Eenvoudige "robotstel" vir klubs, ruimte vir onderwysers, ens .: 18 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Die idee was om 'n klein, maar uitbreidbare kit te bou vir ons lede van die "Middle TN Robotic Arts Society". Ons beplan werkswinkels rondom die stel, veral vir wedstryde, soos lynvolging en vinnige reis.

Ons het 'n Arduino Nano opgeneem vanweë die klein grootte, maar tog groot I/O -telling. Met die toevoeging van 'n uitbreekbord, is alle penne maklik toeganklik en servovriendelik. Ons het standaardbatterye laat vaar en gekies vir 'n 3350 mAh Power Bank, wat 'n USB -laadkabel en krag -LED -status bevat. Die USB -kabel dien ook as die programmeerkabel. Twee deurlopende rotasieservo's vir ry om bouers vinnig en maklik aan die rol te kry. Met 'n klein broodbord kan u vinnig en maklik 'n prototipe maak. 3 mm -gate langs die omtrek van die bord sodat u komponente kan byvoeg.

Vir ons klublede verkoop ons die kit teen koste, en u moet dit bywoon om een te kry. Ons verloor eintlik geld as u die tyd in beslag neem wat dit neem om te ontwerp, 'n leergang op te stel, die onderdele te maak (3D -drukwerk, lasersny, ens.) Ons kitskoste het tot $ 29,99 gedaal. U kan hierdie prys laer kry as u onderdele bestel met langer afleweringstye. Ons besef dat dit nie die goedkoopste kit is nie, maar ons lê klem daarop om iets maklik te bou en uit te brei wat nie dae neem om saam te stel nie. Trouens, hierdie kit moet minder as 'n uur neem om aan die gang te kom.

Voorrade

Primêre dele:

• Arduino Nano
• Battery Power Bank
• Robotraam
• SliderM-F Jumpers
• Ultrasoniese sensor
• Aantal 3 - 3mmx10mm 3m skroewe met moere
• 3 - 3 mm x 3 mm afstandhouer
• Aantal 2 - Deurlopende rotasie SF90R Servo
• Aantal 2 - Wiele 52 mm mm wiele
• Aantal 4 - 6 "ritsbande (kry die dunne ongeveer 3,5 mm breed) Die variëteitpakket van Harbor Freight werk goed.
• Mini broodbord
• Arduino Nano -skild

Opsioneel:

Kabel omhulsel

Gereedskap:

• Soldeerbout om die koppe op die Nano te soldeer
• Plakgeweer
• Basiese skroewedraaier

Stap 1: raam

Om bouers vinnig aan die gang te kry, het ons 'n buitelyn gegraveer met teks aan elke kant van die raam om aan te dui waar die dele geplaas moet word.

Ons was gelukkig om lasersnyer te hê. As u dit nie doen nie, raai ons u aan om by die plaaslike vervaardigersruimtes uit te kom om te sien of hulle een het wat u kan gebruik, of dat hulle die raam vir u wil uitsny.

'N 3D -drukker kan ook gebruik word om die basis te druk. Ons het die SVG en STL ingesluit wat u ook kan gebruik.

Ons het 3 mm akriel gebruik vir ons kits. U kan ander media gebruik, soos hout, karton, skuimbord, ens.

Stap 2: Berei die Arduino voor

Om dit makliker te maak om die koppe aan die Arduino te soldeer, steek die manlike kopstukke in die Arduino -skild. Stel die Arduino Nano in lyn met die kopstukke. Let op die merke op die bord teenoor die skild. Soldeer al die penne en jy is klaar.

Stap 3: Monteer die Arduino -skild

1. Rig die 3 geel afstandhouers in lyn met die voorgesnyde of 3D -gedrukte Arduino -gate.
2. Gebruik die M3x10 skroewe en moere om die Arduino -skild vas te maak. Knus, nie styf nie. As u bekommerd is dat die skroewe loskom, voeg net 'n tikkie warm gom aan die einde van die moer by. Moenie bekommerd wees oor die vierde gat op die skild nie, want dit is nie nodig nie en belemmer die Power Bank later tydens die bouwerk.

Stap 4: Monteer die servo's

1. Let op die oriëntasie van die servo -omtrek op die raam. (Word nie op die 3D -gedrukte weergawe getoon nie, maar verwys na die foto's)
2. Ryg twee ritsbande deur die reghoekige gleuwe met die kop van die ritssluiting aan die bokant van die raam.
3. Plaas servo's en voer die kabelboom deur die reghoekige gleuwe na agter. Draai die ritsbande styf vas. As die servo nie veilig voel nie, kan u 'n bietjie warm gom byvoeg aan die kante waar die servo's die raam raak.

Stap 5: Power Bank Mount

1. Draai 'n ritsband tussen die Arduino- en Breadboard -ligging in die rigting wat met die kop van die ritsbinder aan die bokant gesien word. Hou los.
2. Draai 'n ritssluiting deur die agterkant. Hou los.
3. Skuif die Power Bank in en trek die ritsbande stewig vas. Let op die oriëntasie.

Opmerking: ons gebruik 'n 3D -gedrukte "skuifbalk" aan die voorkant, soos op die foto's gesien. Ons het egter gevind dat dit te veel wrywing veroorsaak, sodat u dalk met ander idees wil eksperimenteer, soos 'n botteldop, plastiekmeubels, ens.

Stap 6: wiele

Ons het 'n lasersnyer gebruik om ons wiele uit EVA -skuim te sny. U kan gebruik wat u wil. Deksel van potte, 3D -gedrukte, ou speelgoedwiele, ens. Probeer om wiele van ongeveer 52 mm in deursnee te vind.

1. Maak seker dat die middel van u wiel 'n opening het sodat die klein skroefkopskroef die sirkelvormige servohoring kan monteer.
2. Sentreer die servohoring wat by u servo's ingesluit is en plak dit op die wiele vas. Wees versigtig om nie gom in die middelste gat te kry nie en hou die wiel selfs met die servohoring om die wankel te verminder.
3. Bevestig die wiele met die klein Phillips -skroef aan die servo's. Knus nie styf nie.

Stap 7: Broodbord

Trek die agterkant van die broodbord af. Rig in lyn met die gravure aan die bokant van die raam en maak vas. As u die 3D -gedrukte raam gebruik, gebruik die reghoekige ingeboude gedeelte van die afdruk.

Stap 8: Tyd om aan die gang te kom

Draai die SERVOS om aan die gang te kom.

1. Bevestig die kabelboom van die linker servo (Servo na links as u van agter af kyk) aan Pin 10 met die oranje draad naaste aan die Arduino.
2. Bevestig die gordel van die regter servo (servo na regs as u van agter af kyk) aan pen 11 met die oranje draad naaste aan die Arduino.

Stap 9: Byvoeging: gee u bot sig

Nou moet ons iets byvoeg om te voorkom dat die bot dinge raakloop. Gebruik die ultrasoniese sensor. Bevestig die sensor aan die broodbord soos op die foto getoon.

*Verwys na die bedradingsdiagram verder in die instruksies oor hoe om aan te sluit.

Stap 10: Add -on: Grensopsporing via IR -sensor

Om jou bot te voorkom dat hy van die rand van 'n tafel, arena, ens. Val, laat ons 'n lynsensor byvoeg. Ons gebruik 'n QTR-MD-06RC refleksiesensor-reeks. Ses infrarooi senders/detektors kyk na onder en meet die afstand van die oppervlak terug na die sensor.

Om die sensor by te voeg, gryp die 4 klein skroewe van 2 mm, die IR -sensor, wat uitstaan (Smiley Face). Verwys na die prente vir die korrekte oriëntasie.

*Verwys na die bedradingsdiagram verder in die instruksies oor hoe om aan te sluit.

Stap 11: Programmering - Opstelling

Laai die Arduino -sagteware af.

Volg die standaard instruksies.

Sodra u dit geïnstalleer het, maak u die sagteware oop en installeer u 'n Arduino Nano. Dit kan wissel tussen verskillende vervaardigers, maar as u die een uit die onderdele -lys het:

1. Maak 'Tools' oop
2. Kies 'Arduino Nano' as die bordtipe
3. Kies Atmega328P (Ou Bootloader) as die verwerker tipe
4. Koppel die Arduino Nano met die mikro -USB -kabel wat by u laaier is, aan enige USB -poort op u rekenaar. As u 'n fout soos 'Onbekende toestel' kry, moet u moontlik die regte bestuurders installeer. Sien die bylae gedeelte van hierdie instruksies om te help.

Stap 12: Kodeoorsig vir ultrasoniese sensor

Die kode is baie basies en gebruik twee biblioteke - Servo.h en NewPing.h. Servo.h is 'n ingeboude biblioteek wat deur die Arduino -stigting verskaf word en word gebruik om PWM (polswydte gemoduleerde) seine na elk van die servo's te beheer. Die verwysing na hierdie biblioteek kan hier gevind word:

NewPing.h, soos voorheen genoem, is 'n derdeparty -biblioteek deur Tim Eckel. Dit word gebruik om ons 'n eenvoudige koppelvlak in die wêreld van tydgebaseerde meting te gee. Die verwysing na hierdie biblioteek kan hier gevind word:

Vir hierdie opstelling het ons 'n basiese voorbeeld vorentoe, links, regs, herhaal. Ons wou ons lede 'n beginpunt gee om aan te toon hoe om beide die ultrasoniese sensor en twee deurlopende rotasie bedieners te gebruik (een in omgekeerde van die ander). In ons lus skandeer die robot vorentoe en as dit duidelik is, gaan dit vorentoe. As dit egter voel dat dit naby en voorwerp is (pingtyd is korter as ons gekose minimum), stop dit, draai links, skandeer, draai regs, skandeer weer en gaan in die rigting wat meer oop is.

U sal dalk sien dat elkeen van die twee servo's verskillende opdragte kry om vorentoe te gaan - dit is omdat die servo's op die onderstel gemonteer is en in teenoorgestelde rigtings wys. As gevolg hiervan moet elke servo in teenoorgestelde rigtings beweeg sodat die bot vorentoe kan beweeg in teenstelling met 'n sirkel. Dieselfde geld as u agteruit wil beweeg.

Hierdie voorbeeld toon baie basiese vermyding van hindernisse, maar kan aansienlik verbeter word. Byvoorbeeld, 'huiswerk', kan u doen om 'n volledige 360 -grade -sweep van die gebied by die aanvang te maak en die mees oop pad te kies. Skandeer breër van kant tot kant en kyk of die bot 'ingeboks' word. Kombineer met ander sensors om 'n doolhof op te los.

Stap 13: Kode -oorsig vir reëls na aanleiding van SUMO -kode

Kom binnekort.

Stap 14: Programmering - biblioteke

Maak seker dat u die korrekte biblioteke geïnstalleer het.

Vir die Servos behoort die Servo.h -biblioteek standaard te wees.

Vir die ultrasoniese sensor HC-SR04:

1. Gaan in die sagteware na Skets> Sluit biblioteek in> Bestuur biblioteke.
2. Soek 'NewPing' deur Tim Eckel.
3. Kies die nuutste weergawe en installeer.

Vir die QTR-MD-06RC-refleksiesensoropstelling:

1. Gaan na die sagteware na Skets> Sluit biblioteek in> Bestuur biblioteke.
2. Soek vir "QTRSensors" deur Pololu.
3. Kies die nuutste weergawe en installeer.

Stap 15: Programmeer

1. Laai die MTRAS_Kit_Ping_Sensor_1_18_20.ino -lêer net vir die Ping Sensor af.
2. Laai die MTRAS_Kit_Sumo_1_18_2020.ino -lêer af vir die lynsensor met pingsensor wat vir SUMO geprogrammeer is.
3. Koppel u Arduino via USB.
4. Kies die COM -poort (sien prentjie). U COM -poort kan verskil.
5. Klik op die vinkje om seker te maak dat daar geen foute is nie.
6. As alles uitgekliek het, klik op die pyltjie regs om die program na die Arduino af te laai.
7. Sodra dit voltooi is, ontkoppel die USB -kabel en steek dit in die Power Bank.

Stap 16: Bedradingsdiagram

Gebruik die volgende prent om u robot aan te sluit.

• Gebruik m-f-draaddrade vir die ultrasoniese sensor.
• Gebruik die m-jumperdrade vir die lynsensor.
• Vir die Servos kan u die 3 -pins aansluiting direk op die penne aansluit.

Stap 17: Baie geluk !!! U het 'n robot gebou

Vir die ultrasoniese kode moet die robot begin rondbeweeg. Elke keer as dit 'n voorwerp binne 35 cm waarneem, stop dit, beweeg na links en neem 'n vinnige meting, beweeg dan na regs en doen dieselfde. Dit bepaal watter kant die hoogste afstand gehad het en beweeg in daardie rigting.