BLUE ROVIER 316 belum selesai! Saya terfikir untuk memasukkan beberapa lagi ciri seperti mengikuti baris, menyelesaikan labirin dan banyak perkara lain. Tetapi ia tetap menjadi impian kerana kekurangan pin di Arduino UNO (BLUE ROVIER benar-benar memakan banyak pin dari Arduino). Oleh itu, saya berfikir untuk memperbaiki semua ciri robot ini dan menggabungkannya untuk membentuk Robot Arduino yang lebih canggih dan berguna. Oleh itu, bersiaplah untuk melihat pandangan ROVIER yang diubah suai dalam beberapa bulan !!! Saya juga ingin melihat versi robot yang diubah suai oleh beberapa orang lain yang mempunyai lebih banyak kreativiti daripada saya !!!!

Langkah 13: Bermain Dengan Robot

Hidupkan robot dan lihat bagaimana ia menyambut anda, bermain dengan anda. Tanyakan sebarang soalan (bukan yang bodoh!) Dan perhatikan jawapannya. Anda boleh memberitahu untuk mengikuti garis atau untuk terus maju. Cukup sebut 'berhenti' semasa anda mahu menghentikan robot.

Naib Johan dalam Peraduan Robotik 2017