Projecte NEX: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Ei, nois, és Natanael Prado de nou aquí amb un altre projecte impressionant. Aquesta vegada vull compartir amb vosaltres, un projecte que he estat fent des de fa tres anys, aquest projecte és el meu robot anomenat NEX. Per tant, primer, coneixeu la història que hi ha darrere de la meva creació.

La història darrere del projecte

Durant molt de temps, hi havia un desig en mi. El desig de crear un robot, però no un robot qualsevol. Volia crear algú que fos més que un robot, que fos un amic, amb personalitat i característiques úniques, i que també pogués formar part del que sóc. El començament de quan aquest desig va començar a néixer en mi, no ho sé del cert; però sé que, malgrat el temps, mai no morirà en mi, perquè era més que un simple desig, era un objectiu vital i un somni a complir. Va ser llavors quan vaig comprar el meu primer Arduino, un Arduino Mega 2560, i vaig començar a convertir el meu somni en realitat i, tot i que el meu desig pot semblar una mica boig o fins i tot impossible, vaig continuar endavant a la recerca del que volia aconseguir, arriscant-me i aventurar-se en allò desconegut. Va ser uns tres anys de planificar i fer realitat la meva concepció. I ara, després d’anys de feina, el meu robot ha cobrat vida !!!

Però, què és un Arduino?

En primer lloc, m’agradaria presentar a aquells que no ho saben, l’Arduino. Així doncs, un Arduino és una plataforma electrònica de codi obert basada en maquinari i programari fàcils d’utilitzar. Les plaques Arduino són capaces de llegir les entrades (llum d’un sensor, un dit sobre un botó o un missatge de Twitter) i convertir-lo en una sortida: activant un motor, encenent un LED, publicant alguna cosa en línia. Podeu dir a la vostra placa què fer enviant un conjunt d’instruccions al microcontrolador de la placa. Per fer-ho, utilitzeu el llenguatge de programació Arduino (basat en el cablejat) i el programari Arduino (IDE), basat en el processament. L'Arduino és tan fantàstic i increïble que pots fer moltes coses interessants amb ell i, literalment, pots convertir els teus somnis en realitat, com vaig fer el meu robot, NEX.

El propòsit de publicar aquest projecte no és simplement explicar amb detalls com vaig fabricar el meu robot, sinó inspirar-vos i animar-vos a inventar i crear allò que voleu, tot i que de vegades els vostres somnis semblen impossibles. Què esperem, doncs? Anem-hi!

Subministraments

www.arduino.cc/ca/guida/introducció

Pas 1: materials

Aquesta és la majoria de peces que he utilitzat per fer el meu robot:

• Arduino Mega 2560
• Micròfon Shield Easy VR 3.0 +
• Motor Shield L293D
• Nextion ha millorat la pantalla de 3,5"
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• Kit de xassís de robot rodó
• HC-SR04 Sensor de distància per ultrasons
• Banc de potència Mi de 10000 mAh
• Altaveu de 8Ω

També he utilitzat altres tipus de materials com:

• Llet pot (per fer el cos de NEX)
• Filferros galvanitzats (per fer els braços de NEX)
• Cartró
• Trossos de plàstic
• Algunes pintures en aerosol

Pas 2: de la concepció a la realitat

Com que cada projecte comença abans que res a les nostres ments, és molt important posar la vostra idea en un paper abans de començar la construcció de qualsevol projecte, ja tenir una idea de quines parts i materials es poden utilitzar per convertir una idea en realitat. Tenint en compte això, la imatge superior il·lustra un dels primers esbossos del meu robot, realitzat a principis del 2019 on es mostra una simulació de l’aspecte de NEX en el projecte final. Posteriorment, es va millorar aquesta il·lustració i, per tant, va tenir algunes petites modificacions. La imatge següent il·lustra la vista 2D del projecte ja actualitzat, realitzada amb l'ajut de programari gràfic a l'ordinador.

Pas 3: parts de NEX

En aquesta secció us mostraré i explicaré algunes de les peces més importants que he utilitzat per crear el meu robot i també com es poden utilitzar en els més diversos projectes de robòtica i Arduino. Doncs vinga !!

Comencem amb aquesta peça, aquest és el Motor Shield L293D, es basa en el xip L293D i es pot utilitzar amb l’Arduino. Aquest Shield és molt interessant perquè us permet controlar motors amb la vostra placa Arduino. És possible controlar fins a 4 motors de CC, 2 servos o 2 motors pas a pas simultàniament. He utilitzat aquest escut per controlar els braços de NEX que funcionen amb dos servomotors SG90, i també els dos motors de corrent continu que el fan moure.

Això sembla dos ulls, oi? però no ho són, jajaja … En realitat es tracta d’un mòdul de sensor ultrasònic HC-SR04 que es pot utilitzar amb l’Arduino, per exemple, per mesurar la distància entre determinats elements, és capaç de mesurar distàncies de 2 cm a 4 m amb una gran precisió i preu baix. Aquests sensors també es coneixen com a transceptors i tenen la capacitat de funcionar de manera similar al sonar. Tot i que el sonar s'utilitza principalment sota l'aigua, els transceptors d'ultrasons es poden utilitzar al medi terrestre, amb l'aire com a mitjà de transmissió. A més, els sensors d’ones per ultrasons són habituals en aplicacions industrials i mèdiques.

Es tracta del Servo Motor SG90, no és res més que un motor amb control de posició angular, ho és: mitjançant senyals PWM és possible manar que el servo motor sigui el seu eix fins a l’angle determinat, podent anar de -90º a 90º, és a dir, té un grau de llibertat de 180º. A més, el servomotor SG90 és un dels més populars pel que fa a Arduino o Educational Robotics. Això es deu al fet que té una mida i un parell reduïts adequats per a la majoria d’aplicacions educatives. Al meu projecte, es van utilitzar 2 servomotors per moure els braços de NEX.

Es tracta del Display Nextion Enhanced NX4832K035, aquesta pantalla és molt potent, de fet he fet la cara del meu robot amb aquesta pantalla. Inclou una part de maquinari (una sèrie de plaques TFT) i una part de programari (l'editor Nextion). El millor és que la placa TFT de Nextion només utilitza un port sèrie per comunicar-se.

Hi ha altres parts importants que no tinc cap imatge aquí, com l’Easy VR Shield 3.0, aquest escut és un mòdul de reconeixement de veu polivalent dissenyat per afegir funcions de reconeixement de veu versàtils, robustes i rendibles. gairebé qualsevol aplicació. Té un micròfon i el suport per a un altaveu de 8Ω, aquest Shield és molt important per al meu robot perquè em permet comunicar-me amb NEX, és com un pont entre el meu i el meu robot.

Una altra part que és molt important és el kit de xassís de robot rodó, que inclou dos motors de corrent continu que controla les rodes del NEX, de manera que el meu robot pot avançar, enrere, girar, anar a la dreta i a l’esquerra, etc.

I l’últim però no menys important és, per descomptat, el Power Bank. Com que el meu robot és independent, necessita una bateria dins d’ell per proporcionar energia a l’Arduino, així que trio un Powerbank de 10000 Mah.

Pas 4: procés de creació de NEX (maquinari)

El primer pas del procés de muntatge NEX van ser les proves preliminars realitzades per verificar la integració i el funcionament entre l'Arduino Mega 2560, l'EasyVR 3.0 Shield i el L293D Motor Shield.

Un cop finalitzada aquesta etapa, es va fer el cos del robot, per a això es va utilitzar una llauna de llet niu, que es va haver de tallar en algunes parts per fer la fixació d'algunes peces, a més d'aquesta llauna es va esmolar i pintar amb pintura en aerosol groga.

Un cop fet això, es va muntar el xassís robòtic NEX, ja que surt completament desmuntat de la fàbrica. Calia ajustar totes les parts del xassís a més de fer les connexions elèctriques adequades del motor. Vegeu la imatge següent d’un xassís ja muntat.

Amb això a punt, el sensor d'ultrasons HC-SR04 es va col·locar estratègicament sota aquest xassís i es va cargolar la llauna de llet (cos del robot) a la part superior del xassís robotitzat anteriorment muntat. Després, els cables es van connectar i connectar al cos NEX que fa la connexió entre els components interns per transformar-los en sortides o entrades a l’exterior del cos del robot, com ara el micròfon, al port USB que es recarrega i el Port USB d'Arduino. Vegeu la imatge següent:

Després, es van afegir dos servomotors al cos del robot, un a cada extrem de la llauna i també el banc de potència de 10000 mAh. Com es mostra a la imatge següent.

Poc després, es va afegir al cos NEX el conjunt principal del robot compost per Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D prèviament provat i en execució, i es van fer connexions adequades entre les plaques i altres perifèrics. Com es mostra a la fotografia següent.

Després de fer-ho, la pantalla LCD Nextion de 3,5 polzades es va connectar a l’Arduino Mega 2560 i es va connectar a la part frontal del cos del robot i, a més, l’altaveu de 4Ω i 3W es va situar estratègicament sota la pantalla LCD del cos del robot. Finalment, es van fabricar els braços NEX i es van fer servir cables galvanitzats.

Pas 5: procés de creació de NEX (programari)

Ara passem a la part del programari NEX. Per crear la cara del robot NEX a la pantalla Nextion, es va utilitzar per primera vegada un programari de disseny gràfic i animació de codi obert anomenat Krita. A través d’ella podeu dibuixar totes les obres d’art de la cara NEX i també transformar cada imatge creada en un marc per formar part del conjunt d’animacions facials de NEX. Cada vegada que NEX parla, mostra a la pantalla un conjunt d’imatges específiques d’una ordre determinada, que gira a 30 FPS, és a dir, cada missatge de veu que parla ha d’estar sincronitzat amb el moviment de la boca, de manera que va tenir molta cura a l’hora de fer NEX sincronització de llavis perquè els moviments de la seva boca no semblin repetitius i sense harmonia amb el que parla. Com que l'animació no és més que una seqüència d'imatges que giren a una velocitat determinada, NEX té prop de cinc mil imatges capaces de girar en seqüència a la pantalla fins al moment d'aquesta publicació. Aquesta va ser sens dubte una de les parts més laborioses i fatigoses de tot aquest projecte, perquè crear dibuixos i animacions des de zero sense tenir cap formació a la zona requereix molt d’esforç i paciència. Però no només això, per fer d’aquest banc d’imatges una animació que Arduino pogués executar a la pantalla Nextion, era necessari utilitzar el programari Nextion Editor que crea la creació d’un fitxer.tft, que es grava i s’insereix a una targeta micro SD per connectar-la posteriorment a la pantalla Nextion i a les imatges carregades.

Per crear la veu del robot NEX es va utilitzar com a base de la veu de l'autor que escriu aquí aquest resum ampliat. Mitjançant diversos processos de modificació de la veu mitjançant el programa Audacity, es va poder crear una veu característica per a NEX. El següent pas va ser només carregar totes les ordres de veu creades, a l'EasyVR Shield, a través del programari EasyVR Commander. En el moment d'aquesta publicació, NEX ha creat 12 ordres de veu, així com 12 missatges de veu carregats.

I així va ser com va veure el robot NEX al final del seu procés de creació.

Pas 6: Això és tot popular

Això és tot popular, i com es va poder veure, vaig intentar resumir un projecte de tres anys en un sol instructable, però no és tan fàcil jajaja … Però el missatge principal que volia transmetre aquí és que, sigui quin sigui el vostre somni, i el difícil que sembla, si creieu que és possible fer-ho realitat i no renunciar a aquest somni es farà realitat !!

NEX i espero que us hagi agradat aquest projecte instructiu i gràcies a tots per llegir fins aquí. Si voleu saber més sobre NEX i el vostre increïble viatge, no us oblideu de seguir-lo al seu Instagram oficial: @nextherobot. Ja està, adéu !! Ens veiem aviat amb altres projectes genials !!;)