Ard-e: หุ่นยนต์ที่มี Arduino เป็นสมอง: 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

วิธีสร้างหุ่นยนต์ควบคุมแบบโอเพ่นซอร์ส Arduino ในราคาต่ำกว่า 100 ดอลลาร์

หวังว่าหลังจากอ่านคำแนะนำนี้แล้ว คุณจะสามารถก้าวแรกสู่วิทยาการหุ่นยนต์ได้ Ard-e มีราคาประมาณ 90 ถึง 130 เหรียญขึ้นอยู่กับจำนวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่คุณมีอยู่ ค่าใช้จ่ายหลักคือ: Arduino Diecimella- $35 https://www.makershed.com/ProductDetails.asp?ProductCode=MKSP1 Bulldozer kit- $31 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id= 70104 Servo- $10 ฉันได้ของฉันที่ร้านงานอดิเรกในท้องถิ่น Worm gear Motor- $12 https://www.tamiyausa.com/product/item.php?product-id=72004 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ประมาณ $10 radioshack หรือ digikey.com เซ็นเซอร์ - ที่ไหนก็ได้ตั้งแต่ 0 ดอลลาร์ถึง 28 ดอลลาร์ ขึ้นอยู่กับจำนวนที่คุณต้องการและจำนวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขยะที่มีมาก ดังนั้นเมื่อใช้จ่ายราว 100 ดอลลาร์ คุณจะได้หุ่นยนต์ควบคุมระยะไกลที่มีระบบแพนและเอียงที่สามารถใช้เพื่อเล็งกล้อง แฮ็ก ปืนอัดลม (https://inventgeek.com/Projects/Airsoft_Turret_v2/Overview.aspx) หรือคุณสามารถติดเลเซอร์กับมันได้เพราะนั่นคือสิ่งที่คุณโกหก ถ้าอยากจะโหดจริงๆ ก็ติด dvd laser แล้วเผาอะไรก็ได้ตามต้องการ (https://www.youtube.com/embed/CgJ0EpxjZBU) นอกจากจะทำให้ระบบแพนและเอียงที่ควบคุมด้วยรีโมท คุณยังสามารถซื้อชิปมูลค่าประมาณสามเหรียญ ติดเซ็นเซอร์กับ Ard-e และทำให้เขาเป็นอิสระอย่างเต็มที่ คุณสามารถสร้างระบบหุ่นยนต์ของคุณเองได้ในราคาประมาณ 100 ดอลลาร์ ซึ่งใช้ฟังก์ชันเกือบทั้งหมดของ roomba หรือหุ่นยนต์ lego-mindstorms ได้: มันสามารถรับรู้ได้เมื่อชนเข้ากับบางสิ่งที่ถูกตั้งโปรแกรมไว้เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งที่มันชน มันสามารถติดตามได้อย่างชัดเจนที่สุด แสง กลิ่น มลพิษ ได้ยินเสียง รู้ว่ามันไปไกลแค่ไหนแล้ว และควบคุมด้วยรีโมทคอนโทรลเก่าที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ ทั้งหมดนี้เป็นราคาประมาณครึ่งหนึ่งของราคาหน่วยการค้า นี่คือการเข้าร่วมการแข่งขันหุ่นยนต์ RobotGames ของฉัน ดังนั้นถ้าคุณชอบอย่าลืมโหวตให้มัน! หมายเหตุ- เดิมทีฉันกำลังจะเข้าสู่เวอร์ชันควบคุมจากระยะไกลเท่านั้นในขณะที่ฉันเข้าร่วมการแข่งขัน แต่เนื่องจากเส้นตายถูกผลักกลับ ฉันจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการทำให้ Ard-e ดำเนินการเอง วิธีการสร้าง Ard-e

ขั้นตอนที่ 1: สร้างรถปราบดินของคุณ

ดังนั้น เมื่อคุณได้รับชุดรถปราบดินใหม่ของคุณทางไปรษณีย์หรือที่ร้านงานอดิเรกในพื้นที่ของคุณ คุณจะต้องประกอบเข้าด้วยกัน ชุดคิทจากทามิย่าอาจจะแพงหน่อยแต่ก็คุ้ม ฉันพบกล่องเฟืองตัวหนอนที่ฉันใช้แพนเลเซอร์ในกล่องของโปรเจ็กต์เก่าที่ปกคลุมไปด้วยฝุ่น มันไม่ได้ถูกแตะต้องเลยเป็นเวลาสามปีแล้ว พอปัดฝุ่นแล้วติดก็ผ่านไปด้วยดี

มีดพกหรือช่างหนังควรเป็นเครื่องมือทั้งหมดที่คุณต้องใช้ในการติดตั้งรถปราบดิน คำแนะนำทีละขั้นตอนและง่ายต่อการปฏิบัติตามแม้ว่าภาษาอังกฤษจะสั่นคลอนเล็กน้อย เนื่องจากฉันไม่ได้วางแผนที่จะใช้ Ard-e เป็นรถปราบดินที่อ่อนแอมาก ฉันไม่ได้ติดคันไถ มอเตอร์กระแสตรงที่ขับเคลื่อนรถปราบดินถูกควบคุมโดยสวิตช์สองขั้ว (DPDT) ที่ประกอบขึ้นเป็นตัวควบคุม ฉันได้เพิ่มไดอะแกรมเกี่ยวกับวิธีการเชื่อมต่อสวิตช์ DPDT ของคุณเองเพื่อควบคุมมอเตอร์ เนื่องจากฉันลงเอยด้วยการควบคุมมอเตอร์เลื่อนด้วยสวิตช์ DPDT ตัวอื่น หวังว่าแผนภาพจะทำให้เห็นชัดเจนว่าสวิตช์เมื่อเหวี่ยงไปทางหนึ่งจะทำให้มอเตอร์หันไปทางหนึ่ง และเมื่อเหวี่ยงไปอีกทางหนึ่งก็จะหันไปทางอื่น

ขั้นตอนที่ 2: ประกอบระบบแพนและเอียง

ดังนั้นตอนนี้คุณมีฐานสำหรับ Ard-e ที่ออกแบบและสร้างมาอย่างดี (หวังว่าภาษาอังกฤษในคำแนะนำจะไม่ทำให้คุณผิดหวังมากเกินไป) ตอนนี้ คุณต้องสร้างบางสิ่งที่ฐานนี้สามารถขับเคลื่อนไปรอบๆ และทำสิ่งที่เจ๋งได้ ฉันเลือกที่จะใส่มอเตอร์ DC อีกตัวและเซอร์โวไว้เป็นระบบแพนและเอียงที่สามารถใช้เพื่อเล็งอะไรก็ได้ที่คุณต้องการ เซอร์โวถูกควบคุมโดย Arduino และมอเตอร์เลื่อนถูกควบคุมโดยสวิตช์ DPDT ที่ฉันซื้อที่กระท่อมวิทยุราคาประมาณสองดอลลาร์ ในการควบคุมเซอร์โว ฉันเขียนโค้ดบางส่วนในสภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์ Arduino ที่อ่านค่าแรงดันตกคร่อมโพเทนชิออมิเตอร์และแปลงค่านั้นเป็นมุมที่ควรย้ายเซอร์โวไป ในการใช้งานบน Arduino คุณจะต้องต่อสายข้อมูลเซอร์โวเข้ากับพินเอาต์พุตดิจิตอลตัวใดตัวหนึ่งใน Arduino และสายแรงดันบวกไปที่ 5V และสายกราวด์กับกราวด์ สำหรับโพเทนชิออมิเตอร์ คุณต้องเชื่อมต่อสายนอกสองตัวเข้ากับ +5V และอีกสายหนึ่งเข้ากับกราวด์ จากนั้นควรต่อสายกลางจากโพเทนชิออมิเตอร์กับอินพุตแบบอะนาล็อก โพเทนชิออมิเตอร์จะทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่มีค่าที่เป็นไปได้คือ 0V ถึง +5 เมื่อ Arduino อ่านอินพุตแบบอะนาล็อก มันจะอ่านค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1,023 เพื่อให้ได้มุมในการรันเซอร์โวที่ฉันแบ่งค่าที่ Arduino กำลังอ่าน 5.68 เพื่อให้ได้มาตราส่วนประมาณ 0-180 นี่คือรหัสที่ฉันใช้ในการควบคุมเซอร์โวเอียงจากโพเทนชิออมิเตอร์:#include int potPin = 2; // เลือกพินอินพุตสำหรับโพเทนชิออมิเตอร์Servo servo1;int val = 0; // ตัวแปรเพื่อเก็บค่าที่มาจากการตั้งค่าโพเทนชิโอมิเตอร์โมฆะ () { servo1.attach (8); // เลือกพินสำหรับเซอร์โว} วงเป็นโมฆะ () { val = analogRead (potPin); // อ่านค่าจากโพเทนชิออมิเตอร์ val = val / 5.68; //แปลงค่าเป็นองศา servo1.write(val); // ทำให้เซอร์โวไปที่ระดับนั้น Servo::refresh(); //command need to run the servo}ถ้าคุณต้องการความช่วยเหลือในการทำงานกับ Arduino เหมือนที่ฉันทำ ฉันขอแนะนำให้ไปที่ www.arduino.cc มันเป็นเว็บไซต์โอเพ่นซอร์สที่ยอดเยี่ยมซึ่งมีประโยชน์มาก ดังนั้นหลังจากทดสอบการควบคุมเซอร์โวและสวิตช์แล้ว ฉันต้องการที่สำหรับวาง ฉันลงเอยด้วยการใช้เศษไม้ที่ตัดให้มีความยาวพอๆ กับ Ard-e แล้วขันสกรูเข้ากับแผงด้านหลังด้วยชิ้นส่วนอลูมิเนียมงอที่มุม 90 องศา จากนั้นฉันก็ติดตั้งสวิตช์ DPDT และโพเทนชิออมิเตอร์ลงในคอนโทรลเลอร์ มันบีบแน่นและฉันต้องเจาะรูอีกรูหนึ่งที่ด้านบนเพื่อให้สายไฟหลุดออก แต่โดยรวมแล้วมันก็ใช้งานได้ดีทีเดียว ฉันยังลงเอยด้วยการบัดกรีสายไฟเข้ากับวงจรควบคุมที่มีอยู่เพื่อจ่ายไฟให้กับกล่องเกียร์หนอน ฉันน่าจะใช้เซอร์โวตัวอื่นสำหรับการแพนกล้อง แต่ร้านงานอดิเรกที่ฉันไปมีเพียงหนึ่งในสิบเหรียญเท่านั้นและมอเตอร์สามารถหมุนได้ 360 องศา องศาไม่เหมือนเซอร์โว แม้ว่ามอเตอร์จะช้าไปหน่อย ตอนนี้ในการทดสอบ

ขั้นตอนที่ 3: การทดสอบและสร้างเวอร์ชันควบคุมระยะไกลของ Ard-e

ดังนั้น ก่อนที่เราจะเริ่มต้นขับรถ Ard-e เราจำเป็นต้องสร้าง Arduino mobile สิ่งที่คุณต้องการเพื่อให้ Decimilla เคลื่อนที่ได้ก็คือแบตเตอรี่ขนาด 9 โวลต์ที่เชื่อมต่อกับปลั๊กที่พอดีกับแหล่งจ่ายไฟภายนอก ฉันลงเอยด้วยการตัดสายไฟจากหม้อแปลงเก่าและได้คลิปหนีบแบตเตอรีขนาด 9 โวลต์โดยแยกชิ้นส่วนเก้าโวลต์เก่าออก จัมเปอร์ยังต้องย้ายจากไฟ usb ไปเป็นไฟต่อ หากเสียบแบตเตอรี่อย่างถูกต้อง ไฟแสดงการทำงานบน Arduino จะสว่างขึ้น ถ้าไม่อย่างนั้น แสดงว่าขั้วผิดและควรเปลี่ยนสายไฟ ฉันทำสิ่งนี้ในตอนแรกและไม่ได้ทำให้ชิปเสียหาย แต่ฉันจะไม่แนะนำให้ทำเป็นเวลานาน

ตอนนี้คุณควรทดสอบเพื่อดูว่าทุกอย่างทำงานตามที่คุณคาดไว้หรือไม่ ติดบางอย่างเข้ากับระบบแพนและเอียง เช่น กล้องหรือไฟ LED ฉันใช้เลเซอร์ซิปผูกกับเซอร์โวเพราะมันพอดีและฉันมีอันหนึ่งวางอยู่รอบ ๆ ขับรถ Ard-e ไปรอบๆ และพยายามอย่าฉายแสงเลเซอร์เข้าไปในดวงตาของคุณ เมื่อฉันรวม Ard-e เข้าด้วยกันครั้งแรก ฉันวาง Arduino ไว้ด้านหลังคอนโทรลเลอร์แล้วติดเทปไว้ ด้วยการตั้งค่านี้ทุกครั้งที่ฉันใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนหรือมอเตอร์เลื่อน เซอร์โวจะไปที่ตำแหน่ง 0 องศา เห็นได้ชัดว่าการทำงานของมอเตอร์จะรบกวนการทำงานของพัลส์ควบคุมเวลาและทำให้เซอร์โวคิดว่ามันควรจะอยู่ที่ 0 องศา ฉันคิดว่าอาจเป็นเพราะว่าสายควบคุมบนเซอร์โวของ Ard-e นั้นยาวแค่ไหน มันต้องวิ่งจาก Ard-e ไปยัง Ardunio ที่ด้านหลังตัวควบคุมตลอดเวลา โดยอยู่ใกล้กับสายไฟที่นำกระแสไปยังมอเตอร์ สายเหล่านี้ทำให้เกิดสัญญาณรบกวนจำนวนมากในสายควบคุมและทำให้เป็น 0 เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ฉันย้าย Arduino จากด้านหลังตัวควบคุมไปที่ Ard-e สังเกตการติดเทปพันท่อที่ดูเป็นมืออาชีพของทั้งเซอร์โวและ Arduino วิธีนี้ช่วยขจัดปัญหาสายไฟของมอเตอร์ที่ทำให้เกิดเสียงรบกวนและแก้ไขปัญหาได้ จากนั้นสายไฟที่ยาวก็แค่ส่งกระแสไฟเข้าและสัญญาณอินพุตจากโพเทนชิออมิเตอร์แทนการจ่ายไฟและสัญญาณควบคุมสำหรับเซอร์โว เสียงรบกวนจากสายไฟของมอเตอร์ในขณะนี้ส่งผลต่อการอ่านโพเทนชิออมิเตอร์ ซึ่งแทบไม่มีผลกระทบต่อระดับที่เซอร์โวถูกขับเคลื่อนไป ตอนนี้คุณมี Ard-e เวอร์ชันควบคุมจากระยะไกลแล้ว โดยพื้นฐานแล้วคุณเพิ่งสร้างรถบ้านสุดเจ๋งที่คุณสามารถขับไปรอบๆ และชี้ไปที่สิ่งต่างๆ ด้วย Arduino ไม่ค่อยมีใครพูดถึง ตอนนี้ Ard-e ใช้ความสามารถ 1 ใน 6 ในการรับรู้ถึงโลกแบบแอนะล็อก และ 1/14 ของความสามารถ I/O ดิจิทัลของเขา คุณสามารถประหยัดเงินและนำเซอร์โวและ Arduino ออกได้หากต้องการเพียงมีรถที่สร้างเองที่บ้าน…. แต่ถ้าคุณต้องการที่จะจมฟันของคุณเป็นหุ่นยนต์อ่านเกี่ยวกับวิธีทำให้ Ard-e ขับเคลื่อนตัวเอง

ขั้นตอนที่ 4: Ard-e on Auto: การใช้ Ardunio เพื่อขับเคลื่อน DC Motors

รางวัลที่สองในการประกวด Instructables และ RoboGames Robot