HackerBoxes Robotics Workshop: 22 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

HackerBoxes Robotics Workshop ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การแนะนำระบบหุ่นยนต์ DIY ที่ท้าทายแต่น่าสนุก รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับงานอดิเรกโดยทั่วไป Robotics Workshop ได้รับการออกแบบเพื่อให้ผู้เข้าร่วมได้รับหัวข้อสำคัญและวัตถุประสงค์การเรียนรู้เหล่านี้:

• หุ่นยนต์เดินได้
• ชุดเกียร์สำหรับการประสานงานการเคลื่อนไหว
• โครงการบัดกรีอิเล็กทรอนิกส์
• แผนผังวงจร
• เซ็นเซอร์ออปติคัลสำหรับการบังคับเลี้ยวและระบบนำทางอัตโนมัติ
• วงจรควบคุมวงปิดแบบอะนาล็อก
• การเขียนโปรแกรม Arduino
• โปรเซสเซอร์ RISC แบบฝัง NodeMCU
• Wi-Fi ในระบบโปรเซสเซอร์แบบฝังตัว
• การควบคุม IoT โดยใช้แพลตฟอร์ม Blyk
• การเดินสายไฟและการปรับเทียบเซอร์โวมอเตอร์
• การประกอบหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนและการรวมการควบคุม

HackerBoxes เป็นบริการกล่องสมัครสมาชิกรายเดือนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ DIY และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เราเป็นผู้ผลิต งานอดิเรก และผู้ทดลอง หากคุณต้องการซื้อ HackerBoxes Workshop หรือรับกล่องสมัครสมาชิก HackerBoxes Surprise ของโครงการอิเล็กทรอนิกส์ที่ยอดเยี่ยมทางไปรษณีย์ทุกเดือน โปรดเยี่ยมชมเราที่ HackerBoxes.com และเข้าร่วมการปฏิวัติ

โปรเจ็กต์ใน HackerBox Workshops และโปรเจ็กต์ใน HackerBox แบบสมัครสมาชิกรายเดือนไม่ใช่โปรเจ็กต์สำหรับมือใหม่โดยเฉพาะ โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการสัมผัสอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ DIY ทักษะการบัดกรีขั้นพื้นฐานและความสะดวกสบายในการทำงานกับไมโครคอนโทรลเลอร์ แพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ คุณสมบัติของระบบปฏิบัติการ ไลบรารีฟังก์ชัน และการเขียนโปรแกรมอย่างง่าย นอกจากนี้เรายังใช้เครื่องมือสำหรับงานอดิเรกทั่วไปสำหรับการสร้าง การดีบัก และการทดสอบโครงการอิเล็กทรอนิกส์ DIY

แฮ็คดาวเคราะห์!

ขั้นตอนที่ 1: เนื้อหาเวิร์กชอป

• ชุดโรโบแมงมุม
• ชุดหุ่นยนต์ติดตามสายอัตโนมัติ
• Arduino Robotic Arm Wi-Fi Controller
• ชุดแขนกล MeArm
• Patch ความสำเร็จของหุ่นยนต์

รายการเพิ่มเติมที่อาจเป็นประโยชน์:

• แบตเตอรี่ AA 7 ก้อน
• เครื่องมือบัดกรีพื้นฐาน
• คอมพิวเตอร์สำหรับรัน Arduino IDE

รายการเพิ่มเติมที่สำคัญมากที่เราจะต้องมีคือความรู้สึกที่แท้จริงของการผจญภัย จิตวิญญาณของ DIY และความอยากรู้อยากเห็นของแฮ็กเกอร์ การเริ่มต้นการผจญภัยในฐานะผู้สร้างและผู้สร้างอาจเป็นความท้าทายที่น่าตื่นเต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งงานอดิเรกประเภทนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไป แต่เมื่อคุณพยายามและสนุกกับการผจญภัย ความพึงพอใจอย่างมากอาจมาจากความพากเพียรและค้นหาทุกสิ่ง!

ขั้นตอนที่ 2: RoboSpider

สร้าง RoboSpider ของคุณเองด้วยชุดหุ่นยนต์นี้ มีขาแบบหลายข้อต่อแปดขาที่เลียนแบบการเคลื่อนไหวเดินของแมงมุมจริง ตรวจสอบชิ้นส่วนต่างๆ ของชุดอุปกรณ์เพื่อตรวจสอบ 71 ชิ้นที่แสดงไว้ที่นี่ คุณเดาได้ไหมว่าแต่ละชิ้นใช้ทำอะไรในการออกแบบ RoboSpider?

ขั้นตอนที่ 3: RoboSpider - การเดินสายไฟ

ขั้นแรก ต่อสายมอเตอร์และโครงแบตเตอรี่สำหรับ RoboSpider คุณสามารถบิดสายไฟเข้ากับขั้วแบตเตอรี่ได้ตามที่แสดงในคำแนะนำ อย่างไรก็ตาม สายไฟอาจถูกบัดกรีอย่างระมัดระวังหากต้องการ

ขั้นตอนที่ 4: RoboSpider - การประกอบเครื่องกล

มีการสร้างชุดเกียร์ที่น่าสนใจมากสำหรับขาแต่ละคู่ RoboSpider แต่ละตัวมีสี่ชุดประกอบกันของสองขาแต่ละอันเพื่อประสานการเคลื่อนไหวของขาแมงมุมแปดขาที่แยกจากกัน สังเกตว่ามีอุปกรณ์ติดตั้งเพื่อช่วยในการจัดตำแหน่งเกียร์อย่างไร

ส่วนที่เหลือของ RoboSpider สามารถประกอบได้ตามคำแนะนำ RoboSpider นี้แสดงไดนามิกการเดินประเภทใด

ขั้นตอนที่ 5: มาเตรียมตัวให้พร้อมกันเถอะ

การบัดกรีเป็นกระบวนการที่ชิ้นส่วนโลหะตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไป (มักจะเป็นสายไฟหรือตะกั่ว) ถูกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยการหลอมโลหะเติมที่เรียกว่า บัดกรีเข้าไปในรอยต่อระหว่างชิ้นโลหะ มีเครื่องมือบัดกรีหลายประเภทให้เลือกใช้ HackerBoxes Starter Workship มีชุดเครื่องมือพื้นฐานที่ดีสำหรับการบัดกรีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก:

• หัวแร้ง
• เคล็ดลับการเปลี่ยน
• ขาตั้งหัวแร้ง
• หัวแร้งทำความสะอาดหัวแร้ง
• ประสาน
• ไส้ตะเกียง Desoldering

หากคุณเพิ่งเริ่มบัดกรี มีคำแนะนำและวิดีโอดีๆ มากมายเกี่ยวกับการบัดกรีแบบออนไลน์ นี่คือตัวอย่างหนึ่ง หากคุณรู้สึกว่าต้องการความช่วยเหลือเพิ่มเติม ให้ลองค้นหากลุ่มผู้ผลิตในพื้นที่หรือพื้นที่แฮ็กเกอร์ในพื้นที่ของคุณ นอกจากนี้ สโมสรวิทยุสมัครเล่นยังเป็นแหล่งประสบการณ์ด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่ยอดเยี่ยมอยู่เสมอ

สวมแว่นตานิรภัยขณะบัดกรี

คุณจะต้องมีไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์และไม้พันสำลีสำหรับทำความสะอาดคราบฟลักซ์สีน้ำตาลที่หลงเหลืออยู่บนข้อต่อบัดกรีของคุณ หากปล่อยทิ้งไว้ สารตกค้างนี้จะกัดกร่อนโลหะภายในจุดเชื่อมต่อในที่สุด

สุดท้าย คุณอาจต้องการดูหนังสือการ์ตูนเรื่อง "Soldering is Easy" จาก Mitch Altman

ขั้นตอนที่ 6: หุ่นยนต์ติดตามบรรทัด

หุ่นยนต์ติดตามเส้น (หรือที่เรียกว่า Line Tracing) สามารถติดตามเส้นสีดำหนาที่วาดบนพื้นผิวสีขาว เส้นควรมีความหนาประมาณ 15 มม.

ขั้นตอนที่ 7: หุ่นยนต์ติดตามบรรทัด - แผนผังและส่วนประกอบ

ชิ้นส่วนสำหรับหุ่นยนต์ตามสายและแผนผังวงจรแสดงไว้ที่นี่ พยายามระบุชิ้นส่วนทั้งหมด ขณะทบทวนทฤษฎีการดำเนินการด้านล่าง ให้ดูว่าคุณสามารถเข้าใจจุดประสงค์ของแต่ละส่วนได้หรือไม่ และบางทีอาจถึงแม้จะระบุค่าของมันไว้อย่างนั้นก็ตาม การพยายาม "วิศวกรรมย้อนกลับ" วงจรที่มีอยู่เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการเรียนรู้วิธีออกแบบวงจรของคุณเอง

ทฤษฎีการดำเนินงาน:

ในแต่ละด้านของเส้นนั้น ใช้ LED (D4 และ D5) เพื่อฉายจุดไฟลงบนพื้นผิวด้านล่าง ไฟ LED ด้านล่างเหล่านี้มีเลนส์ใสเพื่อสร้างลำแสงที่พุ่งตรง ตรงข้ามกับลำแสงแบบกระจาย ขึ้นอยู่กับพื้นผิวด้านล่างของ LED ที่เป็นสีขาวหรือสีดำ ปริมาณแสงที่แตกต่างกันจะสะท้อนกลับเข้าไปในโฟโตรีซีสเตอร์ที่สอดคล้องกัน (D13 และ D14) ท่อสีดำรอบๆ โฟโตรีซีสเตอร์ช่วยโฟกัสที่แสงสะท้อนไปยังเซ็นเซอร์โดยตรง สัญญาณโฟโตรีซีสเตอร์จะถูกเปรียบเทียบในชิป LM393 เพื่อพิจารณาว่าหุ่นยนต์ควรเดินตรงไปข้างหน้าหรือควรหัน โปรดทราบว่าเครื่องเปรียบเทียบสองตัวใน LM393 มีสัญญาณอินพุตเหมือนกัน แต่สัญญาณจะอยู่ตรงข้ามกัน

การหมุนหุ่นยนต์ทำได้โดยเปิดมอเตอร์กระแสตรง (M1 หรือ M2) ที่ด้านนอกของทางเลี้ยว โดยปล่อยให้มอเตอร์หันไปทางด้านในของทางเลี้ยวในสถานะปิด มอเตอร์เปิดและปิดโดยใช้ทรานซิสเตอร์ของไดรฟ์ (Q1 และ Q2) ไฟ LED สีแดงที่ติดอยู่ด้านบน (D1 และ D2) แสดงให้เราเห็นว่ามอเตอร์ตัวใดเปิดอยู่ในช่วงเวลาหนึ่ง กลไกการบังคับเลี้ยวนี้เป็นตัวอย่างของการควบคุมแบบวงปิดและให้คำแนะนำที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วเพื่ออัปเดตวิถีโคจรของหุ่นยนต์ในแบบที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพ

ขั้นตอนที่ 8: หุ่นยนต์ติดตามบรรทัด - ตัวต้านทาน

ตัวต้านทานเป็นส่วนประกอบทางไฟฟ้าแบบพาสซีฟสองขั้วที่ใช้ความต้านทานไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบวงจร ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ตัวต้านทานจะใช้เพื่อลดการไหลของกระแส ปรับระดับสัญญาณ แบ่งแรงดัน องค์ประกอบแอกทีฟแบบไบแอส และยุติสายส่ง รวมถึงการใช้งานอื่นๆ ตัวต้านทานเป็นองค์ประกอบทั่วไปของเครือข่ายไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และมีอยู่ทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ชุดคิทหุ่นยนต์ตามสายประกอบด้วยค่าที่แตกต่างกันสี่ค่าของตัวต้านทานแบบแกนตะกั่วและรูทะลุที่มีแถบรหัสสีดังที่แสดง:

• 10 โอห์ม: น้ำตาล ดำ ดำ ทอง
• 51 โอห์ม: เขียว น้ำตาล ดำ ทอง
• 1K ohm: น้ำตาล, ดำ, ดำ, น้ำตาล
• 3.3K โอห์ม: ส้ม, ส้ม, ดำ, น้ำตาล

ควรใส่ตัวต้านทานจากด้านบนของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ตามภาพประกอบแล้วบัดกรีจากด้านล่าง แน่นอนว่าต้องระบุค่าที่ถูกต้องของตัวต้านทานซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนได้ อย่างไรก็ตาม ตัวต้านทานจะไม่เป็นแบบโพลาไรซ์ และสามารถใส่ได้ทั้งสองทิศทาง

ขั้นตอนที่ 9: หุ่นยนต์ติดตามบรรทัด - ส่วนประกอบที่เหลือ

องค์ประกอบวงจรอื่น ๆ ดังที่แสดงไว้ที่นี่ สามารถแทรกจากด้านบนของ PCB และบัดกรีด้านล่าง เช่นเดียวกับตัวต้านทาน

โปรดทราบว่าจริงๆ แล้ว ส่วนประกอบเซ็นเซอร์วัดแสงทั้งสี่ชิ้นถูกเสียบจากด้านล่างของ PCB สลักเกลียวยาวถูกสอดระหว่างส่วนประกอบเซ็นเซอร์แสงและยึดให้แน่นด้วยน็อตเปิด จากนั้นสามารถวางน็อตหัวกลมที่ปลายโบลต์ในลักษณะเครื่องร่อนแบบเรียบ

ส่วนประกอบอื่น ๆ หลายขั้วต่างจากตัวต้านทาน:

ทรานซิสเตอร์มีด้านแบนและด้านครึ่งวงกลม เมื่อใส่เข้าไปใน PCB ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสิ่งเหล่านี้ตรงกับเครื่องหมายหน้าจอไหมสีขาวบน PCB

ไฟ LED มีสายยาวและสายสั้นกว่า สายยาวควรจับคู่กับขั้ว + ตามที่ระบุบนซิลค์สกรีน

ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์รูปทรงกระป๋องมีไฟแสดงสถานะขั้วลบ (ปกติจะเป็นแถบสีขาว) เลื่อนลงมาด้านหนึ่งของกระป๋อง ตะกั่วด้านนั้นคือตะกั่วเชิงลบและอีกด้านเป็นบวก ต้องใส่สิ่งเหล่านี้ลงใน PCB ตามตัวบ่งชี้พินในซิลค์สกรีน

ชิป 8 พิน ซ็อกเก็ต และหน้าจอไหม PCB สำหรับเสียบ ทั้งหมดมีตัวบ่งชี้ครึ่งวงกลมที่ปลายด้านหนึ่ง เหล่านี้จะต้องเรียงขึ้นสำหรับทั้งสาม ควรบัดกรีซ็อกเก็ตใน PCB และไม่ควรใส่ชิปลงในซ็อกเก็ตจนกว่าการบัดกรีจะเสร็จสิ้นและเย็นลง แม้ว่าชิปอาจถูกบัดกรีโดยตรงใน PCB แต่จะต้องดำเนินการอย่างรวดเร็วและระมัดระวัง เราขอแนะนำให้ใช้ซ็อกเก็ตทุกครั้งที่ทำได้

ขั้นตอนที่ 10: หุ่นยนต์ติดตามบรรทัด - ชุดแบตเตอรี่

ชั้นบนสุดของเทปกาวสองหน้าบางๆ สามารถลอกออกเพื่อติดก้อนแบตเตอรี่ได้ ตะกั่วสามารถป้อนผ่าน PCB และบัดกรีด้านล่าง ลวดส่วนเกินอาจมีประโยชน์สำหรับการบัดกรีมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 11: หุ่นยนต์ติดตามบรรทัด - Motors

ตะกั่วสำหรับมอเตอร์สามารถบัดกรีไปที่แผ่นด้านล่างของ PCB ตามที่แสดง เมื่อตะกั่วบัดกรีแล้ว ชั้นบนสุดบางของเทปสองด้านอาจถูกแกะออกเพื่อติดมอเตอร์เข้ากับ PCB

ขั้นตอนที่ 12: หุ่นยนต์ติดตามบรรทัด - Watch It Go

หุ่นยนต์ติดตามบรรทัดเป็นความสุขในการชม ใส่เซลล์แบตเตอรี่ AA สองสามก้อนแล้วปล่อยให้ฉีกขาด

หากจำเป็น อาจปรับโพเทนชิโอมิเตอร์ของทริมเมอร์เพื่อปรับแต่งการตรวจจับขอบของหุ่นยนต์

หากมีปัญหา "พฤติกรรม" อื่นๆ กับหุ่นยนต์ การตรวจสอบการจัดตำแหน่งของส่วนประกอบเซ็นเซอร์ด้านล่างทั้งสี่ตัวและโดยเฉพาะอย่างยิ่งท่อสีดำรอบๆ โฟโตรีซีสเตอร์ก็เป็นประโยชน์เช่นกัน

สุดท้าย อย่าลืมใช้แบตเตอรี่ใหม่ เราสังเกตเห็นประสิทธิภาพการทำงานที่ผิดปกติเมื่อแบตเตอรี่หมด

ขั้นตอนที่ 13: แขนหุ่นยนต์จาก MeArm

แขนหุ่นยนต์ MeArm ได้รับการพัฒนาให้เป็นเครื่องมือการเรียนรู้ที่เข้าถึงได้มากที่สุดในโลก และแขนหุ่นยนต์ที่เล็กที่สุดและเจ๋งที่สุด MeArm มาเป็นชุดแขนหุ่นยนต์แพ็คแบนที่ประกอบด้วยแผ่นอะครีลิคตัดด้วยเลเซอร์และไมโครเซอร์โว คุณสามารถสร้างมันขึ้นมาได้โดยไม่ต้องใช้อะไรมากไปกว่าไขควงและความกระตือรือร้น ได้รับการอธิบายว่าเป็น "โครงการ Arduino ที่สมบูรณ์แบบสำหรับผู้เริ่มต้น" โดยเว็บไซต์ Lifehacker MeArm เป็นดีไซน์ที่ยอดเยี่ยมและสนุกมาก แต่อาจประกอบค่อนข้างยาก ใช้เวลาของคุณและอดทน พยายามอย่าบังคับเซอร์โวมอเตอร์เลย การทำเช่นนี้อาจทำให้เฟืองพลาสติกขนาดเล็กภายในเซอร์โวเสียหายได้

MeArm ในเวิร์กชอปนี้ควบคุมจากแอปสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตโดยใช้โมดูล Wi-Fi ของ NodeMCU ที่ปรับให้เข้ากับแพลตฟอร์มการพัฒนา Arduino กลไกการควบคุมใหม่นี้ค่อนข้างแตกต่างจากบอร์ด "สมอง" ดั้งเดิมที่กล่าวถึงในเอกสารประกอบ MeArm ดังนั้น โปรดปฏิบัติตามคำแนะนำสำหรับคอนโทรลเลอร์ที่แสดงไว้ที่นี่ ไม่ใช่ในเอกสารต้นฉบับจาก MeArm รายละเอียดทางกลเกี่ยวกับการประกอบชิ้นส่วนอะครีลิค MeArm และเซอร์โวมอเตอร์ยังคงเหมือนเดิม

ขั้นตอนที่ 14: Robotic Arm Wi-Fi Controller - เตรียม Arduino สำหรับ NodeMCU

NodeMCU เป็นแพลตฟอร์มโอเพ่นซอร์สที่ใช้ชิป ESP8266 ชิปนี้ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ RISC 32 บิตที่ทำงานที่ 80 MHz, Wi-Fi (IEEE 802.11 b/g/n), หน่วยความจำ RAM, หน่วยความจำแฟลช และพิน I/O 16 ตัว

ฮาร์ดแวร์คอนโทรลเลอร์ของเราใช้โมดูล ESP-12 ที่แสดงไว้ที่นี่ ซึ่งรวมถึงชิป ESP8266 ควบคู่ไปกับการสนับสนุนเครือข่าย Wi-Fi ที่รวมอยู่ด้วย

Arduino เป็นแพลตฟอร์มอิเล็กทรอนิกส์แบบโอเพ่นซอร์สที่ใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ใช้งานง่าย มีไว้สำหรับทุกคนที่ทำโครงการแบบโต้ตอบ แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วแพลตฟอร์ม Arduino จะใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Atmel AVR แต่ก็สามารถใช้เป็นอะแดปเตอร์เพื่อทำงานร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์อื่นๆ รวมถึง ESP8266 ของเราได้

ในการเริ่มต้น คุณจะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ติดตั้ง Arduino IDE บนคอมพิวเตอร์ของคุณแล้ว หากคุณไม่ได้ติดตั้ง IDE คุณสามารถดาวน์โหลดได้ฟรี (www.arduino.cc)

คุณจะต้องใช้ไดรเวอร์สำหรับระบบปฏิบัติการ (OS) ของคอมพิวเตอร์ของคุณเพื่อเข้าถึงชิป Serial-USB ที่เหมาะสมบนโมดูล NodeMCU ที่คุณใช้ ปัจจุบันโมดูล NodeMCU ส่วนใหญ่มีชิป CH340 Serial-USB ผู้ผลิตชิป CH340 (WCH.cn) มีไดรเวอร์สำหรับระบบปฏิบัติการยอดนิยมทั้งหมด ทางที่ดีควรใช้หน้าแปลของ Google สำหรับเว็บไซต์ของตน

เมื่อเราติดตั้ง Arduino IDE และติดตั้งไดรเวอร์ระบบปฏิบัติการสำหรับชิปอินเทอร์เฟซ USB แล้ว เราจำเป็นต้องขยาย Ardino IDE เพื่อใช้งานกับชิป ESP8266 เรียกใช้ IDE ไปที่การตั้งค่า และค้นหาช่องสำหรับป้อน "URL ของผู้จัดการบอร์ดเพิ่มเติม"

ในการติดตั้ง Board Manager สำหรับ ESP8266 ให้วางใน URL นี้:

arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

หลังจากติดตั้งแล้ว ให้ปิด IDE แล้วเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง

ตอนนี้เชื่อมต่อโมดูล NodeMCU กับคอมพิวเตอร์ของคุณโดยใช้สาย microUSB

เลือกประเภทบอร์ดภายใน Arduino IDE เป็น NodeMCU 1.0

นี่คือคำแนะนำที่ดำเนินการตามขั้นตอนการตั้งค่าสำหรับ Arduino NodeMCU โดยใช้ตัวอย่างแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน มันค่อนข้างผิดวัตถุประสงค์ไปจากที่นี่ แต่อาจเป็นประโยชน์ที่จะมองหามุมมองอื่นหากคุณติดขัด

ขั้นตอนที่ 15: Robotic Arm Wi-Fi Controller - แฮ็กโปรแกรม NodeMCU แรกของคุณ

เมื่อใดก็ตามที่เราเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์ชิ้นใหม่หรือติดตั้งเครื่องมือซอฟต์แวร์ใหม่ เราต้องการให้แน่ใจว่ามันใช้งานได้โดยลองทำอะไรที่ง่ายมาก โปรแกรมเมอร์มักเรียกสิ่งนี้ว่าโปรแกรม "สวัสดีชาวโลก" สำหรับฮาร์ดแวร์แบบฝัง (สิ่งที่เราทำอยู่ที่นี่) "สวัสดีชาวโลก" มักจะกะพริบไฟ LED (ไดโอดเปล่งแสง)

โชคดีที่ NodeMCU มี LED ในตัวที่เราสามารถกะพริบได้ นอกจากนี้ Arduino IDE ยังมีโปรแกรมตัวอย่างสำหรับไฟ LED ที่กะพริบ

ภายใน Arduino IDE ให้เปิดตัวอย่างที่เรียกว่ากะพริบ หากคุณตรวจสอบรหัสนี้อย่างใกล้ชิด คุณจะเห็นว่าเปลี่ยนหมุด 13 สูงและต่ำ บนบอร์ด Arduino ดั้งเดิม LED ของผู้ใช้จะอยู่ที่พิน 13 อย่างไรก็ตาม LED ของ NodeMCU อยู่ที่พิน 16 ดังนั้นเราจึงสามารถแก้ไขโปรแกรม blink.ino เพื่อเปลี่ยนการอ้างอิงแต่ละอันเป็นพิน 13 เป็นพิน 16 จากนั้นเราสามารถคอมไพล์โปรแกรมได้ และอัปโหลดไปยังโมดูล NodeMCU การดำเนินการนี้อาจใช้เวลาสักครู่และอาจต้องตรวจสอบไดรเวอร์ USB และตรวจสอบการตั้งค่าของบอร์ดและพอร์ตใน IDE อีกครั้ง ใช้เวลาของคุณและอดทน

เมื่อโปรแกรมอัปโหลดอย่างถูกต้องแล้ว IDE จะแจ้งว่า "อัปโหลดเสร็จสมบูรณ์" และไฟ LED จะเริ่มกะพริบ ดูว่าเกิดอะไรขึ้นหากคุณเปลี่ยนความยาวของฟังก์ชัน delay() ภายในโปรแกรมแล้วอัปโหลดอีกครั้ง มันเป็นสิ่งที่คุณคาดหวัง หากเป็นเช่นนั้น แสดงว่าคุณได้แฮ็ครหัสที่ฝังไว้ครั้งแรกแล้ว ยินดีด้วย!

ขั้นตอนที่ 16: Robotic Arm Wi-Fi Controller - ตัวอย่างรหัสซอฟต์แวร์

Blynk (www.blynk.cc) เป็นแพลตฟอร์มที่รวมแอพ iOS และ Android เพื่อควบคุม Arduino, Raspberry Pi และฮาร์ดแวร์อื่น ๆ ทางอินเทอร์เน็ต เป็นแดชบอร์ดดิจิทัลที่คุณสามารถสร้างอินเทอร์เฟซแบบกราฟิกสำหรับโครงการของคุณโดยเพียงแค่ลากและวางวิดเจ็ต การตั้งค่าทุกอย่างทำได้ง่ายมาก และคุณจะเริ่มปรับแต่งได้ทันที Blynk จะทำให้คุณออนไลน์และพร้อมสำหรับอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่งของคุณ

ดูไซต์ Blynk และทำตามคำแนะนำในการตั้งค่า Arduino Blynk Library

หยิบโปรแกรม ArmBlynkMCU.ino Arduino ที่แนบมาที่นี่ คุณจะสังเกตเห็นว่ามีสามสตริงที่ต้องเริ่มต้น คุณสามารถละเว้นสิ่งเหล่านั้นได้ในตอนนี้ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณสามารถคอมไพล์และอัปโหลดโค้ดตามที่เป็นอยู่ใน NodeMCU คุณจะต้องโหลดโปรแกรมนี้ไปที่ NodeMCU สำหรับขั้นตอนต่อไปของการปรับเทียบเซอร์โวมอเตอร์

ขั้นตอนที่ 17: Robotic Arm Wi-Fi Controller - ปรับเทียบเซอร์โวมอเตอร์

แผงป้องกันมอเตอร์ ESP-12E รองรับการเสียบโมดูล NodeMCU โดยตรง จัดเรียงอย่างระมัดระวังและใส่โมดูล NodeMCU เข้ากับแผงป้องกันมอเตอร์ ต่อเซอร์โวสี่ตัวเข้ากับโล่ตามที่แสดง โปรดทราบว่าขั้วต่อเป็นแบบโพลาไรซ์และต้องวางแนวตามที่แสดง

รหัส NodeMCU ที่โหลดในขั้นตอนสุดท้ายจะเริ่มต้นเซอร์โวไปยังตำแหน่งการปรับเทียบดังที่แสดงไว้ที่นี่และอธิบายไว้ในเอกสารประกอบ MeArm การติดแขนเซอร์โวในทิศทางที่ถูกต้องในขณะที่เซอร์โวถูกตั้งค่าไปยังตำแหน่งการปรับเทียบทำให้มั่นใจได้ว่าจุดเริ่มต้นที่เหมาะสม จุดสิ้นสุด และช่วงของการเคลื่อนไหวได้รับการกำหนดค่าสำหรับเซอร์โวแต่ละตัวจากสี่ตัว

เกี่ยวกับการใช้พลังงานแบตเตอรี่กับเซอร์โวมอเตอร์ NodeMCU และ MeArm:

ควรต่อสายแบตเตอรี่เข้ากับขั้วสกรูอินพุตแบตเตอรี่ มีปุ่มเปิดปิดพลาสติกบนแผงมอเตอร์เพื่อเปิดใช้งานแหล่งจ่ายแบตเตอรี่ จัมเปอร์บล็อกพลาสติกขนาดเล็กใช้สำหรับส่งกำลังไปยัง NodeMCU จากแผงป้องกันมอเตอร์ หากไม่มีการติดตั้งจัมเปอร์บล็อก NodeMCU ก็สามารถจ่ายไฟเองจากสาย USB ได้ เมื่อติดตั้งจัมเปอร์บล็อกแล้ว (ตามที่แสดง) พลังงานแบตเตอรี่จะถูกส่งไปยังโมดูล NodeMCU

ขั้นตอนที่ 18: ส่วนต่อประสานผู้ใช้แขนกล - ผสานรวมกับ Blynk

ตอนนี้เราสามารถกำหนดค่าแอป Blynk เพื่อควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ได้แล้ว

ติดตั้งแอพ Blyk บนอุปกรณ์มือถือ iOS หรือ Android ของคุณ (สมาร์ทโฟนหรือคอมพิวเตอร์แท็บเล็ต) เมื่อติดตั้งแล้ว ให้ตั้งค่าโปรเจ็กต์ Blynk ใหม่ซึ่งมีตัวเลื่อนสี่ตัวดังที่แสดงสำหรับควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ทั้งสี่ตัว สังเกตโทเค็นการให้สิทธิ์ Blynk ที่สร้างขึ้นสำหรับโปรเจ็กต์ Blynk ใหม่ของคุณ คุณสามารถส่งอีเมลถึงคุณเพื่อความสะดวกในการวาง

แก้ไขโปรแกรม ArmBlynkMCU.ino Arduino เพื่อกรอกข้อมูลในสามสตริง:

• Wi-Fi SSID (สำหรับจุดเชื่อมต่อ Wi-Fi ของคุณ)
• รหัสผ่าน Wi-Fi (สำหรับจุดเชื่อมต่อ Wi-Fi ของคุณ)
• Blynk Authorization Token (จากโปรเจ็กต์ Blynk ของคุณ)

ตอนนี้รวบรวมและอัปโหลดโค้ดที่อัปเดตซึ่งมีสามสตริง

ตรวจสอบว่าคุณสามารถย้ายเซอร์โวมอเตอร์สี่ตัวผ่าน Wi-Fi โดยใช้ตัวเลื่อนบนอุปกรณ์มือถือของคุณ

ขั้นตอนที่ 19: แขนหุ่นยนต์ - การประกอบเครื่องกล

ตอนนี้เราสามารถดำเนินการประกอบกลไกของ MeArm ได้แล้ว ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ นี่อาจเป็นเรื่องยุ่งยากเล็กน้อย ใช้เวลาของคุณและอดทน พยายามอย่าบังคับเซอร์โวมอเตอร์

โปรดจำไว้ว่า MeArm นี้ควบคุมโดยโมดูล Wi-Fi ของ NodeMCU ซึ่งค่อนข้างแตกต่างจากบอร์ด "สมอง" ดั้งเดิมที่กล่าวถึงในเอกสารประกอบ MeArm โปรดปฏิบัติตามคำแนะนำสำหรับคอนโทรลเลอร์ที่แสดงไว้ที่นี่ ไม่ใช่คำแนะนำในเอกสารต้นฉบับจาก MeArm

รายละเอียดการประกอบเครื่องจักรทั้งหมดสามารถพบได้ที่ไซต์นี้ มีป้ายกำกับว่า Build Guide for MeArm v1.0

ขั้นตอนที่ 20: แหล่งข้อมูลออนไลน์สำหรับการศึกษาวิทยาการหุ่นยนต์

มีหลักสูตรวิทยาการหุ่นยนต์ออนไลน์ หนังสือ และแหล่งข้อมูลอื่นๆ เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ…

• หลักสูตรสแตนฟอร์ด: วิทยาการหุ่นยนต์เบื้องต้น
• หลักสูตรโคลัมเบีย: วิทยาการหุ่นยนต์
• หลักสูตร MIT: Underactuated Robotics
• วิทยาการหุ่นยนต์ WikiBook
• หลักสูตรวิทยาการหุ่นยนต์
• การเรียนรู้คอมพิวเตอร์ด้วยหุ่นยนต์
• วิทยาการหุ่นยนต์
• กลไกของหุ่นยนต์
• การจัดการหุ่นยนต์ทางคณิตศาสตร์
• หุ่นยนต์เพื่อการศึกษากับ Lego NXT
• LEGO Education
• วิทยาการหุ่นยนต์ล้ำสมัย
• หุ่นยนต์ฝังตัว
• หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ
• หุ่นยนต์ปีนเขาและเดินได้
• แอปพลิเคชั่นใหม่ หุ่นยนต์ปีนเขาและเดิน
• หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์
• แขนหุ่นยนต์
• Robot Manipulators
• ความก้าวหน้าในการจัดการหุ่นยนต์
• AI Robotics

การสำรวจสิ่งเหล่านี้และแหล่งข้อมูลอื่นๆ จะช่วยเพิ่มพูนความรู้ของคุณเกี่ยวกับโลกของหุ่นยนต์อย่างต่อเนื่อง

ขั้นตอนที่ 21: Patch ความสำเร็จของ Robotics

ยินดีด้วย! หากคุณได้ทุ่มเทความพยายามอย่างเต็มที่ในโครงการหุ่นยนต์เหล่านี้และยกระดับความรู้ของคุณ คุณควรสวมแพทช์ความสำเร็จที่รวมไว้ด้วยความภาคภูมิใจ ให้โลกรู้ว่าคุณเป็นผู้เชี่ยวชาญเซอร์โวและเซ็นเซอร์

ขั้นตอนที่ 22: แฮ็กดาวเคราะห์

เราหวังว่าคุณจะสนุกกับ HackerBoxes Robotics Workshop สามารถซื้อเวิร์กช็อปนี้และเวิร์กช็อปอื่นๆ ได้จากร้านค้าออนไลน์ที่ HackerBoxes.com ซึ่งคุณสามารถสมัครรับกล่องสมัครสมาชิก HackerBoxes รายเดือนและมีโปรเจ็กต์ที่ยอดเยี่ยมส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณทุกเดือน

โปรดแบ่งปันความสำเร็จของคุณในความคิดเห็นด้านล่างและ/หรือบน HackerBoxes Facebook Group โปรดแจ้งให้เราทราบหากคุณมีคำถามหรือต้องการความช่วยเหลือ ขอบคุณที่เป็นส่วนหนึ่งของการผจญภัยของ HackerBoxes มาทำอะไรที่ยอดเยี่ยมกัน!