Robotic Rover: 10 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Hallo, ek is Proxy303, 'n robotika -spesialis. In hierdie tutoriaal leer ek u hoe u u eie robot kan bou soos een van my.

Ek praat nie van een van die oorverheerlikte afstandsbedieningsmotors wat mense robotte noem nie. Een van die definisies van 'n robot is dat dit nie afstandbeheer kan wees nie. Die robot wat u vandag gaan bou, is een wat u bou, bedraad en programmeer. Dan is dit outonoom. Dit beteken dat dit nie ekstern beheer word nie. Dit beheer homself. Nadat die robot gebou en geprogrammeer is, doen die robot alles self.

Daar is vyf hoofkomponente van enige robot:

• 'N Onderstel, wat die liggaam van u robot is. U kan hierdie vooraf gemonteerde aanlyn koop, of u kan dit self van 'n stel of van nuuts af maak.
• 'N Mikrobeheerder, wat die' brein 'van u robot is. Dit is 'n veelsydige stroombaan wat geprogrammeer kan word om omtrent alles te doen.
• Sommige motors waarmee u robot kan beweeg. U kan motors nie effektief direk met 'n mikrobeheerder beheer nie, dus u benodig …
• 'N Motorbestuurder waarmee u 'n motor met 'n hoër spanning kan bestuur met 'n laespanning logiese sein.
• 'N Kragbron wat alles dryf. Gebruik batterye vir draagbare robotte of diegene wat rondbeweeg. Anders kan u 'n kragtoevoermodule gebruik, soos een van 'n rekenaar.

Voorrade

Jy sal nodig hê:

• 'N Robot-onderstel (ek stel die Actobotics Runt Rover Whippersnapper voor, omdat dit soveel goeie aspekte het, soos 'n universele mikrobeheerder-houer of sensorhouers, of die feit dat alles net aanmekaar klap.) Enige materiaal werk, probeer plastiek., hout, of selfs karton. Wees versigtig wanneer u metaal gebruik, aangesien dit die soldeerverbindings onder stroombane kan kortmaak, maar as u weet wat u doen, probeer dit dan. Robot -onderstel kan redelik duur wees, van 15 tot 'n paar honderd dollar.
• 'N Mikrobeheerder (ek het 'n Arduino Mega 2560 gebruik, maar 'n Raspberry Pi werk ook goed.) Dit kan gekoop word by elektronikawinkels, stokperdjiewinkels, aanlyn of op enige ander plek waar robotonderdele verkoop word. Alhoewel dit een van die belangrikste dele van 'n robot is, is dit eintlik redelik goedkoop, tussen 10-40 dollar.
• 'N Motorbestuurder (ek het die L298N dubbelmotorbestuurder gebruik) Dit kan nogal duur wees, so behandel die uwe versigtig. Hierdie slegte seuns is ontwerp om baie krag in motors te pomp, en dit verhit baie. Maak seker dat die een wat u koop 'n koellichaam het, of as dit nie die geval is nie, plak dit vas. U wil beslis nie hê dat die motorbestuurder oorverhit en breek nie, wat u tussen 20 en 'n paar honderd dollar vir 'n nuwe een kos.
• 'N Paar broodborddrade. Hier is nie veel verduideliking nodig nie, want u kan dit byna oral vind.
• Sommige MF DuPont-drade. In plaas van broodborddrade met metaalnaalde aan beide kante, het hulle 'n 'naald' aan die een kant en 'n voetstuk aan die ander kant.
• 'N Handvol monteerskroewe. Weereens, nie veel verduideliking nodig nie. Kry klein Phillips-kopskroewe, standaardgrootte.
• 'N Primêre kragbron om die mikrobeheerder aan te dryf (u kan redelik goedkoop herlaaibare litium-ioonbatterye aanlyn vind. Ek gebruik gewoonlik kragbanke om telefone te laai.)
• 'N Motorbron (6 AA -batterye werk baie goed hiervoor, maar jy kan 'n ander kragbron gebruik as jy wil. MOENIE 'n 9V -battery gebruik nie; hulle het eenvoudig nie die stroom vir hierdie soort dinge nie. in gedagte dat hulle ontwerp is om rookverklikkers te gebruik, nie robotte nie.) Probeer indien moontlik 'n herlaaibare kragbron kry. Dit is aanvanklik 'n bietjie duurder, maar vertrou my. As u eenmalige batterye gebruik, gaan u baie vinnig daardeur, en die koste van soveel batterye oorskry die koste van sommige herlaaibare.

U wil dalk:

• 'N Ultrasoniese sensor. Laat u robot voorwerpe voor hom sien.
• Sommige servomotors. In plaas daarvan om voortdurend te draai, kan hierdie nuttige motors geprogrammeer word om na 'n spesifieke hoek te beweeg en daar te bly.
• 'N Handjievol LED's. Geen verduideliking nodig nie. As jy aan die bewind kom, brand hulle. Eenvoudig.
• Of enige ander aanhangsels. Waarom nie 'n robotarm byvoeg nie? Of 'n ander sensor?

Stap 1: Bou die robot -onderstel

Monteer die robot -onderstel wat u gekoop het. Maak seker dat alles reg gemonteer is.

Met die Runt Rover Whippersnapper klap alles net saam. As u onderstel met skroewe vasgehou word, moet u seker maak dat hulle stewig vas is en dat u bot stewig is. Vertrou my, daar is niks erger as om jou projek net op jou te laat val nie - soms letterlik! Maak ook seker dat daar ruimte in die onderstel is. Stel u voor dat u alles koop, meer as 70 dollar bestee, net om te sien dat een van u belangrikste komponente nie in die bot pas nie!

Maak ook seker dat die motors behoorlik vasgemaak is en vry kan draai. Soms kan 'n stuk van die onderstel die motors uitsteek, dus maak seker dat daar niks is wat die motors kan keer nie.

Stap 2: Basiese bedrading

Koppel die linkerkantmotors parallel aan mekaar. Doen dieselfde met die regte motors. Maak seker dat die rooi drade aan die linkerkant gegroepeer is met die swart drade aan die linkerkant, en dieselfde vir die regterkant. Koppel 'n rooi draad aan albei ROOI drade aan die regterkant. Koppel nog 'n rooi draad aan albei die SWART drade aan die linkerkant (ek weet, dit lyk agteruit aan die linkerkant, maar dit is bedoel vir die feit dat motors aan die teenoorgestelde kant die teenoorgestelde rigting draai.) Herhaal vir die swart drade. Hou die drade van die kante saam. Maak ook seker dat die LINKER -symotors omgekeer is van die manier waarop u dit normaalweg sou bedraad.

Stap 3: Koppel die motorbestuurder aan

Voordat u 'n motorbestuurder gebruik, moet u weet hoe dit werk. AS U DIT VERKEERD KONTAK, KAN U DIE MIKRO-CONTROLLER EN/OF DIE MOTORBESTUURDER VERNIETIG!

'N Motorbestuurder is 'n tipe geïsoleerde stroombaanbeheerder, wat beteken dat daar geen fisiese verband is tussen die motorkraggebied en die logiese beheergebied nie. Die meeste goedere is ontwerp om elektriese lekkasies in die mikrobeheerder te voorkom (wat dit kan beskadig of vernietig.) Die meeste goedere is gewoonlik minstens $ 15, so as u 'n $ 2 aanlyn kry, moet u dit nie koop nie! Ek het persoonlik so iets gekry, en net as 'n eksperiment het ek 'n heatsink daarop vasgemaak en dit vasgemaak. Die verkoper het gesê dat die bestuurder 'n nommer van 12 V. Ek het dit aan 9V gekoppel, en dit het begin rook. Dit blyk dat die chip wat hulle gebruik slegs vir 3V gegradeer is!

'N Motorbestuurder het 2 insetareas: die kraginsette en die logiese insette. Dit het ook twee uitsetareas: die regter- en linkerkant. Hier is al die penne en wat hulle doen:

• Die logiese insette:

  • Dit neem 'n 3.3v logiese sein en gebruik dit om die motors te beheer. Moet nooit 'n hoë spanning aan hierdie penne koppel nie.
  • Koppel dit aan die digitale logiese uitsette op die mikrobeheerder.

• Die krag insette:

  • Die Power In -pen, wat gebruik word om die motors aan te dryf. Die hoeveelheid krag wat u hier insit, is die hoeveelheid krag wat die bestuurder in die motors sal pomp.
  • Die GND -pen, gebruik as 'n gemeenskaplike aardverbinding. Word beide gebruik vir krag en as opbrengs vir die logiese insette. Die GND -pen is gewoonlik bedraad met diodes om elektriese lekkasie in die logika en kragpenne te voorkom.
  • Die 5V -pen, wat gebruik word om sekere soorte motors aan te dryf. Dit lewer 5 volt uit, dus moenie 'n kraginvoer sien nie. Al wat u nodig het, is 'n slag krag in die verkeerde pen op u mikrobeheerder om dit stil en onmiddellik te vernietig.

• Die uitsette:

  • 1A en 1B, vir een motor of stel motors.
  • 2A en 2B, vir die ander motor of stel daarvan.

Met 'n motorbestuurder kan u 'n hoogspanningsmotor met 'n laespanning logiese sein beheer. Die rede waarom daar twee insette per motor is, is sodat u ook die rigting kan beheer.

Koppel die uitsette 1A en 1B van u motorbestuurder aan die motors aan die regterkant. Koppel uitgang 2A en 2B aan die linkerkantmotors (onthou! TERUG!)

Installeer die motorbattery êrens in u robotonderstel en koppel dit aan die kraginvoer van u motorbestuurder, met + vir kraginvoer en - op GND.

As u 'n vooraf gemonteerde module gebruik, is dit goed.

As u net 'n IC gebruik, moet u seker maak dat dit behoorlik bedraad is en 'n heatsink daarop sit! Hierdie skyfies word baie warm, en daarom het die meeste goeie bestuurders 'n koelkas.

Stap 4: Heg die mikrobeheerder aan

Koppel u mikrobeheerder aan die robot. Ek het die Arduino Uno Rev3 gebruik. Koppel vier digitale uitsette van die mikrobeheerder aan die logiese invoer van die motorbestuurder. Koppel die grondpen van die mikro-beheerder aan die GND-gleuf van die motorbestuurder. Moenie die 5V-pen op die motorbestuurder met die mikrobeheerder verbind nie! Dit word gebruik om sekere soorte motors aan te dryf, nie as 'n kraginvoer nie, en beslis nie vir 'n mikrobeheerder nie. As u dit doen, kan u die mikrobeheerder beskadig. U moet slegs die logiese penne en die gewone grondpen op die motorbestuurder aan die mikrobeheerder koppel.

Hierdie verbindings word gebruik om die motors te beheer met behulp van die logiese insette van die bestuurder.

Stap 5: Maak seker dat alles goed is

Gaan terug en maak seker dat alles goed is. Kontroleer u bedrading, maak seker dat die linkermotors agteruit gekoppel is, of u 5V-uitgang op die mikrobeheerder nie gekoppel is aan die 5V-uitgang op die motorbestuurder nie, en kyk of daar ander probleme is. Maak seker dat al u skroewe styf is, u drade ingeprop is, u motors nie geblokkeer is nie en dat geen drade gebreek is nie.

As alles goed is, gaan dan na die volgende stap.

Stap 6: Installeer die battery

Plaas die batterye in die robot onderstel. As hulle val, kan dit u robot vertraag of stop, dus maak dit veilig in die onderstel. Gebruik 'n bevestigingsbeugel, 'n bietjie gom of plak dit net vas as u dit gereeld wil verwyder. Maak ook seker dat u batteryverbindings goed is. Ek het een keer 'n robot gehad wat geweier het om te beweeg, en ek het ure lank in sirkels gegaan, my programmering nagegaan, die motors herbedraad en kon nie die probleem vind nie. Ek het selfs 'n nuwe mikrobeheerder gekoop, net om te sien dat een van die drade na my motorbattery in die onderstel losgekom het. Dit is 'n uitstekende voorbeeld waarom u altyd moet kyk na ander probleme voordat u 'n onderdeel vervang!

Stap 7: Heg alles aan

Gebruik klein skroewe om alles stewig vas te maak. Skroef die motorbestuurder en die mikrobeheerder op die robotonderstel vas en maak seker dat die motors veilig is. Maak seker dat die broodbord ook stewig vasgemaak is.

Gebruik ritsbande of klein stukkies band om u drade te organiseer. U hoef dit nie te doen nie, maar dit laat die robot beslis beter lyk en maak dit makliker om tred te hou met watter drade. As u nie ritsbande het nie of die drade maklik moet vervang, kan u dit volgens kleur groepeer. U kan byvoorbeeld groen drade van die mikrobeheerder na die motorbestuurder gebruik, rooi drade vir krag, swart drade vir GND en blou drade van die motorbestuurder na die motors.

Stap 8: Programmeer

Koppel die mikrobeheerder aan op 'n rekenaar en programmeer dit. Begin eenvoudig en moenie jouself oorweldig nie. Begin met iets so eenvoudig soos om die robot vorentoe te laat beweeg. Kan jy dit laat draai? Agteruit gaan? Draai in sirkels? Pasop, die programmering verg baie geduld en duur gewoonlik die langste. Verwys na die grafiek hierbo.

Dit hang van jou af!

Stap 9: Aanhangsels

Noudat u 'n eenvoudige robot opgestel het, is dit tyd om ekstra funksies by te voeg. Heg 'n ultrasoniese sensor aan sodat die robot hindernisse kan vermy. Of 'n servomotor, met iets koel bo -op. Of 'n paar knipperende LED's om die bot op te helder. Onthou, dit is u robot, so dit is aan u!

Stap 10: U is klaar

Geluk! U het nou 'n werkende robot! Plaas die kommentaar as u dit gebou het, en watter aanhangsels u bygevoeg het.

As iets verkeerd loop, raadpleeg die hulp vir die oplos van probleme hieronder:

Die robot skakel glad nie aan nie

U weet dat die robot aan is, want die meeste motorbestuurders en mikrobeheerders het ligte wat aandui dat hulle aan is. As hulle nie aanskakel nie, dan:

• Die hoofbattery kan leeg of leeg wees. Laai dit op as u 'n herlaaibare battery gebruik. As u 'n gewone battery gebruik, vervang dit dan.
• Die drade is moontlik verkeerd verbind. Kontroleer u verbindings. 'N Enkele verkeerde draad kan die krag van die hele robot afsny.
• Die drade kan gebreek word. Dit lyk na iets wat u nie sou verwag om te vind nie, maar ek het gevind dat stukkende drade eintlik redelik algemeen is. Soek gebroke of gerafelde isolasie, klein metaalnaalde wat uit die draadpunte steek (as die pen aan die einde van die draad loskom en vassteek) of gesplete drade.
• Daar kan 'n probleem met die motorbestuurder of mikrobeheerder wees. Vervaardigingsfoute kan veroorsaak dat die stelsels nie aanskakel nie. Vervang in hierdie geval die mikrobeheerder of motorbestuurder. Dit is die laaste uitweg, want mikrobeheerders en veral motorbestuurders kan soms baie duur wees.

Die robot skakel aan, maar beweeg nie

As u bevestig het dat die robot aan is, maar dit glad nie beweeg nie, dan:

• Die motor se kragbron kan laag of leeg wees. Vervang die battery. Volgens my ervaring raak hierdie batterye redelik vinnig op, want dit verg baie stroom om motors te laat loop.
• Daar kan 'n probleem met die bedrading wees. Kyk na die gedeelte hierbo en kyk of die drade verkeerd geplaas of gebreek is.
• Die motors kan kortgekom of uitgebrand word. Dit is redelik algemeen, so dit is die moeite werd om te soek. Gee die motors direkte krag en kyk of hulle beweeg.
• Die motorbestuurder kan beskadig word. Kontroleer op spanning by die uitsette. As die lig op die bestuurder af is, is dit 'n duidelike teken van 'n gebrekkige eenheid. OORSIG OM ALLES ANDER TE KYK! Afgesien van die onderstel, is die motorbestuurder gewoonlik die duurste stuk robot.
• Daar kan 'n programmeerkwessie wees. Vir my is dit die algemeenste probleem. In die hooflettergevoelige taal van C (gebruik in Arduino), kan 'n enkele fout u hele program verwoes. Python (die taal van die Raspberry Pi) kan ook probleme ondervind.
• Die mikrobeheerder kan beskadig word. Soms bereik die logiese sein nie eers die motorbestuurder nie (daar is 'n rede om nie tot die gevolgtrekking van 'n slegte bestuurder te spring nie). In hierdie geval, vervang dit net.

Die robot skakel aan, maar beweeg op 'n abnormale manier

As die robot aanskakel, maar op 'n onbedoelde manier begin beweeg (byvoorbeeld in sirkels draai wanneer dit vorentoe moet gaan), dan:

• Daar is waarskynlik 'n probleem met die bedrading. KONTROLEER EERS DIT! Het u onthou dat u die een kant omgekeer het?
• Daar kan 'n programmeringsfout wees. Gaan u kode na vir probleme.
• Soms kan 'n beskadigde mikrobeheerder gek word en herhaaldelik ewekansige seine stuur. As 'n mikrobeheerder dit doen, probeer dan nie om dit op te los nie. Dit is 'n duidelike teken van 'n chip wat onherstelbaar beskadig is, dus vervang die hele ding. Vertrou my, die skyfies word deur robotte in 'n laboratorium gemaak. Hulle kan eenvoudig nie deur mense reggemaak word nie.
• 'N Motor kan beskadig word. As 'n motor nie loop of teen 'n stadiger spoed loop nie, sal die robot stadig aan die een kant "dryf" terwyl hy beweeg. Daar is drie maniere om dit op te los. As u dit kan, verhoog net die spanning na die spesifieke motor om dit op dieselfde snelheid te bring as al die ander. Indien nie, probeer dan om weerstande op al die motors te plaas, behalwe die beskadigde motor. Dit vertraag die ander motors tot die spoed van die beskadigde motor. Uiteindelik kan u dit net vervang. Robotmotormotors is gewoonlik redelik goedkoop, gewoonlik teen 2-3 dollar. Vergelyk dit met 'n motorbestuurder, wat tussen 10-200 dollar kan wees.

As die robot nie op sensors reageer nie

As die robot aanskakel en op 'n normale manier rondbeweeg, maar nie na sensors 'luister' of nie op die regte manier reageer nie, is dit byna altyd een van twee dinge.

• Daar is waarskynlik 'n programmeringsfout. Sensors moet noukeurig gekalibreer en geprogrammeer word. Ek het eenkeer 'n robot onbeheerbaar laat draai, net om te sien dat ek dit per ongeluk sou laat draai as hy iets binne 100 meter in plaas van 100 sentimeter sien. Dit het die mure gedurig gesien, sodat dit gedurig draai.
• Die ander mees algemene probleem is swak bedrading. Selfs een draad wat ontbreek, kan die sensor nie funksioneer nie.

Vir enige ander hulp, sien bogenoemde afdelings of google die spesifieke probleem wat u het. U kan my ook kontak by [email protected] as u enige vrae het.

Lewer asseblief kommentaar daaroor!