L'Arduino Mothbot: 11 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:18

El propòsit d’aquest projecte és dissenyar i construir un robot senzill que segueixi la llum mitjançant una placa de microcontrolador Arduino Duemilanove. Tenia moltes ganes de compartir un projecte de robot que fos barat, senzill de construir i que tingués un conjunt complet d’instruccions per a tots els diferents passos. Espero haver-ho tingut èxit i m’agradaria rebre comentaris sobre com fer-ho encara millor.

El disseny d'aquest robot es va centrar en l'ús del llibre "Introducció a Arduino" de Massimo Banzi i publicat amb [makezine.com Make]. També vaig utilitzar codi per executar els servos d’un projecte titulat: Com fer un robot servo controlat per Arduino (SERB). L’Arduino Mothbot és en total un robot bastant ràpid de construir. Suposant que comenceu amb totes les parts i que no hàgiu d'improvisar, el projecte hauria de trigar una hora a construir-se en total. Això és si seguiu les instruccions i copieu el codi. Tot i això, si només creeu una característica a la vegada i proveu en el camí, aquest projecte pot trigar molt més. L’avantatge de la pista més llarga és que probablement aprendreu molt més i us divertireu en el camí.

Pas 1: reuniu les vostres peces i eines

Construir aquest robot us costarà aproximadament 80 dòlars en parts si mai no heu fet res semblant. El cost per a mi va ser significativament inferior, ja que tinc molta electrònica per treballar. Tanmateix, sé el frustrant que pot ser provar de seguir una instrucció sense saber de quines parts obtenir, d’on fer la comanda i quant costarà tot per davant, així que he fet tot aquest treball per vosaltres. Un cop tingueu les parts totes quadrades, hauria de ser molt ràpid fer aquest projecte. Seguiu el següent enllaç al meu projecte wiki per obtenir una llista completa de peces. Llista de peces Arduino Mothbot

Ara és possible que vulgueu obtenir algunes eines. Com que aquest projecte utilitza una placa de soldadura sense soldadura, podeu prescindir de molts equips electrònics de luxe. Tant de bo que pugueu trobar la resta de coses que necessiteu a un garatge: 1. Tenalles d'agulla 2. Talladores de filferro 3. Tornavís de cap pla 4. Tornavís petit Phillips (de 4 cares) 5. Clau ajustable o 11/32 " clau hexagonal 6. Trepant 7. Broques de 1/16 ", 5/32" i 7/32 "8. Serra (opcional) 9. Ulleres de seguretat Utilitzeu pràctiques segures quan utilitzeu eines elèctriques.

Pas 2: Etapa de planificació

Abans de començar aquest projecte, vaig mirar al meu voltant Instructables en molts altres projectes. També vaig passar una estona llegint el llibre "Introducció a Arduino" de Massimo Banzi. Gairebé tot en aquest projecte es fa a partir d’un exemple en aquest lloc web o al llibre. Vaig dissenyar el projecte d’aquesta manera intentant fer-lo accessible al robotista novell.

En la meva fase de planificació, no només vaig examinar el maquinari i la codificació, sinó que també vaig fer els deures electrònics. Volia elaborar un esquema senzill d'electrònica per a aquest projecte per poder seguir el que passava a mesura que el vaig construir. Podeu veure a la imatge els diferents components, línies elèctriques i els pins Arduino. Esperem que sigui un diagrama clar i que il·lustri el simple que és l'electrònica per a aquest projecte.

Pas 3: Connexió dels servos a l'Arduino

Si voleu construir un robot, el primer que probablement voldreu esbrinar és com fer-lo moure. El més probable és que vulgueu poder enviar-lo cap endavant, cap enrere, cap a la dreta, cap a l’esquerra i fer que s’aturi. Si no podeu esbrinar com manar-lo perquè es mogui correctament, és probable que no pugueu fer que faci res quan connecteu tots els sensors. A continuació es mostren els passos per connectar el motor a l’Arduino.

1. El primer que heu de fer quan configureu la placa de soldadura sense soldar és configurar el sòl (GND) i la potència (+ 6 V) per als servos. Vaig optar per utilitzar les dues tires llargues del tauler que estarien més a prop de l’Arduino. 2. Un cop identificades les línies de terra i elèctriques, connecteu la terra de la placa Arduino a la tira de terra de la placa de soldadura sense soldadura. Encara no connecteu l’alimentació a la placa de soldadura sense soldadura. 3. Cada servo té tres cables que en surten. El meu té un fil negre, vermell i blanc per a cadascun. El negre és per a terra, el vermell per a alimentació i el blanc és el cable de control. Tallar tres cables de pont per a cada servo de la mateixa mida (per tant, 6 en total). 4. Connecteu els cables del pont al final dels servocables i, a continuació, cada servo a la placa de soldadura sense soldadura. 5. Ara utilitzeu ponts per connectar la terra i la potència de cada servo a la terra i la potència de la placa de soldadura sense soldadura. 6. Ara connecteu els cables de control de cada servo a l'Arduino. Connecteu el servo esquerre a la sortida digital (PWM) 3 i el servo dret a la sortida digital (PWM) 11. 7. Finalment, connecteu la terra i l’alimentació de les bateries 4AA a la terra i l’alimentació de la placa de pa sense soldadura. No us alarmeu si els servos comencen a moure's quan el vostre Arduino no té alimentació o encara no està programat. 8. Fent servir el codi, ara hauríeu de poder fer funcionar els motors en les direccions cap endavant, cap enrere, cap a l'esquerra o cap a la dreta mitjançant les funcions incloses.

Pas 4: provar els motors

Crec que és important incloure alguns dels codis de prova que he utilitzat en muntar l’Arduino Mothbot. Si esteu interessats i voleu dedicar el temps a jugar, crec que trobareu aquests fragments de codi educatius i útils en altres projectes. Abans de publicar qualsevol codi a continuació, vull fer saber que el següent es basa en un altre gran projecte anomenat How to Make a Arduino Controlled Servo Robot (SERB). Vaig aprendre moltes coses seguint el treball sobre allò instructable i vull donar crèdit allà on es deu.

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

Pas 5: integració del botó On / Off

Ara és possible que vulgueu encendre i apagar el robot amb només prémer un botó. El propi Arduino executarà codi en un bucle sense fi fins que el desconnecteu, cosa que pot resultar molt frustrant quan connecteu el robot a la taula i us comenci a fugir. La integració del botó és un gran pas en aquest procés, perquè també aprendreu a utilitzar botons per a altres coses, com ara crear un para-xocs per detectar quan el robot colpeja una paret. Com a nota, notareu que he eliminat els servos de el tauler de pa sense soldadura per a la majoria de les meves imatges. Això ajuda a fer més clara la imatge quan mostro diferents passos. Per començar, desconnecteu l’alimentació dels servomotors abans de fer més feina. Recordeu fer-ho cada vegada que afegiu alguna cosa a aquest projecte. Ara és possible que vulgueu encendre i apagar el robot en lloc de fer que el robot comenci a moure’s immediatament quan connecteu l’alimentació. Identifiqueu una tira al costat oposat de la placa de soldadura sense soldar per activar el botó d’encesa / apagada (i posteriorment dels sensors). Mitjançant un cable de pont llarg connecteu l’alimentació (+ 5V) de l’Arduino a la tira que acabeu d’identificar. Connecteu dos cables de pont a l’interruptor momentani i connecteu un extrem a l’alimentació (+ 5V) 6. Connecteu l’altre extrem de l’interruptor momentani a una tira més petita al mig de la placa de soldadura sense soldar. Des d’aquesta mateixa tira connecteu una resistència de 10K ohms a la tira i l’altre extrem a terra8. Finalment, connecteu un cable de la tira amb l’interruptor i la resistència d’un extrem i col·loqueu l’altre extrem a l’entrada digital 7 de l’Arduino. Ara, amb el codi, hauríeu de poder utilitzar el botó per encendre i apagar el robot. Si utilitzeu el codi amb el LED (sortida digital 13), veureu que el LED integrat s’encén i s’apaga amb el robot. Aquesta és una manera fantàstica de provar el codi Arduino si tens els motors desconnectats.

Pas 6: proveu el botó d'encès / apagat

Aquest nou codi inclou la informació per utilitzar el botó On / Off i fer parpellejar el LED integrat.

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

Pas 7: integració dels sensors de llum

Què seria un Arduino Mothbot si no tingués sensors de llum? L’objectiu d’aquest senzill projecte és fabricar un robot que s’atregui a la llum més intensa. Per a això, haurem d’integrar alguns sensors de llum, també coneguts com a foto-resistències.

1. Una vegada més, desconnecteu l'alimentació dels servomotors abans de fer aquest pas 2. La configuració dels sensors de llum es farà dues vegades. És gairebé la mateixa configuració que l’interruptor momentani. En realitat, és la mateixa configuració, però aquesta vegada utilitzarà el sensor de llum (foto-resistència) en lloc d’un interruptor momentani. 3. Com que aquest robot utilitzarà els dos sensors de llum per escollir una direcció per conduir, es recomana configurar cada sensor de llum als costats oposats de la placa de soldadura sense soldadura o el més allunyats possible. 4. Connecteu un extrem d'un sensor de llum a la línia elèctrica (+ 5V) i l'altre extrem en una petita tira al centre de la placa. 5. Connecteu una resistència de 10 k ohm a aquesta mateixa tira i l'altre extrem a terra 6. Connecteu ara un cable de pont de la tira petita (on estan connectades la resistència fotogràfica i la resistència normal) i connecteu l'altre extrem a una entrada analògica. 7. Connecteu el sensor esquerre a l'entrada analògica 0 de l'Arduino i el sensor dret a l'entrada analògica 1. 8. Ara hauríeu de poder utilitzar els sensors de llum per moure els servos.

Pas 8: el codi final

Aquí teniu el codi final utilitzat per executar l’Arduino Mothbot. Al codi he inclòs instruccions d'impressió al port sèrie Arduino. Si teniu l’Arduino connectat a través del port USB de l’ordinador, hauríeu de poder veure les declaracions d’impressió que us indiquen cap a quin camí planeja anar el robot. És possible que vulgueu ajustar el valor del llindar del sensor de llum per afinar el comportament del robot. El llindar depèn principalment dels vostres sensors i de la llum ambiental de la ubicació on esteu.

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

Pas 9: Construeix el cos de Mothbot

El robot que esteu construint no és realment bo si no es pot mantenir unit. Per aquest motiu necessita un cos. Vaig fer tot el possible perquè aquest projecte de construcció fos el més senzill possible. No obstant això, haureu de fer una mica de feina pel vostre compte per esbrinar les mesures adequades. Suggereixo el mètode antic "mesurar dues vegades, tallar una vegada".1. El cos del robot està fet d'una petita làmina de fusta d'àlber que he comprat a la ferreteria prèviament tallada a 6 "x 24". Vaig reduir la meva a 6 "x 8" amb la serra que es proporciona a la ferreteria. A continuació, he forat cap a la part davantera del tauler per fixar els suports de servo per a cada servo. Per a això he utilitzat una broca de mida 3/32 ". També he perforat un forat a la part posterior del tauler per a la roda de rodes que equilibra el robot. Per a això he utilitzat una broca de mida 7/32". Vaig optar per utilitzar una broca lleugerament més petita per aconseguir un ajust de fricció ajustat amb la meva roda de rodes, ja que no feia servir una combinació de rosques i perns per fixar-la. Després he fixat els suports a la pissarra amb les femelles i els cargols. Això es va fer mitjançant el tornavís de cap pla i la clau ajustable. Després de fixar els suports, he fixat cada servo als suports amb les femelles i els cargols. 6. Finalment, vaig empènyer la roda rodant al conjunt.

Pas 10: fer les rodes

Les rodes eren un problema complicat per a mi. De fet, havia botat algunes rodes de robots certificades, però em vaig adonar que eren a) massa pesades ib) No tenia manera d’enganxar-les als servos triats. Va ser llavors quan vaig recordar d’utilitzar tapes de pot a l’institut per a un projecte similar. Així doncs, va sortir a la botiga a la recerca d’una alternativa adequada per a les rodes robotitzades. Cada roda es fabrica a partir de la tapa d’un contenidor Ziploc Twist’n Loc. Altres bones tapes són les dels pots de mantega de cacauet o altres productes alimentaris. No defenso malgastar menjar, però estalvieu les tapes i és possible que trobeu que la mida adequada per al vostre projecte de robot. Vaig utilitzar els contenidors que quedaven per contenir les peces que he recollit. El primer que vaig fer va ser escollir el servocorn que volia per a les rodes. Vaig escollir les que tenien quatre banyes i que eren incloses amb els servos quan les vaig comprar. Abans de fer res, practiqueu un forat al centre de la roda. Us recomano fer-ho amb la broca de 5/32 ". Ho necessitareu per poder accedir al cargol que connecta la banya al servo.4. Ara cargoleu la tapa a la banya. He utilitzat quatre cargols inclosos servo per connectar les tapes a les banyes. Pot ser que sigui més fàcil si pre-perforeu petits forats per la tapa com jo. Vaig fer servir una broca de 1/16 "per a això. Però aneu amb compte, pot ser difícil perforar aquest plàstic amb un trepant pesat i una mica. Ara connecteu les banyes als servos mitjançant el petit tornavís Phillips (de 4 cares). Finalment, emboliqueu gomes de goma al voltant de cada roda per donar-vos més tracció. Vaig obtenir les meves gomes amb productes que vaig comprar a la botiga de queviures. Esperem que en tingueu uns quants estirats. En aquest punt s’ha de muntar tot el cos i les rodes.

Pas 11: Completar l'Arduino Mothbot

Amb el cos i les rodes muntades, és fàcil col·locar el tauler de pa Arduino i sense soldadura al capdamunt del cos del robot. Assegureu-vos que pugueu accedir a l'entrada USB de l'Arduino per si cal canviar la programació. Vaig fer servir una cinta elèctrica negra de sota de cadascuna per enganxar-les al cos. La cinta elèctrica és fàcil de treure i es manté força bé. Enganxeu el tauler de pa Arduino i sense soldadura a la part superior del cos del robot que heu construït. Tornar a fer servir cinta és una bona idea connectar el suport de la bateria 4AA i la bateria de 9V al cos. Assegureu-vos que arribin els cables. Connecteu els servocables a la placa de soldadura sense soldadura si els havíeu eliminat anteriorment. Connecteu l’Arduino power5. Connecteu la potència del servomotor6. Ara col·loqueu el robot a terra i premeu l’interruptor d’encès / apagat. Ara hauria de cobrar vida i perseguir la llum de l’habitació:) Com a projecte complementari futur, inclouria un senzill para-xocs o un sensor de paret. Es tractaria d’un commutador, de la mateixa manera que el botó On / Off utilitzat en aquest projecte. No obstant això, quan es premia el botó, li diria al robot que invertís la direcció, que girés a l'esquerra o a la dreta i que continués amb el programa. Un cop acabat, aquest robot seria una petita plataforma de proves per a altres sensors i dispositius.