The Arduino Mothbot: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:13

Tujuan projek ini adalah untuk merancang dan membina robot berikut cahaya sederhana menggunakan papan mikrokontroler Arduino Duemilanove. Saya benar-benar ingin berkongsi projek robot yang murah, mudah dibina, dan mempunyai set petunjuk lengkap untuk semua langkah yang berbeza. Saya harap saya berjaya dan saya ingin mendapatkan komen mengenai menjadikan pengajaran ini menjadi lebih baik.

Reka bentuk robot ini difokuskan menggunakan buku "Bermula dengan Arduino" karya Massimo Banzi dan diterbitkan dengan [makezine.com Make]. Saya juga menggunakan kod untuk menjalankan servo dari projek yang bertajuk: Cara Membuat Robot Servo Terkawal Arduino (SERB). Arduino Mothbot secara keseluruhan adalah robot yang cukup cepat untuk dibina. Dengan andaian anda memulakan dengan semua bahagian dan tidak perlu melakukan improvisasi, keseluruhan projek mungkin memerlukan satu jam untuk dibina. Itu adalah jika anda mengikuti arahan dan menyalin kodnya. Namun, jika anda hanya membina satu ciri pada satu masa dan menguji sepanjang prosesnya, projek ini akan memakan masa lebih lama. Kelebihan trek yang lebih panjang ialah anda mungkin akan belajar lebih banyak dan bersenang-senang sepanjang perjalanan.

Langkah 1: Kumpulkan Bahagian dan Alatan Anda

Membangun robot ini akan menelan belanja kira-kira $ 80 jika anda tidak pernah melakukan perkara seperti ini sebelumnya. Kos untuk saya jauh lebih rendah kerana saya mempunyai banyak alat elektronik untuk bekerja. Walau bagaimanapun, saya tahu betapa mengecewakannya apabila mencuba dan mengikuti arahan tanpa mengetahui bahagian mana yang harus didapatkan, dari mana untuk membuat pesanan, dan berapa kos semuanya di muka sehingga saya telah melakukan semua itu untuk anda. Sebaik sahaja anda mendapatkan bahagian-bahagiannya semua kuasa dua, perlu untuk membuat projek ini. Ikuti pautan berikut ke wiki projek saya untuk mendapatkan senarai bahagian yang lengkap. Senarai Bahagian Arduino Mothbot

Sekarang anda mungkin ingin mendapatkan beberapa alat. Oleh kerana projek ini menggunakan papan roti tanpa solder yang boleh anda lakukan tanpa banyak peralatan elektronik yang mewah. Mudah-mudahan anda dapat mencari barang-barang lain yang anda perlukan di garaj: 1. Tang hidung jarum 2. Pemotong wayar 3. Pemacu skru kepala rata 4. Pemacu skru Phillips kecil (4 sisi) 5. Perengkuh boleh laras atau 11/32 " sepana hex 6. Bor 7. 1/16 ", 5/32" dan 7/32 "bit gerudi 8. Gergaji (pilihan) 9. Gogal Keselamatan Sila gunakan amalan selamat semasa menggunakan sebarang alat kuasa.

Langkah 2: Peringkat Perancangan

Sebelum memulakan projek ini, saya melihat di sekitar Instructables di banyak projek lain. Saya juga meluangkan masa membaca buku "Bermula dengan Arduino" karya Massimo Banzi. Hampir semua perkara dalam projek ini dilakukan dari contoh di laman web ini atau dalam buku. Saya merancang projek ini dengan cara ini untuk menjadikannya mudah diakses oleh robotik pemula.

Dalam fasa perancangan saya, saya tidak hanya melihat perkakasan dan pengkodan tetapi juga kerja rumah elektronik saya juga. Saya ingin merangka skema elektronik mudah untuk projek ini supaya saya dapat mengikuti apa yang sedang berlaku semasa saya membinanya. Anda dapat melihat dalam gambar pelbagai komponen, saluran kuasa, dan pin Arduino. Mudah-mudahan itu gambarajah yang jelas dan juga menggambarkan betapa mudahnya elektronik untuk projek ini.

Langkah 3: Menghubungkan Servos ke Arduino

Sekiranya anda akan membina robot, perkara pertama yang mungkin anda mahukan adalah bagaimana membuatnya bergerak. Kemungkinan besar anda ingin dapat menghantarnya ke hadapan, ke belakang, kanan, kiri dan membuatnya berhenti. Sekiranya anda tidak dapat mengetahui cara memerintahkannya untuk bergerak dengan betul, anda tidak akan dapat membuatnya melakukan apa sahaja semasa anda menyambungkan semua sensor. Berikut adalah langkah-langkah untuk menyambungkan motor ke Arduino.

1. Perkara pertama yang perlu dilakukan semasa menyiapkan papan roti tanpa pateri adalah menyiapkan tanah (GND) dan kuasa (+ 6V) untuk servo. Saya memilih untuk menggunakan dua helai panjang di papan yang paling dekat dengan Arduino. 2. Setelah tanah dan talian kuasa dikenal pasti sambungkan tanah papan Arduino ke jalur tanah di papan roti tanpa pateri. Jangan sambungkan kuasa ke papan roti tanpa solder. 3. Setiap servo mempunyai tiga wayar yang keluar daripadanya. Tambang saya mempunyai wayar hitam, merah, dan putih untuk masing-masing. Hitam adalah untuk tanah, merah untuk kuasa, dan putih adalah wayar kawalan. Potong tiga wayar pelompat untuk setiap servo dengan ukuran yang sama (sehingga 6 keseluruhan). 4. Pasang wayar pelompat ke hujung wayar servo dan kemudian setiap servo ke papan roti tanpa pateri. 5. Sekarang gunakan jumper untuk menghubungkan tanah dan kuasa dari setiap servo ke tanah dan kekuatan papan roti tanpa pateri. 6. Sekarang sambungkan wayar kawalan dari setiap servo ke Arduino. Sambungkan servo kiri ke output digital (PWM) 3 dan servo kanan ke output digital (PWM) 11. 7. Akhirnya, sambungkan tanah dan kuasa dari bateri 4AA ke tanah dan kuasa papan roti tanpa pateri. Jangan risau jika servo mula bergerak ketika Arduino anda tidak mempunyai kuasa atau belum diprogramkan. 8. Dengan menggunakan kod, anda seharusnya dapat menjalankan motor pada arah maju, mundur, kiri atau kanan menggunakan fungsi yang disertakan.

Langkah 4: Menguji Motor

Saya rasa penting untuk memasukkan beberapa kod ujian yang saya gunakan semasa mengumpulkan Arduino Mothbot. Sekiranya anda berminat dan bersedia meluangkan masa untuk bermain-main, saya rasa anda akan dapati coretan kod ini pendidikan dan berguna dalam projek lain. Sebelum saya menghantar sebarang kod di bawah ini, saya ingin memberitahukan bahawa yang berikut adalah berdasarkan projek hebat lain yang disebut Cara Membuat Robot Servo Arduino (SERB). Saya belajar banyak daripada mengikuti kerja yang boleh dipesan dan ingin memberi penghargaan di mana ia sepatutnya.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test1.pde

Langkah 5: Mengintegrasikan Butang Hidup / Mati

Sekarang anda mungkin mahu menghidupkan dan mematikan robot anda dengan menekan butang. Arduino itu sendiri akan menjalankan kod dalam gelung tanpa henti sehingga anda mencabutnya, yang boleh membuat anda kecewa apabila anda memasang robot anda di atas meja dan ia mula melarikan diri dari anda! Mengintegrasikan butang adalah langkah yang baik dalam proses ini kerana anda juga akan belajar bagaimana menggunakan butang untuk perkara lain, seperti membuat bumper untuk mengesan ketika robot memukul dinding. Sebagai nota, anda akan menyedari bahawa saya telah membuang servo dari papan roti solderless untuk sebahagian besar gambar saya. Ini hanya membantu menjadikan gambar lebih jelas ketika saya menunjukkan langkah yang berbeza. Untuk memulakan, putuskan kuasa dari motor servo sebelum melakukan kerja lagi. Ingatlah untuk melakukan ini setiap kali anda menambah sesuatu pada projek ini. Sekarang anda mungkin ingin menghidupkan dan mematikan robot anda berbanding dengan robot yang akan mula bergerak ketika anda menyambungkan kuasa. Kenal pasti jalur di seberang papan roti tanpa pateri untuk menjadi butang hidup / mati (dan kemudian sensor).4. Dengan menggunakan wayar pelompat panjang, sambungkan kuasa (+ 5V) dari Arduino ke jalur yang baru anda kenal. Sambungkan dua wayar pelompat ke suis sesaat dan pasangkan satu hujung ke kuasa (+ 5V) Pasangkan hujung suis sesaat yang lain ke jalur yang lebih kecil di tengah papan roti tanpa pateri. Dari jalur yang sama sambungkan perintang ohm 10K ke jalur dan hujung yang lain ke tanah8. Akhirnya, sambungkan wayar dari jalur dengan suis dan perintang di satu hujung dan letakkan hujung yang lain dalam input digital 7 pada Arduino. Sekarang, dengan kod anda seharusnya dapat menggunakan butang untuk menghidupkan dan mematikan robot. Sekiranya anda menggunakan kod dengan LED (output digital 13), anda akan melihat LED on-board dihidupkan dan dimatikan dengan robot. Ini adalah kaedah yang baik untuk menguji kod Arduino jika anda mempunyai kuasa agar motor terputus.

Langkah 6: Menguji Butang Hidup / Mati

Kod baru ini merangkumi maklumat untuk menggunakan butang Hidup / Mati dan menjadikan LED onboard berkelip.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/motor_test2.pde

Langkah 7: Mengintegrasikan Sensor Cahaya

Bagaimana Arduino Mothbot jika tidak mempunyai sensor cahaya? Maksud projek mudah ini adalah membuat robot yang tertarik dengan cahaya yang paling terang. Untuk ini, kita perlu menggabungkan beberapa sensor cahaya, juga dikenali sebagai perintang foto.

1. Sekali lagi, putuskan kuasa dari motor servo sebelum melakukan langkah ini 2. Persediaan untuk sensor cahaya akan dilakukan dua kali. Ini hampir sama persis dengan pertukaran sesaat. Sebenarnya, ia adalah penyediaan yang sama, tetapi kali ini anda akan menggunakan sensor cahaya (perintang foto) dan bukannya suis sesaat. 3. Kerana robot ini akan menggunakan dua sensor cahaya untuk memilih arah untuk memandu, anda disarankan untuk memasang setiap sensor cahaya di seberang papan roti tanpa pateri atau sejauh mungkin. 4. Sambungkan satu hujung sensor cahaya ke saluran kuasa (+ 5V) dan hujung yang lain ke jalur kecil di tengah papan. 5. Sambungkan perintang 10k ohm ke jalur yang sama dan hujung yang lain ke tanah 6. Sekarang sambungkan wayar pelompat dari jalur kecil (di mana perintang foto dan perintang biasa disambungkan) dan pasangkan hujung yang lain ke input analog. 7. Sambungkan sensor kiri ke input analog 0 pada Arduino dan sensor kanan ke input analog 1. 8. Anda kini boleh menggunakan sensor cahaya untuk memindahkan servo.

Langkah 8: Kod Akhir

Berikut adalah kod terakhir yang digunakan untuk menjalankan Arduino Mothbot. Dalam kod saya telah memasukkan pernyataan cetak ke port bersiri Arduino. Sekiranya Arduino disambungkan melalui port USB komputer anda, anda seharusnya dapat melihat pernyataan cetak yang memberitahu anda jalan robot mana yang hendak dilalui. Anda mungkin mahu menyesuaikan nilai ambang sensor cahaya untuk menyesuaikan tingkah laku robot. Ambang bergantung terutamanya pada sensor anda dan cahaya sekitar lokasi tempat anda berada.

github.com/chrisgilmerproj/Mothbot/blob/master/mothbot.pde

Langkah 9: Bina Mothbot Body

Robot yang anda bina sebenarnya tidak bagus kecuali ia dapat bertahan. Atas sebab ini memerlukan badan. Saya berusaha sedaya upaya untuk menjadikan projek pembinaan ini sesederhana mungkin. Namun, anda perlu melakukan sedikit usaha sendiri untuk mengetahui ukuran yang tepat. Saya mencadangkan kaedah "ukuran dua kali, potong sekali" yang berumur. Tubuh robot itu terbuat dari kepingan kecil kayu poplar yang saya beli di kedai perkakas precut hingga 6 "x 24". Saya memotong tambang menjadi 6 "x 8" menggunakan gergaji yang disediakan di kedai perkakasan.2. Seterusnya saya menggerudi lubang ke arah depan papan untuk memasang kurungan servo untuk setiap servo. Untuk ini saya menggunakan bit gerudi ukuran 5/32 ". Saya juga menggerudi lubang di bahagian belakang papan untuk roda kastor yang mengimbangkan robot. Untuk ini saya menggunakan bit gerudi bersaiz 7/32". Saya memilih untuk menggunakan gerudi yang sedikit lebih kecil sehingga saya dapat menyesuaikan geseran yang ketat dengan roda kastor saya kerana saya tidak menggunakan kombinasi mur dan bolt untuk memasangkannya. Kemudian saya pasangkan pendakap pada papan dengan mur dan selak. Ini dilakukan dengan menggunakan pemacu skru kepala rata dan sepana boleh laras. Setelah melekatkan pendakap saya melampirkan setiap servo ke pendakap dengan mur dan selak. 6. Akhirnya, saya menolak roda kastor ke keseluruhan.

Langkah 10: Membuat Roda

Roda roda adalah masalah yang sukar bagi saya. Saya sebenarnya mempunyai beberapa roda robot yang diperakui tetapi menyedari ia) terlalu berat dan b) Saya tidak mempunyai cara untuk memasangkannya ke servo pilihan saya. Ketika itulah saya teringat menggunakan penutup balang di sekolah menengah untuk projek serupa. Oleh itu, pergi ke kedai untuk mencari alternatif roda robot yang sesuai. Setiap roda dibuat dari penutup dari bekas Ziploc Twist 'n Loc. Tudung lain yang bagus ialah bekas balang kacang tanah atau barang makanan lain. Saya tidak menganjurkan pembaziran makanan tetapi menyimpan penutup anda dan anda mungkin dapati ukuran yang sesuai untuk projek robot anda. Saya menggunakan bekas yang tersisa untuk memegang bahagian yang telah saya kumpulkan.1. Perkara pertama yang saya lakukan adalah memilih servo horn yang saya mahukan untuk roda. Saya memilih yang mempunyai empat tanduk dan yang disertakan dengan servo saya ketika saya membelinya. Sebelum melakukan apa-apa, gerudi lubang di bahagian tengah roda. Saya cadangkan melakukan ini dengan bit gerudi 5/32 "anda. Anda memerlukannya sehingga anda boleh sampai ke skru yang menghubungkan tanduk ke servo.4. Sekarang skru penutup ke tanduk. Saya menggunakan empat skru yang disertakan dengan masing-masing servo untuk menyambungkan penutup ke tanduk. Mungkin lebih mudah jika anda menggerudi lubang kecil melalui penutup seperti yang saya lakukan. Saya menggunakan bit gerudi 1/16 "untuk ini. Tetapi berhati-hatilah, menggerudi plastik ini dengan gerudi berat dan sedikit mungkin sukar. Sekarang sambungkan tanduk ke servo menggunakan pemacu skru Phillips (4-sisi) kecil. Akhirnya, bungkus gelang getah di setiap roda untuk memberi anda daya tarikan yang lebih banyak. Saya mendapat gelang getah dari hasil yang saya beli di kedai runcit. Mudah-mudahan anda mempunyai sebilangan kecil. Pada ketika ini seluruh badan dan roda harus dipasang.

Langkah 11: Melengkapkan Arduino Mothbot

Dengan bodi dan roda yang dipasang, mudah untuk meletakkan papan roti Arduino dan solderless di atas badan robot. Pastikan anda masih dapat mencapai input USB pada Arduino sekiranya anda perlu mengubah pengaturcaraan. Saya menggunakan beberapa pita elektrik hitam di bawahnya untuk melekatkannya ke badan. Pita elektrik mudah ditanggalkan dan dipegang dengan baik.1. Ketik papan roti Arduino dan solderless ke bahagian atas badan robot yang telah anda bina. Menggunakan pita sekali lagi adalah idea yang baik untuk menyambungkan pemegang bateri 4AA dan bateri 9V ke badan. Pastikan wayar mencapai.3. Sambungkan wayar servo ke papan roti tanpa solder jika anda telah melepaskannya sebelumnya. Sambungkan kuasa Arduino5. Sambungkan kuasa motor servo6. Sekarang letakkan robot anda di tanah dan tekan suis hidup / mati! Sekarang ia harus hidup dan mengejar cahaya di sekitar ruangan:) Sebagai projek tambahan pada masa akan datang, saya akan memasukkan bumper atau sensor dinding sederhana. Ini akan menjadi suis, seperti butang Hidup / Mati yang digunakan dalam projek ini. Namun, apabila butang ditekan, ia akan memberitahu robot untuk membalikkan arah, membelok ke kiri atau kanan, dan meneruskan program. Setelah selesai, robot ini akan menjadi platform ujian kecil yang hebat untuk sensor dan peranti lain.