پروژه NEX: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

سلام بچه ها ، این ناتانائیل پرادو دوباره با یک پروژه عالی دیگر اینجاست. این بار می خواهم با شما دوستان به اشتراک بگذارم ، پروژه ای که سه سال است انجام می دهم ، این پروژه ربات من به نام NEX است. بنابراین ابتدا با تاریخچه خلقت من آشنا شوید.

تاریخچه پشت پروژه

مدتهاست که یک آرزو در من وجود دارد. تمایل به ایجاد یک ربات ، اما نه فقط هر ربات. من می خواستم شخصی را بسازم که بیش از یک ربات نبود ، یک دوست بود ، با شخصیت و ویژگی های منحصر به فرد ، و همچنین می تواند بخشی از شخصیت من باشد. آغاز زمانی که این میل در من متولد شد ، به طور قطعی نمی دانم. اما می دانم که علیرغم گذشت زمان ، آن هرگز در من نخواهد مرد ، زیرا این بیش از یک خواسته ساده بود ، یک هدف زندگی و رویایی بود که باید برآورده می شد. در آن زمان بود که اولین آردوینو خود را خریدم ، یک آردوینو مگا 2560 ، و شروع کردم به تبدیل رویایم به واقعیت و حتی اگر آرزوی من کمی دیوانه کننده یا حتی غیرممکن به نظر برسد ، در جستجوی آنچه می خواستم انجام دهم ، با ریسک پیش رفتم. و جسارت به ناشناخته ها حدود سه سال برنامه ریزی و عملی شدن تصور من بود. و اکنون پس از سالها کار ، ربات من زنده شده است !!!

اما آردوینو چیست؟

اول از همه ، من می خواهم به کسانی که نمی دانند آردوینو را معرفی کنم. بنابراین یک آردوینو یک پلت فرم الکترونیکی منبع باز است که بر اساس سخت افزار و نرم افزارهای آسان برای استفاده است. بردهای آردوینو می توانند ورودی ها - نور روی سنسور ، انگشت روی دکمه یا پیام توییتر - را بخوانند و آن را به خروجی تبدیل کنند - موتور را فعال کرده ، LED را روشن کنند ، چیزی را به صورت آنلاین منتشر کنند. با ارسال مجموعه ای از دستورالعمل ها به میکروکنترلر روی برد ، می توانید به برد خود بگویید که چه کار کند. برای انجام این کار ، از زبان برنامه نویسی آردوینو (بر اساس سیم کشی) و نرم افزار آردوینو (IDE) ، بر اساس پردازش استفاده می کنید. آردوینو بسیار خارق العاده و باورنکردنی است ، می توانید کارهای جالبی با آن انجام دهید و می توانید رویای خود را به معنای واقعی کلمه به واقعیت تبدیل کنید ، مانند ساخت ربات خود ، NEX.

هدف از انتشار این پروژه فقط توضیح جزئیات نحوه ساخت ربات من نیست ، بلکه تشویق و تشویق شما برای اختراع و خلق آنچه می خواهید ، حتی اگر گاهی اوقات رویاهایتان غیرممکن به نظر برسد. پس منتظر چه هستیم؟ به آن برسیم!

تدارکات

www.arduino.cc/fa/guide/introduction

مرحله 1: مواد

این بیشتر قطعاتی است که من برای انجام ربات خود استفاده می کنم:

• آردوینو مگا 2560
• میکروفون Shield Easy VR 3.0 +
• موتور شیلد L293D
• Nextion دارای صفحه نمایش 3.5 اینچی است
• 2 Micro Servo SG90 Tower Pro 9g
• کیت شاسی ربات گرد
• سنسور فاصله اولتراسونیک HC-SR04
• پاوربانک Mi 10000mAh
• بلندگوی 8Ω

من همچنین از مواد دیگری مانند موارد زیر استفاده کرده ام:

• قوطی شیر (برای انجام بدن NEX)
• سیم های گالوانیزه (برای انجام بازوهای NEX)
• مقوا
• قطعات پلاستیکی
• مقداری رنگ اسپری

مرحله 2: از تصور تا واقعیت

همانطور که هر پروژه قبل از هر چیز در ذهن ما شروع می شود ، بسیار مهم است که ایده خود را قبل از شروع ساخت هر پروژه روی کاغذ بیاورید ، تا از قبل ایده ای داشته باشید که از چه قسمتها و موادی می توان ایده را به واقعیت تبدیل کرد. با توجه به این موضوع ، تصویر بالا یکی از اولین طرح های ربات من را نشان می دهد ، که در اوایل سال 2019 انجام شد و در آن شبیه سازی نحوه ظاهر NEX در پروژه نهایی نشان داده شده است. بعدها این تصویر بهبود یافت و در نتیجه تغییرات جزئی داشت. تصویر زیر نمای دوبعدی پروژه را که قبلاً به روز شده و با کمک نرم افزارهای گرافیکی روی کامپیوتر ساخته شده است ، نشان می دهد.

مرحله 3: قطعات NEX

در این بخش برخی از مهمترین قطعاتی را که برای ایجاد ربات خود استفاده کردم نشان می دهم و همچنین نحوه استفاده از آنها در متنوع ترین پروژه های رباتیک و آردوینو را توضیح می دهم. پس بیا!!

بیایید با این قطعه شروع کنیم ، این Motor Shield L293D است که بر اساس تراشه L293D ساخته شده است و می تواند با آردوینو استفاده شود. این Shield بسیار جالب است زیرا به شما امکان می دهد موتورها را با برد Arduino خود کنترل کنید. امکان کنترل حداکثر 4 موتور DC ، 2 Servos یا 2 Stepper موتور با آن وجود دارد. من از این Shield برای کنترل بازوهای NEX که با دو موتور سروو SG90 کار می کنند و همچنین دو موتور DC که باعث حرکت آن می شوند ، استفاده کردم.

این چیز شبیه دو چشم است ، درست است؟ اما اینطور نیست ، هاااا … این در واقع یک ماژول سنسور اولتراسونیک HC-SR04 است که می توان با آردوینو از آن استفاده کرد ، برای مثال ، برای اندازه گیری فاصله بین موارد خاص ، می تواند فاصله ها را از 2 سانتی متر تا 4 متر با دقت بسیار زیاد اندازه گیری کند. قیمت پایین. این سنسورها به عنوان فرستنده گیرنده نیز شناخته می شوند و توانایی عملکرد مشابه با سونار را دارند. در حالی که سونار عمدتا در زیر آب استفاده می شود ، فرستنده های گیرنده اولتراسوند می توانند در محیط زمینی استفاده شوند ، و هوا به عنوان وسیله انتقال است. علاوه بر این ، سنسورهای امواج فراصوت در کاربردهای صنعتی و پزشکی رایج هستند.

این سروو موتور SG90 است ، چیزی بیشتر از یک موتور با کنترل موقعیت زاویه ای نیست ، این است: از طریق سیگنال های PWM می توان فرمان داد که سرو موتور موتور تا محور تعیین شده است و می تواند از -90 درجه سانتیگراد به 90 درجه ، یا این که درجه آزادی آن 180 درجه است. علاوه بر این ، موتور SG90 Servo یکی از محبوب ترین موتورها در زمینه آردوینو یا آموزشی روباتیک است. این به این دلیل است که اندازه و گشتاور کمی دارد و برای اکثر برنامه های آموزشی مناسب است. در پروژه من ، 2 موتور سروو برای حرکت دادن بازوهای NEX استفاده شد.

این Display Nextion Enhanced NX4832K035 است ، این صفحه نمایش بسیار قدرتمند است ، در واقع من با استفاده از این صفحه چهره روبات خود را ایجاد کردم. این شامل یک بخش سخت افزاری (مجموعه ای از بردهای TFT) و یک بخش نرم افزاری (ویرایشگر Nextion) است. نکته خوب این است که برد Nextion TFT فقط از یک پورت سریال برای برقراری ارتباط استفاده می کند.

بخشهای مهم دیگری نیز وجود دارد که من در آنجا عکس ندارم ، مانند Easy VR Shield 3.0 ، این سپر یک ماژول تشخیص گفتار چند منظوره است که برای افزودن قابلیت های تشخیص گفتار همه کاره ، قوی و مقرون به صرفه طراحی شده است. تقریباً هر برنامه ای این میکروفون و پشتیبانی از بلندگوی 8Ω دارد ، این Shield برای ربات من بسیار مهم است زیرا به من امکان می دهد با NEX ارتباط برقرار کنم ، مانند پلی بین ربات من و من است.

بخش دیگری که بسیار مهم است کیت شاسی گرد ربات است ، این کیت شامل دو موتور DC است که چرخ های NEX را کنترل می کند ، بنابراین ربات من می تواند به جلو ، عقب ، چرخش ، راست و چپ و غیره حرکت کند.

و آخرین و مهمترین آن البته پاور بانک است. از آنجا که ربات من مستقل است ، برای تأمین انرژی آردوینو به یک باتری در داخل خود نیاز دارد ، بنابراین من یک پاوربانک 10000Mah برای آن انتخاب می کنم.

مرحله 4: فرآیند ایجاد NEX (سخت افزار)

اولین مرحله در فرآیند مونتاژ NEX ، آزمایشات اولیه انجام شده برای تأیید ادغام و عملکرد بین Arduino Mega 2560 ، EasyVR 3.0 Shield و L293D Motor Shield بود.

پس از اتمام این مرحله ، بدن ربات ساخته شد ، برای این کار از یک قوطی شیر لانه استفاده شد ، که باید در برخی قسمتها بریده شود تا برخی قطعات در آن ثابت شوند ، علاوه بر این این قوطی بعداً سنباده و رنگ آمیزی می شود. رنگ اسپری زرد

پس از انجام این کار ، شاسی رباتیک NEX مونتاژ شد ، زیرا کاملاً از کارخانه جدا می شود. لازم بود علاوه بر ایجاد اتصالات الکتریکی مناسب موتور ، تمام قسمت های شاسی را نیز در خود جای داد. تصویر زیر را از یک شاسی که قبلاً مونتاژ شده مشاهده کنید.

با آماده شدن ، سنسور اولتراسونیک HC-SR04 به صورت استراتژیک در زیر این شاسی قرار گرفت و قوطی شیر (بدنه روبات) در بالای شاسی رباتیک قبلاً نصب شده پیچ خورد. پس از آن ، کابل ها متصل و به بدنه NEX متصل می شوند که ارتباط بین اجزای داخلی را برای تبدیل آنها به خروجی یا ورودی در خارج از بدنه ربات ، مانند میکروفون ، به پورت USB برای شارژ و اتصال متصل می کند. پورت USB آردوینو تصویر زیر را مشاهده کنید:

سپس ، دو موتور سرو به بدنه ربات اضافه شد ، یکی در هر انتهای قوطی و همچنین پاوربانک 10000 میلی آمپر ساعتی. همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است.

بلافاصله پس از این ، مجموعه اصلی ربات متشکل از Arduino Mega 2560 + Shield EasyVR 3.0 + Motor Shield L293D که قبلاً آزمایش شده بود و به بدنه NEX اضافه شد ، و اتصالات مناسب بین تخته و سایر لوازم جانبی ایجاد شد. همانطور که در عکس زیر نشان داده شده است.

پس از انجام این کار ، صفحه نمایش 3.5 اینچی Nextion LCD به Arduino Mega 2560 متصل شد و به قسمت جلوی بدنه ربات متصل شد و علاوه بر این ، بلندگوی 4Ω و 3W به صورت استراتژیک در زیر صفحه LCD روی بدنه ربات قرار گرفت. در نهایت بازوهای NEX ساخته شد و از سیم های گالوانیزه برای ساخت آن استفاده شد.

مرحله 5: فرآیند ایجاد NEX (نرم افزار)

اکنون به بخش نرم افزار NEX بروید. برای ایجاد چهره ربات NEX در صفحه Nextion ، ابتدا از یک نرم افزار طراحی گرافیکی منبع باز و انیمیشن به نام Krita استفاده شد. از طریق آن می توانید تمام آثار هنری چهره NEX را ترسیم کنید ، و همچنین هر تصویر ایجاد شده را به یک قاب تبدیل کنید تا بخشی از مجموعه انیمیشن های صورت NEX باشد. هر بار که NEX صحبت می کند ، مجموعه ای از تصاویر مخصوص یک دستور داده شده را روی صفحه نمایش می دهد و با سرعت 30 فریم بر ثانیه می چرخد ، یعنی هر پیام صوتی که او صحبت می کند باید با حرکت دهان خود همگام باشد ، بنابراین هنگام ساخت NEX بسیار مراقب بود لب را همگام کنید تا حرکات دهان او تکراری و بدون هماهنگی با صحبت هایش به نظر نرسد. از آنجایی که این انیمیشن دنباله ای از تصاویری نیست که با سرعتی معین می چرخند ، NEX حدود پنج هزار تصویر دارد که می توانند تا لحظه انتشار این تصویر به ترتیب روی صفحه خود بچرخند. این مطمئناً یکی از سخت ترین و خسته کننده ترین بخش های کل این پروژه بود زیرا ایجاد نقاشی ها و انیمیشن ها از ابتدا بدون هیچ گونه آموزش در منطقه نیاز به تلاش و حوصله زیادی دارد. اما فقط این نبود ، برای اینکه بتوان این بانک تصویر را به صورت یک انیمیشن در آردوینو در صفحه Nextion اجرا کرد ، لازم بود از نرم افزار ویرایش Nextion که باعث ایجاد یک فایل.tft می شود ، استفاده شود که ضبط و در آن درج می شود. یک کارت حافظه micro SD که بعداً به صفحه Nextion و تصاویر بارگذاری شده روی آن متصل شود.

برای ایجاد صدای ربات NEX به عنوان اساس صدای نویسنده ای که این خلاصه گسترده را در اینجا می نویسد استفاده شد. از طریق چندین فرآیند اصلاح صدا با استفاده از برنامه Audacity ، امکان ایجاد یک صدای مشخص برای NEX فراهم شد. مرحله بعدی فقط بارگیری تمام دستورات صوتی ایجاد شده در EasyVR Shield از طریق نرم افزار فرمانده EasyVR بود. در زمان انتشار ، NEX دارای 12 فرمان صوتی ایجاد شده ، و همچنین 12 پیام صوتی بارگذاری شده در آن است.

و این بود که روبات NEX در پایان مراحل ایجاد خود نگاه کرد.

مرحله 6: این همه مردم است

همه اینها متعلق به مردم است و همانطور که مشاهده کردید ، من سعی کردم یک پروژه سه ساله را در یک برنامه آموزشی خلاصه کنم ، اما به این راحتی هااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااا … ، و چقدر دشوار به نظر می رسد ، اگر باور داشته باشید که می توان آن را به واقعیت تبدیل کرد و از آن رویا دست نکشید ، به حقیقت می پیوندد !!

NEX و امیدوارم از این پروژه آموزشی لذت برده باشید و از همه شما که تا اینجا خوانده اید متشکرم. اگر می خواهید درباره NEX و سفر باورنکردنی خود بیشتر بدانید فراموش نکنید که او را در اینستاگرام رسمی خود دنبال کنید:nextherobot. همین ، خداحافظ !! به زودی شما را با پروژه های جالب دیگر می بینیم !! ؛)